CN103956278A

CN103956278A - 用于高压开关配电设备的操作机构

Info

Publication number: CN103956278A
Application number: CN201410144189.1A
Authority: CN
Inventors: 迟景涛
Original assignee: HUADIAN RUITONG POWER ENGINEERING Corp
Current assignee: HUADIAN RUITONG POWER ENGINEERING Corp
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: CN103956278B

Abstract

本发明涉及一种配电设备，公开了一种用于高压开关配电设备的操作机构，其包括：第一侧板、第二侧板、合闸簧、驱动机构、输出端连接件、合闸挚子组件、合闸半轴和分闸半轴；本发明采用合闸簧进行储能，且结合其内部的驱动机构、合闸半轴和分闸半轴来进行储能、合闸和分闸的操作，储能、合闸操作较快捷，可节省时间，其操作简单、结构新颖、符合人机操作设计理念、动作可靠、体积小、机械寿命可达1万次以上的机构的要求，满足线路安全、可靠分合，又能迅速的切断故障线路，并具有快速重合闸的要求。

Description

用于高压开关配电设备的操作机构

技术领域

本发明涉及一种配电设备，特别是涉及一种用于高压开关配电设备的操作机构。

背景技术

在目前的电力行业高压开关配电设备领域，所运用的操作机构只要有以下几大类型：电磁操作机构、永磁操作机构、液压操作机构。该几大类型的操作机构都同时具备使开关柜或环网柜合闸并保持合闸状态的功能，也可以具有分闸的设配，其大致可分为：支撑、制动、驱动、合闸系统、分闸系统几大部分。

到目前为止，高压开关配电设备领域中，在运行设配中发现的故障事故有70%左右，这些故障部分是因为操作机构引起。其中：电磁操作机构合闸线圈消耗的功率太大，机构结构比较笨重且合闸时间较长，已经淘汰使用；永磁操作机构合闸电流也比较大，手动操作特性非常不理想，成本相对较高，由于这方面的原因没能得到普及使用；而液压操作机构成本较高，其更多的是用在超高压设备领域，用在高压开关配电设备领域造成很大的浪费。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于高压开关配电设备的操作机构，可减少合闸时间。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于高压开关配电设备的操作机构，所述操作机构包括：

第一侧板；

第二侧板，与所述第一侧板相对设置；

合闸簧，设于所述第一侧板的外侧；

驱动机构，其包括驱动轮、第一凸轮、第二凸轮、合闸簧拐臂、离合件、合闸滚子和保持拐臂，所述驱动轮通过第一转轴安装在所述第一侧板和第二侧板之间，所述第一凸轮、第二凸轮和合闸簧拐臂通过平键与所述第一转轴连接，所述第二凸轮设于驱动轮的一侧，所述第一凸轮和合闸簧拐臂依次设于所述驱动轮的另一侧，所述合闸簧拐臂与所述合闸簧连接，所述离合件设于所述驱动轮上并位于所述第一凸轮的同一侧，所述离合件与所述第一凸轮接触连接，所述合闸滚子固定在所述第一凸轮上，所述保持拐臂与所述第二侧板连接；

输出端连接件，其包括连接所述第一侧板和第二侧板的第二转轴、由所述第二转轴的径向向外延伸的第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第一连接件与所述第二凸轮接触连接，所述第三连接件与高压开关的拉杆连接；

合闸挚子组件，其包括挚子和与所述挚子连接的扣接件，所述挚子与所述第二连接件接触连接；

合闸半轴，所述合闸半轴穿过所述第二侧板可转动地与所述第一侧板连接，所述合闸半轴上设有合闸卡槽，所述合闸簧储能完成后，所述合闸滚子抵住所述保持拐臂的一端，所述保持拐臂的另一端扣合在所述合闸卡槽内；

分闸半轴，所述分闸半轴穿过所述第二侧板可转动地与所述第一侧板连接，所述分闸半轴上设有分闸卡槽，合闸时，所述扣接件与所述分闸卡槽相扣合。

进一步地，所述离合件可转动地安装在所述驱动轮上，所述离合件和驱动轮之间连接有扭簧，使得所述离合件始终与所述第一凸轮接触连接。

进一步地，所述操作机构还包括动力机构，为所述驱动轮的转动提供动力。

进一步地，所述动力机构包括换向器、过渡齿轮、手操锥齿和手操锥齿支撑件，所述驱动轮为驱动齿轮，所述换向器包括换向锥齿和换向直齿，所述换向锥齿和换向直齿同轴连接，所述手操锥齿与所述手操锥齿支撑件上的旋钮同轴连接，所述手操锥齿与所述换向锥齿相啮合，所述换向直齿与所述过渡齿轮相啮合，所述过渡齿轮与所述驱动齿轮相啮合。

