CN106876175A - 一种有载分接机械开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有载分接机械开关，属于智能电网调压技术领域，包括筒体，所述筒体安装有接触导电部，所述接触导电部包括动触头组件、导电块和集电环，所述动触头组件安装在主轴上，动触头组件在主轴带动下旋转有选择地与导电块或集电环接触。本发明具有结构紧凑、流通能力强、运行稳定且制造成本低的优点。

Description

一种有载分接机械开关

技术领域

本发明涉及一种有载分接机械开关，属于智能电网调压技术领域。

背景技术

动态电压调节装置（简称调压器）主要应用于电网输电线路中，在有载即不中断负载电流的情况下进行自动触点变换，改变变压器的匝数，从而调节变压器的输出电压，使其达到电压规定标准。

目前，现有的调压器在具体实施过程中主要存在以下问题：一、生产调压器时需要大量的电气开关，造成产品制造成本居高不下；二、受通流能力的影响，在电压过低和负载大电流的情况下，部分电器元件无法正常工作。由于以上两个方面的原因造成的是调压器应用范围受限，成本高，生产效率低下，这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种有载分接机械开关，结构紧凑、流通能力强、运行稳定且制造成本低。

本发明的技术方案如下：一种有载分接机械开关，包括筒体，所述筒体安装有接触导电部，所述接触导电部包括动触头组件、导电块和集电环，所述动触头组件安装在主轴上，动触头组件在主轴带动下旋转有选择地与导电块或集电环接触。

本发明的技术方案还包括：所述动触头组件包括动触头架，所述动触头架的一端安装在主轴上，动触头架的另一端设置有开口腔，所述开口腔内安装有压缩弹簧和动触头，动触头架外部安装有盖板。

本发明的技术方案还包括：所述动触头远离主轴的一端设置有弧面，动触头的数量是两个，两个动触头交错设置。

本发明的技术方案还包括：所述筒体的高度方向上设置有至少两层接触区，所述接触区内设置有至少一个导电块。

本发明的技术方案还包括：所述接触区的数量是三层，沿筒体高度自上向下依次是第一层接触区、第二层接触区和第三层接触区，所述第一层接触区包括一个导电块、一个集电环和两个绝缘块，第二层接触区包括五个导电块和五个绝缘块，第三层接触区与第一层接触区结构相同。

本发明的技术方案还包括：所述第二层接触区的导电块连接有接线柱，所述接线柱通过接线板连接有连接软线，所述第一层接触区和第三层接触区的导电块连接有接线柱，所述接线柱通过联通铜板连接。

本发明的技术方案还包括：所述筒体安装有升降压部，所述升降压部包括开关触块、主动齿和被动齿，所述主动齿安装在主轴上，主动齿在主轴带动下旋转拨动被动齿可选择地与开关触块接触。

本发明的技术方案还包括：所述被动齿安装在支架上，支架通过弹簧挂轴连接有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的另一端通过弹簧销与被动齿连接。

本发明的技术方案还包括：所述主轴连接有动力驱动装置，所述动力驱动装置包括电机，电机安装在电机底座上，所述电机底座上安装有编码器，所述电机的输出端连接有电机齿轮，所述电机齿轮与安装在主轴上的主轴齿轮啮合，主轴上安装有小齿轮，所述小齿轮与编码器的编码器齿轮啮合。

本发明的技术方案还包括：所述筒体包括上筒体、中间筒体和下筒体，上筒体的上方安装有上端盖，下筒体的下方安装有下端盖，所述上端盖和下端盖通过螺栓连接。

本发明的有益效果是：首先，采用机械开关来替代调压器中的多个电气开关，能够降低产品的制造成本；其次，为了能够实现机械开关替代多个电气开关，设计了接触导电部，利用动触头组件选择性地与导电块接触，实现不同电气开关的替代，并且，设计集电环，通过动触头组件与集电环的接触可实现大电流的通过，可确保调压器运行稳定；最后，本方案设计的机械开关，具有结构紧凑、运行稳定、制造成本低且触头无燃弧开合的优点。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图3是图1中A-A的剖视示意图。

