CN103337405A

CN103337405A - 具有重合闸和接地关合功能的三工位机构及其操动方法

Info

Publication number: CN103337405A
Application number: CN2013102199725A
Authority: CN
Inventors: 胡光福; 程明亮; 林则蓝
Original assignee: Individual
Current assignee: Ningbo Shunli High-Voltage Switch Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: CN103337405B

Abstract

本发明涉及一种具有重合闸和接地关合功能的三工位机构及其操动方法，该机构包括安装于安装板上的断路器操动机构和接地操动机构，其主要设计在于安装板上设有一转动的曲线盘，曲线盘设有曲形槽和沿曲线盘径向设有开口的直线槽，断路器操动机构中输出拐臂的滚轮与曲形槽配合联动；接地操动机构的接地输出件固定连接一柱销，当接地输出件转动时，柱销随接地输出件作圆弧运动，安装板上设有与柱销运动轨迹相适应的圆弧槽，柱销穿过圆弧槽与曲线盘的直线槽配合联动。本发明结构原理较为简单，三工位转换较为可靠、方便、准确，符合快速合闸、分闸要求，拆装、维修较为方便，适合作为备有重合闸功能的三工位操动机构使用，或同类产品的结构改进。

Description

具有重合闸和接地关合功能的三工位机构及其操动方法

技术领域

本发明涉及高压开关电器的隔离开关，是一种具有重合闸和接地关合功能的三工位机构及其操动方法。

背景技术

隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，其在电路中起到隔离作用，是电力系统实现分合、转换线路的重要开关设备。其工作原理及结构较为简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。目前普遍存在的问题是快速机构达不到速分要求，只能用于负荷开关柜，而不能用于熔断器组合柜上，市场上有将无速分功能的快速机构用于熔断器组合柜上的情况，但实际使用中并不可靠，一旦发生操作合闸指令后熔断器烧坏的情况时，便无法分断隔离开关，势必给整个系统造成重大故障，给电力的设备的安全运行带来极大的隐患。除此以外，现有的隔离开关三工位操动机构在工位转换时，由于部件和限位结构较多，导致操作较为不便，误差较大，较难准确达到工位所需位置，一旦操动不到位，极易出现事故。故现有的三工位操动机构在结构、功能和使用可靠性等方面有待改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种具有重合闸和接地关合功能的三工位机构及其操动方法，使其解决现有同类操动机构速分效果较差、整体装卸、维修不便、合闸、分闸、接地三工位操作稳定性和操动方式欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种具有重合闸和接地关合功能的三工位机构，该三工位机构包括安装于安装板上的断路器操动机构和接地操动机构，断路器操动机构包括储能轴、合闸组件、分闸组件、输出组件，合闸组件包括合闸拐臂、合闸储能弹簧、合闸扣板、合闸半轴，合闸拐臂连接储能轴和合闸储能弹簧，合闸扣板与合闸半轴联动；分闸组件包括分闸拐臂、分闸储能弹簧、分闸扣板、分闸半轴，分闸扣板与分闸半轴联动，分闸拐臂连接分闸储能弹簧和输出组件；输出组件包括位于安装板两侧且同轴连接的传动拐臂和输出拐臂；接地操动机构包括接地输入轴、接地输出件、限位件、接地弹簧，接地输入轴连接接地输出件，接地输出件一侧联动接地弹簧，另一侧与限位件活动相抵。其结构要点在于所述储能轴连接凸轮，凸轮与所述合闸扣板和传动拐臂联动，传动拐臂与所述分闸扣板联动；所述输出拐臂端部设有滚轮，所述安装板上设有一转动的曲线盘，曲线盘盘面设有曲形槽和沿曲线盘径向设有开口的直线槽，曲形槽由两段弧形槽连接而成，且该两段弧形槽相交处形成转角位，所述输出拐臂的滚轮与所述曲形槽配合联动；所述接地输出件固定连接一柱销，当接地输出件转动时，柱销随接地输出件作圆弧运动，所述安装板上设有与所述柱销运动轨迹相适应的的圆弧槽，所述柱销穿过所述圆弧槽与所述曲线盘联动，所述柱销、圆弧槽、曲线盘、输出拐臂四者间的联动关系为：初始状态下，所述断路器操动机构和接地操动机构均处于分闸位置，所述输出拐臂的滚轮置于曲线盘曲形槽的转角位，所述柱销位于所述圆弧槽一端，且柱销置于所述曲线盘的直线槽开口位置；当初始状态下转动所述输出拐臂至断路器操动机构合闸位置时，所述输出拐臂的滚轮到达所述曲线盘曲形槽一端，所述柱销被限位于所述圆弧槽一端未与曲线盘盘面重合的孔位中，所述接地操动机构保持分闸状态；当初始状态下转动接地输出件至接地操动机构合闸位置时，所述柱销从所述圆弧槽一端运动至圆弧槽另一端，所述柱销带动所述曲线盘转动至所述输出拐臂的滚轮限位于所述曲形槽另一端，所述断路器操动机构保持分闸状态。通过采用上述曲线盘结构，相比现有技术的三工位操动机构，简化了限位和联动结构，使工位转换较为灵活、准确，满足速分要求，且带有合闸、分闸、接地的联锁功能，有效防止出现误操作，使用较为安全、可靠。

