CN103280364B - 一种电动接地开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动接地开关，它包括：底架、静刀、动刀、拐臂、储能弹簧、接地开关大轴、电机、电磁离合器、传动组件、辅助开关，接地开关大轴上设有大齿轮及凸轮；电磁离合器包括固定座、弹簧、设于固定座上的电磁铁，固定座套设于接地开关大轴上，电磁铁包括动铁芯及设于动铁芯上的销；弹簧套设于动铁芯的一端，弹簧的另一端固定有一挡板；销平行接地开关大轴；大齿轮上设有孔，销能在电磁铁的磁力作用下伸出并插入大齿轮上的孔内，销能在弹簧的弹力作用下退出大齿轮上的孔并缩回电磁离合器固定座内。该电动接地开关与原手动接地开关外形及安装开孔一致，互换性好，安装方便，操作可靠，可提高电力系统的自动化水平。

Description

一种电动接地开关

技术领域

本发明涉及一种电力设备，特别涉及一种应用于高压开关柜内的接地开关。

背景技术

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV-40.5kV的交流金属封闭开关设备，其主要包括高压断路器、接地开关、互感器等，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。高压开关柜中的接地开关是作为检修时保证人身安全，用于接地的一种机械接地装置。在对电气设备进行检修时，对于可能送电至停电设备的各个方向或停电设备可能产生感应电压的线路都要合上接地开关(或挂上接地线)，这是为了防止检修人员在停电设备(或停电工作点)工作时突然来电，确保检修人员人身安全的可靠安全措施，同时开关柜所断开的电器设备上的剩余电荷，也可由接地开关合上接地而释放。

公开号为CN201765973U的实用新型专利公开了一种接地开关电动操作机构，它使原有的接地开关具备了电动操作功能，这种电动操作机构可以和不同厂家生产的接地开关配套使用，操作可靠，但需要在柜体侧板上增加安装孔，对柜体结构略有改动，给开关柜生产厂家带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种安装方便，结构简单，操作可靠灵活，成本低廉的电动接地开关。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种电动接地开关，它包括：底架、静刀、动刀、拐臂、储能弹簧、接地开关大轴、电机、电磁离合器、传动组件、辅助开关，所述接地开关大轴上设有大齿轮及凸轮，所述电机通过所述传动组件驱动所述接地开关大轴转动，所述凸轮随所述接地开关大轴转动而拨动所述辅助开关；所述电磁离合器包括固定座、弹簧及设于所述固定座上的电磁铁，所述固定座套设于所述接地开关大轴上，所述电磁铁包括动铁芯及设于所述动铁芯上的销；所述弹簧套设于所述动铁芯的一端，所述弹簧的另一端固定有一挡板；所述销平行于所述接地开关大轴；所述大齿轮上设有孔，所述销能在电磁铁的磁力作用下伸出电磁离合器固定座并插入所述大齿轮上的孔内，所述销能在弹簧的弹力作用下退出所述大齿轮上的孔并缩回电磁离合器固定座内。本发明所述的电动接地开关与配套的控制装置配合使用，所述凸轮固定安装在电动接地开关大轴上，所述辅助开关固定安装在电动接地开关底架上，凸轮与对应的辅助开关配合向控制装置提供可靠的电动操作到位信号。辅助开关也可用接近开关等具备类似功能的元件代替。本发明中所述的大齿轮与接地开关大轴形成销钉连接关系，可绕接地开关大轴自由转动，但不能沿接地开关大轴的轴向滑动。

