CN103219191A - 高压电器开关新型分合传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高压电器开关新型分合传动装置，包括导电杆和用于驱动导电杆往复运动的开关驱动装置，所述的导电杆的外周壁包覆有绝缘层。本发明通过在两侧出线端子间，设计外包覆固体绝缘层的导电杆，绝缘导电杆一端与开断元件动触头直接连接，另一端与出线端子通过带有导向的滑动导电组件连接（也可采用导线相连的柔性连接），绝缘主轴绝缘拐臂旋转摆动带动导电杆直线往复运动，从而避免使用绝缘拉杆、导电夹、软连接等繁琐元件，触头压力弹簧可直接作用于外绝缘导电杆上，而且把绝缘部分直接做到导电杆的外部，这样不仅大大减少了生产成本，而且使整体的结构紧凑、简单化、小型化，拆卸维修更加方便。

Description

高压电器开关新型分合传动装置

技术领域

本发明涉及电力高压开关技术领域，尤其涉及高压电器开关新型分合传动装置。

背景技术

高压开关设备近年发展趋势为加大节能环保、高可靠少（免）维护开关设备的研究和开发；加强小型化、大容量、共箱型技术与产品研制。现有的高压开关操动机构经过多年研究、发展，其基础理论及结构等已经达到了比较高的水平。但是现有开关设备的传动结构、导电回路、绝缘结构设计为分体式设计，这样就造成了现有开关结构以下的局限性：

1、现有的主回路开断元件虽然采用了外形小巧的真空灭弧室，真空灭弧室仍然暴露在空气中。相间和对地仍需加装绝缘盒或绝缘隔板，这样导致了外形复杂，笨重，而且加工制作难度大，成本高。

2、现有的一次导电回路由多级元件组成——开断动触头、导电夹、软连接、导电杆、出线端子，这样通过导电夹、软连接和导电杆进行一次回路的导电结构复杂，接触电阻高、发热量大，并且导流能力差，由于软连接结构工作形状的局限作用，电场分布不均，易产生局部场强过大，从而发生绝缘击穿故障。

3、现有的传动部分——通过绝缘拉杆与导电回路连接传动实现高低压隔离：通过绝缘拉杆保证绝缘能力，从而使主轴远离一次导电部分，通过两组摇臂和绝缘拉杆组成的传动系统，不仅传动结构复杂、零部件多，而且拆装调试繁琐。

发明内容

 本发明的目的是提供一种高压电器开关新型分合传动装置，可以大大简化一次导电回路和传动机构，减少了开关设备的重量，节省高压电器开关的成本。

 本发明采用下述技术方案：

   高压电器开关新型分合传动装置，包括导电杆和用于驱动导电杆往复运动的开关驱动装置，所述的开关驱动装置与导电杆的接触面之间设置有绝缘层。

所述的绝缘层为包覆在导电杆的外周壁的绝缘套，所述导电杆的一端电连接高压开关的开断动触头，另一端电连接与开断动触头对应的高压开关的出线端。

还包括有用于缓冲及保持导电杆与开断动触头接触压力的触头弹簧，触头弹簧设置在导电杆与开断动触头电连接的一端。

所述的开关驱动装置包括操动机构、传动杆、驱动主轴，所述的操动机构通过输出拐臂连接传动杆的一端，传动杆的另一端通过输入拐臂连接驱动主轴的一端，所述的驱动主轴上设置有双耳拔叉拐臂，所述的驱动主轴通过双耳拔叉拐臂驱动导电杆往复运动。

所述导电杆与高压开关动触头出线端同轴，导电杆与动触头出线端滑动电连接。

所述绝缘套与导电杆间为紧配合，所述的触头弹簧套装在绝缘套的外表面，绝缘套外表面靠近开断动触头一端设置有爬电伞裙，触头弹簧一端压在爬电伞裙的端部，另一端通过滑动压簧片与双耳拨叉拐臂配合连接。