图4是图1中B-B的剖视示意图。

图5是图1中C-C的剖视示意图。

图6是图1中D-D的剖视示意图。

图7是实施开关动作的电气原理示意图。

1、电机，2、编码器，3、编码器齿轮，4、小齿轮，5、电机齿轮，6、主轴齿轮，7、电机底座，8、上端盖，9、上筒体，10、螺栓，11、集电环，12、导电块，13、中间筒体，14、绝缘块，15、联通铜板，16、连接软线，17、接线板，18、下筒体，19、下端盖，20、接线柱，21、主轴齿轮顶丝，22、动触头架，23、动触头，24、压缩弹簧，25、盖板，26、开关触块，27、主动齿，28、被动齿，29、支架，30、弹簧销，31、弹簧挂轴，32、拉伸弹簧，33、轴承，34、主轴，35、主轴支撑轴承。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，本发明的一种有载分接机械开关，主要用于电网动态调压装置，包括动力驱动部分、动触头组件部分、筒体部分和升降压部分。

动力驱动部分包括电机1，用来安装电机1的电机底座7，电机齿轮5，主轴34，主轴齿轮6，安装在主轴34上的小齿轮4，安装在电机底座7上的编码器2，安装在编码器2的主轴上的编码器齿轮3。其具体动作为：电机1通过电机齿轮5传递动力带动主轴34旋转，主轴34旋转带动小齿轮4转动，小齿轮4带动编码器齿轮3转动，编码器2通过转动角度采集信号确定主轴34的转动角度。

主轴34的下部还安装有主动齿27，其功用与升降压开关动作有关联。具体地，升降压部分包括开关触块26、被动齿28、支架29、拉伸弹簧32、弹簧挂轴31等零件，被动齿28安装在支架29上，在被动齿28与支架29之间安装有弹性元件，用来提供预紧力，以确保动作可靠。本发明中，支架29通过弹簧挂轴31与拉伸弹簧32的一端连接，拉伸弹簧32的另一端通过弹簧销30与被动齿28连接。主动齿27在主轴34带动下旋转拨动被动齿28可选择地与开关触块26接触，整个升降压部分安装在筒体部分的下端盖19上，当来自主轴34的旋转动力带动主动齿27转动，它将把被动齿28从一边的开关触块26拨动到另一边的开关触块26，在拉伸弹簧32的作用下使其可靠的与开关触块26压紧。

动触头组件部分包括两个动触头23，两个动触头架22以及压缩弹簧24、盖板25等零部件，动触头23安装在动触头架22上，盖板25的作用是防止动触头23脱落，每个动触头23都有一个压缩弹簧24顶紧，两个动触头23弧面与筒体部分上的相关固定块弧面接触，整个动触头组件部分安装在电机1驱动装置的主轴34上，并由主轴34带动实现旋转动作，以与不同接触区的导电块12接触。

筒体部分包括上筒体9，中间筒体13，下筒体18，安装在上筒体9上方的上端盖8，安装在下筒体18下方的下端盖19，筒体、上端盖8和下端盖9均由绝缘材料制成。筒体部分还包括集电环11、导电块12、绝缘块14和接线柱20等零部件，导电接触区共分三层，自上向下依次为第一层、第二层和第三层，其中，第一层与第三层结构相同，均包括一个集电环11、一个导电块12和两个绝缘块14，第二层包括五个导电块12和五个绝缘块14，且分别在圆周间隔均匀分布。

本发明中，机械开关的结构为分层配置，结构紧凑、装配方便。装配时先将升降压部分安装在筒体部分的下端盖19上，然后将三个绝缘筒体和三层集电环11、导电块12和绝缘块14依次按设计位置安装，再装上动触头部分、上端盖和电机驱动部分，最后用螺栓10固定。其中，集电环11、导电块12和绝缘块14设计成凹型结构，以便于定位安装，安装夹紧螺栓时在螺栓10外圆套上绝缘硅橡胶管，加强绝缘性能。

采用本方案的机械开关可替代电气原理图7中虚线框中的十一个电气开关，图中有一SSRA电子开关，该SSRA为可控硅无触点开关，其作用是与切换开关配合开闭，以防机械开关触点转换时拉弧。