所述接地弹簧套接于弹簧杆座，弹簧杆座一端设有滚动座，滚动座与所述接地输出件一侧设有的圆弧滑槽滚动配合，弹簧杆座的杆部设有延伸至弹簧杆座另一端的行程导向孔，行程导向孔内设置一可相对滑动的定位销，定位销固定于所述安装板，且定位销将所述接地弹簧限位于弹簧杆座内。该接地操动机构结构较为简单，操动灵活性好，复合快速合闸、分闸要求。

所述接地输出件与所述限位件相抵的一侧为平面，所述限位件设有三角形的限位面。该种结构较为简单，不易磨损。

该具有重合闸和接地关合功能的三工位机构的操动方法为：初始状态下，所述断路器操动机构和接地操动机构均处于分闸位置，所述输出拐臂的滚轮静止于所述曲线盘曲形槽的转角位，所述接地输出件的柱销置于所述圆弧槽的一端，且柱销置于所述曲线盘的直线槽开口位置。当初始状态下，对断路器操动机构进行合闸操作时，由所述储能轴带动所述凸轮，凸轮带动所述传动拐臂，传动拐臂带动所述输出拐臂，输出拐臂带动所述滚轮在所述曲线盘的曲形槽内滑动，同时带动曲线盘转动，当曲线盘转动到位时，所述输出拐臂的滚轮置于所述曲形槽一端，所述接地输出件的柱销脱离所述曲线盘的直线槽开口，并被限位于由所述圆弧槽一端未与曲线盘重合的孔位中，此时断路器操动机构达到合闸状态，接地操动机构由于所述柱销被锁紧限位，故接地操动机构无法操作。当初始状态下，对接地操动机构进行合闸操作时，由所述接地输入轴带动所述接地输出件转动，接地输出件转动带动所述柱销沿所述圆弧槽由一端运动至另一端，该运动过程中，柱销进入曲线盘的直线槽内，并带动曲线盘转动至所述输出拐臂的滚轮滑动至所述曲线盘曲形槽另一端，此时接地操动机构达到合闸状态，由于输出拐臂的滚轮被限位于所述曲形槽端部，故断路器操动机构无法操作。

本发明结构原理较为简单，合闸、分闸、接地三工位转换较为可靠、方便、准确，符合快速合闸、分闸要求，拆装、维修较为方便，适合作为备有重合闸功能的三工位操动机构使用，或同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明初始状态下的正面结构示意图。

图2是图1的背面结构示意图。

图3是本发明断路器操动机构进行合闸储能的正面结构示意图。

图4是图3的背面结构示意图。

图5是本发明断路器操动机构合闸到位时与接地操动机构联锁的正面结构示意图。

图6是图5的背面结构示意图。

图7是图5合闸储能弹簧进行储能时的正面结构示意图。

图8是7的背面结构示意图。

图9是本发明接地操动机构合闸到位时与断路器操动机构联锁的正面结构示意图。

图10是图9的背面结构示意图。

图中序号的名称为：1、安装板，2、凸轮，3、传动拐臂，4、合闸扣板，5、合闸半轴，6、分闸储能弹簧，7、分闸扣板，8、分闸半轴，9、曲线盘，901、曲形槽，902、直线槽，903、转角位，10、圆弧槽，1001、孔位，11、接地输入轴，12、接地输出件，1201、圆弧滑槽，13、限位件，1301、限位面，14、滚动座，15、弹簧杆座，1501、行程导向孔，16、接地弹簧，17、定位销，18、合闸储能弹簧，19、合闸拐臂，20、输出拐臂，21、分闸拐臂，22、滚轮，23、柱销。