所述绝缘套与导电杆间为间隙滑动配合，靠近开断动触头端的绝缘套向外凸起形成绝缘罩，所述动触头弹簧套接在绝缘罩内的导电杆上，且触头弹簧一端与绝缘罩端面固定连接，另一端与导电杆上凸起的限位台阶固定连接。

所述的双耳拨叉拐臂为绝缘外层浇注形成，整体圆弧过渡。

本发明通过在两侧出线端子间，设计外包覆固体绝缘层的导电杆，绝缘导电杆一端与开断元件动触头直接连接，另一端与出线端子通过带有导向的滑动导电组件连接（也可采用导线相连的柔性连接），绝缘主轴绝缘拐臂旋转摆动带动导电杆直线往复运动，从而避免使用绝缘拉杆、导电夹、软连接等繁琐元件，触头压力弹簧可直接作用于外绝缘导电杆上，而且把绝缘部分直接做到导电杆的外部，这样不仅大大减少了生产成本，而且使整体的结构紧凑、简单化、小型化，拆卸维修更加方便。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例1俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，高压电器开关新型分合传动装置，包括导电杆2和用于驱动导电杆2往复运动的开关驱动装置，所述的开关驱动装置与导电杆的接触面之间设置有绝缘层。所述的绝缘层为包覆在导电杆2的外周壁的绝缘套3，所述导电杆2的一端电连接高压开关的开断动触头7，另一端电连接与开断动触头7对应的高压开关的出线端13。

还包括有用于缓冲及保持导电杆2与开断动触头7接触压力的触头弹簧5，触头弹簧5设置在导电杆2与开断动触头7电连接的一端。

所述的开关驱动装置包括操动机构22、传动杆23、驱动主轴25，所述的操动机构22通过输出拐臂21连接传动杆23的一端，传动杆23的另一端通过输入拐臂24连接驱动主轴25的一端，所述的驱动主轴25上设置有双耳拔叉拐臂26，所述的驱动主轴25通过双耳拔叉拐臂26驱动导电杆2往复运动。

安装时，如图3所示 首先安装开关驱动装置。先把驱动主轴25一端放置于主轴固定基体安装孔1内（在外壳设计时可以事先设定），另一端通过法兰14固定。驱动主轴25采用金属刚性骨架、外固体绝缘包覆结构，所述的绝缘层为环氧树脂整体浇注；环氧成分配比保证主轴绝缘能力前提下，作为主要传动部分，同时保证了机械强度；为了装配、加工便利，所述的双耳拨叉拐臂26也为绝缘外层浇注形成，整体圆弧过渡使出模更加方便，转角传递受力更加均匀；现有的高压开关多为共箱式，因此在双耳拔叉拐臂26两侧根据需要增设绝缘台阶，不仅可以起到传递力的作用，而且使绝缘套3的绝缘性更为可靠，外形美观。

其次安装导电杆2：将装有超程压簧组件(即为触头弹簧5和滑动压簧片4)的导电杆2通过工装安于驱动主轴25的双耳拔叉拐臂26的一侧，当有滑动压簧片4的时候，滑动压簧片4所在的一侧无需设置绝缘台阶（双耳拔叉拐臂26直接作用于滑动压簧片4上）。导电杆2采用刚性导电骨架，外固体绝缘包覆设计：刚性导电骨架为导电性能优良的导体，外绝缘因为加装滑动压簧片4，特别设计分段加工工艺，这样也减小了模具的大小及加工难度，降低了投资成本；先在导电杆2的骨架上浇注一段外绝缘，绝缘材质应具有优良电绝缘性能、机械性能、热稳定性能，把触头弹簧5、滑动压簧片4（采用弱磁甚至无磁的不锈钢弹簧钢丝绕制而成，也可以采用复合弹性塑料加工，滑动压簧片4同样为无磁刚性材料制作而成，这样能够减少开关电流通过时，产生热量而引起的一系列问题）穿于外绝缘层上，再浇注一段外绝缘，把超程压簧组件（触头弹簧5、滑动压簧片4）封在固定尺寸内（根据不同开关设备行程，调整此尺寸）。

