CN106206108B - 一种直动式隔离开关操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直动式隔离开关操作机构，包括齿轮A、齿轮B、过渡齿轮、杆A、杆B、圆盘、动力传输装置和框架，所述圆盘通过轴可转动地安装在框架内，杆A沿径向固定在圆盘上，齿轮A固定安装在框架的顶部并位于圆盘的上方，过渡齿轮通过圆柱销与杆A活动连接并与齿轮A啮合，齿轮B通过圆柱销与杆A活动连接并与过渡齿轮啮合，杆B的一端与杆A铰接并与齿轮B固定连接，杆B的另一端通过弯板组件与隔离开关本体的绝缘拉杆连接，动力传输装置与轴连接，所述杆A与杆B的长度相等，齿轮A与齿轮B的齿数之比等于2。本发明在保证隔离断口大于150mm的情况下，能有效减小隔离开关的整体尺寸。

Description

一种直动式隔离开关操作机构

技术领域

本发明涉及一种直动式隔离开关操作机构，用于操作12KV隔离开关分、合闸，属于高压电器领域。

背景技术

在高压电器当中，12KV隔离开关大多采用图1所示的刀闸式隔离开关操作机构来操作隔离开关的合闸或分闸，这样的结构和技术在空气绝缘的开关柜中是非常成熟和可靠的，不论是国内还是国外的企业，大都采用这样的方式。

这种刀闸式隔离开关操作机构的拐臂的上下极限位置采用了对称设计，以扩大机构的操作行程，但从图1可看出，当拐臂1转动到最上或最下极限位置时，其压力角α(F与F1的夹角)过大；当拐臂1转至水平附近时，其压力角α很小；当拐臂1转至水平时，其压力角α为零。故当拐臂1处于水平及附近时，操作省力，传动效率很高；当拐臂1转至上下极限位置及附近时，其传动效率很低，操作费力，因此拐臂1的摆动角度(摆动角度等于压力角α)不能过大。

由于行业规定隔离开关必须满足隔离断口≥150mm的要求，在不能增加拐臂1的摆动角度的情况下，要扩大机构的操作行程，只能采用较长的拐臂1，这不仅使杆2偏离了三相机构的对称中心(偏移量e＝10mm，)，增加了附加摩擦力和附加转矩，还对机构的刚度提出了更高要求，尤其是增大了隔离开关占用的空间。

从上分析可看出，现有的刀闸式隔离开关操作机构需要占用较大的空间，在狭小的空间内要完成隔离开关的操作并提供出一个隔离断口是非常困难的，即使能够实现，其可靠性也是令人担忧的。在开关设备越来越小型化的今天，这样的结构显然制约了整机的小型化和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直动式隔离开关操作机构，该操作机构既能减小隔离开关的整体尺寸，又能保证隔离开关的隔离断口≥150mm。

本发明提供的直动式隔离开关操作机构，包括齿轮A、齿轮B、过渡齿轮、杆A、杆B、圆盘、弯板组件、动力传输装置和框架，所述圆盘通过轴可转动地安装在框架内，杆A沿径向固定在圆盘上，齿轮A固定安装在框架的顶部并位于圆盘的上方，过渡齿轮通过圆柱销与杆A活动连接并与齿轮A啮合，齿轮B通过圆柱销与杆A活动连接并与过渡齿轮啮合，杆B的一端与杆A铰接并与齿轮B固定连接，杆B的另一端通过弯板组件与隔离开关本体的绝缘拉杆连接，动力传输装置与轴连接，所述杆A与杆B的长度相等，齿轮A与齿轮B的齿数之比等于2。

进一步地，所述动力传输装置包括相互啮合的锥齿轮A和锥齿轮B，其中锥齿轮A安装在隔离开关操作轴上，锥齿轮B和圆盘安装在同一根轴上。

本发明的工作原理如下：

如图2所示，当杆A顺时针转动时，过渡齿轮绕固定的齿轮A滚动并带动齿轮B相对于杆A作逆时针转动，与齿轮B固定的杆B随之同步转动。由于杆A与杆B的长度相等，且齿轮B与齿轮A的齿数之比等于2，因此α＝θ，β＝2α，所以杆B的端点始终作水平移动，该方向与隔离开关要求的运动方向始终一致，故可带动隔离开关的三相动触头作直线移动。

图3为本发明处于两个极限位置时的传动原理示意图。实线所示位置是隔离开关处于接通的运行状态，随着杆A顺时针转动，杆B的端点逐渐向左移动，使隔离开关分闸。理论上，杆B的端点可以从最右边位置移动到最左边位置，如图3虚线所示，这时杆A的转动角度为180°，杆B相对杆A转动360°，其端点间的距离H即隔离开关的行程此时最大。具体使用中，并不需要让杆B的端点从最右边的极限位置移动到最左边的极限位置，只需要用其中一段，即能满足操作隔离开关得到隔离断口≥150mm的要求。

设杆A的长度为L_A，杆B的长度为L_B，

L_A＝L_B＝l

α＝θ

那么x＝2lcosα (1)

dH＝-dx＝2lsinαdα

行程

由式(3)可见，适当选取杆A和杆B的长度l和转角α即能满足任意选定的行程H，选择的原则取决于隔离断口的要求和机构箱的结构及尺寸。

对于12KV隔离开关而言，安全的隔离断口(即分闸后动、静触头间的净距离)的空气绝缘距离要求大于或等于150mm，选取动触头插入静触指的深度为10mm，故总行程H可选为160mm，即杆B的端点直线移动的距离为160mm，根据机构箱的结构，可选取L_A＝L_B＝125mm，由式(3)计算出杆A的转动角度α＝70°，这在结构上是完全能够实现的。