进一步地，所述动力机构包括换向直齿、过渡齿轮和电机，所述驱动轮为驱动齿轮，所述电机与所述换向直齿同轴连接，所述换向直齿与所述过渡齿轮相啮合，所述过渡齿轮与所述驱动齿轮相啮合。

进一步地，所述合闸半轴位于所述第二侧板外侧的部位垂直连接有合闸脱口片。

进一步地，所述分闸半轴位于所述第二侧板外侧的部位垂直连接有分闸脱口片。

进一步地，所述第一连接件和第二连接件的末端分别设有触碰滚子，所述第一连接件的触碰滚子与所述第二凸轮接触连接，所述第二连接件的触碰滚子与所述分闸半轴接触连接。

进一步地，所述第一侧板和第二侧板均为L型。

进一步地，所述操作机构还包括防误操作机构，所述防误操作机构包括防误操作伸缩簧和防误操作杆，所述防误操作杆的一端与所述合闸半轴连接，其另一端与所述防误操作伸缩簧的一端连接，所述防误操作伸缩簧的另一端与所述第二转轴连接。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的一种用于高压开关配电设备的操作机构，采用合闸簧进行储能，且结合其内部的驱动机构、合闸半轴和分闸半轴来进行储能、合闸和分闸的操作，储能、合闸操作较快捷，可节省时间，其操作简单、结构新颖、符合人机操作设计理念、动作可靠、体积小、机械寿命可达1万次以上的机构的要求，满足线路安全、可靠分合，又能迅速的切断故障线路，并具有快速重合闸的要求。

附图说明

图1是本发明操作机构的轴测图（合闸已储能状态）；

图2是本发明操作机构的内部结构示意图（卸去第二侧板后）；

图3是本发明操作机构的内部结构示意图（卸去第一侧板和第二侧板后）；

图4是本发明储能状态下的结构示意图；

图5是本发明合闸状态下的结构示意图；

图6是本发明分闸状态下的结构示意图；

图7是本发明的合闸半轴的结构示意图；

图8是本发明的分闸半轴的结构示意图。

其中，1、第一侧板；2、第二侧板；4、第一固定座；5、分闸半轴；5.1、分闸卡槽；5.2、分闸脱口片；6、合闸半轴；6.1、合闸卡槽；6.2、合闸脱口片；7.1、挚子；7.2、扣接件；8.1、第一连接件；8.2、第二连接件；8.3、第三连接件；8.4、第二转轴；9.1、驱动齿轮；9.2、第二凸轮；9.3、第一转轴；9.4、平键；9.5、离合件；9.6、合闸滚子；9.7、第一凸轮；9.8、合闸簧拐臂；9.9、保持拐臂；10、行程开关；13、合闸簧；16、第二固定座；17、手操锥齿支撑件；18、手操锥齿；19、换向器；19.1、换向锥齿；19.2、换向直齿；20、过渡齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明的一种用于高压开关配电设备的操作机构，其包括：第一侧板1、第二侧板2、合闸簧13、驱动机构、输出端连接件、合闸挚子组件、合闸半轴6和分闸半轴5。

需要指出的是，本发明的操作机构所针对的高压开关，如果没有操作机构的话，合闸后，在真空断路器或真空负荷开关的合闸反作用力和分闸簧的作用力下，可自动分闸。

第一侧板1与第二侧板2相对设置，优选地，第一侧板和第二侧板均为L型；合闸簧13设于第一侧板1的外侧。如图1所示，第一侧板1和第二侧板2的底部通过第二固定座16连接，其上部通过多个支撑柱3连接；在第一侧板1和第二侧板2上分别还设有第一固定座4，该第一固定座4和第二固定座16用于将整个机构进行定位。

