CN102426976A - 用于真空负荷开关的弹簧储能机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于真空负荷开关的弹簧储能机构，本发明大大增强了开关在合闸运行中遇到短路电流时，抗动热稳定电流的电动冲击力能力，同时避免真空灭弧室被大电流烧损或震动力损坏元器件等破坏因素。开关机构的分闸脱扣零件灵活可靠，零件配合连接简单，减少开关分合时间，确保开关分断性能稳定，免维护。储能机构生产装配简单、方便、灵活，并且装配工时短，质量稳定，技术含量高，实用性强等诸多优点。整机生产零件装配模块化，结构上尽可能优化，减少零件，优化零件设计，降低零件采购成本，提高生产效力，节约生产费用，确保得到市场客户大力认可并使用。

Description

用于真空负荷开关的弹簧储能机构

技术领域

本发明涉及一种电力系统设备，特别是涉及一种用于真空负荷开关的弹簧储能机构。

背景技术

真空负荷开关通常分三部分，包括隔离开关部分、真空内腔部分和熔断器及接地开关部分。作为一种具有高、低分断能力的户内交流真空负荷开关，适用于工矿、企业、住宅小区、学校等配电系统中环网供电或终端供电的开关元件。

目前，传统的中压交流真空负荷开关或组合电器开关机构，一直援用压气式负荷开关的结构原理，将机构照搬使用到真空负荷开关上，依靠错乱复杂机构内的若干拔头零件动作，使得开关可以达到合、分闸动作原理。开关在合闸后，没有可靠的闭锁零件使驱动辅轴拐臂固定，只是靠几个小拐臂零件转到死点位置来顶住达到开关合闸后锁住的目的。开关在带电运行中遇到短路电流，抗动热稳定电流的强冲击力差，使得其开关机构性能极不稳定。开关装配难，零件多，结构性问题点多，组装难度较大，以致使维修、调试难等诸多难点。尤其开关机构发生重装后，其特性参数变化大，性能极不稳定的技术性缺点等重大问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于真空负荷开关的弹簧储能机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于真空负荷开关的弹簧储能机构，包括框架及设于框架上主轴和副轴，所述主轴上设有与主轴的卡槽卡紧的储能拐臂组件、一个或两个储能拐臂凸轮，主轴上还设有可于主轴上转动的储能板组件；

所述储能拐臂组件通过合闸杆组件与合分弹簧组件连接，当主轴带动储能拐臂组件转动时，储能拐臂组件可带动合闸杆组件使合分弹簧组件进行储能；

所述储能板组件还可转动的套装于副轴上，其上侧设有机构储能时卡紧储能板组件的储能半轴组件；所述储能拐臂凸轮随主轴转动时可顶开所述储能板组件；

所述储能板组件通过设于其上侧的储能分闸拐臂组件设有分闸半轴组件；当机构合闸时，分闸半轴组件通过卡住分闸拐臂组件将储能板组件卡紧；

所述分闸半轴组件与储能拐臂凸轮之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件，当储能拐臂凸轮转动时，储能拐臂凸轮可使分闸顶杆组件）上滑从而带动分闸半轴组件。

所述储能拐臂组件的主体件为储能拐臂，储能拐臂上通过设于其上的螺纹销设有可绕螺纹销转动的储能滚轮；所述储能滚轮的上侧设有经主轴转动后储能滚轮可与其相接触的合闸杆组件。

所述合闸杆组件包括储能顶杆、合分弹簧拐臂及固定于框架上的合分弹簧拐臂销；所述储能顶杆的下端可与所述储能拐臂组件相接触，顶端与合分弹簧拐臂的一端通过螺栓串接在一起，储能顶杆的一侧设有顶杆限位滑轮,另一侧设有顶杆定位扭簧；所述合分弹簧拐臂的中部套装于所述合分弹簧拐臂销上，其另一端通过设于合分弹簧组件上端的分闸弹簧销与合分弹簧组件上的分闸弹簧串接；所述分闸弹簧的另一端固定于框架上；所述分闸弹簧销的下端通过导向杆顶座设有导向杆，导向杆的下端插入带孔的导向杆底座内；在导向杆顶座与导向杆底座之间设有合闸弹簧；所述导向杆底座通过主副轴拐臂销与主副轴拐臂可转动的连接；所述主副轴拐臂通过设于其上的通孔套装于主轴上，其下侧卡紧所述副轴；所述分闸弹簧销与主副轴拐臂销之间的两侧分别安装有导向板，导向板上设有销孔和导槽，销孔与分闸弹簧销连接，导槽与主副轴拐臂销连接。

