CN103400727A - 一种断路器侧位操控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断路器侧位操作装置，包括有壳体，还包括有转动主体、断路器转动操控轴、以及转动主体驱动机构，转动主体转动设置于壳体上，所述的转动主体驱动机构与转动主体转动驱动联接，该转动主体通过离合器与断路器转动操控轴离合传动配合，该断路器转动操控轴的外端从壳体的侧部穿出壳体外。本发明的优点是在不影响短路器自身正常跳闸的前提下，实现对断路器的侧位操控，且在预付费载波电能表的信号控制下，实现无费分闸、续费合闸过程的全自动控制功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关设备的操动机构，具体是指一种塑壳断路器侧位安装、远程自动控制、电动重合闸操作机构，属于低压电器自动控制技术领域。
背景技术
随着我国智能电网的发展，在要求电网运行安全的前提下，急切需要控制电器智能化。为适应电网供电的远程分、合闸自动控制，国内诸多低压电器生产厂家在塑壳断路器的本体上设计了电动操作机构。例如：通用电气公司，申请号为01121042.7的《用于断路器电动操作器的可调节的储能机构》；常熟开关制造有限公司，申请号为200810020409.4的《断路器电动操作机构》；无锡智卓电气公司，申请号为201210478320.9的《一种断路器手、电动一体化操作机构》；浙江哥伦电气有限公司，申请号为201120061440.X的《断路器的分合闸传动机构》等。不难看出，几乎所有不同类型断路器的电动操作机构都安装在断路器本体的上位。上位安装有以下弊病：
1、加大了原断路器的本体高度。
2、原断路器手柄不能直接操作。
3、覆盖了原断路器面板上的旋钮调节功能（如电子式LC1塑壳断路器）。
4、降低了原断路器的可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，在不影响原断路器的手柄操作和各种保护功能的前提下，提供一种能适用于断路器的侧位安装，且能对断路器的分、合闸进行控制的断路器侧位操控装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括有壳体，其特征在于：还包括有转动主体、断路器转动操控轴、以及转动主体驱动机构，转动主体转动设置于壳体上，所述的转动主体驱动机构与转动主体转动驱动联接，该转动主体通过离合器与断路器转动操控轴离合传动配合，该断路器转动操控轴的外端从壳体的侧部穿出壳体外。
通过本设置，断路器转动操控轴用于侧位安装于断路器上，并与断路器自身的手柄轴联动，而转动主体驱动机构驱动转动主体转动，而转动主体转动通过离合器与断路器转动操控轴离合转动，在需要对断路器的分、合闸操作时，离合器将转动主体与断路器转动操控轴联动，完成分合闸动作，而需要复位时，离合器将转动主体与断路器转动操控轴脱开，完成复位，且不会影响断路器的自身的跳闸，因此，一旦断路器的重合闸机构出现故障，可以快速操作手柄完成断路器的分，合闸动作。并不受操作机构的限制，完成快速跳闸，保障用户的用电安全。另外本申请的断路器转动操控轴的外端从壳体的侧部穿出壳体外，适用于断路器的侧面安装，从而解决了背景技术中所述的传统的塑壳断路器上位安装重合闸机构的缺陷。
进一步设置是所述的转动主体的周缘固定设置有蜗轮，所述的转动主体驱动机构包括有与蜗轮传动配合的蜗杆，以及驱动蜗杆转动的电机。本设置，传动稳定性好，电动控制准确方便。
进一步设置是所述的断路器转动操控轴设置于转动主体的轴线上，所述的离合器为设置于转动主体内的电磁离合器，该电磁离合器包括有一对衔铁，以及设置于两个衔铁之间磁钢和电磁线圈，该电磁线圈包括有线圈骨架，所述的线圈骨架的中心轴上设置轴向通孔，两个衔铁的中心设置衔铁联动孔，所述的断路器转动操控轴依次穿过衔铁的衔铁联动孔、线圈骨架的中心通孔、以及另一个衔铁的衔铁联动孔，且该两个衔铁与断路器转动操控轴构成周向转动、轴向滑移配合，所述的断路器转动操控轴上套设有复位弹簧，复位弹簧在该线圈骨架的中心通孔中自由活动且其两端分别与两块衔铁作用抵接，所述的转动主体的内固定设置有轴向延伸的非圆形壁，该非圆形壁与两块衔铁的外廓的形状相契合，所述两块衔铁在复位弹簧处于压缩状态下处于非圆形壁中并与非圆形壁联合转动配合，所述两块衔铁在复位弹簧处于自由状态下处于非圆形壁外并与转动主体构成传动分离配合。通过本设置，结构设置巧妙，离合传动稳定可靠，在电磁线圈通电时，两块衔铁克服弹簧弹力，相互靠近，并落位于转动主体的非圆形壁中，实现了转动主体与断路器转动操控轴的联动，而电磁线圈断电时，弹簧将两块衔铁推出转动主体的非圆形壁外，实现二者的传动分离。
