CN103337418A - 组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置。组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，包括机架、撞击杆、对撞击杆施加朝向撞击方向的弹性作用力的弹簧，撞击杆在其运动行程上具有储能位和释放位；还包括与撞击杆传动连接的动铁芯、驱动动铁芯运动的电磁线圈；还包括与撞击杆通过对应的触发挡止结构沿撞击方向挡止限位的锁扣装置，锁扣装置包括锁舌，锁舌在其运动行程上具有将运动到储能位的撞击杆沿撞击方向挡止限位的挡止位和释放撞击杆而解除挡止限位的解锁位，锁扣装置还包括与锁舌传动连接而带动锁舌在解锁位和释放位之间运动的电控驱动装置。上述组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置能够实现撞击杆自动储能和自动触发。
Description
技术领域
本发明涉及组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置。
背景技术
组合电器要求负荷开关的自动分闸由过流脱扣器或并联脱扣器触发。GB16926-2009《高压交流负荷开关—熔断器组合电器》中规定压交流负荷开关—熔断器组合电器设备型式试验和出厂试验都必须包括脱扣联动试验，且在标准中注明为了便于实施脱扣联动试验，可采用一只模拟熔断器撞击器操作的装置。为了开关柜生产厂家调试开关柜脱扣机构，必须设计有效的撞击模拟装置以满足调试开关柜脱扣机构重复调试使用的需要。
现有的撞击模拟装置，如申请号为200820079590.1，授权公告号为201167065的中国专利公开的一种熔断器的模拟撞击器，包括装置体、作为撞击杆的动铁芯，及弹簧，动铁芯是沿设定的撞击方向导向移动装配在对应的导向机构上，弹簧的一端顶压固定在装置体上、另一端与动铁芯传动连接。装置体的尾端设与动铁芯对应的定铁芯及磁钢，通过人工用力推动动铁芯可以克服弹簧的弹力将动铁芯推动到与定铁芯接触的储能位并依靠磁钢将动铁芯保持定位，此时将弹簧压缩发生形变而储能。动铁芯是设置在对应的线圈内，线圈通电时能够产生带动动铁芯朝向远离磁钢的方向的力，使动铁芯克服磁钢的吸引力并在弹簧的作用下向装置体外运动撞击组合电器上对应的脱扣联动机构，运动到释放位。但是，上述撞击模拟装置中动铁芯需要手动推动到储能位，要完成国标规定的成百次试验，操作非常不便，且现如今全绝缘、全封闭充气柜和固体绝缘开关柜快速发展，由于现有的撞击模拟装置将难以实现上述动铁芯到储能位的手动操作，不能满足实际试验需求。另外，由于动铁芯的触发是依靠线圈驱动，该过程中线圈和磁钢对动铁芯产生的合力会影响弹簧对动铁芯的实际作用力，因此电磁铁输出力机械特性与实际熔断器撞击器输出力特性具有较大差别，不能完全模拟实际熔断器撞击器的工作状态和输出力特性，准确等效性差，试验结果不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现撞击杆自动储能和自动触发的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置。
本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置采用的技术方案是，组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，包括机架、沿设定的撞击方向导向移动装配在机架上的撞击杆、用于对撞击杆施加朝向撞击方向的弹性作用力的弹簧，所述撞击杆在其运动行程上具有压缩弹簧而形变储能的储能位和用于随弹簧释放而撞击相应的脱扣联动机构的释放位，还包括与所述撞击杆传动连接的动铁芯、用于驱动动铁芯沿直线运动的电磁线圈，所述动铁芯具有设定的在电磁线圈得电时对撞击杆施加克服弹簧的弹力而拉动撞击杆从释放位运动到储能位的运动行程；还包括用于与撞击杆通过对应的触发挡止结构沿撞击方向挡止限位的锁扣装置，所述锁扣装置包括锁舌，所述锁舌在其运动行程上具有用于将运动到储能位的撞击杆沿撞击方向挡止限位的挡止位和释放撞击杆而解除挡止限位的解锁位，所述锁扣装置还包括与锁舌传动连接而带动锁舌在解锁位和释放位之间运动的电控驱动装置。