所述储能板组件的主体件为可转动的套装于主轴上的储能板，该储能板还可转动的卡装于副轴上；所述储能板通过固定于其上的储能板销设有储能轴承，该储能轴承的上侧设有所述储能半轴组件。

所述储能半轴组件包括设于所述所述储能板组件的上侧设有储能半轴，该储能半轴通过储能半轴轴承安装于所述框架上；所述储能半轴的一端或两端设有半轴拐臂，该半轴拐臂的下端为所述拐臂凸轮。

所述储能分闸拐臂组件的主体件为分闸拐臂，分闸拐臂可转动套装于固定于框架上的分闸拐臂轴，在分闸拐臂的下侧设有紧固连接于其上的分闸小拐臂；所述分闸拐臂的上端设有可卡紧分闸拐臂的分闸半轴组件。

所述分闸半轴组件的主体件为分闸半轴，该分闸半轴通过分闸半轴轴承安装于所述框架上；与所述储能拐臂凸轮相对应地，所述分闸半轴的一侧设有固定于分闸半轴上的分闸片；所述分闸片与所述储能拐臂凸轮之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件，当储能拐臂凸轮转动时，储能拐臂凸轮可使分闸顶杆组件上滑从而带动分闸半轴组件。

所述分闸顶杆组件的主体件为分闸顶杆，分闸顶杆的下端通过设于其上的分闸顶杆销设有分闸顶杆滑轮，还设有将分闸顶杆的下拉小拉簧。

所述主轴设有固定于主轴上的定位凸块，相应地在框架上设有该定位凸块的定位销。

所述主轴为设有卡槽的圆形轴，在主轴未设有零部件处设备轴套。

本发明的有益效果：本发明大大增强了开关在合闸运行中遇到短路电流时，抗动热稳定电流的电动冲击力能力，同时避免真空灭弧室被大电流烧损或震动力损坏元器件等破坏因素。开关机构的分闸脱扣零件灵活可靠，零件配合连接简单，减少开关分合时间，确保开关分断性能稳定，免维护。 

储能机构生产装配简单、方便、灵活，并且装配工时短，质量稳定，技术含量高，实用性强等诸多优点。整机生产零件装配模块化，结构上尽可能优化，减少零件，优化零件设计，降低零件采购成本，提高生产效力，节约生产费用，确保得到市场客户大力认可并使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部放大图A；

图3是图1的正视图；

图4是图3上B-B截面的剖视图；

图5-图6是图3上D-D截面的局部剖视图；

图7是本发明的机构处于分闸时，图3上C-C截面的剖视图；

图8是本发明的机构处于合闸时，图3上C-C截面的剖视图；

图9是图3上E-E截面的局部剖视图。

具体实施方式

参照图1～图9，用于真空负荷开关的弹簧储能机构，包括框架1及设于框架1上主轴2和副轴8，所述主轴2上设有与主轴2的卡槽卡紧的储能拐臂组件3、一个或两个储能拐臂凸轮4，主轴2上还设有可于主轴2上转动的储能板组件5；

所述储能拐臂组件3通过合闸杆组件6与合分弹簧组件7连接，当主轴2带动储能拐臂组件3转动时，储能拐臂组件3可带动合闸杆组件6使合分弹簧组件7进行储能；

所述储能板组件5还可转动的套装于副轴8上，其上侧设有机构储能时卡紧储能板组件5的储能半轴组件12；所述储能拐臂凸轮4随主轴2转动时可顶开所述储能板组件5；

所述储能板组件5通过设于其上侧的储能分闸拐臂组件9设有分闸半轴组件10；当机构合闸时，分闸半轴组件10通过卡住分闸拐臂组件9将储能板组件5卡紧；

所述分闸半轴组件10与储能拐臂凸轮4之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件11，当储能拐臂凸轮4转动时，储能拐臂凸轮4可使分闸顶杆组件11上滑从而带动分闸半轴组件10。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述储能拐臂组件3的主体件为储能拐臂301，储能拐臂301上通过设于其上的螺纹销302设有可绕螺纹销302转动的储能滚轮303；所述储能滚轮303的上侧设有经主轴2转动后储能滚轮303可与其相接触的合闸杆组件6。

