CN104681347B - 操作机构及具有该操作机构的高压开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于高压开关的操作机构及具有该操作机构的高压开关。其中操作机构包括：驱动轴，驱动拐臂，转动轴，中转轴等。操作机构通过驱动轴及与转动轴来控制第一开关和第二开关的动作，在驱动轴在第一角度内转动时，第二开关不动，而转动轴带动第一开关动作，而在驱动轴转过第一角度时，第一开关不动，第二驱动拐臂带动第二开关动作，从而利用一个驱动轴实现了第一开关和第二开关的依次分解操作，操作简单且安全性好。

Description

操作机构及具有该操作机构的高压开关

技术领域

本发明涉及高压电气设备领域，特别是一种用于高压开关的操作机构及具有该操作机构的高压开关。

背景技术

在高压开关的设计中，有一种真空负荷开关，其包括金属框架，中间安装真空开关，上端安装有隔离开关，下端安装有接地开关，三种不同功能的开关集成在一起，形成了一个整体的组合式开关。这种集成化的组合式开关可使电力配电小型化，操作也比较简单。这种集成式开关操作时，其隔离开关与接地开关是联动的，即打开隔离开关的同时闭合接地开关。图1和图2示出了现有的驱动隔离开关和接地开关联动的高压开关，其中图1为隔离开关闭合、接地开关断开的状态，图2为隔离开关断开、接地开关闭合的状态。如图1和图2所示，高压开关100具有隔离开关101、接地开关102、驱动轴103、联动杆104和转动轴105，其中接地开关102与驱动轴103连接，隔离开关101与转动轴105连接，转动轴105又通过联动杆104与驱动轴103连接。在操作时使高压开关100从图1中状态转换为图2中状态时，用操作手柄使驱动轴103转动，接地开关102随之由断开状态转换为闭合状态，同时在联动杆104的作用下，转动轴105随驱动轴103转动，带动隔离开关101由闭合状态转换为断开状态。

但在一些安全性要求较高的场合，需要对隔离开关和接地开关分开单独操作，并以先断开隔离开关然后再闭合接地开关的顺序操作，而且要求上一步操作要到位以后才能进行下一步的操作，而反向操作时亦需要先将接地开关断开后再闭合隔离开关。为实现按顺序操作并且操作互不影响，一般是采用两套操作机构，分别操作隔离开关和接地开关。这种具有两套操作机构的高压开关使高压开关柜的柜体体积变大，成本增加，而且其操作过程也较为复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可依次操作隔离开关和接地开关的操作机构；

本发明的另一目的是提供一种具有可依次操作隔离开关和接地开关的操作机构的高压开关。

为实现上述主要目的，本发明提供了用于操作高压开关的开关动作的操作机构，其中高压开关包括第一开关和第二开关，该操作机构包括：可与操作手柄相连接并可在操作手柄的驱动力作用下转动的驱动轴；设置在驱动轴上并随驱动轴的转动而转动的驱动拐臂，包括第一驱动拐臂和第二驱动拐臂；与第一开关连接的转动轴，在转动轴转动时带动第一开关动作；其上设置有连接转臂的中转轴，在驱动轴转动的第一角度内，连接转臂与第一驱动拐臂连接，驱动轴带动连接转臂转动，而在第一角度之外，连接转臂与第一驱动拐臂脱开，驱动轴不带动连接转臂转动；连接转动轴与连接转臂的传动杆，在连接转臂转动时推动转动轴转动。其中第二驱动拐臂设置有让位结构，当驱动轴在第一角度内转动时，第二驱动拐臂不带动第二开关动作，当驱动轴处于第一角度以外时，第二驱动拐臂带动第二开关动作。

由以上方案可见，操作机构通过驱动轴及与驱动轴通过中转轴连接的转动轴来控制第一开关和第二开关的动作，在驱动轴在第一角度内转动时，第二驱动拐臂空转，第二开关不动，而转动轴带动第一开关动作，而在驱动轴转过第一角度时，转动轴不再转动第一开关不动，第二驱动拐臂带动第二开关动作，从而利用一个驱动轴实现了第一开关和第二开关的依次分解操作，操作简单且安全性好。

