CN105374621A - 用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，具有机架，机架侧板下部设有储能电机，机架上部支撑有轴，储能电机通过传动装置驱动轴转动，轴一端设有保持机构，保持机构下部设有合闸保持掣子，轴中部设有凸轮，凸轮下部设有储能保持掣子，轴另一端设有储能离合器，机架一侧上部设有由储能离合器驱动转动的曲柄，曲柄与固定于机架一侧的合闸弹簧一端连接并转动拉伸合闸弹簧进行储能。本发明采用模块化布局，简化传动结构，保证产品具有比较高的可靠性，延长机械寿命，使断路器的性能更加可靠，装配维修方便，制造和维修成本低。

Description

用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构
技术领域
本发明属高压开关设备技术领域，具体涉及一种用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，主要配套使用于35kV输配电系统中三相交流50(60)Hz户内ZN85-40.5系列高压真空断路器。
背景技术
35kV配电系统由于具有供电半径大，供电可靠等优点，在电网系统中得到了大范围的应用，并积累了丰富的运行经验。近年来随着国家对电力基础设施的大力投资以及老旧站的扩建增容，35kV配电系统用开关设备需求越加旺盛，在这种形势下研究开发新型35kV开关设备就非常必要。目前国内开关设备产品在结构上存在的主要不足之处是：一、真空断路器所配机构设计复杂、可靠性低、设计寿命不高，仅能满足5000次，达不到M2级标准，另外造价也较高；二、真空断路器调整困难，后期维护复杂，维护成本高。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，采用模块化布局，简化传动结构，保证产品具有比较高的可靠性，延长机械寿命，使断路器的性能更加可靠，装配维修方便，制造和维修成本低。
本发明采用的技术方案：用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，具有机架，所述机架侧板下部设有储能电机，所述机架上部支撑有轴，所述储能电机通过传动装置驱动轴转动，所述轴一端设有保持机构，所述保持机构下部设有合闸保持掣子，所述轴中部设有凸轮，所述凸轮下部设有储能保持掣子，所述轴另一端设有储能离合器，所述机架一侧上部设有由储能离合器驱动转动的曲柄，所述曲柄与固定于机架一侧的合闸弹簧一端连接并转动拉伸合闸弹簧进行储能。
其中，所述传动装置包括齿轮轴、过渡齿轮和大齿轮，所述齿轮轴支撑于储能电机上部的机架上，所述齿轮轴的一端设有过渡齿轮，所述储能电机中设有电机手动储能轴，所述过渡齿轮与电机手动储能轴一端的齿轮适配啮合，所述大齿轮设于轴上，所述大齿轮与齿轮轴上的齿适配啮合。
进一步地，所述保持机构上设有与合闸保持掣子配合限位的滚轮，所述凸轮上设有与储能保持掣子配合限位的滚轮。
进一步地，所述曲柄一端转动连接于机架一侧上部，所述曲柄通过储能离合器与轴连接并跟随轴转动，所述合闸弹簧一端固定于机架一侧下部，所述合闸弹簧另一端与曲柄另一端连接并随着曲柄的转动而被拉伸储能。
进一步地，所述曲柄上部的机架上设有微动压板，所述微动压板与曲柄触接，所述微动压板上设有储能指示牌，所述微动压板与储能电机的辅助开关连接。
进一步地，所述曲柄通过连杆与合分指示牌及储能电机的主辅助开关连接。
本发明与现有技术相比的优点：
1、机构能量传输采用由传动装置组成的单级传动，简化传动结构，效率高，省功省力，保证了产品具有比较高的可靠性和长的机械寿命；
2、真空断路器将真空灭弧室与本发明上下布置成一个整体，这种整体布局可使操动机构的性能与灭弧室更加匹配，减少了中间传动环节，降低了传动损耗，使断路器的性能更加可靠；
3、本发明与断路器配用时不受传动装配及机构装配先后顺序限制，各个单元均可在整机装配前独立完成装配工序，调整极为方便、灵活，维护简便快捷，并可将各个单元单独拆下维修，也可在断路器上对各自单元进行更换维修，不用拆除断路器传动主轴，完成对机构损坏模块的更换或是更换整台机构，省时省力、降低人工成本；
