CN100583332C - 户外交流高压隔离开关电动操动机构 - Google Patents

Abstract

一种户外交流高压隔离开关电动操动机构，其有效地解决了现有操动机构存在的人力手动操动力矩大、分合闸时间长等问题，它包括箱体及组装其内的机械传动装置、电器控制装置以及手动—电动闭锁装置，其技术要点是：机械传动装置的固定有蜗轮的传动轴上设置传动齿和与之相啮合的离合内齿滑套以及绕轴转动的双联齿轮套，并使双联齿轮套与输出轴上的大齿轮相啮合，离合内齿滑套的外周挡台卡接由手柄控制的曲柄式拨轴驱动的拨叉，利用手柄控制拨叉使离合内齿滑套与双联齿轮套相脱离或啮合。它结构设计合理，手动操作灵活方便、手动操作速度与电动操作速度可以等值，能实现快速分、合闸，显著延长导电触头和触指的使用寿命和提高运行的安全、稳定性能。

Description

户外交流高压隔离开关电动操动机构

技术领域

本发明涉及一种高压隔离开关分、合闸用的电动操动机构，特别是一种操作灵活方便、省力，运行安全可靠，动作响应迅速的户外交流高压隔离开关电动操动机构。属于高压电器配套设备领域。

背景技术

目前，随着户外交流高压隔离开关技术水平的不断提高和迅速发展，以及市场的需求，日益迫切要求提高与其相匹配的各种操动机构的性能。高压隔离开关分、合闸用的电动操动机构已成为应用很广泛的以电动机为操作动力来实现隔离开关操作的一种操动机构。但是，不论哪种操动机构都要求有手动操作的功能，以便在变电站失去操作电源时，或在隔离开关调试期间要求慢速动作时，能实现隔离开关的操作功能。据国内、外相关资料报导，现有的高压隔离开关电动操动机构根据工作原理可分为直齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、螺杆螺母-拨叉传动等类型。如专利公告号为CN2049298U的“螺旋副联杆传动的操动机构”，其采用螺杆和滑块螺母的螺旋副、连杆传动机构带动与隔离开关的闸刀轴直接或间接连接的拐臂轴转动，从而达到直接或间接操动隔离开关的闸刀分与合，但其手动机构是利用安装在螺杆头部的手柄操动。另外，专利公告号为CN2484629Y的“一种用于高压隔离开关的电动机操动机构”和公告号为CN2682566Y的“交流高压隔离开关的电动操动机构”。其工作原理是：一级减速为齿轮减速，二级减速为蜗杆、蜗轮减速。其特征是防雨、密封和免维护功能。公告号为CN2640016Y的“高压隔离开关、接地开关用电动操动机构”，其工作原理是蜗杆、蜗轮减速，电机轴与一双蜗轮副机械连接，后一级蜗轮副输出轴同时与开关负载、辅助开关连接，后一级蜗轮副同时还与自锁装置连接。公告号为CN2857195Y的“一种高压隔离开关用电动操动机构”，其特点是：在机箱内，所述主轴上固接蜗轮与该蜗轮啮合的蜗杆与电动机的输出端连接。

本发明人曾针对现有操动机构存在的冲击惯性大、噪音大等问题，设计出公告号为CN2472326Y的“高压隔离开关电动机操动机构”，其由机械传动装置、电器控制装置、箱体以及手动-电动闭锁装置等构成。该操动机构以蜗杆、蜗轮传动为一级变速，齿轮传动为二级变速。它具有运行平稳、无惯性冲击、噪音小等优点。因受超高压隔离开关结构的约束，在实际应用中存在输出扭矩小、不适于超高压隔离开关使用等问题，故在其基础上又设计出专利公告号为CN2517092Y的“一种高压隔离开关电动机操动机构”(即CJ3-XXIV型操动机构)。该机构的机械传动装置由二级变速转换成四级变速机械传动装置，在箱体的体积不变的情况下，扭力加大可拉动252kV～550kV的高压隔离开关。这两种操动机构均通过输出轴将力矩传递到隔离开关分、合闸操纵杆上，实现隔离开关分、合闸功能。