较具体的方案为，第一驱动拐臂上设置有凸起，连接转臂上设置有开口槽，当驱动轴位于第一角度内时，凸起位于开口槽内，当驱动轴位于第一角度以外时，凸起与开口槽脱离。

由以上方案可见，第一驱动拐臂与连接转臂利用凸起与开口槽的配合实现第一驱动拐臂对连接转臂的驱动与分离，从而凸起位于开口槽内时，驱动轴带动转动轴转动，而凸起与开口槽脱离后，驱动轴的转动不再带动转动轴转动。

更具体的方案为，驱动轴上设置有沿其轴向延伸的扇形开口，第一驱动拐臂和第二驱动拐臂上设置有与扇形开口配合的突出部。

由以上可见，驱动轴上扇形开口与驱动拐臂上突出部的配合使驱动轴转动即为带动驱动拐臂的转动，转动的传递稳固可靠，不会产生驱动轴空转而驱动拐臂不转的现象。

进一步更具体的方案为，连接转臂上设置有弧形限位槽，高压开关上设置有位于限位槽内的突起，弧形限位槽对应的角度值对应于第一角度的值。由以上可见，弧形限位槽的设置使连接转臂只在驱动轴位于第一角度内时才随第一驱动拐臂转动，在驱动轴在其他角度转动时，突起限制连接转臂的转动。

优选地，转动轴连接有弹簧，当转动轴在第一角度内转动时，弹簧首先被压缩然后越过其下止点并在弹性恢复力作用下恢复。由以上可见，越过弹簧下止点后，即使驱动轴没有进一步被驱动，弹簧会推动转动轴转动使第一开关动作到位，同时带动驱动轴转动至第一角度。

优选地，第二开关连接有弹簧，在第二驱动拐臂带动第二开关动作时，弹簧首先被压缩然后越过其下止点并在弹性恢复力作用下恢复。由以上可见，越过弹簧下止点后，即使驱动轴没有进一步被驱动，弹簧会推动驱动轴转动使第二开关动作到位。

为实现另一目的，本发明提供的高压开关包括第一开关、第二开关和操作机构，其中操作机构包括：可与操作手柄相连接并可在操作手柄的驱动力作用下转动的驱动轴；设置在驱动轴上并随驱动轴的转动而转动的驱动拐臂，包括第一驱动拐臂和第二驱动拐臂；与第一开关连接的转动轴，在转动轴转动时带动第一开关动作；其上设置有连接转臂的过渡轴，在驱动轴转动的第一角度内，连接转臂与第一驱动拐臂连接，驱动轴带动连接转臂转动，而在第一角度之外，连接转臂与第一驱动拐臂脱开，驱动轴不带动连接转臂转动；连接转动轴与连接转臂的传动杆，在连接转臂转动时推动转动轴转动。其中第二驱动拐臂设置有让位结构，当驱动轴在第一角度内转动时，第二驱动拐臂不带动第二开关动作，当驱动轴位于第一角度以外时，第二驱动拐臂带动第二开关动作。

由以上方案可见，高压开关的操作机构通过驱动轴及与驱动轴通过中转轴连接的转动轴来控制第一开关和第二开关的动作，在驱动轴在第一角度内转动时，第二驱动拐臂空转，第二开关不动，而转动轴带动第一开关动作，而在驱动轴转过第一角度时，转动轴不再转动第一开关不动，第二驱动拐臂带动第二开关动作，从而利用一个驱动轴实现了第一开关和第二开关的依次分解操作，操作简单且安全性好，同时高压开关体积较小，从而成本较低。

较具体，第一开关为隔离开关，第二开关为接地开关。由以上可见，驱动轴在第一角度内转动时，隔离开关动作，而驱动轴在第一角度以外转动时，接地开关动作。

更具体地，高压开关还包括放电电极，在隔离开关处于断开状态时，隔离开关与放电电极接触。由以上可见，隔离开关在断开时其上所带的感应电流可通过放电电极排出。

优选地，高压开关还包括第三开关，第三开关具有驱动轴，过渡轴与第三开关的驱动轴共轴。由以上可见过渡轴与第三开关的驱动轴共轴可进一步节约高压开关的空间，使高压开关体积较小，从而成本较低。