作为上述技术方案的又一优选实施方式，所述合闸杆组件6包括储能顶杆601、合分弹簧拐臂602及固定于框架1上的合分弹簧拐臂销603；所述储能顶杆601的下端可与所述储能拐臂组件3相接触，顶端与合分弹簧拐臂602的一端通过螺栓604串接在一起，储能顶杆601的一侧设有顶杆限位滑轮605,另一侧设有顶杆定位扭簧606；所述合分弹簧拐臂602的中部套装于所述合分弹簧拐臂销603上，其另一端通过设于合分弹簧组件7上端的分闸弹簧销701与合分弹簧组件7上的分闸弹簧702串接；所述分闸弹簧702的另一端固定于框架1上；所述分闸弹簧销701的下端通过导向杆顶座703设有导向杆704，导向杆704的下端插入带孔的导向杆底座705内；在导向杆顶座703与导向杆底座705之间设有合闸弹簧706；所述导向杆底座705通过主副轴拐臂销707与主副轴拐臂708可转动的连接；所述主副轴拐臂708通过设于其上的通孔套装于主轴2上，其下侧卡紧所述副轴8；所述分闸弹簧销701与主副轴拐臂销707之间的两侧分别安装有导向板709，导向板709上设有销孔和导槽，销孔与分闸弹簧销701连接，导槽与主副轴拐臂销707连接。

又一优选实施方式，所述储能板组件5的主体件为可转动的套装于主轴2上的储能板501，该储能板501还可转动的卡装于副轴8上；所述储能板501通过固定于其上的储能板销502设有储能轴承503，该储能轴承503的上侧设有所述储能半轴组件12。

又一优选实施方式，所述储能半轴组件12包括设于所述所述储能板组件5的上侧设有储能半轴1201，该储能半轴1201通过储能半轴轴承1202安装于所述框架1上；所述储能半轴1201的一端或两端设有半轴拐臂1203，该半轴拐臂503的下端为所述拐臂凸轮4。

又一优选实施方式，所述储能分闸拐臂组件9的主体件为分闸拐臂901，分闸拐臂901可转动套装于固定于框架1上的分闸拐臂轴902，在分闸拐臂901的下侧设有紧固连接于其上的分闸小拐臂903；所述分闸拐臂901的上端设有可卡紧分闸拐臂901的分闸半轴组件10。

又一优选实施方式，所述分闸半轴组件10的主体件为分闸半轴1001，该分闸半轴1001通过分闸半轴轴承1002安装于所述框架1上；与所述储能拐臂凸轮4相对应地，所述分闸半轴1001的一侧设有固定于分闸半轴1001上的分闸片1003；所述分闸片1003与所述储能拐臂凸轮4之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件11，当储能拐臂凸轮4转动时，储能拐臂凸轮4可使分闸顶杆组件11上滑从而带动分闸半轴组件10。

又一优选实施方式，所述分闸顶杆组件11的主体件为分闸顶杆1101，分闸顶杆1101的下端通过设于其上的分闸顶杆销1102设有分闸顶杆滑轮1103，还设有将分闸顶杆1101的下拉小拉簧1104。

又一优选实施方式，为防止主轴转向过位，所述主轴2设有固定于主轴2上的定位凸块13，相应地在框架1上设有该定位凸块13的定位销14。

又一优选实施方式，所述主轴2为设有卡槽的圆形轴，在主轴2未设有零部件处设备轴套。

下面对本实施例的工作原理进行详细介绍，以图说明本发明的优越性。本发明的弹簧储能机构在工作过程中包括四个工作阶段，分别为：一、储能合闸阶段；二、合闸后分闸力保持阶段；三、分闸阶段；四、复位阶段，以下对各个工作阶段进行一一的介绍。

