CN107180710B - 一种开关柜及其操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关柜及其操动机构，操动机构包括传动主轴，传动主轴上设有阻尼凸轮，操动机构还包括阻尼杆组，阻尼杆组包括与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合的顶压件以及提供给顶压件朝向阻尼凸轮的作用力的弹性件，设定轮廓面在对应于传动主轴分、合闸位处的半径小于在对应于传动主轴分合闸位之间的半径。本发明的操动机构在阻尼凸轮随传动主轴在分合闸转动过程中，阻尼杆组通过与设定轮廓面的顶压配合能够提供给传动主轴转动阻力，从而降低分合闸速度，在传动主轴转动到合闸位后，阻尼杆组提供给传动主轴阻碍其离开合闸位的作用力，这样不仅避免对触头的冲击损坏，也保证了开关触头能够稳定的保持在分合闸位。

Description

一种开关柜及其操动机构

技术领域

本发明涉及一种开关柜及其操动机构。

背景技术

开关柜作为配电领域内接受和输送电能的控制设备，其结构安全性能直接影响到供电质量与供电安全性。开关柜内一般设置有三工位开关，开关柜的三工位开关由弹簧操动机构控制分合闸。弹簧操动机构一般包括相对间隔设置的前、后隔板，储能弹簧、传动凸轮等传动部件安装在前、后隔板之间，开关传动主轴转动穿装在前、后隔板上，且穿过前隔板的一端传动连接开关刀闸。

在隔离刀闸分合操作时,刀闸触臂会对绝缘主轴造成冲击。如果操动机构的合闸速度过大，触头磨损将会比较严重，且对绝缘主轴损伤较大。但是如果隔离触头在刚合位置时合闸力不足，则开关进行短路关合时，故障电动力会把触头弹开，无法完成短路关合。通常情况下增大开关刚合位置时的合闸力势必会增加开关的合闸速度，然而合闸速度过大就对开关部件造成严重的损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在隔离刀闸的转动过程中提供阻力降低合闸速度，在隔离刀闸合闸位置处提供推力增加合闸力的操动机构；同时本发明还提供了一种使用该操动机构的开关柜。

本发明的操动机构包括传动主轴，所述传动主轴上设有阻尼凸轮，所述操动机构还包括阻尼杆组，所述阻尼杆组包括与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合的顶压件以及提供给顶压件朝向阻尼凸轮的作用力的弹性件，设定轮廓面在对应于传动主轴分、合闸位处的半径小于在对应于传动主轴分合闸位之间的半径。

本发明的操动机构通过阻尼杆组与阻尼凸轮顶压配合，在阻尼凸轮随传动主轴在分合闸转动过程中，阻尼杆组通过与设定轮廓面的顶压配合能够提供给传动主轴转动阻力，从而降低分合闸速度，在传动主轴转动到分合闸位后，阻尼杆组通过与设定轮廓面的顶压配合提供给传动主轴阻碍其离开分合闸位的作用力，这样不仅避免因分合闸速度过快而造成对触头的冲击损坏，而且也保证了开关触头能够稳定的保持在分合闸位。

本发明的操动机构为三工位隔离开关操动机构，阻尼凸轮具有两段所述设定轮廓面，在传动主轴位于隔离位处时，顶压件顶压在阻尼凸轮的两段设定轮廓面之间的位置。通过两段设定轮廓面能够实现隔离开关的接地合闸过程和导通合闸过程均能够被减速，避免隔离开关刀闸对接地触头和主回路触头的冲击。

所述操动机构包括相对间隔设置的前、后隔板，传动主轴转动穿装在前、后隔板上且伸出前隔板的一端用于带动开关触头，阻尼凸轮止转装配在传动主轴的后端，阻尼杆组安装在后隔板的后侧面上。将阻尼凸轮和阻尼杆组安装在后隔板后侧，避免与操动机构的其他传动部件之间发生干涉，装配起来也比较方便。