如上所述的各种操动机构在实现人力手动操动时，都是通过手柄转动电机的转轴或是蜗杆轴来达到通过输出轴传递扭矩实现手动分、合隔离开关的目的。由于隔离开关手动操作分、合闸的速度，对隔离开关的导电触头和触指的使用寿命，电力运行的安全、稳定都有一定影响，所以要求人力手动操作速度与电动操作速度达到等值，才能实现快速分、合闸，从而延长隔离开关的导电触头和触指的使用寿命，确保电力运行的安全，稳定。但是现有手动操动机构由于受其传动结构的限制，手柄的操作无脱扣装置，所以人力手动操动时，需要带动与手柄联动的减速电动机和传动系统及其操动的隔离开关，并且必须转动手柄100转以上，才能实现隔离开关的分、合闸操动。因此，现有各种操动机构的人力手动操动不仅耗时长，操作力矩大，而且手柄转动不灵活，手动操作速度远不能实现与电动操作速度达到等值，无法实现快速分、合闸，现有操动机构的结构有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外交流高压隔离开关电动操动机构，它有效地解决了现有操动机构存在的人力手动操动力矩大、转动不灵活、费力、分合闸时间长等问题，具有结构设计合理，手动操作灵活方便、人力手动操作速度可与电动操作速度达到等值的优点，能实现快速分、合闸，显著延长隔离开关的导电触头和触指的使用寿命和提高运行的安全、稳定性能。

本发明的目的是这样实现的：该操动机构包括箱体及组装其内的以蜗杆、蜗轮传动为一级变速和一对齿轮传动为二级变速的机械传动装置、电器控制装置以及手动-电动闭锁装置，其技术要点是：所述机械传动装置的一级变速的固定有蜗轮的传动轴上设置传动齿，与所述传动齿相啮合的部位设置复位弹簧张紧的沿轴向滑动的离合内齿滑套，传动轴上方的光轴部位组装绕轴转动的双联齿轮套，并使双联齿轮套的上联齿轮与二级变速的输出轴上固定的大齿轮相啮合，所述离合内齿滑套的外周挡台卡接沿箱体支承轴的轴向往复滑动的拨叉，所述拨叉另一端的凹槽内插接曲柄式拨轴，所述拨轴通过箱体侧壁上的支承套和手柄座进行轴向限位，并在所述拨轴伸出箱体外的端部铰接有驱动拨轴转动的换挡手柄，利用手柄转动拨轴控制拨叉带动所述离合内齿滑套沿其轴向移动，使所述离合内齿滑套与所述双联齿轮套的下联齿轮相脱离或啮合。

所述箱体的左侧门直接压接所述电器闭锁装置的闭锁开关的动触头。

所述二级变速的输出轴伸出箱体外端设置手动转盘套，转盘套的端法兰与压盖之间压装与隔离开关的操动杆相接的调节芯轴。

所述组装在传动轴上的绕轴转动的双联齿轮套利用套装在传动轴的轴颈端的限位挡套进行轴向定位。

由于本发明集合了现有电动操动机构的优点，仅仅在机械传动装置中采用全新结构的传动轴，并在传动轴上设置传动齿，与传动齿相啮合的部位设置复位弹簧张紧的沿轴向滑动的离合内齿滑套，在传动轴上方的光轴部位组装绕轴转动的双联齿轮套，并使双联齿轮套的上联齿轮与输出轴上固定的大齿轮相啮合，利用换挡手柄转动拨轴控制拨叉来带动离合内齿滑套沿轴向移动，使离合内齿滑套与双联齿轮套的下联齿轮相啮合或脱离，达到电动-手动转换，所以具有结构设计合理，手动操作灵活方便、操作力矩小于250N，人力手动操作速度可与电动操作速度达到等值的优点。通过实际检测证明，该装置能通过操动换挡手柄，实现电动操动或手动操动的择一性操作，并有效地解决了现有操动机构存在的人力手动操动力矩大、转动不灵活、费力、分合闸时间长等问题。这种操动机构可使手动分、合闸达到与电动分、合闸时间同步，分、合闸时间控制在3S。因此，它解决了长期以来本领域技术人员一直渴望解决但始终未能获得成功的手动操动实现快速分、合闸的技术难题。正因为该操动机构具有目前国内现有同类电动操动机构所不具备的上述功能，所以能够显著延长隔离开关的导电触头和触指的使用寿命和提高隔离开关运行的安全、稳定性能。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2是图1中箱体卸除左侧门的侧视图。

