CN107068474A - 一种有限转角限位高压开关 - Google Patents

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邓渊
吴军辉
高树同
韩书谟
王俊
高杨
刘恒
赵芳帅
程铁汉
唐诚
贺小维
庞亚娟
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    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/02Details
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    • H01H33/42Driving mechanisms

Abstract

本发明提供了一种有限转角限位高压开关,包括拐臂盒、与安装在拐臂盒中的拐臂轴传动连接的驱动电机,拐臂轴和驱动电机的连接处设置有挡止式转角限位装置。本发明的有益效果在于:由于拐臂轴和驱动电机的连接处设置有挡止式转角限位装置,因此当驱动电机带动拐臂轴动作实现分合闸时,挡止式转角限位装置会对它们的转动角度进行挡止限位,保证其只能在有限的转角内运动,避免由于过冲、误操作、电磁干扰等引起的过冲撞击损坏高压开关内部灭弧室,保障了高压开关的安全、稳定、可靠运行,消除了电网安全隐患。

Description

一种有限转角限位高压开关
技术领域
[0001]本发明涉及一种有限转角限位高压开关。
背景技术
[0002^传统的高压断路器操动机构故障率高、稳定性差、机械结构复杂,对电力系统的安 全运行造成较大的安全隐患,因此近年来提出了直接利用电机驱动高压断路器的新型操动 机构。申请公布号为0附04701104人,申请公布日为2015.06.10的中国发明专利申请公开了 一种高压断路器,该断路器包括A、B、C三相瓷套以及设置在各相瓷套下方的拐臂盒,驱动电 机的电机输出轴上设置有外花键结构,电机输出轴与拐臂盒内的传动曲柄(即传动拐臂)通 过花键连接,传动拐臂的上端与绝缘拉杆相连,绝缘拉杆的另一端与灭弧室内的动触头相 连。当电机输出轴旋转时,将带动传动拐臂转动,进而使绝缘拉杆上下移动,实现分合闸操 作,同时在相邻拐臂盒的传动拐臂之间设置有传动主轴(即拐臂轴),从而实现三相联动。 [0003]这种驱动电机的电机输出轴是直接伸入到拐臂盒内与传动拐臂连接,现有技术中 有的拐臂轴是同时穿过三相拐臂盒,直接带动三相传动拐臂动作,这时拐臂轴与电机输出 轴的连接部位位于拐臂盒的外部,通常采用花键套或者法兰盘(即传动装置)将二者连接在 一起。采用现有技术中的这种传动装置,虽然可以起到传动和连接作用,能够将驱动电机的 动力传递给绝缘拉杆,但是却没有限位保护功能,即断路器的分合闸操作完全只能依靠驱 动电机正转或反转一定角度来控制,那么就需要通过控制系统和算法对驱动电机的正转和 反转进行调控,因此通常在驱动电机上还连接有控制箱。
[0004]但是,在驱动电机正反转实现断路器的分合闸操作时,在毫秒级的动作时间内,要 完成启动-加速-匀速-减速-停止的过程,很容易造成过冲现象,引起分闸反弹和震动,影响 开断性能和灭弧室寿命,同时驱动电机还很容易受高压环境下的强电磁干扰,造成误动或 失常,引起过冲撞击,不利于高压开关的安全稳定运行,对电网安全存在较大隐患。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种能够避免过冲撞击、提高高压开关运行安全性的有限 转角限位高压开关。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案: 一种有限转角限位高压开关,包括拐臂盒、与安装在拐臂盒中的拐臂轴传动连接的驱 动电机,拐臂轴和驱动电机的连接处设置有挡止式转角限位装置。
[0007] 挡止式转角限位装置包括一端与驱动电机的电机输出轴传动连接、另一端与拐臂 轴传动连接的传动件,所述传动件的外部套设有固定套,固定套的一端用于固定在拐臂盒 或驱动电机上,传动件的外周面上设置有限位件,固定套的内孔中设置有与所述限位件挡 止配合以限制传动件的转动极限的挡止件。
[0008] 所述限位件和挡止件均呈扇形块状。
[0009] 所述传动件的一端通过插接式止转连接结构或者第一键连接结构与电机输出轴 传动连接、另一端通过第二键连接结构与拐臂轴传动连接。
[0010] 所述插接式止转连接结构包括设置在传动件上的至少两个第一插齿、设置在电机 输出轴上的与第一插齿个数相等的第二插齿,相邻两个第一插齿之间构成供第二插齿插入 的间隙。
[0011] 所述第一插齿和第二插齿均呈扇形。
[0012] 所述第一插齿和第二插齿均沿圆周均布。
[0013] 电机输出轴上固设有插齿套,所述第二插齿由插齿套上的齿构成。
[0014] 挡止式转角限位装置也可以包括设置在驱动电机的电机输出轴或者拐臂轴上的 限位件、设置在驱动电机或者拐臂盒上的与所述限位件挡止配合以限制电机输出轴或者拐 臂轴的转动极限的挡止件。
[0015] 挡止式转角限位装置还可以包括一端与驱动电机的电机输出轴传动连接、另一端 与拐臂轴传动连接的传动件,传动件上设置有限位件,挡止式转角限位装置还包括设置在 驱动电机或者拐臂盒上的与所述限位件挡止配合以限制传动件的转动极限的挡止件。
[0016] 本发明的有益效果在于:由于拐臂轴和驱动电机的连接处设置有挡止式转角限位 装置,因此当驱动电机带动拐臂轴动作实现分合闸时,挡止式转角限位装置会对它们的转 动角度进行挡止限位,保证其只能在有限的转角内运动,避免由于过冲、误操作、电磁干扰 等引起的过冲撞击损坏高压开关内部灭弧室,保障了高压开关的安全、稳定、可靠运行,消 除了电网安全隐患。
附图说明