一、储能合闸阶段（重点参照图4～图6），本阶段的作用在于为真空负荷开关提供合闸的动力源，具体的操作方式如下：通过主轴2的操作盘使主轴2按照图4所示的顺时针方向转动，由于储能拐臂组件3的主体件储能拐臂301是紧卡于主轴2上，因此转动主轴2将带动储能拐臂301一起延顺时针方向转动；当储能拐臂301处于图4所述的状态进一步延顺时针方向转动时，设于储能拐臂301上的储能滚轮303将接触并向上顶起合闸杆组件6的储能顶杆601；因顶杆限位滑轮605和顶杆定位扭簧606的限位导向作用，此时储能顶杆601只能向上滑动；由于储能顶杆601和合分弹簧拐臂602之间是通过螺栓604串接在一起，而合分弹簧拐臂602的中部是套装于合分弹簧拐臂销603上，因此合分弹簧拐臂602的左侧将随储能顶杆601向侧上摆动，合分弹簧拐臂602的左侧则会向下侧摆动；此处应当指出的是合分弹簧拐臂销603在合分弹簧拐臂602上的位置可根据实际的设计需要进行调整，以改变机构进行合闸储能时所需要的外力的大小，如合分弹簧拐臂销603位于合分弹簧拐臂602靠左侧，据杠杆原理，则需要较大的外力才可使其动作，反之亦然；此时合分弹簧拐臂602的左侧将通过与其连接的分闸弹簧销701使分闸弹簧702进入拉伸储能的状态，同时合分弹簧拐臂602左下侧将下压导向杆顶座703使合闸弹簧706进入压缩储能的状态；以上过程直至主轴2转动使设于主轴2上的定位凸块13卡住定位销14前，分闸弹簧702进一步被拉伸，合闸弹簧706进一步被压缩，本发明的机构进行储能合闸阶段。又需指出的是，以上储能合闸阶段中，储能板组件5一直被储能半轴组件12卡住，而开启储能半轴组件12的储能拐臂凸轮4一直随主轴2一起转动，但未进入半轴组件12的开启位。当主轴2进一步转动使设于其上的定位凸块13卡住定位销14时，此时设于主轴2上的储能拐臂凸轮4的凸出部进入开启位，恰好能够顶起储能半轴组件12的半轴拐臂1203，从而使与半轴拐臂1203紧固连接的储能半轴1201转动，从而使储能板组件5可以自由的动作；此时合闸弹簧706瞬间释放压力，并推动主副轴拐臂708快速动作，设于副轴8的各传动组件则带动相应的拐臂推动真空灭孤室动作，使真空复合开关进入合闸状态。

二、合闸后分闸力保持阶段（重点参照图7～图8），本阶段的作用在于为真空负荷开关提供稳定工作连通状态，具体的操作方式如下：当储能板组件5滑过分闸小拐臂903，合分弹簧组件7在分闸弹簧702的反作用力下，储能板组件5将延图示逆进针方向转动，并被分闸小拐臂903挡住；储能分闸拐臂组件9又被分闸半轴组件10卡住，至此储能机构进入真空负荷开关合闸保持阶段。

三、分闸阶段（重点参照图5～图9），本阶段的作用在使真空负荷开关进行分闸状态，具体的操作方式如下：通过主轴2的操作盘使主轴2按照图5所示的逆时针方向转动，储能拐臂凸轮4随主轴2做逆时针方向的转动，并顶动分闸顶杆组件11；同时分闸顶杆组件11顶动分闸半轴组件10，使分闸半轴1001打开；在分闸弹簧702的反作用下，推动主副轴拐臂708快速动作，设于副轴8的各传动组件则带动相应的拐臂推动真空灭孤室动作，使真空复合开关进入开闸状态。

四、复位阶段，完成上述分闸阶段后，为便于下一次操作真空复合开关的工作状态，应继续使主轴2转动，使主轴2转回至原始状态。

当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.用于真空负荷开关的弹簧储能机构，包括框架（1）及设于框架（1）上主轴（2）和副轴（8），其特征在于：

所述主轴（2）上设有与主轴（2）的卡槽卡紧的储能拐臂组件（3）、一个或两个储能拐臂凸轮（4），主轴（2）上还设有可于主轴（2）上转动的储能板组件（5）；

所述储能拐臂组件（3）通过合闸杆组件（6）与合分弹簧组件（7）连接，当主轴（2）带动储能拐臂组件（3）转动时，储能拐臂组件（3）可带动合闸杆组件（6）使合分弹簧组件（7）进行储能；

所述储能板组件（5）还可转动的套装于副轴（8）上，其上侧设有机构储能时卡紧储能板组件（5）的储能半轴组件（12）；所述储能拐臂凸轮（4）随主轴（2）转动时可顶开所述储能板组件（5）；

所述储能板组件（5）通过设于其上侧的储能分闸拐臂组件（9）设有分闸半轴组件（10）；当机构合闸时，分闸半轴组件（10）通过卡住分闸拐臂组件（9）将储能板组件（5）卡紧；