阻尼杆组包括固定安装在后隔板上的第一、第二安装销，顶压件包括传力杆和连接在传力杆的靠近阻尼凸轮一端的顶压板，第一安装销上设有供传力杆穿过的导向孔，顶压板上设有沿传力杆长度方向延伸的导向长孔，第二安装销与导向长孔导向配合，所述弹性件为套装在传力杆上且一端被第一安装销所挡的压簧。

所述顶压板上安装有顶压销轴并通过该顶压销轴与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合。

本发明的开关柜包括柜体，柜体内安装有电气开关以及驱动电气开关动作的操动机构，所述操动机构包括传动主轴，其特征是，所述传动主轴上设有阻尼凸轮，所述操动机构还包括阻尼杆组，所述阻尼杆组包括与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合的顶压件以及提供给顶压件朝向阻尼凸轮的作用力的弹性件，设定轮廓面在对应于传动主轴分、合闸位处的半径小于在对应于传动主轴分合闸位之间的半径。

本发明的开关柜的操动机构通过阻尼杆组与阻尼凸轮顶压配合，在阻尼凸轮随传动主轴在分合闸转动过程中，阻尼杆组通过与设定轮廓面的顶压配合能够提供给传动主轴转动阻力，从而降低分合闸速度，在传动主轴转动到分合闸位后，阻尼杆组通过与设定轮廓面的顶压配合提供给传动主轴阻碍其离开分合闸为的作用力，这样不仅避免因分合闸速度过快而造成对触头的冲击损坏，而且也保证了开关触头能够稳定的保持在分合闸位。

所述操动机构为三工位隔离开关操动机构，阻尼凸轮具有两段所述设定轮廓面，在传动主轴位于隔离位处时，顶压件顶压在阻尼凸轮的两段设定轮廓面之间的位置。通过两段设定轮廓面能够实现隔离开关的接地合闸过程和导通合闸过程均能够被减速，避免隔离开关刀闸对接地触头和主回路触头的冲击。

所述操动机构包括相对间隔设置的前、后隔板，传动主轴转动穿装在前、后隔板上且伸出前隔板的一端用于带动开关触头，阻尼凸轮止转装配在传动主轴的后端，阻尼杆组安装在后隔板的后侧面上。将阻尼凸轮和阻尼杆组安装在后隔板后侧，避免与操动机构的其他传动部件之间发生干涉，装配起来也比较方便。

阻尼杆组包括固定安装在后隔板上的第一、第二安装销，顶压件包括传力杆和连接在传力杆的靠近阻尼凸轮一端的顶压板，第一安装销上设有供传力杆穿过的导向孔，顶压板上设有沿传力杆长度方向延伸的导向长孔，第二安装销与导向长孔导向配合，所述弹性件为套装在传力杆上且一端被第一安装销所挡的压簧。

所述顶压板上安装有顶压销轴并通过该顶压销轴与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合。

附图说明

图1为本发明的操动机构的实施例一的立体示意图；

图2为三工位隔离开关在隔离位时阻尼杆组与阻尼凸轮的配合示意图；

图3为三工位隔离开关从隔离位向接地位转动时阻尼杆组与阻尼凸轮的配合示意图；

图4为三工位隔离开关在接地位时阻尼杆组与阻尼凸轮的配合示意图；

图5为三工位隔离开关从隔离位向合闸位转动时阻尼杆组与阻尼凸轮的配合示意图；

图6为三工位隔离开关在合闸位时阻尼杆组与阻尼凸轮的配合示意图；

图7为阻尼杆组的立体分解图；

图8为阻尼凸轮与安装轴套的装配示意图。

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。

本发明的开关柜的具体实施例一，包括柜体，柜体内安装有三工位隔离开关以及驱动三工位隔离开关的刀闸动作的操动机构。隔离刀闸在被操动机构带动的转动过程中具有隔离位、接地合闸位以及导通主回路的导通合闸位。

