CN106373822B - 一种断路器弹簧操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器弹簧操作机构，包括机构箱，机构箱中设有凸轮轴，凸轮轴上设有合闸凸轮，合闸凸轮轴通过储能拐臂与合闸弹簧传动连接，机构箱中还设有驱动主轴，驱动主轴上固设有合闸拐臂部分、驱动拐臂部分及合闸保持板，机构箱上转动装配有脱扣半轴，脱扣半轴在转动行程上具有与合闸保持板接触挡止配合以通过合闸保持板、驱动主轴将驱动拐臂部分锁止在合闸位置的合闸保持位，还具有脱扣避让合闸保持板的脱扣避让位。利用脱扣半轴直接对合闸保持板进行挡止限位，继而实现对驱动主轴的合闸保持限位，只需要驱动脱扣半轴转动至避让位，分闸保持板即可迅速脱扣，整体结构较为简单，脱扣操作迅速方便。

Description

一种断路器弹簧操作机构

技术领域

本发明涉及一种断路器弹簧操作机构，属于断路器操作机构领域。

背景技术

目前国产40.5kV中压断路器中所使用的操作机构属于滑动曲线轮、拐臂和四连杆组合的结构，滑动曲线轮和拐臂该结构摩擦较大，操作功利用率较低，再加上四连杆结构为不稳定结构，这就造成操作特性不稳定，经常导致合闸不到位、二次储能储不上和分合闸速度有变化。给断路器在运行过程中增加了不少隐患，也给人民的生产生活带来不稳定的因素。

在授权公告号为CN200965845Y的中国实用新型专利说明书中公开了一种高压断路器小型弹簧操动机构，包括机构箱，机构箱中设有储能传动装置、分合闸控制与传动装置及输出拐臂，储能传动装置包括凸轮轴、储能拐臂及合闸弹簧，分合闸控制与传动装置包括合闸控制与传动装置和分闸控制与传动装置，其中，合闸控制与传动装置包括合闸电磁铁、合闸拐臂及合闸凸轮，分闸控制与传动装置包括分闸电磁铁、分闸半轴、分闸拐臂、分闸弹簧，合闸拐臂和分闸拐臂同轴套装在主轴上，主轴同时通过三相拐臂和连板与输出拐臂传动连接，储能时。由电机通过减速箱带动凸轮轴转动，凸轮轴通过储能拐臂拉伸储能弹簧，当储能拐臂转过死点位置时，由合闸挚子对合闸凸轮进行挡止，以实现储能保持，合闸时，合闸挚子转动让位，被合闸挚子扣住的合闸凸轮脱扣，在合闸弹簧的作用下，合闸凸轮转动并顶推合闸拐臂转动一定角度，同时，与合闸拐臂装在同一轴上的三相拐臂也转动同样的角度，三相拐臂通过连杆机构对应驱动输出拐臂转动以实现合闸操作，同时，与合闸拐臂、三相拐臂同轴装配在主轴上的分闸拐臂也转动相应角度，这样一来，合闸状态的反向作用力由主轴作用在分闸拐臂上，并且，由分闸拐臂通过分闸挚子传递给扣板，而扣板则被分闸半轴扣住，从而将断路器保持在合闸状态。另外，在输出拐臂进行合闸动作时，拉动分闸弹簧以进行分闸储能。当需要进行分闸动作时，分闸电磁铁得电撞击分闸半轴上的按钮，分闸半轴转动，使得原来被扣住的扣板脱扣，分闸挚子及分闸拐臂解锁，在分闸弹簧的作用下，输出拐臂进行分闸运动，从而实现断路器分闸。