所述触发挡止结构包括设置在撞击杆外周面上的轴肩，所述轴肩具有朝向撞击方向并与撞击杆轴线垂直的挡止端面，所述锁舌为锁扣装置上与所述挡止端面对应设置的卡钩，所述锁扣装置设有用于带动卡钩转动的铰接臂，所述电控驱动装置为具有伸缩杆的锁扣驱动电磁铁，所述伸缩杆与所述铰接臂之间设有用于带动铰接臂绕对应铰接点转动而使锁舌在挡止位和解锁位之间运动的传动机构。
所述轴肩与挡止端面相背离的端面为用于与卡钩的对应配合面配合而在两者相向运动时推动卡钩朝向解锁位的方向运动的锥形端面。
所述机架包括用于围成密封结构的绝缘筒、分别封堵设置在绝缘筒两端的前端盖和后端盖，所述撞击杆是设置在绝缘筒内并从前端盖上对应的撞击杆穿孔伸出。
所述绝缘筒内设有固定在前端盖上并与撞击杆穿孔同轴设置的套筒，所述套筒具有直径较大且开口朝向前端盖的套筒阶梯孔段，所述前端盖具有直径较大且开口朝向套筒的前端盖阶梯孔段，所述撞击杆上设有供弹簧顶压配合而传动连接的弹簧顶压轴肩，所述前端盖阶梯孔段与弹簧顶压轴肩的外周面是导向装配并具有设定的供撞击杆在储能位和撞击位之间运动的导向长度，所述套筒阶梯孔段内设有供弹簧顶压配合而挡止固定的弹簧支撑板，所述弹簧是套设在所述撞击杆上并顶压设置在所述弹簧顶压轴肩与弹簧支撑板之间。
所述弹簧具有设定的与相应熔断器撞击器中的弹簧一致的参数。
采用本发明的上述技术方案，通过动铁芯、电磁线圈，与动铁芯传动连接的撞击杆能够随动铁芯在电磁线圈驱动下自动运动到储能位，实现弹簧的储能；再通过对应的锁扣装置和电控驱动装置，能够控制锁舌将运动到储能位的撞击杆通过对应的触发挡止结构沿撞击方向挡止限位，使撞击杆在弹簧的作用下处于待触发状态，还能够控制锁舌将撞击杆释放，从而利用弹簧为撞击杆提供朝向撞击方向运动的动力，实现模拟撞击，从而利用电控实现了撞击杆的自动储能和自动触发，使用方便。
附图说明
图1：本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置的一个实施例的储能状态示意图；
图2：本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置的一个实施例的触发后状态示意图；
图3：图1中A处的局部放大图；
图4：图1和图2中套筒和锁扣的装配示意图；
图5：图1和图2中锁扣驱动电磁铁与锁扣的连接关系示意图；
图6：图5中B处的局部放大图。
图中各附图标记对应的名称为：1装置体，11绝缘筒，12前端盖，121撞击杆穿孔，1211前端盖阶梯孔段，13后端盖，2弹簧，3撞击杆，31导向段，32轴肩，321挡止端面，322锥形端面，33环槽，34弹簧顶压轴肩，4套筒，41套筒阶梯孔段，5弹簧支撑板，6锁扣装置，61锁扣，611铰接臂，612驱动臂，6121长槽，613卡钩，62锁扣驱动电磁铁，621伸缩杆，63连接头，64销轴，7电磁铁组件，71动铁芯，72复位弹簧，8法兰盘，9电磁铁支架。
具体实施方式
本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置的一个实施例如图1~图6所示，组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，包括作为机架的装置体1、弹簧2、撞击杆3、套筒4、锁扣装置6和电磁铁组件7。
装置体1具有设定的与相应的实际工程用熔断器撞击器外形一致的形状，为圆筒形，包括绝缘筒11、分别封堵设置在绝缘筒11前后两端的前端盖12和后端盖13，前端盖12上设有对应的供撞击杆3伸出装置体1外的撞击杆穿孔121。套筒4是设置在绝缘筒11内并螺接固定在前端盖12上并与撞击杆穿孔121同轴设置，套筒4具有直径较大且开口朝向前端盖12的套筒阶梯孔段41，所述前端盖12具有直径较大且开口朝向套筒4的前端盖阶梯孔段1211，所述撞击杆3前部设有供弹簧2顶压配合的弹簧顶压轴肩34，作为供弹簧2传动连接的轴向限位结构，所述前端盖阶梯孔段1211的内壁与弹簧顶压轴肩34的外周面是导向配合，且前端盖阶梯孔段1211具有设定的供撞击杆3实现撞击的导向长度，并依靠内部的环形台阶面对弹簧顶压轴肩34进行限位，限制撞击杆3的最大行程。所述套筒4的阶梯孔内设有供弹簧2顶压配合而挡止固定的弹簧支撑板5，弹簧支撑板5上设有供撞击杆3穿设的通孔，所述弹簧2是套设在所述撞击杆3上并顶压设置在所述弹簧顶压轴肩34与弹簧支撑板5之间。弹簧2具有设定的与相应熔断器撞击器中的弹簧一致的参数。