最后，安装两侧出线端子，即进线端子13和出线端子30：将进线端子13、出线端子30、主回路开断元件8，固定在开关设备上。主回路开断元件8动触头端直连连接导电杆2，主回路开断元件8静触头端与出线端子30连接。进线端子13和导电杆2同轴（进线端子12的中心轴与导电杆2的中心轴在同一条直线上）的情况下，进线端子13和导电杆2通过滑动电连接12进行导通；所述的滑动电连接12导电装置尺寸小、结构简单、安装便捷、导电性能优良，同时还保证了开关直线往复运动的导向问题，所述的滑动电连接为常用套管型电器连接方式，电器使用普遍，具体连接、工作结构不再详述。所述的滑动电连接12也可以使用软线结构代替，能够实现开关的开断行程即可，适用于进线端子13与导电杆2不同轴（进线端子12的中心轴与导电杆2的中心轴不在同一条直线上）的情况。

实施例1，如图1和图3所示的绝缘套3与导电杆2为刚性连接紧配合，所述的触头弹簧5套接在绝缘套3外表面，绝缘套3外表面靠近开断动触头7一端设置有爬电伞裙6，触头弹簧5一端压在爬电伞裙6的端部，另一端通过滑动压簧片4与双耳拨叉拐臂26配合连接。

正常工作下——高压开关闭合时:操动机构22储蓄动力，并释放传递动力到输出拐臂21，输出拐臂21通过传动杆23和开关驱动装置的驱动主轴25的输入拐臂24连接，并把力矩传递到驱动主轴25上，驱动主轴25上的双耳拨叉拐臂26转动压向滑动压簧片4偏向触头压力弹簧5，触头压力弹簧5压缩，给连接开断动触头7的导电杆的外绝缘套3压力，开断动触头7运动直至与开断部分静触头9贴紧。此为开关的合闸动作。

分闸时，即高压开关打开时。同样由操动机构22提供动力源，输出拐臂21转动拉动连杆23和开关驱动装置的主轴25，驱动主轴双耳拨叉拐臂26压向另一侧绝缘层上的台阶，从而带动导电杆2、开断动触头7向另外一侧运动，实现开关设备的分断动作。

实施例2,如图2所示；所述的导电杆2与绝缘套3滑动连接（间隙配合），所述的导电杆2上与开断动触头7接触端设置有一限位台阶18，所述的触头弹簧5套接在导电杆2上，且触头弹簧5的一端与导电杆2的限位台阶18固定连接。这样可以将触头弹簧5完全置于绝缘套3的内部；

所述的绝缘套3采用SMC复合塑料（具有优良的电绝缘性能、机械性能、热稳定性能）模具浇注制成；将触头弹簧5装在导电杆2的触头弹簧限位台阶18处，把绝缘套3套装导电杆2上，导电杆2的一端固定在触头预压调节装置16上，从而完成绝缘套3、触头弹簧5固定。此时由于触头弹簧5设置在绝缘套3和导电杆2之间，所以绝缘套3在设置触头弹簧5的地方形成一个筒的凸起的绝缘罩17，所述的绝缘罩17为绝缘套3的一部分，所述的绝缘罩17内设置固定触头弹簧5，固定触头弹簧5一端与绝缘罩17的端面固定连接，另一端与导电杆2上的限位台阶18固定连接。

正常工作下——高压开关闭合时:操动机构22储蓄动力，并释放传递动力到输出拐臂21，输出拐臂21通过传动杆23和开关驱动装置的驱动主轴25的输入拐臂24连接，并把力矩传递到驱动主轴25上，驱动主轴25上的双耳拨叉拐臂26转动压向绝缘套3上的绝缘台阶，从而带动绝缘套3向开断动触头7的方向运动，由于触头压力弹簧5的一端与绝缘套3接触，另一端连接导电杆2，绝缘套3运动时，触头压力弹簧5压缩，给连接开断动触头7的导电杆2的外绝缘套3压力，开断动触头7运动直至与开断部分静触头9贴紧，并保持压力。此为开关的合闸动作。

