CN105470036A - 一种用于高压gis三工位开关的双孔三工位操作机构 - Google Patents

Abstract

一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，包括框架及齿轮组，齿轮组由中齿轮、左齿轮和右齿轮组成，框架由上、下水平板以及固定连接上、下水平板的竖直板组成；一联锁板可沿上水平板左右滑动地设在上水平板上，上水平板和下水平板之间设有一传动机构，中齿轮可通过传动机构驱动三工位操作机构的输出轴转动、输出轴驱动后齿轮转动从而使得联锁板左右滑动；竖直板的前方竖向设有相互间隔一定距离的前固定板和后固定板，前固定板和后固定板上都开有左通孔和右通孔，联锁板的前端延伸至前固定板的前方并向下伸出一挡板，挡板随着联锁板左右滑动可遮挡住左通孔和右通孔的其中一个。本发明提高了三工位操作机构的可靠性。

Description

一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构

技术领域

本发明涉及一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构。

背景技术

所谓高压GIS是指110kV及以上电压等级的气体绝缘金属封闭开关设备，现有高压GIS三工位开关的隔离/接地三工位操作机构是通过一个操作孔实现三工位开关的隔离合闸、隔离分闸、接地合闸及接地分闸。所以现有的隔离/接地三工位操作机构都设有一机械锁定装置，用于对隔离/接地三工位操作机构分别处于隔离合闸、隔离分闸、接地合闸及接地分闸位置状态时进行锁定。现有的隔离/接地三工位操作机构在实际操作时，将手动操作把柄插装在操作孔中，顺时针旋转手动操作把柄到达指定的合闸和分闸位置。假设隔离/接地三工位操作机构处于隔离合闸位置，将手动操作把柄插装在操作孔中，此时电气回路断开，只能进行手动操作。手动操作把柄顺时针旋转一定角度A到达指定的隔离分闸位置，这时机械锁定装置处于锁定状态，操作把柄无法继续顺时针转动。；接着拔出手动操作把柄，机械锁定装置在自身的回复弹力作用下实现复位，此时电气回路接通，隔离/接地三工位操作机构能进行电动操作。

但是现有的隔离/接地三工位操作机构在使用过程中，需要操作人员给予手动操作把柄一定的力矩M，使得手动操作把柄旋转一定角度A，然而由于不同的操作人员在旋转手动操作把柄操时所用的力矩M有很大的差异，从而导致当操作人员在拔出手动操作把柄后，会出现由于旋转时力矩M不够而导致机械锁定装置无法复位的现象。机械锁定装置不复位将可能发生以下几种情况：将无法进行隔离/接地三工位操作机构的接地合闸、接地分闸、隔离合闸及隔离分闸操作；隔离/接地三工位操作机构不能进行电动操作。由此可知操作人员的操作力矩大小会影响到现有隔离/接地三工位操作机构的可靠性，无法满足电力系统的高可靠性的要求，操作不当可能还会造成高压GIS设备或人员安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，一个操作孔用于对三工位开关进行隔离的合闸或分闸操作，另一操作孔用于对三工位开关进行接地的合闸或分闸操作，提高了操作机构的可靠性。

解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，包括三工位操作机构的电机轴，其特征是：包括框架及齿轮组，齿轮组由中齿轮、左齿轮和右齿轮组成，框架由上、下水平板以及固定连接上、下水平板的竖直板组成，所述的中齿轮、左齿轮和右齿轮都轴向水平设置在竖直板的前侧，所述的中齿轮位于左齿轮和右齿轮之间并与两者都啮合；

一联锁板可沿上水平板左右滑动地设在上水平板上，联锁板的后端面设有齿牙，一后齿轮轴向竖直设在上水平板上并与齿牙啮合，后齿轮与三工位操作机构的输出轴同轴固定连接，所述上水平板和下水平板之间设有一传动机构，中齿轮通过传动机构驱动三工位操作机构的输出轴转动、输出轴带动后齿轮转动从而使得联锁板左右滑动；

所述竖直板的前方竖向设有相互间隔一定距离的前固定板和后固定板，前固定板和后固定板上都开有让左齿轮转轴通过的左通孔和让右齿轮转轴通过的右通孔，联锁板的前端延伸至前固定板的前方并向下伸出一挡板，挡板随着联锁板左右滑动可遮挡住左通孔和右通孔的其中一个。

作为本发明的一种实施例，所述的传动机构包括位于竖直板后侧的与中齿轮同轴的第一锥齿轮，以及轴向竖直设置在下水平板上并与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮通过槽轮机构驱动输出轴转动。

作为本发明的一种改进，所述的前固定板在左通孔和右通孔的孔缘上都开有相互间隔一定弧度的第一凹槽和第二凹槽，所述前固定板和后固定板之间在第一凹槽和第二凹槽相互间隔的弧度处固定设有一止位块。