所述撞击杆3前部设有供弹簧2顶压配合的弹簧顶压轴肩34，作为供弹簧2传动连接的轴向限位结构。撞击杆3前后两端中间的部分设有一段直径较大的导向段31和一段用于与对应的锁扣61挡止配合的轴肩32，导向段31与套筒4的相应内孔壁导向配合。导向段31和轴肩32间隔设置而在两者之间形成环槽33，轴肩32上具有朝向撞击方向并垂直于撞击杆3轴线的挡止端面321。所述绝缘筒11上一体固设有法兰盘8，法兰盘8与后端盖13之间固设有电磁铁支架9，电磁铁组件7是固定在电磁铁支架9上，该电磁铁组件7是由对应的动铁芯71和用于驱动动铁芯71沿直线运动的电磁线圈组合在一起构成，动铁芯71与撞击杆3是同轴布置并与撞击杆3对接固连而传动连接。所述撞击杆3在其运动行程上具有运动到位时使弹簧2发生形变而储能的储能位，如图1所示，还具有弹簧2释放能量时随弹簧2的对应端运动而用于撞击相应的脱扣联动机构的释放位，如图2所示。
所述锁扣装置6包括锁扣61和对应的控制所述锁扣61动作的锁扣驱动电磁铁62，锁扣驱动电磁铁62也是固定在法兰盘8上。所述锁扣61包括两只垂直对接连接的铰接臂611和驱动臂612，所述铰接臂611和驱动臂612的对接处设有用于与轴肩32的挡止端面321配合而限制撞击杆3朝向撞击方向运动的卡钩613，构成锁舌，所述铰接臂611远离卡钩613的一端是通过对应的转轴铰接在套筒4上，在其转动行程上铰接臂611具有使卡钩613与轴肩32上的挡止端面321挡止配合的挡止位，还具有使卡钩613脱离所述挡止端面321而释放撞击杆3的解锁位。轴肩32上的挡止端面321与锁扣61上对应的构成触发挡止结构。所述锁扣驱动电磁铁62是作为锁扣驱动装置，具有伸缩方向与撞击杆3导向方向一致的伸缩杆621。所述驱动臂612上设有槽底朝向撞击方向并沿驱动臂612长度方向延伸到的长槽6121，所述伸缩杆621上通过销轴64铰接有与所述驱动臂612沿所述长槽6121滑动配合的连接头63，连接头63的拐臂与长槽6121是滑动配合，当伸缩杆621伸缩时，连接头63与驱动臂612相对滑动和转动并带动铰接臂611和卡钩613绕铰接位置转动，使锁扣61能够从挡止位运动到解锁位，或者从解锁位运动到挡止位。撞击杆3上的轴肩32与挡止端面321相背离的端面为用于与卡钩613的对应配合面配合的锥形端面322，动铁芯71吸引撞击杆3向储能位运动时，所述轴肩32与挡止端面321相背离的端面和卡钩613对应的配合面相向运动，锥形端面322能够推动卡钩613朝向远离撞击杆3的方向运动而使锁扣61转离挡止位，使轴肩32能够避开卡钩613运动到储能位，此时锁扣驱动电磁铁62不需要通电。
撞击杆3处于储能位时为本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置的复位状态，如图1所示，由触发撞击状态到复位状态的复位动作的实现方式为：点动与电磁铁组件7对应设置的复位开关，电磁铁组件7中的电磁线圈得电，驱动动铁芯71动作，动铁芯71拉着撞击杆3一起向后移动，同时弹簧2被压缩储能，该过程中卡钩613会被撞击杆3上轴肩32的锥形端面322推动，直至撞击杆3上的环槽33达到设定位置，此时锁扣61会在对应的锁扣驱动电磁铁62内的复位弹簧72作用下朝向撞击杆3转动，使卡钩613与轴肩32上的挡止端面321挡止配合，将撞击杆3保持在储能位，完成复位动作，松开复位开关即可。
撞击杆3处于释放位时为本发明组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置的触发撞击状态，如图2所示，由复位状态到触发撞击状态的触发撞击动作的实现方式：点动与锁扣驱动电磁铁62对应设置的触发开关，锁扣驱动电磁铁62得电，伸缩杆621缩回，通过连接头63和驱动臂612带动卡钩613朝向远离撞击杆3的方向运动，使卡钩613与挡止端面321分离，释放锁扣装置6的电磁铁动作，动铁芯71拉动锁扣61向上旋转，锁扣61的倒钩与撞击杆3的槽轴肩32脱离，释放撞击杆3，此时弹簧2释放，与弹簧顶压轴肩34配合的一侧伸长，带动撞击杆3从前端盖12上的撞击杆穿孔121内弹出，迅速动作撞击组合电器内的相应的脱扣联动机构，完成一次脱扣联动试验。
本发明的技术方案中，电磁铁组件7的动铁芯71连接有复位弹簧72，但该复位弹簧72形变产生的力很小，因此撞击杆3被锁扣61释放后，其动作受复位弹簧72的影响很小，可以忽略该影响，其工作状态和输出力特性是由弹簧2决定，由于弹簧2具有设定的与相应熔断器撞击器中的弹簧一致的参数，因此，本实施例中的技术方案能够完全模拟实际熔断器撞击器的工作状态和输出力特性，准确等效性好，试验结果准确。