分闸时，即高压开关打开时。同样由操动机构22提供动力源，输出拐臂21转动拉动连杆23和开关驱动装置的主轴25，驱动主轴双耳拨叉拐臂26压向另一侧绝缘层上的绝缘台阶，绝缘套3向远离开断动触头7的方向移动，触头压力弹簧5释放压力，从而带动导电杆2、开断动触头7向另外一侧运动，实现开关设备的分断动作。

本发明所述的导电杆长度以能够提供足够的元件安装尺寸及传动连接尺寸，并满足高压开关开断、关合行程之和为标准，具体长度大小视高压开关的规格尺寸情况而定。本发明所述的绝缘层的厚度需保证必要的机械强度的同时，也要保证在高压场强的作用下不击穿的绝缘能力。

本发明通过开关驱动装置直连驱动导电主回路，实现开关设备分断、关合，取消了开关设备中常用的绝缘拉杆，连接传动结构新颖、安装拆换方便、开关设备空间更紧凑、结构更小巧。其次在主导电回路通过绝缘导电杆、滑动电连接与出线端子滑动连接，取消了主回路分段连接形式，削减了软连接、导电夹等过渡零件，从而使导电性能更好、电场分布均匀，有效节约了成本。进一步的通过触头弹簧结构直接套穿于一次导电回路上等独特设计，更节省空间，无过渡连接，更加稳定可靠。

本发明不局限于上述的具体实施方式，例如：导电杆2外面也可以不套装绝缘套3，而将双耳拨叉拐臂26外表面浇铸绝缘层或直接用绝缘材料制作双耳拨叉拐臂26，只要能实现导电杆2与驱动导电杆平移的部件间绝缘配合即可，也可将驱动导电杆2平移的双耳拨叉拐臂26的摆动结构用平移结构代替，这样的变换形式仍然为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.高压电器开关新型分合传动装置，包括导电杆和用于驱动导电杆往复运动的开关驱动装置，其特征在于：所述的开关驱动装置与导电杆的接触面之间设置有绝缘层。

2.根据权利要求1所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述的绝缘层为包覆在导电杆的外周壁的绝缘套，所述导电杆的一端电连接高压开关的开断动触头，另一端电连接与开断动触头对应的高压开关的出线端。

3.根据权利要求2所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：还包括有用于缓冲及保持导电杆与开断动触头接触压力的触头弹簧，触头弹簧设置在导电杆与开断动触头电连接的一端。

4.根据权利要求1-3任一所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述的开关驱动装置包括操动机构、传动杆、驱动主轴，所述的操动机构通过输出拐臂连接传动杆的一端，传动杆的另一端通过输入拐臂连接驱动主轴的一端，所述的驱动主轴上设置有双耳拔叉拐臂，所述的驱动主轴通过双耳拔叉拐臂驱动导电杆往复运动。

5.根据权利要求4所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述导电杆与高压开关动触头出线端同轴，导电杆与动触头出线端滑动电连接。

6.根据权利要求5所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述绝缘套与导电杆间为紧配合，所述的触头弹簧套装在绝缘套的外表面，绝缘套外表面靠近开断动触头一端设置有爬电伞裙，触头弹簧一端压在爬电伞裙的端部，另一端通过滑动压簧片与双耳拨叉拐臂配合连接。

7.根据权利要求5所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述绝缘套与导电杆间为间隙滑动配合，靠近开断动触头端的绝缘套向外凸起形成绝缘罩，所述动触头弹簧套接在绝缘罩内的导电杆上，且触头弹簧一端与绝缘罩端面固定连接，另一端与导电杆上凸起的限位台阶固定连接。

8.根据权利要求7所述的高压电器开关新型分合传动装置，其特征在于：所述的双耳拨叉拐臂为绝缘外层浇注形成，整体圆弧过渡。

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