上述弹簧操作机构利用凸轮撞击合闸拐臂来驱动主轴转动，使得三相拐臂同步驱动输出拐臂动作，保证传动精确度。但是，上述的弹簧操作机构的主轴上设置的拐臂数量较多，对于分闸拐臂来讲，不仅需要配置分闸半轴，还需要配置专门的分闸挚子及扣板等结构，合闸保持及脱扣结构整体较为复杂，脱扣较为繁琐，故障率高，制作、装配均较为繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断路器弹簧操作机构，以解决现有的弹簧操作机构中配置分闸挚子及扣板以与分闸半轴配合使得分闸脱扣动作缓慢、整体结构较为复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的断路器弹簧操作机构的技术方案是：一种断路器弹簧操作机构，包括机构箱，机构箱中设有凸轮轴，凸轮轴上设有合闸凸轮，合闸凸轮轴通过储能拐臂与合闸弹簧传动连接，机构箱中还设有与凸轮轴并行布置的驱动主轴，驱动主轴上固设有用于由合闸凸轮撞击驱动转动的合闸拐臂部分和用于随驱动主轴转动以输出分闸、合闸驱动力的驱动拐臂部分，所述驱动主轴上还固设有合闸保持板，机构箱上转动装配有脱扣半轴，脱扣半轴在转动行程上具有与合闸保持板接触挡止配合以通过合闸保持板、驱动主轴将驱动拐臂部分锁止在合闸位置的合闸保持位，还具有脱扣避让合闸保持板的脱扣避让位。

所述驱动主轴上固设有主拐臂，主拐臂具有两个支臂，其中一个支臂为所述的合闸驱动部分、另一个支臂为所述的驱动拐臂部分。

作为所述合闸驱动部分的支臂的长度小于作为所述驱动拐臂部分的支臂的长度。

所述机构箱中设有用于在弹簧操作机构储能完成时将合闸凸轮保持在合闸储能位置的储能保持装置，储能保持装置包括转动装配在机构箱中的定位件，定位件在其转动行程上具有用于将合闸凸轮保持在合闸储能位置的挡止位和用于避让合闸凸轮的避让位，定位件由合闸电磁铁通过传动连杆机构驱动由挡止位向避让位转动。

所述定位件具有与所述传动连接机构对应传动连接的传动拐臂和用于与所述合闸凸轮挡止配合的挡止拐臂，所述机构箱中设有用于使所述挡止位与定位件的转动行程的相应末端对应的挡止杆，所述定位件上设有用于与所述挡止杆挡止配合以将定位件单向挡止限位在所述挡止位上的限位拐臂。

所述合闸拐臂部分的远离所述驱动主轴的末端设有用于供所述合闸凸轮撞击的滚轮。

本发明的有益效果是：本发明所提供的断路器弹簧操作机构中，利用脱扣半轴直接对合闸保持板进行挡止限位，继而实现对驱动主轴的合闸保持限位，在需要进行分闸操作时，只需要驱动脱扣半轴转动至避让位，分闸保持板即可迅速脱扣，为快速分闸操作做准备。整体结构较为简单，脱扣操作迅速方便。

附图说明

图1为本发明所提供的断路器弹簧操作机构的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中B-B剖视图；

图4为图1中C-C剖视图；

图5为图4去除储能驱动部分后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明所提供的断路器弹簧操作机构的具体实施例，如图1至图5所示，该实施例中的弹簧操作机构包括机构箱200，机构箱200主要包括沿左右横向布置的多个安装板，这些安装板通过横向延伸的多个轴相应的装配在一起。

在机构箱200的安装板上设有沿左右横向延伸的凸轮轴2，该凸轮轴2也称为储能轴，凸轮轴2上同轴的固定装配有合闸凸轮13，并且，在凸轮轴2的左右两端设有储能拐臂3，每个储能拐臂3上各连接有一个合闸弹簧1，本实施例中配置双合闸弹簧。对应的，凸轮轴2由储能驱动部分100驱动转动，使用时，由储能驱动部分100驱动凸轮轴2转动，储能拐臂3来拉伸合闸弹簧1以进行储能，当凸轮轴2带着储能拐臂3转动至过死点位置时，利用储能保持装置对合闸凸轮进行限位，当需要进行合闸操作时，对合闸凸轮解锁，合闸弹簧释放，驱动合闸凸轮快速转动以进行相应的合闸操作。

具体来说，本实施例中的储能驱动部分为棘轮驱动机构，该棘轮驱动机构的结构如授权公告号为CN2909505Y的中国实用新型专利说明书中公开的断路器操动机构的储能驱动装置，同样包括储能电机5、凸轮传动机构18、驱动棘爪14及棘轮20，本实施例中，棘轮20同轴的固定装配在凸轮轴2上，当储能电机5通过凸轮传动机构18、驱动棘爪14驱动棘轮20转动时，凸轮轴2将跟随棘轮20同步转动，另外，在棘轮20外侧对应设有止位棘爪21，以防止棘轮21出现反向转动。