具体实施方式

现结合附图，对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示，该具有重合闸和接地关合功能的三工位机构包括安装于同一安装板1的断路器操动机构、接地操动机构、以及控制断路器操动机构和接地操动机构联锁的联锁机构。

断路器操动机构包括储能轴、凸轮2、传动拐臂3、输出拐臂20、合闸扣板4、合闸半轴5、分闸扣板7、分闸半轴8、合闸拐臂19、合闸储能弹簧18、分闸拐臂21、分闸储能弹簧6，储能轴连接合闸拐臂19和凸轮2，合闸拐臂19连接合闸储能弹簧18，凸轮2与合闸扣板4、传动拐臂3联动，合闸扣板4与合闸半轴5联动。传动拐臂3与安装板1另一面的输出拐臂20、分闸拐臂21同轴连接，传动拐臂3与分闸扣板7联动，分闸扣板7与分闸半轴8联动。分闸拐臂21连接分闸储能弹簧6，输出拐臂20端部设有滚轮22。

接地操动机构包括接地输入轴11、接地输出件12、限位件13、接地弹簧16，接地输入轴11连接接地输出件12，接地输出件12一侧设有敞口式的圆弧滑槽1201，另一侧为平面，限位件13设有三角形的限位面1301，该限位面1301与接地输出件12平面侧相抵限位。接地弹簧16套接于弹簧杆座15，弹簧杆座15一端设有滚动座14，该滚动座14与接地输出件12的圆弧滑槽1201滚动配合，弹簧杆座15的杆部设有一段延伸至弹簧杆座15另一端的行程导向孔1501，行程导向孔1501内滑动设置一固定连接安装板1的定位销17，且该定位销17将接地弹簧16限位于弹簧杆座15内。

联锁机构包括曲线盘9和固定连接接地输出件12的柱销23，曲线盘9盘面设有曲形槽901和沿曲线盘9径向设有开口的直线槽902，曲形槽901由两段圆弧槽10连接构成，且该两段弧形槽之间形成拐角位903。柱销23连接接地输出件12后，随接地输出件12作圆弧摆动，安装板1上设有与上述柱销23运动轨迹相匹配的圆弧槽10，柱销23穿过圆弧槽10与曲线盘9联动。曲线盘9的曲形槽901与输出拐臂20端部的滚轮22配合，实现输出拐臂20与曲线盘9之间的联动。上述输出拐臂20、曲线盘9、柱销23、接地输出件12四者间的联动关系为：初始状态下，断路器操动机构和接地操动机构均处于分闸位置，输出拐臂20的滚轮22置于曲线盘9曲形槽901的转角位903，柱销23位于圆弧槽10一端，且柱销23置于曲线盘9的直线槽902开口位置；当初始状态下转动输出拐臂20至断路器操动机构合闸位置时，输出拐臂20的滚轮22到达曲线盘9曲形槽901一端，柱销23被限位于圆弧槽10一端未与曲线盘9盘面重合的孔位1001中，接地操动机构保持分闸状态；当初始状态下转动接地输出件12至接地操动机构合闸位置时，柱销23从圆弧槽10一端运动至圆弧槽10另一端，柱销23带动曲线盘9转动至输出拐臂20的滚轮22置于曲形槽901另一端，断路器操动机构保持分闸状态。

