CN103700522B - 一种用于发电机断路器的弹簧操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，包括主框架、储能传动系统、合闸机构、分闸机构以及合闸弹簧组件；主框架包括右侧板、左侧板、以及将左侧板和右侧板连接在一起的上支块和下支块；储能传动系统包括设置在主框架侧板上的储能电机、齿轮传动系统、手动装置以及储能轴系统；合闸机构包括合闸电磁铁、四连杆驱动板、合闸半轴以及合闸保持挚子组件；分闸机构包括分闸电磁铁、分闸脱扣板、分闸半轴、输出连杆组件以及分闸保持挚子组件；合闸弹簧组件包括两组，分别设置在右侧板和左侧板上。本发明可完全满足发电机断路器苛刻的短路开断性能要求，最高可达到额定短路电流80kA的故障开断能力，操作机构故障率低。

Description

一种用于发电机断路器的弹簧操作机构

技术领域

本发明涉及一种弹簧操作机构，特别涉及一种用于发电机断路器的弹簧操作机构。

背景技术

在户内高压真空断路器领域中，弹簧操作机构的使用已经较为普遍，近几年，随着电力系统容量的不断扩大，电网之间的电气联系程度日趋紧密，电网的短路水平讯速提高，对大容量及发电机断路器的需求不断增加；与之相适应的，弹簧操作机构也在发电机断路器产品上得到应用。

国内目前在为数不多的同类产品中，采用的弹簧机构主要特征为：弹簧操作机构与框架为整体式结构，安装与维护不方便，生产工艺复杂，效率较低，组件结构分散，传动链较长，可靠性完全依赖框架的加工精度，工艺保证难度非常高，易导致机构的不稳定性输出；同时，操作机构的驱动及离合装置多采用棘轮棘爪原理的结构，零部件易磨损，寿命较短；再者弹簧机构大多源自用于普通断路器的机构，难以适应发电机断路器的一些特殊要求，如高的分合闸速度，大的输出功率，以及高的机械强度等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用模块化一体式结构、整体机构重量轻、安装方便、可专业化生产、机构的传动效率高、能耗小、输出稳定、故障率低的一种用于发电机断路器的弹簧操作机构。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，包括主框架、设置在主框架内的储能传动系统、合闸机构、分闸机构以及合闸弹簧组件；

所述主框架包括右侧板、左侧板、以及将左侧板和右侧板连接在一起的上支块和下支块，所述右侧板和左侧板的下端外侧面设有支撑挂块；

所述储能传动系统包括设置在主框架侧板上的储能电机、与储能电机连接的齿轮传动系统、与齿轮传动系统连接的手动装置以及与齿轮传动系统连接的储能轴系统；

所述齿轮传动系统为三级齿轮减速传动副，其包括依次连接的第一级齿轮、第二级齿轮以及第三级齿轮，所述第一级齿轮与储能电机的输出轴连接，所述第三级齿轮与储能轴系统连接；

所述手动装置为一组蜗轮蜗杆副，其包括蜗轮和蜗杆，所述涡轮与第一级齿轮连接；

所述储能轴系统包括储能轴、合闸凸轮、止动拨板、合闸拐臂、滚动轴承以及滚子，所述合闸凸轮和合闸拐臂通过花键副与储能轴连接，所述止动拨板和第三级齿轮空套安装在储能轴上，储能轴上设有锲槽，滚子安装在储能轴的锲槽内；

所述合闸机构包括合闸电磁铁、四连杆驱动板、合闸半轴以及合闸保持挚子组件，所述合闸电磁铁与四连杆驱动板的一端连接，所述四连杆驱动板的另一端合闸半轴连接，所述合闸半轴与合闸保持挚子组件连接；

所述分闸机构包括分闸电磁铁、分闸脱扣板、分闸半轴、输出连杆组件以及分闸保持挚子组件；所述分闸保持挚子组件由两级保持挚子组成，分别扣接在输出连板组件和分闸半轴上，所述输出连杆组件与外界发电机断路器连接；

所述合闸弹簧组件包括两组，分别设置在右侧板和左侧板上，所述合闸弹簧组件包括两个弹簧挂板以及设置在两个弹簧挂板中间的合闸簧，所述两个弹簧挂板分别与支撑挂块和合闸拐臂连接。

在本发明的一个实施例中，所述上支块为三个，成三角布置；所述下支块为两个，且对称布置。

在本发明的一个实施例中，所述上支块和下支块上均设有若干安装孔。

在本发明的一个实施例中，所述止动拨板、滚子、储能轴、第三级齿轮一起组成超越离合装置。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构简单紧凑，零部件数量少，重量轻，功能集中齐全，输出效率高，可靠性好，安装维护方便，具有完整的状态指示装置。