本实施例中，在机构箱200中设有用于在弹簧操作机构储能完成时将合闸凸轮保持在合闸储能位置的储能保持装置，该储能保持装置具体包括转动装配在机构箱中的定位件11，定位件11在其转动行程上具有用于将合闸凸轮13保持在合闸储能位置的挡止位和用于避让合闸凸轮13的避让位，定位件11由合闸电磁铁16通过传动连杆机构7驱动由挡止位向避让位转动。上述的定位件11具有与传动连接机构7对应传动连接的传动拐臂113和用于与合闸凸轮2挡止配合的挡止拐臂111，在机构箱中设有用于使挡止位与定位件的转动行程的相应末端对应的挡止杆17，定位件11上设有用于与挡止杆17挡止配合以将定位件单向挡止定位在所述挡止位上的限位拐臂112。

并且，传动连杆机构7上配置有复位拉簧，复位拉簧向传动连杆机构实际迫使，在合闸电磁铁16拉动传动连杆机构17动作，在克服复位弹簧的拉力作用力推动定位件11转动，释放合闸凸轮2。

本实施例中，在机构箱中还转动装配有与凸轮轴并行布置的驱动主轴12，该驱动主轴12上固设有主拐臂6，主拐臂6具有呈叉形布置的两支臂，其中一个支臂为用于由合闸凸轮2撞击驱动转动的合闸驱动部分62，合闸驱动部分62的远离所述驱动主轴的末端设有用于供合闸凸轮撞击的滚轮63，另一个支臂为用于相应输出拉杆15传动连接以输出分闸、合闸驱动力的驱动拐臂部分61，并且，作为合闸驱动部分62的支臂的长度小于作为驱动拐臂部分61的支臂的长度。

另外，在驱动主轴12上还同轴的止转装配有合闸保持板9，此处的合闸保持板9为扇形板结构，机构箱上转动装配有脱扣半轴8，脱扣半轴8在转动行程上具有与合闸保持板9接触挡止配合以通过合闸保持板9、驱动主轴12将驱动拐臂部分锁止在合闸位置的合闸保持位、还具有脱扣避让合闸保持板的脱扣避让位。

本实施例中，驱动主轴12还通过连杆机构22与辅助开关19传动连接，辅助开关19通过对驱动主轴的转动位置的检测，显示断路器处于分闸或合闸状态。

在合闸储能阶段，储能驱动部分100驱动凸轮轴2转动，凸轮轴2带动储能拐臂3将合闸弹簧1牵引至储能位置，此时，合闸弹簧1与储能拐臂3处于过死点位置，此时，由合闸凸轮2抵靠在定位件11的挡止拐臂111上保持，弹簧操作机构处于储能状态。

在合闸阶段，合闸电磁铁16得电后，通过传动连杆机构7驱动定位件转动，定位件11由挡止位向避让位转动，不再阻挡合闸凸轮13转动，如图2所示，合闸凸轮13将在合闸弹簧1的驱动作用下顺时针转动，合闸凸轮13撞击主拐臂6上的合闸驱动部分62的滚轮63上，驱动主拐臂6带着驱动主轴12逆时针转动，对应的驱动输出拉杆15动作以输出合闸驱动力，控制断路器本体合闸。

在主拐臂6逆时针转动过程中，同时拉伸分闸弹簧以进行分闸储能。

同时，在主拐臂6逆时针转动过程中，驱动主轴12上固设有的分闸保持板9也随之一同转动到位，并由处于合闸保持位的脱扣半轴8对其进行挡止限位，从而将主拐臂6锁止定位在合闸保持位置。

在分闸阶段，分闸电磁铁4得电，驱动脱扣半轴8转动至退脱扣避让位以让开分闸保持板9，此时，分闸弹簧驱动主拐臂6顺时针转动以通过输出拉杆2输出分闸驱动力，控制相应的断路器本体进行分闸操作。