如图1-8所示，操动机构包括前、后隔板以及设置在前后隔板之间的传动部件，隔离开关传动主轴转动穿装在前、后隔板上，传动主轴穿过前隔板的前端带动隔离开关刀闸转动。

操动机构还包括安装在传动主轴后端的阻尼凸轮12，传动主轴的后端止转安装有花键轴套11，阻尼凸轮12焊接在花键轴套11上实现与传动主轴的止转连接，在传动主轴转动时，阻尼凸轮能够随之同步转动。操动机构还包括安装在后隔板1的后侧面的阻尼杆组，阻尼杆组包括与阻尼凸轮12的设定轮廓面顶压配合的顶压件。顶压件包括传力杆20和固定连接在传力杆20的靠近阻尼凸轮12的一端的顶压板21，后隔板1上固定安装有第一安装销14和第二安装销13，第一安装销14上设有导向孔，传力杆20穿装在导向孔中并被导向孔所导向；顶压板21上设有沿传力杆20的长度方向延伸的导向长孔210，第二安装销13穿过导向长孔210并在顶压板21随传力杆20移动时对顶压板21进行导向。传力杆20上套装有压簧2，传力杆20上在压簧2的两端分别设置有弹簧座，压簧2的一端通过弹簧座顶压在第一安装销14上并被第一安装销14所挡，另一端通过弹簧座顶压在顶压板21上。

其中，第二安装销13露出后隔板的一段为台阶轴状，台阶轴的台阶面能够保证顶压板21与后隔板1之间的间距，结合导向孔对传力杆在前后方向的限位，使得顶压件在随阻尼凸轮的转动而平动时不会在前后方向发生偏斜。

顶压板21上安装有顶压销轴22并通过该顶压销轴22与阻尼凸轮12的设定轮廓面顶压配合，因为顶压销轴22的径向尺寸相比顶压板21较小，通过顶压销轴22与阻尼凸轮顶压配合能够减小阻尼凸轮的尺寸。

阻尼凸轮12的外周面具有两段设定轮廓面，其中一段设定轮廓面在三工位隔离开关从隔离位转动到接地合闸位的过程中与顶压件顶压配合，另一段设定轮廓面在三工位隔离开关从隔离为转动到导通合闸位的过程中与顶压件顶压配合，在传动主轴位于隔离位处时，顶压件顶压在阻尼凸轮的两段设定轮廓面之间的位置。设定轮廓面在对应于隔离位也就是分闸位和对应于接地合闸位处的半径小于接地合闸位与分闸位之间的半径，设定轮廓面在对应与分闸位和对应于导通合闸位处的半径小于导通合闸位和分闸位之间的半径。这样在隔离开关刀闸从隔离位向接地合闸位转动的过程中，顶压件提供给阻止传动主轴转动的作用力而降低合闸速度，避免对接地触头的冲击，且在隔离开关刀闸转动到接地合闸位后提供给传动主轴保持力，避免故障电动力把刀闸弹开；同样，在隔离开关刀闸从隔离位向导通合闸位转动的过程中，顶压件提供给阻止传动主轴转动的作用力而降低合闸速度，避免对主回路触头的冲击，且在隔离开关刀闸转动到导通合闸位后提供给传动主轴保持力，保证主回路导通的稳定性。

如图2-8所示，两段设定轮廓面由阻尼凸轮12上的两个突起部分120所对应的外轮廓面构成，突起部分120的最高点位于中部，也就是说，在隔离开关刀闸的合闸过程中，在转动行程一半位置处，压簧2的压缩量最大，传动主轴所受阻力最大，合闸速度最小，在隔离开关刀闸转动到合闸位置处时，突起部分120的根部对阻尼凸轮提供推力，保证传动主轴保持在合闸位置。当然，在其他实施方式中，突起部分的最高位置可以不在中部，例如位于突起部分周向的三分之一位置处、五分之二位置处，或者，在其他实施方式中，突起部分的最高点为一段区域，而并非一个点。

上述实施例中，电气开关为三工位隔离开关，其在工作过程中具有隔离位、接地合闸位和导通合闸位三个工位，因此阻尼凸轮具有两段设定轮廓面，在其他实施方式中，例如隔离开关仅有隔离位和主回路导通位两个位置时，可以只设一段设定轮廓面；或者，在其他实施方式中，电气开关可以为接地开关。