驱动机构包括驱动轮、第一凸轮9.7、第二凸轮9.2、合闸簧拐臂9.8、离合件9.5、合闸滚子9.6和保持拐臂9.9，驱动轮通过第一转轴9.3安装在第一侧板1和第二侧板2之间，第一凸轮9.7、第二凸轮9.2和合闸簧拐臂9.8通过平键9.4与第一转轴9.3连接，第二凸轮9.2设于驱动轮的一侧，第一凸轮和合闸簧拐臂依次设于驱动轮的另一侧，合闸簧拐臂9.8与合闸簧13的一端连接，合闸簧13的另一端通过定位柱15与第一侧板1和第二侧板2连接，离合件9.5设于驱动轮上并位于第一凸轮9.7的同一侧，离合件9.5与第一凸轮9.7接触连接可带动该第一凸轮9.7沿一个方向上转动，合闸滚子9.6固定在第一凸轮9.7，保持拐臂9.9与第二侧板2连接。保持拐臂9.9为回旋镖形状。优选地，离合器9.5为蝶形，其部分与第一凸轮9.7接触连接。

进一步地，本发明优选实施例的离合件9.5可转动地安装在驱动轮上，离合件9.5和驱动轮之间连接有扭簧，使得离合件9.5始终与第一凸轮9.7接触连接，驱动轮带动第一凸轮、第二凸轮和合闸簧拐臂一起同方向转动。

输出端连接件包括连接第一侧板1和第二侧板2的第二转轴8.4、由第二转轴8.4的径向向外延伸的第一连接件8.1、第二连接件8.2和第三连接件8.3，第一连接件8.1与第二凸轮9.2接触连接，第三连接件8.3与高压开关的拉杆连接，以实现高压开关的合闸或分闸。优选地，第一连接件8.1和第二连接件8.2的末端分别设有触碰滚子，第一连接件8.1的触碰滚子与第二凸轮9.2接触连接，第二连接件8.2的触碰滚子与分闸半轴5接触连接。

合闸挚子组件包括挚子7.1和与该挚子7.1连接的扣接件7.2，挚子7.1与第二连接8.2件接触连接；优选地，扣接件7.2为扇形，其半径大于挚子7.1的半径。

结合图1和图7所示，合闸半轴6穿过第二侧板2可转动地与第一侧板1连接，合闸半轴6与第一侧板1的连接处设置有扭簧，合闸半轴6上设有合闸卡槽6.1，合闸簧13储能完成后，合闸滚子9.6抵住保持拐臂9.9的一端，保持拐臂9.9的另一端扣合在合闸卡槽6.1内，此时，合闸半轴6在扭簧的作用下，可保持静止；合闸半轴6位于第二侧板2外侧的部位垂直连接有合闸脱口片6.2，可通过操作合闸脱口片6.2来实现合闸半轴6的转动。可通过手动或合闸线圈来操作合闸脱口片6.2，通过合闸线圈操作合闸脱口片的具体步骤为：通过按压合闸按钮，使得合闸按钮与合闸电磁铁接触，合闸电磁铁垂直推动合闸脱口片。优选地，该保持拐臂9.9与合闸滚子9.6接触的一端为弧形端面，其与合闸卡槽6.1相扣合的一端为方形端面。

结合图1和图8所示，分闸半轴5穿过第二侧板2可转动地与第一侧板1连接，分闸半轴5与第一侧板1的连接处设置有扭簧，分闸半轴5上设有分闸卡槽5.1，合闸时，扣接件7.2与分闸卡槽相扣合，此时，分闸半轴5在扭簧的作用下，保持静止；分闸半轴5位于第二侧板2外侧的部位垂直连接有分闸脱口片5.2，可通过操作分闸脱口片可实现分闸半轴的转动。可通过手动或分闸线圈来操作分闸脱口片，通过分闸线圈操作分闸脱口片的具体步骤为：通过按压分闸按钮，使得分闸按钮与分闸电磁铁接触，分闸电磁铁垂直推动分闸脱口片。

