CN107991075A - 一种断路器操动机构磨合试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器操动机构磨合试验装置，属于断路器特性测试技术领域。一种断路器操动机构磨合试验装置，包括支架模块，缓冲器模块，动触头模块，静触头模块、连接机构模块；其中支架模块通过螺栓固定在地上，缓冲器模块、动触头模块、静触头模块均设置在支架模块顶部，缓冲器模块通过销与动触头模块连接，为动触头模块提供分闸负载阻力；模拟断路器动触头质量的配重块套装在触头拉杆上，能提供分闸与合闸负载阻力；连接机构模块设置在支架模块中部并将断路器操动机构输出的力传递到动触头模块，带动动触头模块中的动弧触头进行往复直线运动。本发明能模拟断路器动触头质量，为断路器操动机构磨合试验提供分合闸等效负载及断口信号。

Description

一种断路器操动机构磨合试验装置

技术领域

本发明涉及一种操动机构磨合试验装置，特别涉及一种断路器操动机构磨合试验装置。

背景技术

断路器是电力系统中一种重要的开关设备，用来实现电网电流传输的切断(开断)与导通(闭合)。操动机构是断路器的动力部件，当断路器接收到系统开断与闭合信号时，操动机构驱动断路器(本体)进行分闸或合闸操作从而实现电流的开断与闭合，操动机构的可靠性直接影响到断路器的开断特性，决定断路器的主要机械特性如分闸时间、分闸速度、合闸时间、合闸速度等。为了确保操动机构的可靠性，在操动机构研制过程中，需要对操动机构进行多次机械操作试验及机械寿命磨合试验，以获得机构的传动性能及关键零部件的机械性能，验证操动机构设计是否满足技术要求，及早发现机构的薄弱环节并及时修改优化，在操动机构随断路器本体出厂前，也需要对操动机构进行出厂特性调试。

由于断路器操动机构特别是高压断路器操动机构的操作功较大，不能进行无负载空操作。由于断路器本体体积大、质量大、零件数量多、成本高，因此目前均用磨合试验装置代替断路器本体进行操动机构出厂特性调试、机械操作试验和机械寿命磨合试验，这就要求磨合试验装置能提供较准确的等效负载。授权公告号为CN205642809U的中国实用新型专利中公开了一种弹簧操动机构试验模拟装置，其采用缓冲器为操动机构提供模拟负载，可以较准确地模拟断路器本体对操动机构的负载阻力，可以获得操动机构的输出角度，但是没有考虑断路器本体中动触头的运动质量，且没有设置动、静触头，无法模拟断路器断口，获得分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数。

为此，本发明提供一种可以为断路器操动机构输出特性预测提供等效负载的断路器操动机构磨合试验装置，试验装置能模拟断路器本体的分合闸负载特性，并且能在分合闸过程中提供断口信号，从而获得操动机构行程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数，试验装置可以为断路器操动机构出厂特性调试、机械操作试验和机械寿命磨合试验提供等效负载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能为断路器操动机构输出特性预测提供等效负载，又能为预测操动机构的行程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数提供断口信号的断路器操动机构磨合试验装置。

技术方案：

一种断路器操动机构磨合试验装置，包括支架模块，缓冲器模块，动触头模块，静触头模块、连接机构模块；其中支架模块通过螺栓固定在地上，缓冲器模块、动触头模块、静触头模块均设置在支架模块顶部，缓冲器模块通过销与动触头模块连接，为动触头模块提供分闸负载阻力；动触头模块中的触头拉杆连带动弧触头插入静触头模块内；模拟断路器动触头质量的配重块套装在触头拉杆上，能提供分闸与合闸负载阻力；连接机构模块设置在支架模块中部并将断路器操动机构输出的力传递到动触头模块，带动动触头模块中的动弧触头沿着静触头模块内的直线运动轴承的轴向进行往复直线运动。