图3是本发明的电气原理图。

图中序号说明：1左侧门、2传动轴、3蜗轮、4蜗杆、5复位弹簧、6手柄、7拨叉、8拨轴、9手柄座、10支承套、11箱体支承轴、12离合内齿滑套、13双联齿轮套、14限位挡套、15手动转盘套、16压盖、17调节芯轴、18输出轴、19大齿轮、20箱体、21右侧门、22正面门、23电动机、24销轴孔、25连杆、26拐臂、27辅助开关、28手动挡位、29操作挡位指示盘、30电动挡位、31闭锁开关、M交流电机、KM1、KM2接触器、SB远控按钮选择开关、SBT近控远控选择开关、SB1合闸按钮、SB2分闸按钮、K箱内照明开关、XW1合闸限位开关、XW2分闸限位开关、XW3手动限位开关、EM急停按钮、KT时间继电器。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本发明的具体结构。该操动机构根据其配用的高压隔离开关和接地开关安装方式的不同，按伸出箱体的输出轴的形式，可以设计成竖输出轴(I型)和横输出轴(II型)的结构。本实施例主要结合I型结构进行详细说明。它包括箱体20及组装在箱体20内的以蜗杆4、蜗轮3组成的传动副为一级变速和以双联齿轮套13的上联齿轮、大齿轮19组成的一对齿轮传动副为二级变速的机械传动装置、电器控制装置、手动-电动闭锁装置等件。其中电器控制装置(如图3所示)、手动-电动闭锁装置等的设置，主要采用现有电动操动机构的常用结构，在此不一一赘述。

其机械传动装置的一级变速仍采用通过电动机23驱动的蜗杆4与蜗轮3相啮合的结构，固定蜗轮3的传动轴2上设置有传动齿，与传动齿相啮合的部位设置利用复位弹簧5张紧的沿轴向滑动的离合内齿滑套12。同时在传动轴2上方的光轴部位组装一个绕传动轴2转动的双联齿轮套13，并使双联齿轮套13的上联齿轮与固定在机械传动装置的二级变速的输出轴18上的大齿轮相啮合。离合内齿滑套12的外周挡台卡接沿箱体支承轴11的轴向往复滑动的拨叉7，拨叉7另一端的凹槽内插接曲柄式拨轴8，拨轴8通过箱体20侧壁上的支承套10和手柄座9进行轴向限位，并在拨轴8伸出箱体20外的端部铰接一个可以驱动拨轴8转动的换挡手柄6。利用手柄6转动拨轴8控制拨叉7带动离合内齿滑套12沿其轴向移动，使离合内齿滑套12与双联齿轮套13的下联齿轮相脱离或啮合，以实现手动操动和电动操动的换挡。一端加工有螺纹的箱体支承轴11利用锁紧螺母固定在箱体20的侧壁上.

为了手动操作的安全，箱体20的左侧门直接压接电器闭锁装置的闭锁开关31的动触头。电器闭锁装置的闭锁开关31可以通过箱体20的左侧门1的开启来控制手动操动或电动操作的换挡，并只能通过操动换挡手柄6，实现电动操动或手动操动的择一性操作，即保证手动操动时不能电动操动，电动操动时不能手动操动，以实现手动操作与电动操作之间的电器联锁。

机械传动装置的二级变速的输出轴18的伸出箱体20壁外(I型结构的竖输出轴伸出顶壁，II型结构的横输出轴伸出侧壁)的一端设置手动转盘套15。该转盘套15与其轴向相垂直的侧壁设置可插入手动杆的连接孔，转盘套15的端法兰与压盖16之间压装与隔离开关的操动杆(图中未示出)相接的调节芯轴17。当需要调整隔离开关操动杆角度时，先松开压盖16，将调节芯轴17上的销轴孔24直接对正隔离开关的操动杆的连接孔或通过万向节连接杆上的连接孔，穿上销轴后，即可利用紧固件将压盖16与转动套15的端法兰压紧，使调节芯轴17得以固定。