优选的，所述大齿轮上沿轴向分布有多个到轴心距离相等的孔。

进一步的，所述多个孔呈环行阵列分布。孔的形状首选为圆弧形长圆孔，但也可以是其它合适的形状。

优选的，所述电机包括输出轴，所述输出轴上设有电机齿轮；所述传动组件包括过渡轴及设于所述过渡轴上的齿轮，所述齿轮通过与所述电机齿轮及所述大齿轮啮合而实现传动。

进一步的，所述过渡轴包括第一过渡轴及第二过渡轴，所述第一过渡轴上设有第一齿轮、第二齿轮，所述第二过渡轴上设有第三齿轮、第四齿轮；所述第一过渡轴上的第一齿轮与电机齿轮啮合形成第一齿轮组，所述第二过渡轴上的第四齿轮与所述大齿轮啮合形成第二齿轮组，所述第一过渡轴上的第二齿轮与所述第二过渡轴上的第三齿轮啮合形成第三齿轮组；通过所述第一齿轮组、第二齿轮组及第三齿轮组之间的传动，所述电机能带动套设于所述接地开关大轴上的大齿轮转动。上述第一过渡轴及第二过渡轴均安装在底架上，通过上述各齿轮间的传动，电机转动时可带动安装在接地开关大轴上的大齿轮转动。

优选的，所述底架上还设有脉冲监测传感器。

进一步的，所述电机的输出轴上设有圆环，所述圆环外缘上设有多个凸起。本发明中，在电动操作过程中，固定安装在电机的输出轴上的圆环外缘的多个凸起部分会逐一靠近或远离固定安装在底架上的脉冲监测传感器的感应端，使脉冲监测传感器的输出状态发生改变，控制装置会根据脉冲监测传感器输出状态改变的次数来判断当前操作的完成进度。

本发明中，当电磁铁通电时，销随电磁铁的动铁芯一起沿接地开关大轴的轴向滑动，销的前端伸出电磁离合器固定座的侧面，并插入大齿轮的对应孔中，当大齿轮在电机的带动下通过上述传动组件的传动而发生转动时，因大齿轮与固定安装在接地开关大轴上的电磁离合器的固定座通过销产生了固定连接关系，故接地开关大轴会随大齿轮一起转动，从而使固定在接地开关大轴上的凸轮和拐臂也跟随转动，拐臂推动动刀一起转动。当动刀转过死点后会在储能弹簧的作用下快速转动，从而完成接地开关分或合操作，当凸轮转动并拨动辅助开关的状态发生改变时，与所述电动接地开关相连的控制装置会切断电磁离合器的电源和电机的电源，接地开关的电动操作完成。当电磁铁失电时，销随电磁铁的动铁芯一起在弹簧的作用下缩回固定座内部，则大齿轮和固定座之间的传动关系解除，大齿轮不能带动接地开关大轴转动，这时手动操作接地开关时也不受电动传动单元的影响。

本发明中所述大齿轮上设有多个依次排列的孔，若销未与大齿轮上的某个孔对准时，在电磁铁通电后，当电机带动大齿轮转动时，大齿轮上的下一个孔会与销对准，从而使销能够插入相对应的孔内，使大齿轮和电磁离合器固定座间产生固定连接关系，由于电磁离合器固定座是套设于接地开关大轴上的，从而使大齿轮带动接地开关大轴一起转动。

本发明中电机和电磁离合器由控制装置控制，安装在电动接地开关上的提供电动操作到位信号的辅助开关能向控制装置反馈状态信号。在电动操作过程中，控制装置实时监测电动接地开关驱动电机的电流大小以及电动接地开关相应辅助开关的状态变化，并据此判断电动操作是否完成。当电动操作过程中出现故障，电机电流会发生相应的变化，控制装置会根据电流大小做出相应的控制或保护动作，避免电动接地开关损坏。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该电动接地开关可在控制装置的控制下自动完成接地开关电动分合操作，可提高电力系统的自动化水平；并且外形及安装尺寸与普通手动接地开关一致，安装方便；手动操作和电动操作互不影响，操作可靠；可有效降低变电站的运行和维护成本，提高智能化水平，非常有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明电动接地开关一优选实施例的立体视图；