进一步设置是所述的转动主体的周缘上固定凸起设置有控制臂，所述的壳体内相对于控制臂的正向和逆向两侧均设置有与控制臂触控配合的微动开关。通过本设置，采用微动开关对本申请的转动手柄的位置状态进行反馈控制，基于此，有助于实现远程自动控制等功能。
进一步设置是所述的转动主体的周缘上固定凸起设置有控制臂，该控制臂上设置有信号传递红外发光管，所述的壳体内设置有电路板，该电路板上设置有与控制臂的红外发光管对应配合的3个红外接收管，该3个红外接收管分别与控制臂的初始位置以及正向、逆向两侧位置相对应。通过本设置，采用红外发光管和红外接收管，对本申请的转动手柄的位置状态进行反馈控制，基于此，有助于实现远程自动控制等功能。
进一步设置是所述的转动主体的周缘上设置有连通转动主体内外的导线孔。通过本设置，方便转动主体内的电磁线圈等用电机构接电。
进一步设置是所述的线圈骨架的两侧均轴向凸起设置有多个支撑柱，该多个支撑柱以线圈骨架的轴线为中心圆周均布，所述的两个衔铁上设置有均设置以其轴线为中心圆周均布的多段弧形槽，所述的弧形槽与支撑柱插配连接。通过本设置，使得衔铁的稳定性更好。
进一步设置是所述的壳体包括有底壳和上盖，所述的底壳和上盖上对应设置有相互同轴的轴承窝，该两个轴承窝上均设置有转动轴承，所述的断路器转动操控轴通过该两个转动轴承转动设置于壳体上。通过本设置，使得断路器转动操控轴转动平稳可靠。
进一步设置是所述的断路器转动操控轴的外端联动设置有扣片。通过本设置，断路器转动操控轴方便与断路器内部的手柄轴等机构联动配合。
进一步设置是所述的壳体上设置有开关电源、通讯接口和载波解码接口。通过本设置，有助于实现远程电力线载波远程控制，实现无费分闸、续费合闸的自动控制。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1是目前通用的塑壳断路器（4P）；
图2是通用的塑壳断路器与本机构组合后的产品外观图；
图3是本申请传动简图；
图4是整体结构简图；
图5是传动离、合结构工程图；
图6是局部结构传动机构图；
图7是窝轮蜗杆传动结构图；
图8 是转动主体传动结构图；
图9 本申请控制原理图；
图10 是电机传动图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
如图1-10所示的本发明的具体实施方式，图1是目前通用的塑壳断路器（MCCB）（4P）的外观图。图2是目前通用的塑壳断路器1和本发明的断路器侧侧位操控构2的拼装外观图。
本发明整体结构简图4：该结构的转动主体4内的中心有断路器转动操控轴7，断路器转动操控轴7两端分别固定转动轴承8，整体安装后，两个转动轴承8分别在底壳2的轴承窝和上盖3的轴承窝9内。底壳2内和上盖3内有圆形凹槽10，转动主体4纵向两端分别安放在凹槽10内，转动主体4的两端和凹槽10紧配、可旋转。线路板12套过转动主体4通过线路板支柱30固定在底壳2内。开关电源13安放在底壳2 内的右侧。
如图5所示，扣片11固定在断路器转动操控轴7的顶端。两块衔铁18、磁钢19、电磁线圈和复位弹簧20组成电磁离合器。其中电磁线圈包括有线圈骨架21，其中两块衔铁18的中心孔为内六角型和断路器转动操控轴7的六角形部分紧配，并可以在电磁的力的驱动下克服复位弹簧20的阻力相对滑动，同时，两块衔铁18的外六角插入转动主体4的内壁六角25（即对应权利要求书的非圆形壁，也可采用其非圆形形状，如正四角、正五边形等）内，完成了转动主体4的动力和断路器转动操控轴7的结合。当线圈断电，两块衔铁18在复位弹簧20的反力下，相反滑动弹开，两块衔铁的外六角脱离转动主体4的内壁六角25，并进入外圆26，从而完成了转动主体4的动力和传动轴7的分离。线圈骨架21两面，各有4个支撑柱23其分别对应穿过两块衔铁面上的弧形槽22，并支撑在底壳2和上盖3的内壁。参看图6、图7和图8。
如图7：通过减速电机5、蜗轮6和蜗杆28传动转动主体4，转动主体4 的正反转动角度由控制臂17指示。控制臂17可安装红外发光管27，导线孔29。