作为本发明的另一种改进，所述左齿轮、右齿轮的转轴在前端面处开有与第一凹槽或第二凹槽相对应的第四凹槽。

所述的止位块为其弧度与第一凹槽和第二凹槽相互间隔的弧度相同的扇形块。

进一步地，所述前固定板的长度比后固定板的长度短，所述后固定板的左端上安装有一用于控制电动机的微动开关。

再进一步地，所述前固定板的前方设有一可左右滑动的滑动板，滑动板的中部开有一轴孔，轴孔内插装有一水平架设在前固定板和后固定板上的转动轴，转动轴在位于滑动板和前固定板之间的轴段上固定有一凸块，凸块上设有一向前突出的短轴，滑动板上开有与短轴卡合的孔，滑动板左端的顶面与微动开关动作簧片的下端贴合并开有第三凹槽。

作为本发明的一种实施例，所述滑动板可左右滑动的结构为：滑动板的左端、右端及上端都开有水平腰孔，前固定板和后固定板在与水平腰孔对应位置处开有孔，螺栓穿过孔及腰孔与卡簧连接从而将滑动板与前固定板相连接且滑动板可相对螺栓滑动。

作为本发明的一种改进，所述转动轴的前端设有把柄。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明采用一个操作孔用于对三工位开关进行隔离的合闸或分闸操作、另一操作孔用于对三工位开关进行接地的合闸或分闸操作，当对一个操作孔进行操作时，另一个操作孔被遮挡住，提高了三工位操作机构的可靠性，满足电力系统的高可靠性的要求，避免高压GIS设备或人员安全事故的发生。

附图说明

图1是现有技术手动操作机构的示意图；

图2是本发明的立体示意图；

图3是本发明传动机构的立体示意图；

图4是本发明齿轮组的装配示意图；

图5是本发明前固定板和后固定板的装配示意图；

图6是本发明滑动板的装配示意图；

图7是图6的爆炸示意图；

图8是本发明滑动板的示意图；

图9是手动操作手柄的示意图；

图10是本发明处于手动操作状态的示意图；

图11是本发明进行接地合闸操作的示意图；

图12是本发明处于接地合闸状态的示意图。

图中：1-电动机，2-框架，21-上水平板，22-下水平板，23-竖直板，3-联锁板，31-齿牙，32-挡板，4-后齿轮，5-齿轮组，51-右齿轮，52-中齿轮，53-左齿轮，54-第四凹槽，6-前固定板，61-左通孔，62-右通孔，63-第一凹槽，64-第二凹槽，65-止位块，7-后固定板，8-微动开关，81-动作簧片，9-滑动板，91-水平腰孔，92-轴孔，93-孔，94-第三凹槽，10-转动轴，101-凸块，102-短轴，20-把柄，30-传动机构，301-第一锥齿轮，302-第二锥齿轮，303-槽轮机构，304-第三锥齿轮，40-螺栓，50-卡簧，60-手动操作手柄，601-轴套，602-销轴，70-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图用实施例对本发明作进一步说明。

如图2至8所示，一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，包括框架2及齿轮组5，齿轮组5由中齿轮52、左齿轮53和右齿轮51组成，框架2由上、下水平板21、22以及固定连接上、下水平板21、22的竖直板23组成，中齿轮52、左齿轮53和右齿轮51都轴向水平设置在竖直板23的前侧，中齿轮52位于左齿轮53和右齿轮51之间并与两者都啮合，左齿轮53、右齿轮51的转轴在前端面处开有与第一凹槽63或第二凹槽64相对应的第四凹槽54；

一联锁板3可沿上水平板21左右滑动地设在上水平板21上，联锁板3的后端面设有齿牙31，一后齿轮4轴向竖直设在上水平板21上并与齿牙31啮合，后齿轮4与三工位操作机构的输出轴70同轴固定连接，上水平板21和下水平板22之间设有一传动机构30，中齿轮52可通过传动机构30驱动三工位操作机构的输出轴70转动实现手动操作、输出轴70带动后齿轮4转动从而使得联锁板3左右滑动从而实现机械联锁,其中传动机构30包括位于竖直板23后侧的与中齿轮52同轴的第一锥齿轮301，以及轴向竖直设置在下水平板22上并与第一锥齿轮301啮合的第二锥齿轮302，第二锥齿轮302通过槽轮机构303驱动三工位操作机构的输出轴70转动，

在实际使用时，三工位操作机构的第二锥齿轮302可通过与一个轴向水平设置的第三锥齿轮304啮合，利用电动机1的输出轴与第三锥齿轮304同轴连接即可实现三工位操作机构的电动传动；