4、本发明与断路器原配3AV3机构相比，机构零部件数量大大减少，结构简单，有效降低了成本；
5、本发明设计采用模块化布局，单元间各自功能相对独立，相互干扰性小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1描述本发明的实施例。
用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，如图1所示，具有机架1，所述机架1侧板下部设有储能电机2，所述机架1上部支撑有轴16，所述储能电机2通过传动装置驱动轴16转动，具体的，所述传动装置包括齿轮轴3、过渡齿轮4和大齿轮5，所述齿轮轴3支撑于储能电机2上部的机架1上，所述齿轮轴3的一端设有过渡齿轮4，所述储能电机2中设有电机手动储能轴8，所述过渡齿轮4与电机手动储能轴8一端的齿轮适配啮合，所述大齿轮5设于轴16上，所述大齿轮5与齿轮轴3上的齿适配啮合。所述轴16一端设有保持机构12，所述保持机构12下部设有合闸保持掣子10，所述保持机构12上设有与合闸保持掣子10配合限位的滚轮，所述轴16中部设有凸轮13，所述凸轮13下部设有储能保持掣子9，所述凸轮13上设有与储能保持掣子9配合限位的滚轮。所述轴16另一端设有储能离合器11，所述机架1一侧上部设有由储能离合器11驱动转动的曲柄6，所述曲柄6与固定于机架1一侧的合闸弹簧15一端连接并转动拉伸合闸弹簧15进行储能。具体的，所述曲柄6一端转动连接于机架1一侧上部，所述曲柄6通过储能离合器11与轴16连接并跟随轴16转动，所述合闸弹簧15一端固定于机架1一侧下部，所述合闸弹簧15另一端与曲柄6另一端连接并随着曲柄6的转动而被拉伸储能。所述曲柄6上部的机架1上设有微动压板7，所述微动压板7与曲柄6触接，所述微动压板7上设有储能指示牌，所述微动压板7与储能电机2的辅助开关连接。所述曲柄6通过连杆14与合分指示牌及储能电机2的主辅助开关连接。另外，在本模块化弹簧操动机构上还集成有合闸和分闸单元，合分按钮等。本发明设计采用模块化布局，单元间各自功能相对独立，相互干扰性小。
装有本发明的ZN85系列高压真空断路器为一体式结构，其中还包括传动部分即主轴、拐臂和连板等，一次回路装配部分即包括真空灭弧室、绝缘拉杆和绝缘筒等，还有框架部分、手车机构等组。此断路器是通过本模块化弹簧操动机构的分闸和合闸操作来实现真空灭弧室的开断与关合，达到控制电力系统的目的。具体的操作过程如下：
储能操作。高压真空断路器合闸所需能量由合闸弹簧15储能提供。合闸弹簧15的储能既可由外部电源驱动储能电机2完成，也可以使用手柄手动驱动电机手动储能轴8完成。具体的，启动储能电机2电源，储能电机2驱动传动装置转动，或者用附带的储能手把扳动电机手动储能轴8，电机手动储能轴8驱动传动装置转动，从而使大齿轮5驱动轴16转动，储能离合器11与曲柄6连接并跟随轴16转动，曲柄6的转动拉伸合闸弹簧15进行储能。当合闸弹簧15到达储能位置时，储能保持掣子9顶住凸轮13上的滚轮，储能离合器11脱开，同时微动压板7带动储能指示牌翻转显示“已储能”标记，微动压板7并切换辅助开关切断储能电机2供电电源，此时断路器处于合闸准备状态，同时拉动计数器，实现计数器计数。
合闸操作。在合闸操作中，用手按下机构上的“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作，均可使储能保持掣子9转动，使储能保持掣子9松开凸轮13上的滚轮，合闸弹簧15收缩，合闸弹簧15的收缩驱动曲柄6转动，同时曲柄6通过储能离合器11带动凸轮13转动，凸轮13又驱动高压真空断路器中的绝缘拉杆和动触头进入合闸位置，并压缩触头弹簧，保持触头所需接触压力。合闸动作完成后合闸保持掣子10与保持机构12上的滚轮保持合闸位置，同时储能指示牌和辅助开关复位，储能电机2供电回路接通。若外接电源也接通则再次进入储能状态，并且连杆14拉动合分指示牌显示出“合”的标记并拉动主辅助开关切换。