图2为本发明电动接地开关一优选实施例中的主视图；

图3为图2中A-A截面结构示意图；

图4为图2的左视图；

图5为本发明电动接地开关一优选实施例中电磁离合器的结构示意图；

图6为本发明电动接地开关一优选实施例中的大齿轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

请参考附图1至附图6，实施例：一种电动接地开关，它包括：底架1、静刀9、动刀10、拐臂19、储能弹簧20、接地开关大轴13、电机2、电磁离合器3、传动组件6、辅助开关11，接地开关大轴13上设有大齿轮5及凸轮12，电机2通过所述传动组件驱动接地开关大轴13转动，拐臂19与接地开关大轴13固定连接，接地开关大轴13转动时会带动拐臂19同步转动，并推动动刀10转动，当转过死点后，储能弹簧20会使动刀10快速转动完成接地开关分或合操作。凸轮12随接地开关大轴13转动而拨动辅助开关11，使其状态发生相应改变，控制装置根据此信号切断电机与电磁离合器电源，完成电动接地开关的分合操作；电磁离合器3包括固定座4、弹簧18及设于固定座4上的电磁铁17，固定座4套设于接地开关大轴13上，电磁铁17包括动铁芯16及设于动铁芯16上的销14；弹簧18套设于动铁芯17的一端，弹簧18的另一端固定有一挡板，以使弹簧18得到固定；销14平行于接地开关大轴13；大齿轮5上设有孔5-1，销14能在电磁铁17的磁力作用下伸出固定座4并插入大齿轮5上的孔5-1内，销14能在弹簧18的弹力作用下退出大齿轮5上的孔5-1并缩回固定座4内。本发明中所述的大齿轮5与接地开关大轴13形成销钉连接关系，可绕接地开关大轴13自由转动，但不能沿接地开关大轴13的轴向滑动。

本实施例中，电机2包括输出轴，所述输出轴上设有电机齿轮21。

所述传动组件6包括过渡轴及设于所述过渡轴上的齿轮，所述齿轮通过与所述电机齿轮及所述大齿轮啮合而实现传动。所述过渡轴包括第一过渡轴24及第二过渡轴25，第一过渡轴24上设有第一齿轮22、第二齿轮23，第二过渡轴25上设有第三齿轮26、第四齿轮27；第一过渡轴24上的第一齿轮22与电机齿轮21啮合形成第一齿轮组，第二过渡轴25上的第四齿轮27与大齿轮5啮合形成第二齿轮组，第一过渡轴24上的第二齿轮23与第二过渡轴25上的第三齿轮26啮合形成第三齿轮组；通过第一齿轮组、第二齿轮组及第三齿轮组之间的传动，电机2能带动套设于接地开关大轴13上的大齿轮5转动。

上述第一过渡轴24及第二过渡轴25均安装在底架1上。通过上述各齿轮间的传动，当电机2转动时可带动安装在接地开关大轴13上的大齿轮5的转动。

本实施例中，电磁离合器3还包括电磁铁17，电磁铁17及其静铁芯15固定安装在电磁离合器3的固定座4上。

本发明中所述的电动接地开关与配套的控制装置配合使用，当电磁铁17通电时，销14随电磁铁17的动铁芯16一起沿接地开关大轴13的轴向滑动，销14的前端伸出电磁离合器3的固定座4的侧面，并插入大齿轮5的对应孔5-1中，当大齿轮5在电机2的带动下通过上述传动组件的传动而发生转动时，因大齿轮5与电磁离合器3的固定座4通过销14产生了固定连接关系，故接地开关大轴13会随大齿轮5一起转动，拐臂19与接地开关大轴13固定连接，接地开关大轴13转动时会带动拐臂19同步转动，并推动动刀10转动，当转过死点后，储能弹簧20会使动刀10快速转动完成接地开关分或合操作。凸轮12随接地开关大轴13转动而拨动辅助开关11，使其状态会发生相应改变，控制装置根据辅助开关11的状态改变切断电机2与电磁离合器3的电源，接地开关的电动分或合操作完成。当电磁铁17失电时，销14随电磁铁17的动铁芯16一起在弹簧18的作用下缩回固定座4内部，则大齿轮5和固定座4之间的传动关系解除，大齿轮5不能带动接地开关大轴13转动，这时手动操作接地开关时不受电动传动单元的影响。