通过本发明操作机构上支块和下支块上的定位安装孔可方便准确地将本装置装配于发电机断路器上，完成对断路器的操作过程；本发明的优点在于是专门针对发电机断路器设计的操作机构，可以提供大的输出功率，充分保证断路器高的合分闸速度特性，可完全满足发电机断路器苛刻的短路开断性能要求，最高可达到额定短路电流80kA的故障开断能力，操作机构故障率低、机械强度高，寿命更可高达一万次。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的右视立体图；

图2为本发明的左视立体图；

图3为本发明的右后视立体图；

图4为本发明的合闸机构局部视图；

图5为本发明的分闸机构局部立体视图；

图6为本发明的分闸机构局部视图；

图7为本发明的主视图；

图8为本发明的储能轴系统局部立体视图；

图9为本发明的储能轴系统局部剖面图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

110、右侧板120、左侧板130、上支块140、下支块150、安装孔210、储能电机220、齿轮传动系统221、第一级齿轮222、第二级齿轮223、第三级齿轮230、手动装置231、蜗轮232、蜗杆240、储能轴系统241、储能轴242、合闸凸轮243、止动拨板244、合闸拐臂245、滚动轴承246、滚子310、合闸电磁铁320、四连杆驱动板330、合闸半轴340、合闸保持挚子组件410、分闸电磁铁420、分闸脱扣板430、分闸半轴440、输出连杆组件450、分闸保持挚子组件510、弹簧挂板520、合闸簧600、支撑挂块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明公开了一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，该弹簧断路器可使发电机断路器完成弹簧储能、储能状态保持、合闸动作和分闸动作；弹簧操作机构包括主框架、设置在主框架内的储能传动系统、合闸机构、分闸机构以及合闸弹簧组件。

参见图1至图3所示，本发明主框架包括右侧板110、左侧板120、以及将左侧板120和右侧板110固定连接在一起的上支块130和下支块140，右侧板110和左侧板120的下端外侧面设有支撑挂块600；上支块130为三个，成三角布置；下支块140为两个，成对称布置；上、下支块的个数不限于三个和两个，其可根据实际需要而定，且只要能使得主框架具有足够的强度来支撑主框架内的其它结构的安装即可；本发明在上支块和下支块上均设有若干安装孔150，通过该安装孔150可将弹簧操作机构进行准确定位并安装。

参见图1、2、7所示，储能传动系统包括设置在主框架左侧板120上的储能电机210、与储能电机210连接的齿轮传动系统220、与齿轮传动系统220连接的手动装置230以及与齿轮传动系统220连接的储能轴系统240。

本发明齿轮传动系统220为三级齿轮减速传动副，其包括依次连接的第一级齿轮221、第二级齿轮222以及第三级齿轮223，第一级齿轮221与储能电机210的输出轴连接，第三级齿轮223与储能轴系统240连接。

本发明手动装置230为一组蜗轮蜗杆副，其包括蜗轮231和蜗杆232，涡轮231与第一级齿轮221连接；工作时可通过外部手柄人力转动蜗杆232驱动涡轮231旋转，并将扭矩传递至第一级齿轮221。

参见图8和图9所示，本发明储能轴系统240包括储能轴241、合闸凸轮242、止动拨板243、合闸拐臂244、滚动轴承245以及滚子246，合闸凸轮242和合闸拐臂244通过花键副与储能轴241连接，止动拨板243和第三级齿轮223空套安装在储能轴241上，储能轴241上设有锲槽（图中未标出），滚子246安装在储能轴的锲槽内；止动拨板243、滚子246、储能轴241、第三级齿轮223一起组成超越离合装置。

参见图4所示，本发明合闸机构包括合闸电磁铁310、四连杆驱动板320、合闸半轴330以及合闸保持挚子组件340，合闸电磁铁310与四连杆驱动板320的一端连接，四连杆驱动板320的另一端合闸半轴330连接，合闸半轴330与合闸保持挚子组件340连接。

参见图5和图6所示，本发明分闸机构包括分闸电磁铁410、分闸脱扣板420、分闸半轴430、输出连杆组件440以及分闸保持挚子组件450；分闸保持挚子组件450由两级保持挚子组成，分别扣接在输出连板组件440和分闸半轴430上，输出连杆组件440与外界发电机断路器连接；合闸弹簧组件包括两组，分别设置在右侧板110和左侧板120上，合闸弹簧组件包括两个弹簧挂板510以及设置在两个弹簧挂板510中间的合闸簧520，两个弹簧挂板510分别与支撑挂块600和合闸拐臂244连接。