在上述实施例中，弹簧2使顶压在对应的弹簧支撑板5上，撞击杆3与弹簧2的传动连接是通过弹簧顶压轴肩34实现，撞击杆3的导向是通过导向段31与套筒4、弹簧顶压轴肩34与前端盖12上的撞击杆穿孔121的导向配合实现。在本发明的其他实施例中，弹簧2也可以采用拉伸弹簧，一端固定在前端盖12上，一端固定在撞击杆3上；而撞击杆3的导向也可以采用其他形式，如仅通过导向段31与套筒4导向，或仅通过弹簧顶压轴肩34与前端盖12上的撞击杆穿孔121导向。另外，上述实施例中的锁扣61采用的卡钩613的形式，锁扣61驱动装置采用的是沿撞击杆3轴向布置的锁扣驱动电磁铁62的形式，在其他实施例中，锁扣61也可以采用其他形式，例如插销，对应的锁扣驱动装置也可以采用带动插销上下运动的电磁铁，或由电机驱动的齿轮齿条的形式。再者，上述实施例中动铁芯71和电磁线圈是组合在一起的电磁铁组件7，在其他实施例中，动铁芯71也可以是与电磁线圈分开设置的形式，例如类似背景技术中的线圈与动铁芯，只要使线圈对动铁芯的作用力方向背离撞击方向，同样能够实现撞击杆的复位和弹簧储能。
Claims (6)
1.组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，包括机架、沿设定的撞击方向导向移动装配在机架上的撞击杆、用于对撞击杆施加朝向撞击方向的弹性作用力的弹簧，所述撞击杆在其运动行程上具有压缩弹簧而形变储能的储能位和用于随弹簧释放而撞击相应的脱扣联动机构的释放位，其特征在于：还包括与所述撞击杆传动连接的动铁芯、用于驱动动铁芯沿直线运动的电磁线圈，所述动铁芯具有设定的在电磁线圈得电时对撞击杆施加克服弹簧的弹力而拉动撞击杆从释放位运动到储能位的运动行程；还包括用于与撞击杆通过对应的触发挡止结构沿撞击方向挡止限位的锁扣装置，所述锁扣装置包括锁舌，所述锁舌在其运动行程上具有用于将运动到储能位的撞击杆沿撞击方向挡止限位的挡止位和释放撞击杆而解除挡止限位的解锁位，所述锁扣装置还包括与锁舌传动连接而带动锁舌在解锁位和释放位之间运动的电控驱动装置。
2.根据权利要求1所述的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，其特征在于：所述触发挡止结构包括设置在撞击杆外周面上的轴肩，所述轴肩具有朝向撞击方向并与撞击杆轴线垂直的挡止端面，所述锁舌为锁扣装置上与所述挡止端面对应设置的卡钩，所述锁扣装置设有用于带动卡钩转动的铰接臂，所述电控驱动装置为具有伸缩杆的锁扣驱动电磁铁，所述伸缩杆与所述铰接臂之间设有用于带动铰接臂绕对应铰接点转动而使锁舌在挡止位和解锁位之间运动的传动机构。
3.根据权利要求2所述的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，其特征在于：所述轴肩与挡止端面相背离的端面为用于与卡钩的对应配合面配合而在两者相向运动时推动卡钩朝向解锁位的方向运动的锥形端面。
4.根据权利要求1—3任意一项所述的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，其特征在于：所述机架包括用于围成密封结构的绝缘筒、分别封堵设置在绝缘筒两端的前端盖和后端盖，所述撞击杆是设置在绝缘筒内并从前端盖上对应的撞击杆穿孔伸出。
5.根据权利要求4所述的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，其特征在于：所述绝缘筒内设有固定在前端盖上并与撞击杆穿孔同轴设置的套筒，所述套筒具有直径较大且开口朝向前端盖的套筒阶梯孔段，所述前端盖具有直径较大且开口朝向套筒的前端盖阶梯孔段，所述撞击杆上设有供弹簧顶压配合而传动连接的弹簧顶压轴肩，所述前端盖阶梯孔段与弹簧顶压轴肩的外周面是导向装配并具有设定的供撞击杆在储能位和撞击位之间运动的导向长度，所述套筒阶梯孔段内设有供弹簧顶压配合而挡止固定的弹簧支撑板，所述弹簧是套设在所述撞击杆上并顶压设置在所述弹簧顶压轴肩与弹簧支撑板之间。
6.根据权利要求1—3任意一项所述的组合电器脱扣联动试验用撞击模拟装置，其特征在于：所述弹簧具有设定的与相应熔断器撞击器中的弹簧一致的参数。
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