竖直板23的前方竖向设有相互间隔一定距离的前固定板6和后固定板7，前固定板6和后固定板7上都开有让左齿轮53转轴通过的左通孔61和让右齿轮51转轴通过的右通孔62，前固定板6在左通孔61和右通孔62的孔缘上都开有相互间隔一定弧度的第一凹槽63和第二凹槽64，前固定板6和后固定板7之间在第一凹槽63和第二凹槽64相互间隔的弧度处固定设有一止位块65，止位块65为其弧度与第一凹槽63和第二凹槽64相互间隔的弧度相同的扇形块，联锁板3的前端延伸至前固定板6的前方并向下伸出一挡板32，挡板32随着联锁板3左右滑动可遮挡住左通孔61和右通孔62的其中一个。

在上述的基础上本实施例还有以下改进，所述前固定板6的长度比后固定板7的长度短，所述后固定板7的左端上安装有一用于控制电动机1的微动开关8，当需要将三工位操作机构从电动操作状态切换为手动操作状态时，断开微动开关8即可，即微动开关8离开滑动板9上的第三凹槽94；前固定板6的前方设有一可左右滑动的滑动板9，其中滑动板9可左右滑动的结构为：滑动板9的左端、右端及上端都开有水平腰孔91，前固定板6和后固定板7在与水平腰孔91对应位置处开有孔，螺栓40穿过孔及腰孔91与卡簧50连接从而将滑动板9与前固定板6相连接且滑动板9可相对螺栓40滑动；滑动板9的中部开有一轴孔92，轴孔92内插装有一水平架设在前固定板6和后固定板7上的转动轴10，转动轴10的前端设有把柄20，转动轴10在位于滑动板9和前固定板6之间的轴段上固定有一凸块101，凸块101上设有一向前突出的短轴102，滑动板9上开有与短轴102卡合的孔93，滑动板9左端的顶面与微动开关8的动作簧片81的下端贴合并开有第三凹槽94。当微动开关8的动作簧片81的下端处于滑动板9上的第三凹槽内94，此时微动开关8处于闭合状态，三工位操作机构的电动机1处于闭合状态，三工位操作机构处于电动操作状态；通过操作把柄20旋转带动转动轴从而使得短轴102驱动滑动板(9)滑动，当顺时针或逆时针旋转把柄20时，滑动板9向右或向左滑动，微动开关8的动作簧片81的下端离开滑动板9上的第三凹槽94；此时微动开关8处于断开状态，三工位操作机构的电动机1处于断开状态，使得三工位操作机构从电动操作切换到手动操作。

如图9至12所示，本发明的工作原理是：本发明的左齿轮53用于对三工位开关进行隔离的合闸和分闸操作、右齿轮51用于对三工位开关进行接地的合闸和分闸操作，在进行手动操作前先将三工位操作机构从电动操作状态切换为手动操作状态，然后使用与左齿轮53、右齿轮51的转轴相匹配的手动操作手柄60，手动操作手柄60具有一轴套601，轴套601内设有一径向销轴602，销轴602的一端伸出到轴套601外并与第一凹槽63、第二凹槽64相卡合。现假设三工位开关处于初始状态，此时联锁板3的挡板32位于中间位置，既可以对三工位开关进行隔离的合闸和分闸操作，也可以对三工位开关进行接地的合闸和分闸操作，当三工位操作结构处于隔离/接地分闸位置时，滑动板9同时遮挡左通孔61和右通孔62。现在需要对三工位开关进行接地合闸操作，先逆时针旋转把柄20一定角度，把柄20旋转带动短轴102旋转，短轴102通过与滑动板9上的孔93卡合而带动滑动板9向左移动，此时，微动开关8离开滑动板9上的第三凹槽94，电气回路断开，同时将手动操作手柄60的轴套601对准右通孔62、销轴602对准第一凹槽63位置及右齿轮51上的第四凹槽54位置，然后将手动操作手柄60的轴套601插套在右齿轮51的转轴的第四凹槽54上，接着顺时针转动手动操作手柄60，从而使右齿轮51带动中齿轮52转动，中齿轮52通过第一锥齿轮301带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮302转动驱动槽轮机构303带动三工位操作机构的输出轴70转动，直至到手动操作手柄60的销轴602对准第二凹槽64的位置，即可实现对三工位开关的接地合闸操作，在手动操作手柄60旋转过程中由于设有止位块65所以手动操作手柄60不会因力矩过大而过度旋转；与此同时第二锥齿轮302依次通过槽轮机构303、输出轴70驱动后齿轮4转动，后齿轮4与齿牙31啮合使得联锁板3向左滑动，联锁板3的挡板32位于左侧位置而遮挡住左通孔，从而三工位操作机构实现了机械联锁，提高了三工位操作机构的可靠性，满足电力系统的高可靠性的要求，避免高压GIS设备或人员安全事故的发生。在完成对三工位开关的接地合闸操作后，可以将手动操作手柄60的轴套601从右齿轮51的转轴的第四凹槽54、第一凹槽63位置取出，此时，顺时针旋转把柄20一定角度，微动开关8复位到滑动板9上的第三凹槽94，电动机的电气回路接通，完成一个接地分闸到接地合闸操作要求。也可以逆时针旋转手动操作手柄60，直至到手动操作手柄60的销轴602对准第一凹槽63的位置，即可实现对三工位开关的接地分闸操作(接地合闸位置到接地分闸位置的操作要求)，此时联锁板3滑回到初始位置，联锁板3的挡板32位于中间位置。对三工位开关进行隔离的合闸和分闸操作时，其原理同上所述。