本发明的优点在于，可用同一驱动轴实现对隔离开关和接地开关的分步操作，结构简单且安全可靠，同时可降低成本。

附图说明

图1是现有技术高压开关的结构示意图，示出隔离开关闭合且接地开关断开的状态；

图2是现有技术高压开关的结构示意图，示出隔离开关断开且接地开关闭合的状态；

图3是本发明高压开关实施例的结构示意图，示出隔离开关且闭合接地开关断开的状态；

图4是本发明高压开关实施例的结构示意图，示出隔离开关断开且接地开关断开的状态；

图5是本发明高压开关实施例的结构示意图，示出隔离开关断开且接地开关闭合的状态；

图6是本发明操作机构实施例中驱动轴与接地开关的结构示意图；

图7是本发明操作机构实施例中第二驱动拐臂的结构示意图；

图8本发明操作机构实施例中驱动轴与接地开关的平面示意图；

图9本发明操作机构实施例中第二驱动拐臂与接地开关相对位置的剖视示意图；

图10是本发明高压开关实施例另一方向的结构示意图；

图11是本发明高压开关实施例中操作手柄的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作详细说明。

参见图3、图4和图5，高压开关10包括主体、作为第一开关的隔离开关1、作为第三开关的真空开关、作为第二开关的接地开关2、驱动轴3、中转轴4、转动轴5、传动杆6，其中真空开关设置在主体的中部，隔离开关1设置在真空开关的上端，通过拉杆11、12与转动轴5连接，转动轴5的转动可带动拉杆11、12动作并推动隔离开关1绕轴16转动，在隔离开关1与隔离头17连接时，隔离开关1为闭合状态，与高压母线连接的上接线头15将电流通过隔离开关1引入主体内，高压开关10上还设置有放电电极13，用于支撑放电电极13的绝缘支架14安装在高压开关10的主体上，在隔离开关1与放电电极13连接时，隔离开关1处于断开状态。接地开关2设置在真空开关的下端，在接地开关2与接地电极21连接时，接地开关2处于闭合状态。

驱动轴3上设置有位于主体的侧板外侧的第一驱动拐臂31、带有限位凸台的转盘32及位于主体内部的第二驱动拐臂，驱动轴3上设置有扇形开口，第一驱动拐臂31、转盘32及第二驱动拐臂都设置有与扇形开口配合的突出部。第一驱动拐臂31上设置有突起33，侧板上设置有限位突起81，在与转盘32的限位凸台抵接时，限制驱动轴3一个方向的转动。

中转轴4设置为与真空开关的驱动轴同轴，连接转臂41套设在中转轴4的外侧，绕其中心轴转动而并不随其转动。连接转臂41的一端设置有开口槽43，另一端设置有弧形限位槽44，从侧板上向外突出的限位突起82设置在弧形限位槽44内，以限制连接转臂41的转动角度。连接转臂41的一侧还设置有与传动杆6的一端61可转动地连接的突耳42，传动杆6的另一端62与转动轴5的转动臂51连接。转动轴5上还设置有与弹簧7连接的转动臂52、带有限位凸台的转盘53及拉杆12，转动轴5上设置有扇形开口，转动臂51、52，转盘53及拉杆12上都设置有与扇形开口配合的突出部。侧板上设置有向外突出的限位突起83，在与转盘53的限位凸台抵接时限制转动轴5一个方向的转动。

弹簧7的一端71与转动臂52可转动地连接，另一端72设置有卡槽抵接在侧板上设置的突柱84上，从而弹簧7可绕突柱84转动。高压开关主体的另一侧，可通过驱动轴3连接有操作手柄34，并利用操作手柄34驱动驱动轴3转动。

以下通过图6、图7、图8和图9说明接地开关2与驱动轴3的相关结构及位置关系。在高压开关主体的内部，设置有与驱动轴3连接的第二驱动拐臂35，驱动轴3上设置有扇形开口36与第二驱动拐臂35上向内突出的突出部37配合，接地开关2上设置有连接臂22套设在驱动轴3外，弹簧92的一端93与固定在主体内的支座9 连接，两个连接臂22内设置有支撑臂24支撑连杆25，连接臂22及支撑臂25套设在驱动轴3外，但并不随驱动轴3转动。

连接臂22上还设置有弧形槽23，连杆25穿过弧形槽23与弹簧92的另一端91连接，第二驱动拐臂35上还设置有两个突耳部38、39，第二驱动拐臂35通过突耳38或39带动连杆25转动进一步带动连接臂22转动，两个突耳38、39之间设置让位结构，连杆25设置在让位结构内。该让位结构是指，在初始位置时，突耳38与连杆25接触，随着驱动轴沿图9中逆时针方向转动，突耳38与连杆25脱离，在驱动轴3在第一角度内转动时，第二驱动拐臂35的突耳38、39都不与连杆25接触从而不带动连杆25转动，在转动至第一角度时，突耳39与连杆25抵接，随着驱动轴3的进一步转动，突耳39才带动连杆25转动。随着驱动轴的进一步转动弹簧92被压缩至其下止点后，弹簧92弹性回复，带动连接臂22转动至接地开关完全闭合位置，同时使连杆25在弧形槽23内转动并与突耳39脱离而与突耳38接触。