[0017] 图1为本发明中有限转角限位高压开关的一个实施例的结构示意图; 图2为图1中的局部放大图; 图3为图1中挡止式转角限位装置的结构示意图; 图4为图3的左视图; 图5为挡止式转角限位装置的另一种实施例的结构示意图; 图6为图5的右视图。
[0018]图中:1 •灭弧室;2.拐臂盒;21.拐臂轴;3.驱动电机;31.齿套;4.挡止式转角限位 装置;41 •固定套;42•传动件;43.内花键结构;44.插齿结构;45.限位块;46.挡止块;5.支柱 绝缘子。
具体实施方式
[0019]有限转角限位高压开关的一个实施例如图1〜图4所示,包括灭弧室1、支柱绝缘子 5、拐臂盒2、挡止式转角限位装置4、驱动电机3,其中挡止式转角限位装置4包括传动件42、 固定套41,传动件42转动装配在固定套41的内部。传动件42的一端与驱动电机3的电机输出 轴传动连接、另一端与安装在拐臂盒2中并伸出拐臂盒2的拐臂轴21传动连接。传动件42的 与拐臂轴21连接的一端设置有内花键结构43,相应的拐臂轴21上设置有外花键结构,传动 件42与拐臂轴21通过花键传动连接。
[0020]传动件42的另外一端通过插接式止转连接结构与电机输出轴传动连接,该插接式 止转连接结构包括设置在传动件42上的插齿结构44,插齿结构44包括圆周间隔均布的四个 第一插齿,插接式止转连接结构还包括固设在电机输出轴上的齿套31,该齿套31包括圆周 间隔均布的四个第二插齿,第一插齿和第二插齿均呈扇形且大小相等,相邻第一插齿之间 构成供第二插齿插入的间隙,因此当插齿结构44和齿套31对插后,组合成一个完整的圆柱 筒结构,由于彼此间扇形齿的约束作用,使得电机输出轴与挡止式转角限位装置实现了有 效的对中,避免了电机偏心引起的扫膛。
[0021] 使用时,固定套41的一端焊接固定在拐臂盒2上,固定套41的内周面上一体凸设有 挡止块46,该挡止块46呈扇形,并具有一定的长度。传动件42的外周面上固设有限位块45, 限位块45也呈扇形,并具有一定的长度,当传动件42正转到一定角度时,限位块45与挡止块 46的一端面挡止配合,从而限制传动件42在该方向上的转动极限。同样当传动件42反转到 一定角度时,限位块45与挡止块46的另一端面挡止配合,从而限制传动件42在该方向上的 转动极限。限位块45和挡止块46的长度与高压开关的分合闸角度是对应的,根据不同的分 合闸角度,可以设置限位块45和挡止块46的相应长度。
[0022] 有限转角限位高压开关的工作原理是:当驱动电机3接到分合闸指令时,通过齿套 31带动传动件42转动,传动件42通过内花键结构43带动拐臂轴21转动,拐臂轴21再带动拐 臂盒2内的传动拐臂(图中未示出)发生转动,进而带动支柱绝缘子5内的绝缘拉杆(图中未 示出)上下移动,从而实现灭弧室1的分合闸操作。在传动件42随电机输出轴正转或反转的 过程中,由限位块45与挡止块46的挡止配合来对其进行有效的分合闸限位,使驱动电机3在 有控制箱(图中未示出)进行调控的基础上,又通过机械结构使其只能在有限的转角内运 动,实现了双保险,防止由于过冲、误操作、电磁干扰等引起的过冲撞击损坏高压开关内部 灭弧室,保障了高压开关的安全、稳定、可靠运行,消除了电网安全隐患。
[0023]传动件42与驱动电机3之间采用插接式止转连接结构配合,不但保证了对中精度, 避免了电机偏心,而且相比现有技术中的花键套或法兰盘而言,如果齿套31代表的就是电 机输出轴的直径,是固定不变的,此时传动件上的插齿结构44与齿套31插接后,两者组合成 圆柱筒结构,外径是一样的,从而可以减小传动件42的转动半径,有效降低转动惯量。同时, 采用插接式止转连接结构,相当于在联轴器和电机输出端都去除了一定的材料,从而可以 降低转动部件的重量,有效降低转动惯量,这样就可以降低对驱动电机和控制系统的要求, 使有限转角限位的高压开关更容易实现。因此本发明的挡止式转角限位装置既可以实现传 动、又可以实现限位,且装置体积小、重量轻、结构简单、稳定可靠,可以有效提高高压开关 的运行可靠性,具有大范围推广的潜力,对高压开关设备的安全运行起到至关重要的作用。 [0024] 有限转角限位高压开关的另一个实施例如图5〜图6所示,该实施例与上述实施例 的不同之处在于,传动件42的与电机输出轴连接的一端设置的是平键槽结构,此时传动件 42与电机输出轴是通过平键连接,电机输出轴上不需要再套设任何零部件,同时传动件42 也便于加工和制造。另外在该实施例中,传动件42的一半内孔是花键孔、另一半是设置有键 槽的键槽孔,且键槽孔的内径大于花键孔的内径,两者之间形成一个台阶结构,传动件42在 与电机输出轴的装配时,该台阶结构可以起到限位作用,从而方便装配。
[0025]在有限转角限位高压开关的其他实施例中:传动件与电机输出轴之间也可以是花 键连接;拐臂轴与传动件之间也可以是平键连接或者插齿结构连接;传动件上的第一插齿 也可以有两个或者三个,对应的电机输出轴上齿套的第二插齿也有两个或三个;第二插齿 也可以是直接在电机输出轴上加工出来的;第一插齿和第二插齿可以不是圆周均布,此时 各第一插齿或各第二插齿的大小不同;第一插齿和第二插齿可以不是扇形的,比如都是截 面为矩形的直齿,当第一插齿有两个时,这两个第一插齿是平行的,此时第二插齿也是平行 的并插接在两个第一插齿之间;插接式止转连接结构也可以是在传动件的一端设置插齿、 在电机输出轴上设置供插齿插入的插孔;限位件和挡止件可以不是扇形块状,比如限位件 可以是两个间隔分布的矩形块,挡止件也可以是两个间隔分布的矩形块;固定套的一端也 可以固定在驱动电机的外壳上;挡止式转角限位装置也可以不包括固定套、但包括传动件, 此时与传动件上的限位件挡止配合的挡止件固定设置在拐臂盒或驱动电机上,比如可以与 拐臂盒或驱动电机焊接固定或者是一体设置;挡止式转角限位装置也可以不包括固定套和 传动件,此时限位件直接设置在电机输出轴或者拐臂轴上,挡止件直接设置在驱动电机或 者拐臂盒上。