具体动作过程：有载分接机械开关在调压时应保证线路不断电，即A端输入，A1端输出在调压过程中电路畅通。图4中两个动触头23所在位置可确定为初始位置，在此情况下，旁路开关KA11是接通状态，其余开关为断开状态；当线路电压下降到某一系统设定数值时，智能控制系统发出升压信号，电机1启动，通过齿轮传动组驱动主轴34转动，从而带动动触头23和主轴34底部的主动齿27同步转动，在动触头23断开旁路开关之前，主动27齿已带动被动齿28压紧到升压开关触块26上，此时相当于KA10升压开关接通，当两个动触头23全部旋转到中间第一个导电块12上时，此时相当于KA8、KA7两个开关接通，从电气原理图来看此时既不升压也不降压；继续向下一位置旋转，当一个动触头23转到中间第二个导电块12上时，此时另一个动触头23尚未离开第一个导电块12，此时相当于KA7、KA6两个开关接通，此时升压5.5V,KA5、KA6两个开关接通时为升压11V,以此类推，直至升压33V。当线路需要降压时，动触头23回转，直至到初始位置，旁路开关KA11接通，再回转时降压开关KA9接通，再回转与升压动作相同，其旋转位置的准确度靠主轴34顶端的编码器2控制转角来保证。本实施例中，机械开关的调压能力为±33V，在此范围内调压幅度根据电网电压确定，并且，具体的调压能力可根据需要进行调整。

在以上开关开合过程中，电子开关SSRA和切换开关通过控制系统密切配合，以防拉弧，具体动作是在选择开关无论是闭合或者断开之前，电子开关SSRA和对应的一侧切换开关事先断开。机械开关的整个动作过程中，所有触头均为无燃弧动作，大大增强了使用寿命和运行的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有载分接机械开关，包括筒体，其特征在于：所述筒体安装有接触导电部，所述接触导电部包括动触头组件、导电块（12）和集电环（11），所述动触头组件安装在主轴（34）上，动触头组件在主轴（34）带动下旋转有选择地与导电块（12）或集电环（11）接触。

2.如权利要求1所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述动触头组件包括动触头架（22），所述动触头架（22）的一端安装在主轴（34）上，动触头架（22）的另一端设置有开口腔，所述开口腔内安装有压缩弹簧（24）和动触头（23），动触头架（22）外部安装有盖板（25）。

3.如权利要求2所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述动触头（23）远离主轴（34）的一端设置有弧面，动触头（23）的数量是两个，两个动触头（23）交错设置。

4.如权利要求1所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述筒体的高度方向上设置有至少两层接触区，所述接触区内设置有至少一个导电块（12）。

5.如权利要求4所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述接触区的数量是三层，沿筒体高度自上向下依次是第一层接触区、第二层接触区和第三层接触区，所述第一层接触区包括一个导电块（12）、一个集电环（11）和两个绝缘块（14），第二层接触区包括五个导电块（12）和五个绝缘块（14），第三层接触区与第一层接触区结构相同。

6.如权利要求5所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述第二层接触区的导电块（12）连接有接线柱（20），所述接线柱（20）通过接线板（17）连接有连接软线（16），所述第一层接触区和第三层接触区的导电块（12）连接有接线柱（20），所述接线柱（20）通过联通铜板（15）连接。

7.如权利要求1至6任一所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述筒体安装有升降压部，所述升降压部包括开关触块（26）、主动齿（27）和被动齿（28），所述主动齿（27）安装在主轴（34）上，主动齿（27）在主轴（34）带动下旋转拨动被动齿（28）可选择地与开关触块（26）接触。

8.如权利要求7所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述被动齿（28）安装在支架（29）上，支架（29）通过弹簧挂轴（31）连接有拉伸弹簧（32），所述拉伸弹簧（32）的另一端通过弹簧销（30）与被动齿（28）连接。

9.如权利要求1所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述主轴（34）连接有动力驱动装置，所述动力驱动装置包括电机（1），电机（1）安装在电机底座（7）上，所述电机底座（7）上安装有编码器（2），所述电机（1）的输出端连接有电机齿轮（5），所述电机齿轮（5）与安装在主轴（34）上的主轴齿轮（6）啮合，主轴（34）上安装有小齿轮（4），所述小齿轮（4）与编码器（2）的编码器齿轮（3）啮合。

10.如权利要求1所述的一种有载分接机械开关，其特征在于：所述筒体包括上筒体（9）、中间筒体（13）和下筒体（18），上筒体（9）的上方安装有上端盖（8），下筒体（18）的下方安装有下端盖（19），所述上端盖（8）和下端盖（19）通过螺栓（10）连接。