如图10所示：蜗杆28的轴向中心有缺口通孔，两个减速电机5通过其上端的螺栓35紧固在安装板34上。安装板34分别插入底壳2和上盖3之间固定。减速电机5的轴有缺口36，分别从螺杆28的两端缺口紧配插入。
控制原理有三种：参看图9
一、开关元件定位控制：转动主体4与控制臂17同步在两个微动开关14的范围内旋转完成断路器的再扣、合闸，并在红外管正下方的红外接收管33定位，使转动主体4 回位。
二、单片机编程无触点控制：控制臂17上安装红外发光管27，取线路板12上的红外接收管32为再扣定位信号、取线路板12上的红外接收管31为合闸定位信号、取线路板12上的红外接收管33为回位定位信号，采用单片机如上述动作程序编程控制。
三、利用通讯接口15、载波解码接口16及有关电路，实现远程控制。
Claims (10)
1.一种断路器侧位操控装置，包括有壳体，其特征在于：还包括有转动主体、断路器转动操控轴、以及转动主体驱动机构，转动主体转动设置于壳体上，所述的转动主体驱动机构与转动主体转动驱动联接，该转动主体通过离合器与断路器转动操控轴离合传动配合，该断路器转动操控轴的外端从壳体的侧部穿出壳体外。
2.根据权利要求1所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于： 所述的转动主体的周缘固定设置有蜗轮，所述的转动主体驱动机构包括有与蜗轮传动配合的蜗杆，以及驱动蜗杆转动的电机。
3.根据权利要求2所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的断路器转动操控轴设置于转动主体的轴线上，所述的离合器为设置于转动主体内的电磁离合器，该电磁离合器包括有一对衔铁，以及设置于两个衔铁之间磁钢和电磁线圈，该电磁线圈包括有线圈骨架，所述的线圈骨架的中心轴上设置轴向通孔，两个衔铁的中心设置衔铁联动孔，所述的断路器转动操控轴依次穿过衔铁的衔铁联动孔、线圈骨架的中心通孔、以及另一个衔铁的衔铁联动孔，且该两个衔铁与断路器转动操控轴构成周向转动、轴向滑移配合，所述的断路器转动操控轴上套设有复位弹簧，复位弹簧在该线圈骨架的中心通孔中自由活动且其两端分别与两块衔铁作用抵接，所述的转动主体的内固定设置有轴向延伸的非圆形壁，该非圆形壁与两块衔铁的外廓的形状相契合，所述两块衔铁在复位弹簧处于压缩状态下处于非圆形壁中并与非圆形壁联合转动配合，所述两块衔铁在复位弹簧处于自由状态下处于非圆形壁外并与转动主体构成传动分离配合。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的转动主体的周缘上固定凸起设置有控制臂，所述的壳体内相对于控制臂的正向和逆向两侧均设置有与控制臂触控配合的微动开关。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的转动主体的周缘上固定凸起设置有控制臂，该控制臂上设置有红外发光管，所述的壳体内设置有电路板，该电路板上设置有与控制臂的红外发光管对应配合信号传递的3个红外接收管，该3个红外接收管分别与控制臂的初始位置以及正向、逆向两侧位置相对应。
6.根据权利要求3所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的转动主体的周缘上设置有连通转动主体内外的导线孔。
7.根据权利要求3所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的线圈骨架的两侧均轴向凸起设置有多个支撑柱，该多个支撑柱以线圈骨架的轴线为中心圆周均布，所述的两个衔铁上设置有均设置以其轴线为中心圆周均布的多段弧形槽，所述的弧形槽与支撑柱插配连接。
8.根据权利要求1所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的壳体包括有底壳和上盖，所述的底壳和上盖上对应设置有相互同轴的轴承窝，该两个轴承窝上均设置有转动轴承，所述的断路器转动操控轴通过该两个转动轴承转动设置于壳体上。
9.根据权利要求1所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的断路器转动操控轴的外端联动设置有扣片。
10.根据权利要求5所述的一种断路器侧位操控装置，其特征在于：所述的壳体上设置有开关电源、通讯接口和载波解码接口。
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