在本发明另一个较佳实施例中，大齿轮5上沿轴向分布有多个到轴心距离相等的孔5-1，多个孔5-1之间呈环形阵列分布。这样，当电磁离合器3的电磁铁17通电时，若销14未与大齿轮5上的孔5-1对准时，销14不能立即插入孔5-1内，在电动操作时，电机2带动大齿轮5转动，当大齿轮5上依次排列的下一个孔5-1转至与销14对准时，销14会自动插入对准的孔5-1内，使大齿轮5和电磁离合器3的固定座4通过销14产生固定连接关系，从而在大齿轮5转动时带动接地开关大轴13、拐臂19以及动刀10一起转动完成接地开关电动分合操作。

在本发明的另一个较佳实施例中，底架1上还设有脉冲监测传感器8，电机2的输出轴上设有圆环7，圆环7的外缘上设有多个凸起。本发明中由于电机2的转动，电机2的输出轴上的圆环7会随之运动，从而带动圆环7外缘的多个凸起部分会逐一靠近或远离固定在底架1上的脉冲监测传感器8的感应端，使脉冲监测传感器8的输出状态发生改变，控制装置会根据脉冲监测传感器8输出状态改变的次数来判断当前操作的完成进度。

综上所述，该电动接地开关具有如下优点：

1、在控制装置的控制下可完成远方或就地发出的电动分合接地开关操作指令，为实现开关柜智能化奠定了基础，可降低变电站的运行成本，避免对现场操作人员造成人身伤害。

2、电磁离合器在通电时为电动操作模式，在失电时自动切换到手动操作模式，即使在电动操作过程中出现停电等故障时也可通过手动操作完成接地开关分合操作。

3、该电动接地开关的外形及安装尺寸与普通接地开关一致，互换性好，既方便厂家在新生产的开关柜中使用，也能很容易地对已有的开关柜进行改造升级。

以上系以优选实施例对本发明进行了详细介绍，但在不背离发明精神及其实质之情况下，本领域技术人员当可根据本发明之技术内容做出各种相应的改变和变形，惟此类改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动接地开关，其特征在于，它包括：底架、静刀、动刀、拐臂、储能弹簧、接地开关大轴、电机、电磁离合器、传动组件、辅助开关，所述接地开关大轴上设有大齿轮及凸轮，所述电机通过所述传动组件驱动所述接地开关大轴转动，所述凸轮随所述接地开关大轴转动而拨动所述辅助开关；所述电磁离合器包括固定座、弹簧及设于所述固定座上的电磁铁，所述固定座套设于所述接地开关大轴上，所述电磁铁包括动铁芯及设于所述动铁芯上的销；所述弹簧套设于所述动铁芯的一端，所述弹簧的另一端固定有一挡板；所述销平行于所述接地开关大轴；所述大齿轮上设有孔，所述销能在电磁铁的磁力作用下伸出电磁离合器固定座并插入所述大齿轮上的孔内，所述销能在弹簧的弹力作用下退出所述大齿轮上的孔并缩回电磁离合器固定座内；

所述电机包括输出轴，所述输出轴上设有电机齿轮；所述传动组件包括过渡轴及设于所述过渡轴上的齿轮，所述齿轮通过与所述电机齿轮及所述大齿轮啮合而实现传动；

所述过渡轴包括第一过渡轴及第二过渡轴，所述第一过渡轴上设有第一齿轮、第二齿轮，所述第二过渡轴上设有第三齿轮、第四齿轮；所述第一过渡轴上的第一齿轮与电机齿轮啮合形成第一齿轮组，所述第二过渡轴上的第四齿轮与所述大齿轮啮合形成第二齿轮组，所述第一过渡轴上的第二齿轮与所述第二过渡轴上的第三齿轮啮合形成第三齿轮组；通过所述第一齿轮组、第二齿轮组及第三齿轮组之间的传动，所述电机能带动套设于所述接地开关大轴上的大齿轮转动。

2.根据权利要求1所述的电动接地开关，其特征在于，所述大齿轮上沿轴向分布有多个到轴心距离相等的孔。

3.根据权利要求2所述的电动接地开关，其特征在于，所述多个孔呈环行阵列分布。

4.根据权利要求1所述的电动接地开关，其特征在于，所述底架上还设有脉冲监测传感器。

5.根据权利要求4所述的电动接地开关，其特征在于，所述电机的输出轴上设有圆环，所述圆环外缘上设有多个凸起。