为确保组装在传动轴2上双联齿轮套13在绕轴转动的同时不发生轴向窜动，可以利用套装在传动轴2的轴颈端的限位挡套14进行轴向定位。另外，在使用工况比较恶劣的情况下，可以在双联齿轮套13内设置复合轴套，以防止双联齿轮套13与传动轴2长期不动时发生锈蚀，影响双联齿轮套13的转动灵活性，避免在需要手动操动或电动操动时无法动作。

电动操动时，操动手柄6变换到电动挡位30，驱动拨轴8转动，带动拨叉7沿支承轴11轴向上滑，离合内齿滑套12受复位弹簧5的作用沿传动轴2的轴向上移，滑动到与双联齿轮套13的下联齿轮相啮合。此时启动电动机23驱动蜗杆4转动，同时使固定在传动轴2上的蜗轮3转动。通过双联齿轮套13的上联齿轮与大齿轮19相啮合，将转矩传递给输出轴18使之转动，通过与隔离开关的操动杆直接或间接相接的调节芯轴17，实现隔离开关的电动分、合闸。

手动操动时，操动手柄6变换到手动挡位28，驱动拨轴8转动，带动拨叉7沿箱体支承轴11轴向下滑，压动离合内齿滑套12沿传动轴2的轴向下移，与双联齿轮套13的下联齿轮相脱离，同时复位弹簧5被压缩。此时在输出轴18伸出侧壁一端的手动转盘套15的连接孔中插入手动杆，搬动手动杆即可方便灵活地转动输出轴18，并通过与隔离开关的操动杆直接或间接相接的调节芯轴17，实现隔离开关的分、合闸。此时，与大齿轮19相啮合的双联齿轮套13绕传动轴2空转，离合内齿滑套12及其齿轮转动轴2不转动。因此，完全可以保证手动分、合隔离开关3S，操作力矩小于250N。

该电动机操动机构可用于操动40.5-252kV户外交流高压隔离开关和接地开关，还可进行远方控制，也可就地用于电动操作或人力手动操作。

Claims (4)

1、一种户外交流高压隔离开关电动操动机构，包括箱体及组装其内的以蜗杆、蜗轮传动为一级变速和一对齿轮传动为二级变速的机械传动装置、电器控制装置以及手动-电动闭锁装置，其特征在于：所述机械传动装置的一级变速的固定蜗轮的传动轴上设置传动齿，与所述传动齿相啮合的部位设置复位弹簧张紧的沿轴向滑动的离合内齿滑套，传动轴上方的光轴部位组装绕轴转动的双联齿轮套，并使双联齿轮套的上联齿轮与二级变速的输出轴上固定的大齿轮相啮合，所述离合内齿滑套的外周挡台卡接沿箱体支承轴的轴向往复滑动的拨叉，所述拨叉另一端的凹槽内插接曲柄式拨轴，所述拨轴通过箱体侧壁上的支承套和手柄座进行轴向限位，并在所述拨轴伸出箱体的端部铰接有驱动拨轴转动的换挡手柄，利用手柄转动拨轴控制拨叉带动所述离合内齿滑套沿其轴向移动，使所述离合内齿滑套与所述双联齿轮套的下联齿轮相脱离或啮合。

2、根据权利要求1所述的户外交流高压隔离开关电动操动机构，其特征在于：所述箱体的左侧门直接压接所述闭锁装置的闭锁开关的动触头。

3、根据权利要求1所述的户外交流高压隔离开关电动操动机构，其特征在于：所述二级变速的输出轴伸出箱体壁外端设置手动转盘套，转盘套的端法兰与压盖之间压装与隔离开关的操动杆相接的调节芯轴。

4、根据权利要求1所述的户外交流高压隔离开关电动操动机构，其特征在于：所述组装在传动轴上的绕轴转动的双联齿轮套利用套装在传动轴的轴颈端的限位挡套进行轴向定位。

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