结合上述结构，以本发明具体操动过程为例，对本发明的操动方法进行描述。

如图1、图2所示为本发明初始状态的结构示意图，此状态下，储能轴、接地输入轴11均未操作，输出拐臂20的滚轮22位于曲线盘9曲形槽901的转角位903，接地输出件12的柱销23同时位于安装板1圆弧槽10的一端以及曲线盘9直线槽902的开口处。当断路器操动机构进行合闸操作时，如图3、图4所示，由外部动力机构控制储能轴转动，储能轴带动合闸拐臂19对合闸储能弹簧18进行储能，储能到位时，由合闸半轴5、合闸扣板4对储能轴所连接的凸轮2进行限位，即对合闸储能状态进行保持。如图5、图6所示，当合闸半轴5与合闸扣板4脱扣时，合闸扣板4与凸轮2之间解除限制状态，由合闸储能弹簧18释放能量，带动合闸拐臂19、储能轴、凸轮2转动，凸轮2带动传动拐臂3转动，传动拐臂3带动输出拐臂20、分闸拐臂21转动。一方面，由分闸拐臂21拉动分闸储能弹簧6进行储能，当储能到位时，由分闸扣板7、分闸半轴8对传动拐臂3进行限位，保持分闸储能状态；另一方面，由输出拐臂20的滚轮22带动曲线盘9转动，直至滚轮22达到曲线盘9曲形槽901一端，曲线盘9转动时，曲线盘9盘面与安装板1圆弧槽10重叠后，在圆弧槽10一端形成孔位1001，接地输出件12所连接的柱销23被限位于该孔位1001中，因柱销23无法动作，故接地输出件12的动作被限制，接地操动机构无法动作。该过程为断路器操动机构实现合闸，且合闸到位后与接地操动机构实现联锁。

如图7、图8所示，在断路器操动机构完成合闸操作时，由外部动力机构控制储能轴转动，实现合闸储能弹簧18的储能操作，该操作是为了实现断路器操动机构下次快速合闸。在图7、图8所示状态下，当分闸扣板7与分闸半轴8脱扣时，传动拐臂3与分闸扣板7脱扣，在分闸储能弹簧6的作用下，实现快速分闸，断路器操动机构和接地操动机构将复位至图1、图2所示状态。如图9、图10所示，初始状态下，由外部动力机构控制接地输入轴11转动，接地输入轴11带动接地输出件12转动，接地输出件12将会先压紧接地弹簧16，当接地输出件12转过一个角度后，弹簧杆座15的滚动座14将由接地输出件12一侧圆弧滑槽1201的一端滑动至另一端，并由接地弹簧16的势能推动接地输出件12继续转动，直至接地输出件12另一侧与限位件13相抵限位。该过程中，接地输出件12所连接的柱销23由圆弧槽10一端滑动至另一端，同时，由于初始状态下柱销23位于曲线盘9直线槽902开口位置，当柱销23作圆弧运动时，柱销23将进入曲线盘9的直线槽902内，并带动曲线盘9转动。当柱销23由圆弧槽10一端滑动至另一端时，曲线盘9停止转动，而此时，曲线盘9曲形槽901的另一端恰好与输出拐臂20的滚轮22相抵形成限位，故输出拐臂20将无法转动，无法操作断路器操动机构。当需要对接地操动机构进行分闸时，只需反向操作接地输入轴11，即可复位至图1、图2所示状态。

以上结构和操动方式旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明作显而易见的改进，应属于本发明所保护的范围之内。

Claims

1. 一种具有重合闸和接地关合功能的三工位机构，该三工位机构包括安装于安装板（1）上的断路器操动机构和接地操动机构，断路器操动机构包括储能轴、合闸组件、分闸组件、输出组件，合闸组件包括合闸拐臂（19）、合闸储能弹簧（18）、合闸扣板（4）、合闸半轴（5），合闸拐臂连接储能轴和合闸储能弹簧，合闸扣板与合闸半轴联动；分闸组件包括分闸拐臂（21）、分闸储能弹簧（6）、分闸扣板（7）、分闸半轴（8），分闸扣板与分闸半轴联动，分闸拐臂连接分闸储能弹簧和输出组件；输出组件包括位于安装板两侧且同轴连接的传动拐臂（3）和输出拐臂（20）；接地操动机构包括接地输入轴（11）、接地输出件（12）、限位件（13）、接地弹簧（16），接地输入轴连接接地输出件，接地输出件一侧联动接地弹簧，另一侧与限位件活动相抵；其特征在于：