所述分闸半轴组件（10）与储能拐臂凸轮（4）之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件（11），当储能拐臂凸轮（4）转动时，储能拐臂凸轮（4）可使分闸顶杆组件（11）上滑从而带动分闸半轴组件（10）。

2.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述储能拐臂组件（3）的主体件为储能拐臂（301），储能拐臂（301）上通过设于其上的螺纹销（302）设有可绕螺纹销（302）转动的储能滚轮（303）；所述储能滚轮（303）的上侧设有经主轴（2）转动后储能滚轮（303）可与其相接触的合闸杆组件（6）。

3.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述合闸杆组件（6）包括储能顶杆（601）、合分弹簧拐臂（602）及固定于框架（1）上的合分弹簧拐臂销（603）；所述储能顶杆（601）的下端可与所述储能拐臂组件（3）相接触，顶端与合分弹簧拐臂（602）的一端通过螺栓（604）串接在一起，储能顶杆（601）的一侧设有顶杆限位滑轮（605）,另一侧设有顶杆定位扭簧（606）；所述合分弹簧拐臂（602）的中部套装于所述合分弹簧拐臂销（603）上，其另一端通过设于合分弹簧组件（7）上端的分闸弹簧销（701）与合分弹簧组件（7）上的分闸弹簧（702）串接；所述分闸弹簧（702）的另一端固定于框架（1）上；所述分闸弹簧销（701）的下端通过导向杆顶座（703）设有导向杆（704），导向杆（704）的下端插入带孔的导向杆底座（705）内；在导向杆顶座（703）与导向杆底座（705）之间设有合闸弹簧（706）；所述导向杆底座（705）通过主副轴拐臂销（707）与主副轴拐臂（708）可转动的连接；所述主副轴拐臂（708）通过设于其上的通孔套装于主轴（2）上，其下侧卡紧所述副轴（8）；所述分闸弹簧销（701）与主副轴拐臂销（707）之间的两侧分别安装有导向板（709），导向板（709）上设有销孔和导槽，销孔与分闸弹簧销（701）连接，导槽与主副轴拐臂销（707）连接。

4.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述储能板组件（5）的主体件为可转动的套装于主轴（2）上的储能板（501），该储能板（501）还可转动的卡装于副轴（8）上；所述储能板（501）通过固定于其上的储能板销（502）设有储能轴承（503），该储能轴承（503）的上侧设有所述储能半轴组件（12）。

5.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述储能半轴组件（12）包括设于所述所述储能板组件（5）的上侧设有储能半轴（1201），该储能半轴（1201）通过储能半轴轴承（1202）安装于所述框架（1）上；所述储能半轴（1201）的一端或两端设有半轴拐臂（1203），该半轴拐臂（503）的下端为所述拐臂凸轮（4）。

6.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述储能分闸拐臂组件（9）的主体件为分闸拐臂（901），分闸拐臂（901）可转动套装于固定于框架（1）上的分闸拐臂轴（902），在分闸拐臂（901）的下侧设有紧固连接于其上的分闸小拐臂（903）；所述分闸拐臂（901）的上端设有可卡紧分闸拐臂（901）的分闸半轴组件（10）。

7.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述分闸半轴组件（10）的主体件为分闸半轴（1001），该分闸半轴（1001）通过分闸半轴轴承（1002）安装于所述框架（1）上；与所述储能拐臂凸轮（4）相对应地，所述分闸半轴（1001）的一侧设有固定于分闸半轴（1001）上的分闸片（1003）；所述分闸片（1003）与所述储能拐臂凸轮（4）之间设有可上下滑动的分闸顶杆组件（11），当储能拐臂凸轮（4）转动时，储能拐臂凸轮（4）可使分闸顶杆组件（11）上滑从而带动分闸半轴组件（10）。

8.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述分闸顶杆组件（11）的主体件为分闸顶杆（1101），分闸顶杆（1101）的下端通过设于其上的分闸顶杆销（1102）设有分闸顶杆滑轮（1103），还设有将分闸顶杆（1101）的下拉小拉簧（1104）。

9.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述主轴（2）设有固定于主轴（2）上的定位凸块（13），相应地在框架（1）上设有该定位凸块（13）的定位销（14）。

10.根据权利要求1所述的用于真空负荷开关的弹簧储能机构，其特征在于：所述主轴（2）为设有卡槽的圆形轴，在主轴（2）未设有零部件处设备轴套。

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