Claims (9)

1.一种用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：包括框架(2)及齿轮组(5)，齿轮组(5)由中齿轮(52)、左齿轮(53)和右齿轮(51)组成，框架(2)由上、下水平板(21)、(22)以及固定连接上、下水平板(21)、(22)的竖直板(23)组成，所述的中齿轮(52)、左齿轮(53)和右齿轮(51)都轴向水平设置在竖直板(23)的前侧，所述的中齿轮(52)位于左齿轮(53)和右齿轮(51)之间并与两者都啮合；

一联锁板(3)可沿上水平板(21)左右滑动地设在上水平板上(21)，联锁板(3)的后端面设有齿牙(31)，一后齿轮(4)轴向竖直设在上水平板(21)上并与齿牙(31)啮合，后齿轮(4)与三工位操作机构的输出轴(70)同轴固定连接，所述上水平板(21)和下水平板(22)之间设有一传动机构(30)，中齿轮(52)通过传动机构(30)驱动三工位操作机构的输出轴(70)转动、输出轴(70)带动后齿轮(4)转动从而使得联锁板(3)左右滑动；

所述竖直板(23)的前方竖向设有相互间隔一定距离的前固定板(6)和后固定板(7)，前固定板(6)和后固定板(7)上都开有让左齿轮(53)转轴通过的左通孔(61)和让右齿轮(51)转轴通过的右通孔(62)，联锁板(3)的前端延伸至前固定板(6)的前方并向下伸出一挡板(32)，挡板(32)随着联锁板(3)左右滑动可遮挡住左通孔(61)和右通孔(62)的其中一个。

2.根据权利要求1所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述的传动机构(30)包括位于竖直板(23)后侧的与中齿轮(52)同轴的第一锥齿轮(301)，以及轴向竖直设置在下水平板(22)上并与第一锥齿轮(301)啮合的第二锥齿轮(302)，所述第二锥齿轮(302)通过槽轮机构(303)驱动输出轴(70)转动。

3.根据权利要求2所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述的前固定板(6)在左通孔(61)和右通孔(62)的孔缘上都开有相互间隔一定弧度的第一凹槽(63)和第二凹槽(64)，所述前固定板(6)和后固定板(7)之间在第一凹槽(63)和第二凹槽(64)相互间隔的弧度处固定设有一止位块(65)。

4.根据权利要求3所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述的止位块(65)为其弧度与第一凹槽(63)和第二凹槽(64)相互间隔的弧度相同的扇形块。

5.根据权利要求4所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述左齿轮(53)、右齿轮(51)的转轴在前端面处开有与第一凹槽(63)或第二凹槽(64)相对应的第四凹槽(54)。

6.根据权利要求1至5任一所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述前固定板(6)的长度比后固定板(7)的长度短，所述后固定板(7)的左端上安装有一用于控制电动机(1)的微动开关(8)。

7.根据权利要求6所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述前固定板(6)的前方设有一可左右滑动的滑动板(9)，滑动板(9)的中部开有一轴孔(92)，轴孔(92)内插装有一水平架设在前固定板(6)和后固定板(7)上的转动轴(10)，转动轴(10)在位于滑动板(9)和前固定板(6)之间的轴段上固定有一凸块(101)，凸块(101)上设有一向前突出的短轴(102)，滑动板(9)上开有与短轴(102)卡合的孔(93)，滑动板(9)左端的顶面与微动开关(8)动作簧片(81)的下端贴合并开有第三凹槽(94)。

8.根据权利要求7所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述滑动板(9)可左右滑动的结构为：滑动板(9)的左端、右端及上端都开有水平腰孔(91)，前固定板(6)和后固定板(7)在与水平腰孔(91)对应位置处开有孔，螺栓(40)穿过孔及腰孔(91)与卡簧(50)连接从而将滑动板(9)与前固定板(6)相连接且滑动板(9)可相对螺栓(40)滑动。

9.根据权利要求8所述的用于高压GIS三工位开关的双孔三工位操作机构，其特征是：所述转动轴(10)的前端设有把柄(20)。