所述储能轴连接凸轮（2），凸轮与所述合闸扣板（4）和传动拐臂（3）联动，传动拐臂与所述分闸扣板（7）联动；所述输出拐臂（20）端部设有滚轮（22），所述安装板（1）上设有一转动的曲线盘（9），曲线盘盘面设有曲形槽（901）和沿曲线盘径向设有开口的直线槽（902），曲形槽由两段弧形槽连接而成，且该两段弧形槽相交处形成转角位（903），所述输出拐臂的滚轮与所述曲形槽配合联动；所述接地输出件（12）固定连接一柱销（23），当接地输出件转动时，柱销随接地输出件作圆弧运动，所述安装板上设有与所述柱销运动轨迹相适应的的圆弧槽（10），所述柱销穿过所述圆弧槽与所述曲线盘联动；

所述柱销、圆弧槽、曲线盘、输出拐臂四者间的联动关系为：初始状态下，所述断路器操动机构和接地操动机构均处于分闸位置，所述输出拐臂的滚轮置于曲线盘曲形槽的转角位，所述柱销位于所述圆弧槽一端，且柱销置于所述曲线盘的直线槽开口位置；当初始状态下转动所述输出拐臂至断路器操动机构合闸位置时，所述输出拐臂的滚轮到达所述曲线盘曲形槽一端，所述柱销被限位于所述圆弧槽一端未与曲线盘盘面重合的孔位（1001）中，所述接地操动机构保持分闸状态；当初始状态下转动接地输出件至接地操动机构合闸位置时，所述柱销从所述圆弧槽一端运动至圆弧槽另一端，所述柱销带动所述曲线盘转动至所述输出拐臂的滚轮限位于所述曲形槽另一端，所述断路器操动机构保持分闸状态。

2. 根据权利要求1所述具有重合闸和接地关合功能的三工位机构，其特征在于所述接地弹簧（16）套接于弹簧杆座（15），弹簧杆座一端设有滚动座（14），滚动座与所述接地输出件（12）一侧设有的圆弧滑槽（1201）滚动配合，弹簧杆座的杆部设有延伸至弹簧杆座另一端的行程导向孔（1501），行程导向孔内设置一可相对滑动的定位销（17），定位销固定于所述安装板（1），且定位销将所述接地弹簧限位于弹簧杆座内

根据权利要求1所述有重合闸和接地关合功能的三工位机构，其特征在于所述接地输出件（12）与所述限位件（13）相抵的一侧为平面，所述限位件设有三角形的限位面（1301）。

3. 一种如权利要求1所述具有重合闸和接地关合功能的三工位机构的操动方法，其特征在于：

初始状态下，所述断路器操动机构和接地操动机构均处于分闸位置，所述输出拐臂（20）的滚轮（22）静止于所述曲线盘（9）曲形槽（901）的转角位（903），所述接地输出件（12）的柱销（23）置于所述圆弧槽（10）的一端，且柱销置于所述曲线盘的直线槽（902）开口位置；

当初始状态下，对断路器操动机构进行合闸操作时，由所述储能轴带动所述凸轮（2），凸轮带动所述传动拐臂（3），传动拐臂带动所述输出拐臂（20），输出拐臂带动所述滚轮在所述曲线盘的曲形槽内滑动，同时带动曲线盘转动，当曲线盘转动到位时，所述输出拐臂的滚轮置于所述曲形槽一端，所述接地输出件的柱销脱离所述曲线盘的直线槽开口，并被限位于由所述圆弧槽一端未与曲线盘重合的孔位（1001）中，此时断路器操动机构达到合闸状态，接地操动机构由于所述柱销被锁紧限位，故接地操动机构无法操作；

当初始状态下，对接地操动机构进行合闸操作时，由所述接地输入轴（11）带动所述接地输出件（12）转动，接地输出件转动带动所述柱销沿所述圆弧槽（10）由一端运动至另一端，该运动过程中，柱销进入曲线盘的直线槽内，并带动曲线盘转动至所述输出拐臂的滚轮滑动至所述曲线盘曲形槽另一端，此时接地操动机构达到合闸状态，由于输出拐臂的滚轮被限位于所述曲形槽端部，故断路器操动机构无法操作。