本发明通过采用行星轮系操作机构，可使隔离开关的分、合闸由刀闸回转的方式改为直线插入的方式，从而可在保证隔离断口大于150mm的情况下，有效减小隔离开关的整体尺寸。另外，与现有的隔离开关操作机构相比，本发明操作简便、工作可靠。

附图说明

图1为现有刀闸式隔离开关的结构示意图。

图2为本发明的工作原理图。

图3为本发明处于极限位置的工作原理图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为本发明的立体结构图。

图6为本发明与隔离开关本体的连接结构示意图(合闸位置)。

图7为本发明与隔离开关本体的连接结构示意图(分闸位置)。

图1中：1—拐臂 2—杆

图2～图7中：1—齿轮A 2—过渡齿轮 3—齿轮B 4—圆柱销 5—圆柱销 6—杆B7—圆柱销 8—弯板组件 9—杆A 10—圆柱销 11—圆盘 12—轴 13—锥齿轮B 14—锥齿轮A 15—框架 16—进线导电杆 17—断路器灭弧室 18—导体 19—静端触指 20—隔离开关动导电杆 21—中间触指 22—导电板 23—出线导电杆 24—绝缘拉杆 25—隔离开关操作机构 26—机构箱 27—断路器操作机构

具体实施方式

如图4、图5所示，本发明包括齿轮A1、过渡齿轮2、齿轮B3、杆B6、弯板组件8、杆A9、圆盘11、锥齿轮B12和锥齿轮A13，圆盘7安装在轴12的上端并可随轴12转动。杆A9沿径向固定在圆盘11上，齿轮A1固定安装在框架15的顶部并位于圆盘11的上方。过渡齿轮2通过圆柱销10与杆A9活动连接并与齿轮A1啮合，齿轮B3通过圆柱销4与杆A9活动连接并与过渡齿轮2啮合。杆B6共两根，两根杆B6的左端通过圆柱销4与杆A9铰接，并通过圆柱销5与齿轮B3固定连接，两根杆B6的右端通过弯板组件8与隔离开关本体的绝缘拉杆24连接。动力传输装置包括锥齿轮A14和锥齿轮B13，锥齿轮A14通过隔离开关操作轴安装在框架15的正面上，锥齿轮B13安装在轴12的下端并与锥齿轮A14啮合。框架15安装在机构箱26内。

为了使与绝缘拉杆24连接的杆B6的右端始终作直线移动，本发明的杆A9与杆B6采用相等的长度，齿轮A1与齿轮B3的齿数之比等于2。

本发明的工作过程是：当用摇杆转动隔离开关操作轴时，锥齿轮A14转动，并带动锥齿轮B13转动，锥齿轮B13通过轴12再带动圆盘11旋转，由于杆A9固定在圆盘11上，因此杆A9随圆盘11同步旋转。当杆A9随圆盘11顺时针转动时，过渡齿轮2绕固定在框架15上的齿轮A1滚动并带动与其啮合的齿轮B3相对于杆A9逆时针转动，与齿轮B3固定的杆B6随之同步转动，由于杆B6的右端始终作水平移动，因此与其连接的绝缘拉杆24在杆B6的带动下始终作直线移动，从而完成隔离开关的合闸或分闸。

本发明隔离开关操作机构25与隔离开关本体的连接结构如图6、图7所示，隔离开关操作机构25用螺栓固定在机构箱26的底部，断路器操作机构27安装在机构箱26的上部。杆B6右端上的弯板组件8通过螺栓与绝缘拉杆24连接，绝缘拉杆24的右端用螺栓与隔离开关动导电杆20连接。静端触指19用螺栓固定在绝缘箱的右端，隔离开关出线导电杆23安装在绝缘箱的中间，它与导电板22铸成一体并固封在绝缘箱内。这样就完成了隔离开关操作机构与本体的连接，形成了一个完整的隔离开关。

隔离开关运行时，电流从进线导电杆16进入，经断路器灭弧室17、导体18到隔离开关静端触指19，隔离开关动导电杆20与之接触将电流引到中间触指21，再经导电板22从出线导电杆23流出。静端触指19和中间触指21起导电和导向作用。若要隔离开关分闸，则顺时针转动锥齿轮A14，如图6所示。若要隔离开关合闸，则逆时针转动锥齿轮A14，如图7所示。

以上所述仅是本发明较好的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种直动式隔离开关操作机构，其特征在于：包括齿轮A、齿轮B、过渡齿轮、杆A、杆B、圆盘、动力传输装置和框架，所述圆盘通过轴可转动地安装在框架内，杆A沿径向固定在圆盘上，齿轮A固定安装在框架的顶部并位于圆盘的上方，过渡齿轮通过第一圆柱销与杆A活动连接并与齿轮A啮合，齿轮B通过第二圆柱销与杆A活动连接并与过渡齿轮啮合，杆B的一端与杆A铰接并与齿轮B固定连接，杆B的另一端与隔离开关本体的绝缘拉杆连接，动力传输装置与轴连接，所述杆A与杆B的长度相等，齿轮A与齿轮B的齿数之比等于2。

2.根据权利要求1所述的直动式隔离开关操作机构，其特征在于：所述动力传输装置包括相互啮合的锥齿轮A和锥齿轮B，其中锥齿轮A安装在隔离开关操作轴上，锥齿轮B和圆盘安装在同一根轴上。