操作机构还包括动力机构，用于为驱动轮的转动提供动力。该动力机构可以为手动式也可以自动式也可以为手动式和电动式的结合。

优选地，上述动力机构的手动式结构为：该动力机构包括换向器19、过渡齿轮20、手操锥齿18和手操锥齿支撑件17，其中，驱动轮为驱动齿轮9.1，手操锥齿与手操锥齿支撑件上的旋钮同轴连接，通过手动旋转手操锥齿支撑件上的旋钮可旋转手操锥齿，换向器19包括换向锥齿19.1和换向直齿19.2，换向锥齿19.1和换向直齿19.2同轴连接，手操锥齿18与换向锥齿19.1相啮合，进一步地，换向直齿19.2与过渡齿轮20相啮合，换向直齿19.2的转动带动过渡齿轮20反方向转动，此时，过渡齿轮20与换向直齿19.2的转向相反，由于过渡齿轮20与驱动齿轮9.1相啮合，过渡齿轮的转动最后带动驱动齿轮9.1反方向转动，最终，驱动齿轮9.1的转动方向与手操锥齿18的转动方向一致。如图3所示，从左向右看：手操锥齿18（顺时针转动）→换向锥齿19.1（逆时针转动）→换向直齿19.2（逆时针转动）→过渡齿轮20（顺时针转动）→驱动齿轮9.1（逆时针转动）。

优选地，上述动力机构的电动式结构为：该动力机构包括换向直齿19.2、过渡齿轮20和电机14，其中，驱动轮为驱动齿轮9.1电机14和换向直齿19.2同轴连接，电机14转动带动换向直齿19.2同方向转动，换向直齿19.2与过渡齿轮20相啮合，换向直齿19.2带动过渡齿轮20反方向转动，过渡齿轮20与驱动齿轮9相啮合，过渡齿轮20带动驱动齿轮9反方向转动，优选地，电机14为私服电动机。如图3所示，从左向右看：电机14（逆时针转动）→换向直齿19.2（逆时针转动）→过渡齿轮20（顺时针转动）→驱动齿轮9.1（逆时针转动）。

本发明的操作机构还包括防误操作机构，该防误操作机构包括防误操作伸缩簧11和防误操作杆12，防误操作杆12的一端与合闸半轴6连接，其另一端与防误操作伸缩簧11的一端连接，该防误操作伸缩黄11与第二转轴8.4连接，其另一端与防误操作杆12连接。优选地，防误操作伸缩簧11为拉簧。当合闸后，拉簧处于自由状态，若再进行合闸操作，即再次按压合闸脱口片，将会对拉簧产生压缩的作用力，此时，处于自由状态下拉簧无反应，则操作人员就可以知道该高压开关已经合闸，由此，避免再次合闸的误操作，所造成的激烈震动。

优选地，本发明实施例的操作机构还包括行程开关10，该行程开关10安装在合闸簧13拉伸的最长位置，用于提示已经操作人员已经储能完毕，只有在储能的状态下才能进行合闸。

上述技术方案所提供的一种用于高压开关配电设备的操作机构，主要具有三个执行步骤，一为储能步骤，二为合闸步骤，三为分闸步骤；具体过程如下：

1、储能步骤：手动旋转手操锥齿支撑件14上的旋钮或采用电机14顺时针转动，使得换向器19的换向锥齿19.1逆时针转动，该换向器19的换向直齿19.2逆时针转动，并带动过渡齿轮20顺时针转动，从而使得与过渡齿轮20相啮合的驱动齿轮9.1逆时针转动，驱动齿轮9.1逆时针转动并带动其上的合闸滚子9.6跟着转动，由于离合件9.5上设有扭簧，使得离合件9.5始终贴着第一凸轮9.7，使得离合件9.5做逆时针转动并带动第一凸轮9.7逆时针方向转动，此时，由于合闸滚子9.6与第一凸轮9.7固定连接，使得合闸滚子9.6和第一凸轮9.7一起做逆时针运动，在此同时，第二凸轮9.2和合闸簧拐臂9.8在与第一转轴9.3的平键9.4的作用下，使得第一转轴9.3带动第二凸轮9.2和合闸簧拐臂9.8一起做逆时针运动，使得与合闸簧拐臂9.8连接的合闸簧13旋转并拉伸，当合闸簧13拉伸储能完成后合闸滚子9.6抵在保持拐臂21的一端，同时，保持拐臂21的另一端与合闸半轴6上合闸卡槽扣接，同时，形成开关10检测到信号；此时，合闸半轴6在扭簧的作用力下保持静止，从而使得整个储能动作完成，如图4所示。