本发明中各个元器件连接完毕后组成专门用于发电机断路器的操作机构，其优点在于，可以提供大的输出功率，充分保证断路器高的合分闸速度特性，可完全满足发电机断路器苛刻的短路开断性能要求，最高可达到额定短路电流80kA的故障开断能力，操作机构故障率低、机械强度高，寿命更可高达一万次。

本发明工作时的动作原理如下：

储能过程：储能电机210输出轴旋转或者通过人力驱动手动装置230输出扭矩，储能电机输出轴或手动装置的涡轮231带动齿轮传动系统220的第一级齿轮221转动，第一级齿轮221通过第二级齿轮222将动力传递给第三级齿轮223，然后再通过第三级齿轮223将扭矩传递至储能轴系统240的储能轴241，储能轴241带动合闸拐臂244给合闸簧520储能；当合闸簧520储能到位后，合闸保持挚子组件340一端顶住止动拨板243，另一端扣接在合闸半轴330上，由止动拨板243、滚子246、储能轴241以及第三级齿轮223一起组成的超越离合装置分离，储能轴系统240被锁定，完成储能过程。

合闸过程：合闸机构的合闸电磁铁310得电动作并驱动四连杆驱动板320，四连杆驱动板320推动合闸半轴330转动，合闸保持挚子组件340解锁并在止动拨板243外力作用下摆动，止动拨板243失去顶力失稳，储能轴241在合闸簧520的弹簧力作用下转动，带动合闸凸轮242旋转，驱动输出连板组件440运动，当输出连板组件440到达合闸位置后，由两级保持挚子组成的分闸保持挚子组件450将输出连板组件440扣接在分闸半轴430上，输出连板组件440被锁定从而完成合闸过程。

分闸过程：分闸机构的分闸电磁铁410得电动作，推动分闸脱扣板420并驱动分闸半轴430转动，分闸保持挚子组件450解锁，输出连板组件440失稳并在配装断路器分闸外力作用下完成分闸动作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，包括主框架、设置在主框架内的储能传动系统、合闸机构、分闸机构以及合闸弹簧组件；其特征在于：

所述主框架包括右侧板、左侧板、以及将左侧板和右侧板连接在一起的上支块和下支块，所述右侧板和左侧板的下端外侧面设有支撑挂块；

所述储能传动系统包括设置在主框架侧板上的储能电机、与储能电机连接的齿轮传动系统、与齿轮传动系统连接的手动装置以及与齿轮传动系统连接的储能轴系统；

所述齿轮传动系统为三级齿轮减速传动副，其包括依次连接的第一级齿轮、第二级齿轮以及第三级齿轮，所述第一级齿轮与储能电机的输出轴连接，所述第三级齿轮与储能轴系统连接；

所述手动装置为一组蜗轮蜗杆副，其包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与第一级齿轮连接；

所述储能轴系统包括储能轴、合闸凸轮、止动拨板、合闸拐臂、滚动轴承以及滚子，所述合闸凸轮和合闸拐臂通过花键副与储能轴连接，所述止动拨板和第三级齿轮空套安装在储能轴上，储能轴上设有锲槽，滚子安装在储能轴的锲槽内；

所述合闸机构包括合闸电磁铁、四连杆驱动板、合闸半轴以及合闸保持挚子组件，所述合闸电磁铁与四连杆驱动板的一端连接，所述四连杆驱动板的另一端与合闸半轴连接，所述合闸半轴与合闸保持挚子组件连接；

所述分闸机构包括分闸电磁铁、分闸脱扣板、分闸半轴、输出连杆组件以及分闸保持挚子组件；所述分闸保持挚子组件由两级保持挚子组成，分别扣接在输出连杆组件和分闸半轴上，所述输出连杆组件与外界发电机断路器连接；

所述合闸弹簧组件包括两组，分别设置在右侧板和左侧板上，所述合闸弹簧组件包括两个弹簧挂板以及设置在两个弹簧挂板中间的合闸簧，所述两个弹簧挂板分别与支撑挂块和合闸拐臂连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，其特征在于：所述上支块为三个，成三角布置；所述下支块为两个，且对称布置。

3.根据权利要求2所述的一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，其特征在于：所述上支块和下支块上均设有若干安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于发电机断路器的弹簧操作机构，其特征在于：所述止动拨板、滚子、储能轴、第三级齿轮一起组成超越离合装置。