分闸动作。可按下机构上“分闸”按钮，也可靠接通外部电源使分闸脱扣电磁铁动作，使合闸保持掣子10与保持机构12上的滚轮解锁而实现分闸操作。由高压真空断路器中的触头弹簧和框架上的分闸簧储存的能量使一次回路内的灭弧室动静触头分离。在分闸过程后段，由液压缓冲器吸收分闸过程剩余能量并限定分离位置。由连杆14拉动合分指示牌显示出“分”标记，并拉动主辅助开关切换。
本发明配用ZN85-40.5系列真空断路器后，机械参数如下表所示：
使用时，真空断路器将真空灭弧室与本发明上下布置成一个整体，这种整体布局可使操动机构的性能与灭弧室更加匹配，减少了中间传动环节，降低了传动损耗，使断路器的性能更加可靠，如上表所示，其具有效率高，省功省力，保证了产品具有比较高的可靠性和长的机械寿命。
本发明与断路器配用时不受传动装配及机构装配先后顺序限制，各个单元均可在整机装配前独立完成装配工序，调整极为方便、灵活，维护简便快捷，并可将各个单元单独拆下维修，也可在断路器上对各自单元进行更换维修，不用拆除断路器传动主轴，完成对机构损坏模块的更换或是更换整台机构，省时省力、降低人工成本；另外，本发明与断路器原配3AV3机构相比，机构零部件数量大大减少，结构简单，有效降低了成本。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，具有机架(1)，其特征在于：所述机架(1)侧板下部设有储能电机(2)，所述机架(1)上部支撑有轴(16)，所述储能电机(2)通过传动装置驱动轴(16)转动，所述轴(16)一端设有保持机构(12)，所述保持机构(12)下部设有合闸保持掣子(10)，所述轴(16)中部设有凸轮(13)，所述凸轮(13)下部设有储能保持掣子(9)，所述轴(16)另一端设有储能离合器(11)，所述机架(1)一侧上部设有由储能离合器(11)驱动转动的曲柄(6)，所述曲柄(6)与固定于机架(1)一侧的合闸弹簧(15)一端连接并转动拉伸合闸弹簧(15)进行储能。
2.根据权利要求1所述的用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，其特征在于：所述传动装置包括齿轮轴(3)、过渡齿轮(4)和大齿轮(5)，所述齿轮轴(3)支撑于储能电机(2)上部的机架(1)上，所述齿轮轴(3)的一端设有过渡齿轮(4)，所述储能电机(2)中设有电机手动储能轴(8)，所述过渡齿轮(4)与电机手动储能轴(8)一端的齿轮适配啮合，所述大齿轮(5)设于轴(16)上，所述大齿轮(5)与齿轮轴(3)上的齿适配啮合。
3.根据权利要求1或2所述的用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，其特征在于：所述保持机构(12)上设有与合闸保持掣子(10)配合限位的滚轮，所述凸轮(13)上设有与储能保持掣子(9)配合限位的滚轮。
4.根据权利要求3所述的用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，其特征在于：所述曲柄(6)一端转动连接于机架(1)一侧上部，所述曲柄(6)通过储能离合器(11)与轴(16)连接并跟随轴(16)转动，所述合闸弹簧(15)一端固定于机架(1)一侧下部，所述合闸弹簧(15)另一端与曲柄(6)另一端连接并随着曲柄(6)的转动而被拉伸储能。
5.根据权利要求4所述的用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，其特征在于：所述曲柄(6)上部的机架(1)上设有微动压板(7)，所述微动压板(7)与曲柄(6)触接，所述微动压板(7)上设有储能指示牌，所述微动压板(7)与储能电机(2)的辅助开关连接。
6.根据权利要求5所述的用于高压真空断路器的模块化弹簧操动机构，其特征在于：所述曲柄(6)通过连杆(14)与合分指示牌及储能电机(2)的主辅助开关连接。
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