Claims (10)

1. 一种有限转角限位高压开关,包括拐臂盒、与安装在拐臂盒中的拐臂轴传动连接的 驱动电机,其特征在于:拐臂轴和驱动电机的连接处设置有挡止式转角限位装置。
2. 根据权利要求1所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:挡止式转角限位装置包 括设置在驱动电机的电机输出轴或者拐臂轴上的限位件、设置在驱动电机或者拐臂盒上的 与所述限位件挡止配合以限制电机输出轴或者拐臂轴的转动极限的挡止件。
3. 根据权利要求1所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:挡止式转角限位装置包 括一端与驱动电机的电机输出轴传动连接、另一端与拐臂轴传动连接的传动件,传动件上 设置有限位件,挡止式转角限位装置还包括设置在驱动电机或者拐臂盒上的与所述限位件 挡止配合以限制传动件的转动极限的挡止件。
4. 根据权利要求1所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:挡止式转角限位装置包 括一端与驱动电机的电机输出轴传动连接、另一端与拐臂轴传动连接的传动件,所述传动 件的外部套设有固定套,固定套的一端用于固定在拐臂盒或驱动电机上,传动件的外周面 上设置有限位件,固定套的内孔中设置有与所述限位件挡止配合以限制传动件的转动极限 的挡止件。
5. 根据权利要求4所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:所述限位件和挡止件均 呈扇形块状。
6. 根据权利要求4或5所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:所述传动件的一端 通过插接式止转连接结构或者第一键连接结构与电机输出轴传动连接、另一端通过第二键 连接结构与拐臂轴传动连接。
7. 根据权利要求6所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:所述插接式止转连接结 构包括设置在传动件上的至少两个第一插齿、设置在电机输出轴上的与第一插齿个数相等 的第二插齿,相邻两个第一插齿之间构成供第二插齿插入的间隙。
8. 根据权利要求7所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:所述第一插齿和第二插 齿均呈扇形。
9. 根据权利要求8所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:所述第一插齿和第二插 齿均沿圆周均布。
10. 根据权利要求7所述的有限转角限位高压开关,其特征在于:电机输出轴上固设有 插齿套,所述第二插齿由插齿套上的齿构成。
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