上述实施例中，弹性件为压簧，在其他实施方式中，弹性件可以为拉簧，提供给顶压件朝向阻尼凸轮方向的弹性作用力。顶压件可以为一根杆，可以在后隔板上设置导向套对杆进行导向，杆的一端与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合，另一端设有顶压弹簧。阻尼凸轮也可以与传动主轴一体设置，也就是说，传动主轴上其中一段的外轮廓并非圆柱面，设定轮廓面为其中一段。阻尼凸轮和对应的阻尼杆组可以位于前后两个隔板之间，后者位于前隔板前侧面上，当位于两个隔板之间时，需要设置相应的安装架。

本发明的一种操动机构的具体实施例，其具体结构与上述开关柜的实施例中的操动机构结构相同，此处不再赘述。

Claims (6)

1.一种操动机构，包括传动主轴，其特征是，所述传动主轴上设有阻尼凸轮，所述操动机构还包括阻尼杆组，所述阻尼杆组包括与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合的顶压件以及提供给顶压件朝向阻尼凸轮的作用力的弹性件，设定轮廓面在对应于传动主轴分、合闸位处的半径小于在对应于传动主轴分合闸位之间的半径；所述操动机构包括相对间隔设置的前、后隔板，传动主轴转动穿装在前、后隔板上且伸出前隔板的一端用于带动开关触头，阻尼凸轮止转装配在传动主轴的后端，阻尼杆组安装在后隔板的后侧面上；阻尼杆组包括固定安装在后隔板上的第一、第二安装销，顶压件包括传力杆和连接在传力杆的靠近阻尼凸轮一端的顶压板，第一安装销上设有供传力杆穿过的导向孔，顶压板上设有沿传力杆长度方向延伸的导向长孔，第二安装销与导向长孔导向配合，所述弹性件为套装在传力杆上且一端被第一安装销所挡的压簧。

2.根据权利要求1所述的操动机构，其特征是，所述操动机构为三工位隔离开关操动机构，阻尼凸轮具有两段所述设定轮廓面，在传动主轴位于隔离位处时，顶压件顶压在阻尼凸轮的两段设定轮廓面之间的位置。

3.根据权利要求1所述的操动机构，其特征是，所述顶压板上安装有顶压销轴并通过该顶压销轴与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合。

4.一种开关柜，包括柜体，柜体内安装有电气开关以及驱动电气开关动作的操动机构，所述操动机构包括传动主轴，其特征是，所述传动主轴上设有阻尼凸轮，所述操动机构还包括阻尼杆组，所述阻尼杆组包括与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合的顶压件以及提供给顶压件朝向阻尼凸轮的作用力的弹性件，设定轮廓面在对应于传动主轴分、合闸位处的半径小于在对应于传动主轴分合闸位之间的半径；所述操动机构包括相对间隔设置的前、后隔板，传动主轴转动穿装在前、后隔板上且伸出前隔板的一端用于带动开关触头，阻尼凸轮止转装配在传动主轴的后端，阻尼杆组安装在后隔板的后侧面上；阻尼杆组包括固定安装在后隔板上的第一、第二安装销，顶压件包括传力杆和连接在传力杆的靠近阻尼凸轮一端的顶压板，第一安装销上设有供传力杆穿过的导向孔，顶压板上设有沿传力杆长度方向延伸的导向长孔，第二安装销与导向长孔导向配合，所述弹性件为套装在传力杆上且一端被第一安装销所挡的压簧。

5.根据权利要求4所述的开关柜，其特征是，所述操动机构为三工位隔离开关操动机构，阻尼凸轮具有两段所述设定轮廓面，在传动主轴位于隔离位处时，顶压件顶压在阻尼凸轮的两段设定轮廓面之间的位置。

6.根据权利要求4所述的开关柜，其特征是，所述顶压板上安装有顶压销轴并通过该顶压销轴与阻尼凸轮的设定轮廓面顶压配合。