然后再由储能驱动部分100驱动凸轮轴2顺时针转动以进行储能，进入合闸储能阶段。

本实施例所提供的弹簧操作机构中，利用合闸凸轮和主拐臂的撞击，实现动力传递，简化了输出机构，取消了现有的滑动接触形式，减少了能量损失，降低了分合闸弹簧的操作功，提高了弹簧操作机构的可靠性。而且，整个弹簧操作机构结构较为简单，零部件数量较少，装配过程更加简单，降低了生产成本，调试效率也大大提高。

上述实施例中，合闸保持板为扇形板结构，方便在转动过程中实现与脱扣半轴的配合。在其他实施例中，合闸保持板也可以为其他结构，只要可通过脱扣半轴对合闸保持板形成锁止定位即可。

上述实施例中，脱扣半轴由分闸电磁铁驱动转动，可实现电动按钮操作，自动化程度高。在其他实施例中，脱扣半轴也可以有手动驱动转动，以实现脱扣半轴由合闸保持位转动至脱扣避让位，可利用扭簧、弹簧等弹性件向脱扣半轴施加迫使其保持在合闸保持位的弹性作用力。

本实施例中，合闸拐臂部分和驱动拐臂部分均设置在同一主拐臂上，减少了零部件数量，装配较为简单。在其他实施例中，合闸拐臂部分和驱动拐臂部分也可以分开设置，但是，都是固定设置在驱动主轴上。实际上，向驱动主轴设计迫使驱动主轴转动的分闸弹簧可以作用在合闸拐臂部分上，也可以作用在驱动拐臂部分上，还可以作用在合闸保持板上，可以根据实际情况需要设置分闸弹簧的位置和安装方式。

上述实施例中，储能保持装置包括合闸电磁铁、连杆机构和定位件，在其他实施例中，如果空间允许，可以省去连杆机构，则将合闸电磁铁的输出部直接与定位件传动连接以实现定位件在挡止位和避让位之间的摆动。

Claims (4)

1.一种断路器弹簧操作机构，包括机构箱，机构箱中设有凸轮轴，凸轮轴上设有合闸凸轮，合闸凸轮轴通过储能拐臂与合闸弹簧传动连接，机构箱中还设有与凸轮轴并行布置的驱动主轴，驱动主轴上固设有用于由合闸凸轮撞击驱动转动的合闸驱动部分和用于随驱动主轴转动以输出分闸、合闸驱动力的驱动拐臂部分，其特征在于：所述驱动主轴上还固设有合闸保持板，机构箱上转动装配有脱扣半轴，脱扣半轴在转动行程上具有与合闸保持板接触挡止配合以通过合闸保持板、驱动主轴将驱动拐臂部分锁止在合闸位置的合闸保持位，还具有脱扣避让合闸保持板的脱扣避让位；所述驱动主轴上固设有主拐臂，主拐臂具有两个支臂，其中一个支臂为所述的合闸驱动部分、另一个支臂为所述的驱动拐臂部分，作为所述合闸驱动部分的支臂的长度小于作为所述驱动拐臂部分的支臂的长度；所述驱动拐臂部分远离所述驱动主轴的末端连接有输出拉杆，所述驱动拐臂通过驱动输出拉杆以输出分闸、合闸驱动力。

2.根据权利要求1所述的断路器弹簧操作机构，其特征在于：所述机构箱中设有用于在弹簧操作机构储能完成时将合闸凸轮保持在合闸储能位置的储能保持装置，储能保持装置包括转动装配在机构箱中的定位件，定位件在其转动行程上具有用于将合闸凸轮保持在合闸储能位置的挡止位和用于避让合闸凸轮的避让位，定位件由合闸电磁铁通过传动连杆机构驱动由挡止位向避让位转动。

3.根据权利要求2所述的断路器弹簧操作机构，其特征在于：所述定位件具有与所述传动连杆机构对应传动连接的传动拐臂和用于与所述合闸凸轮挡止配合的挡止拐臂，所述机构箱中设有用于使所述挡止位与定位件的转动行程的相应末端对应的挡止杆，所述定位件上设有用于与所述挡止杆挡止配合以将定位件单向挡止限位在所述挡止位上的限位拐臂。

4.根据权利要求1所述的断路器弹簧操作机构，其特征在于：所述合闸驱动部分的远离所述驱动主轴的末端设有用于供所述合闸凸轮撞击的滚轮。