2、合闸步骤：储能完成到合闸步骤如图4到图5所示，在合闸簧13储能完成后，且行程开关10显示出合闸簧13储能完成，此时可以进行合闸步骤，通过手动或合闸线圈来按压合闸脱口片，使得保持拐臂9.9从合闸半轴6的合闸卡槽上脱离，合闸簧13所储存的势能得于释放，此时，行程开关10无信号显示，在克服了真空断路器或真空负荷开关的合闸反作用力和分闸簧的作用力下，使得第二凸轮9.2逆时针转动并碰撞输出端连接件8上的第二连接件8.1的触碰滚子，从而使得输出端连接件8逆时针转动，使得第二连接件8.2的触碰滚子撞击挚子7.1，第二连接件8.2的触碰滚子绕过挚子7.1的外侧撞击扣接件7.2，扣接件7.2与分闸半轴5上的分闸脱口片相扣接，由于输出端连接件8的转动使得第三连接件8.3跟着转动并拉动高压开关的拉杆使得高压开关合闸，从而完成操作机构的合闸动作，如图5所示。

3、分闸步骤：需要分闸时，通过手动或分闸线圈来按压分闸脱口片，使得分闸半轴5顺时针转动，使得扣接件7.2从分闸半轴5的分闸卡槽上脱离，在真空断路器或真空负荷开关的合闸反作用力和分闸簧的反作用力下，使得输出端连接件8逆时针转动，高压开关的拉杆反方向运动使得高压开关分闸，如图6所示。

本发明所提供的操作机构，采用合闸簧进行储能，且结合其内部的驱动机构、合闸半轴和分闸半轴来进行储能、合闸和分闸的操作，储能、合闸操作较快捷，可节省时间，其操作简单、结构新颖、符合人机操作设计理念、动作可靠、体积小、机械寿命可达1万次以上的机构的要求，满足线路安全、可靠分合，又能迅速的切断故障线路，并具有快速重合闸的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于高压开关配电设备的操作机构，其特征在于，所述操作机构包括：

第一侧板；

第二侧板，与所述第一侧板相对设置；

合闸簧，设于所述第一侧板的外侧；

2.如权利要求1所述的操作机构，其特征在于，所述离合件可转动地安装在所述驱动轮上，所述离合件和驱动轮之间连接有扭簧，使得所述离合件始终与所述第一凸轮接触连接。

3.如权利要求1所述的操作机构，其特征在于，所述操作机构还包括动力机构，为所述驱动轮的转动提供动力。

4.如权利要求3所述的操作机构，其特征在于，所述动力机构包括换向器、过渡齿轮、手操锥齿和手操锥齿支撑件，所述驱动轮为驱动齿轮，所述换向器包括换向锥齿和换向直齿，所述换向锥齿和换向直齿同轴连接，所述手操锥齿与所述手操锥齿支撑件上的旋钮同轴连接，所述手操锥齿与所述换向锥齿相啮合，所述换向直齿与所述过渡齿轮相啮合，所述过渡齿轮与所述驱动齿轮相啮合。

5.如权利要求3所述的操作机构，其特征在于，所述动力机构包括换向直齿、过渡齿轮和电机，所述驱动轮为驱动齿轮，所述电机与所述换向直齿同轴连接，所述换向直齿与所述过渡齿轮相啮合，所述过渡齿轮与所述驱动齿轮相啮合。

6.如权利要求1-5任意一项所述的操作机构，其特征在于，所述合闸半轴位于所述第二侧板外侧的部位垂直连接有合闸脱口片。

7.如权利要求1-5任意一项所述的操作机构，其特征在于，所述分闸半轴位于所述第二侧板外侧的部位垂直连接有分闸脱口片。

8.如权利要求1-5任意一项所述的操作机构，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件的末端分别设有触碰滚子，所述第一连接件的触碰滚子与所述第二凸轮接触连接，所述第二连接件的触碰滚子与所述分闸半轴接触连接。

9.如权利要求1-5任意一项所述的操作机构，其特征在于，所述第一侧板和第二侧板均为L型。

10.如权利要求1-5任意一项所述的操作机构，其特征在于，所述操作机构还包括防误操作机构，所述防误操作机构包括防误操作伸缩簧和防误操作杆，所述防误操作杆的一端与所述合闸半轴连接，其另一端与所述防误操作伸缩簧的一端连接，所述防误操作伸缩簧的另一端与所述第二转轴连接。