图10为高压开关另一侧的视图。参见图10和图11，驱动轴3上可与操作手柄35连接的一端设置为方形，操作手柄34的端部设置有与方形孔与之对应。在驱动轴3的周围，高压开关该侧的侧板上设置有限位突起85和操作开口86，操作手柄34插入时，其上的突起343可穿过其中的一个操作开口86插入，当操作人员转动操作手柄的柄部341时，方形孔带动驱动轴3转动，在转动至所需角度时，限位突起85与操作手柄34的突起部342抵接，操作手柄34无法进一步转动，此时可取出操作手柄34，突起343从另一操作开口86内取出。这样可以限制操作手柄的动作，防止误操作的产生。高压开关上还设置有驱动轴45，用于操作真空开关的断开与闭合。中转轴4可与驱动轴45共轴，以节约高压开关的空间。

在利用操作机构将高压开关从隔离开关1闭合、接地开关2断开的状态转换为隔离开关1断开、接地开关2闭合的状态时，顺时针转动操作手柄34，在图3、图4和图5所示的侧面，即为驱动轴3在操作手柄34的驱动下逆时针转动，此时因为转盘32的限位凸台与限位突起81抵接使驱动轴3不可沿顺时针转动，弧形限位槽44与限位突起82的配合也使连接转臂41只可沿顺时针转动而不可沿逆时针转动，这些都可以防止误操作。第一驱动拐臂31转动并通过突起33带动连接转臂41转动，并在传动杆6的作用下带动转轴5转动，弹簧7被压缩到达起下止点后弹性回复，带动转轴5转动并使隔离开关1转动至与放电电极13接触的完全断开状态。此时，驱动轴3转至第一角度。而第二驱动拐臂35也从突耳38与连杆25接触的状态至突耳39与连杆25接触的状态，连接臂22及连杆25都不随第二驱动拐臂35转动，接地开关2保持其断开状态。此时，隔离开关1的断开完成，接地开关2未有动作，呈现出图4所示的状态。

然后作使操手柄34进一步顺时针转动，在图3、图4和图5所示的侧面，操作手柄34使驱动轴3进一步沿逆时针方向转动，突起33从连接转臂41的开口槽43内转出，连接转臂41不再转动，随着驱动轴3的进一步转动，第二驱动拐臂35的突耳39带动连杆25转动，弹簧92逐渐被压缩至下止点后弹性回复，带动连接臂22转动至接地开关2与放电电极21接触的完全闭合状态，并使连杆25与突耳38接触，此时驱动轴3转过第二角度。从而到达隔离开关1断开、接地开关2闭合的状态，操作机构的操作完成。

在利用操作机构将高压开关从隔离开关断开、接地开关闭合的状态转换为隔离开关闭合、接地开关断开的状态时，逆时针转动操作手柄34，在图3、图4、和图5所示的侧面，即为驱动轴3在操作手柄34的驱动下顺时针转动，第二驱动拐臂35的突耳38带动连杆25转动，弹簧92逐渐被压缩至下止点后弹性回复，带动连接臂22转动至接地开关2与放电电极21完全断开的状态，并使连杆25与突耳39接触，此时驱动轴3转过第二角度，突起33进入连接转臂41的开口槽43内。从而到达接地开关2断开、隔离开关1断开的状态。

然后使操作手柄34进一步逆时针转动，在图3、图4和图5所示的侧面，操作手柄34使驱动轴3进一步沿顺时针方向转动，第一驱动拐臂31转动并通过突起33带动连接转臂41转动，并在传动杆6的作用下带动转轴5转动，弹簧7被压缩到达起下止点后弹性回复，带动转轴5转动并使隔离开关1转动至与放电电极13断开而与隔离头17接触的闭合状态。此时，转盘32、53的凸台分别与限位突起81、83接触，驱动轴3及转轴5无法进一步转动。从而到达隔离开关1闭合、接地开关2断开的状态，操作机构的操作完成。

在其他实施例中，第一开关可为接地开关，而第二开关为隔离开关，即隔离开关通过连接臂而与驱动轴直接连接，而接地开关通过转轴及传动杆与驱动轴连接。

在其他实施例中，第一驱动拐臂可设置在高压开关内部而第二驱动拐臂设置在高压开关的侧板外。

在其他实施例中，突起可设置在连接转臂上而开口槽设置在第一驱动拐臂上。

在其他实施例中，可省却部分的限位结构。

Claims (10)

1.操作机构，用于操作高压开关的开关动作，其中所述高压开关包括第一开关和第二开关，所述操作机构包括：

驱动轴，与操作手柄相连接，并可在所述操作手柄的驱动力作用下转动；

驱动拐臂，设置在所述驱动轴上并随所述驱动轴的转动而转动，包括第一驱动拐臂和第二驱动拐臂；

转动轴，与所述第一开关连接，在所述转动轴转动时带动所述第一开关动作；

其特征在于：

中转轴，其上设置有连接转臂，在所述驱动轴转动的第一角度内，所述连接转臂与所述第一驱动拐臂连接，所述驱动轴带动所述连接转臂转动，而在所述第一角度之外，所述连接转臂与所述第一驱动拐臂脱开，所述驱动轴不带动所述连接转臂转动；

传动杆，连接所述转动轴与所述连接转臂，在所述连接转臂转动时推动所述转动轴转动；

所述第二驱动拐臂设置有让位结构，当所述驱动轴在所述第一角度内转动时，所述第二驱动拐臂不带动所述第二开关动作，当所述驱动轴处于所述第一角度以外时，所述第二驱动拐臂带动所述第二开关动作。

2.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：

所述第一驱动拐臂上设置有凸起，所述连接转臂上设置有开口槽，当所述驱动轴位于所述第一角度内时，所述凸起位于所述开口槽内，当所述驱动轴位于所述第一角度以外时，所述凸起与所述开口槽脱离。

3.根据权利要求2所述的操作机构，其特征在于：

所述驱动轴上设置有沿其轴向延伸的扇形开口，所述第一驱动拐臂和所述第二驱动拐臂上设置有与所述扇形开口配合的突出部。

4.根据权利要求3所述的操作机构，其特征在于：

所述连接转臂上设置有弧形限位槽，所述高压开关上设置有位于所述限位槽内的突起，所述弧形限位槽对应的角度值对应于所述第一角度的值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的操作机构，其特征在于：

所述转动轴连接有弹簧，当所述转动轴在所述第一角度内转动时，所述弹簧首先被压缩然后越过其下止点并在弹性恢复力作用下恢复。

6.根据权利要求1至4任一项所述的操作机构，其特征在于：

所述第二开关连接有弹簧，当所述第二驱动拐臂带动所述第二开关动作时，所述弹簧首先被压缩然后越过其下止点并在弹性恢复力作用下恢复。

7.高压开关，包括第一开关、第二开关和操作机构，其中所述操作机构包括：驱动轴，与操作手柄相连接，并可在所述操作手柄的驱动力作用下转动；驱动拐臂，设置在所述驱动轴上并随所述驱动轴的转动而转动，包括第一驱动拐臂和第二驱动拐臂；转动轴，连接所述第一开关，在所述转动轴转动时带动所述第一开关动作；

其特征在于：

所述操作机构还包括：

中转轴，其上设置有连接转臂，在所述驱动轴转动的第一角度内，所述连接转臂与所述第一驱动拐臂连接，所述驱动轴带动所述连接转臂转动，而在所述第一角度之外，所述连接转臂与所述第一驱动拐臂脱开，所述驱动轴不带动所述连接转臂转动；

传动杆，连接所述转动轴与所述连接转臂，在所述连接转臂转动时推动所述转动轴转动；

所述第二驱动拐臂设置有让位结构，当所述驱动轴在所述第一角度内转动时，所述第二驱动拐臂不带动所述第二开关动作，当所述驱动轴位于所述第一角度以外时，所述第二驱动拐臂带动所述第二开关动作。

8.根据权利要求7所述的高压开关，其特征在于：

所述第一开关为隔离开关，所述第二开关为接地开关。

9.根据权利要求8所述的高压开关，其特征在于：

所述高压开关还包括放电电极，当所述隔离开关处于断开状态时，所述隔离开关与所述放电电极接触。

10.根据权利要求7至9任一项所述的高压开关，其特征在于：

所述高压开关还包括第三开关，所述第三开关具有驱动轴，所述中转轴与所述第三开关的驱动轴共轴。