进一步地所述支架模块包括底架、竖直支架、挡板、断路器操动机构安装块、第一斜拉支架、第二斜拉支架、第一横梁和第二横梁；其中底架为两个，相隔一定距离平行布置并通过螺栓固定在地上；每个底架上均设有一个竖直支架，竖直支架外侧设有挡板，第一斜拉支架和第二斜拉支架两端分别与两个竖直支架的正面斜向连接；第一横梁和第二横梁相隔一定距离平行布置，两端分别固定在两个竖直支架上，第一横梁和第二横梁上各设有两个断路器操动机构安装块；断路器操动机构通过断路器操动机构安装块上的安装孔安装在支架模块上。

进一步地所述缓冲器模块包括第一支撑板、液压缓冲器、第二支撑板、接头、销和连板；其中第一支撑板和第二支撑板通过螺栓固定在支架模块的第二横梁上；液压缓冲器包括外油缸、设置在外油缸内的内油缸和能沿内油缸轴向往复移动的活塞，外油缸上部设有注油孔，两端分别安装在第一支撑板和第二支撑板上；内油缸圆柱面上设有四排等间距的阻尼孔，活塞与接头通过螺纹固定连接；接头通过销与连板连接；通过用螺钉堵塞部分阻尼孔来调节液压缓冲器阻力，为断路器操动机构提供分闸等效负载。

进一步地所述动触头模块包括连杆、销、触头拉杆、螺母、轴套、配重块和动弧触头；其中连杆的一端通过销与触头拉杆连接；配重块通过所述螺母和轴套固定在触头拉杆上，配重块的数量能根据试验要求调整；动弧触头安装在触头拉杆端部；触头拉杆、配重块和动弧触头均置于静触头模块内。

进一步地所述静触头模块包括第三支撑板、直线运动轴承、盖、板、绝缘筒、静弧触头、静弧触头安装板、信号引出螺栓和第四支撑板；其中两块第三支撑板相隔一定距离平行布置，并和第四支撑板一起通过螺栓固定在第二横梁上，第四支撑板和一块第三支撑板设置在静触头模块两端；盖固定在第三支撑板和第四支撑板上面，板固定在第三支撑板和第四支撑板两侧；两块第三支撑板上各设有一个直线运动轴承；绝缘筒套装在静触头模块中部的第三支撑板上的直线运动轴承上；静弧触头通过静弧触头安装板固定在绝缘筒右端；静弧触头安装板上设置有信号引出螺栓；静弧触头、静弧触头安装板和信号引出螺栓均导电，通过绝缘筒与其余导电部分隔离，从信号引出螺栓和支架模块的任意一处分别引出两根导线，能采集断口信号。

进一步地所述连接机构模块包括销、第一拐臂、轴、拉杆、第二拐臂和限位板；其中第一拐臂通过轴安装在支架模块的第二横梁上，通过销与缓冲器模块的连板和动触头模块的连杆连接；拉杆上端通过销与第一拐臂连接，拉杆下端通过销与第二拐臂连接；第二拐臂安装在断路器操动机构的输出轴上，安装处外侧设有限位板，第二拐臂将断路器操动机构输出的力通过拉杆、第一拐臂传递给动触头模块。

有益效果：

1)本发明的断路器操动机构磨合试验装置可以代替断路器本体进行操动机构出厂特性调试、机械操作试验和机械寿命磨合试验，具有体积小、成本低、零件数量少、使用寿命长、适应性强等优点；

2)通过调节动触头模块上的配重块数量，可以模拟任意大小的断路器本体动触头质量，并能提供分闸与合闸负载阻力；通过用螺钉堵塞部分阻尼孔来调节液压缓冲器阻力，可以为断路器操动机构提供准确的分闸等效负载；

3)通过动触头模块、静触头模块引出的导线可以采集断口信号，获得操动机构的行程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数。

附图说明

图1为断路器操动机构磨合试验装置主视图。

图2为断路器操动机构磨合试验装置左视图。

图3为断路器操动机构磨合试验装置俯视图。

图4为支架模块主视图。

图5为支架模块左视图。

图6为支架模块俯视图。

图7为缓冲器模块结构示意图。

图8为液压缓冲器结构示意图。

图9为动触头模块结构示意图。

图10为静触头模块剖视图。

图11为连接机构模块结构示意图。

图12为动触头模块插入静触头模块结构示意图。

其中：1为支架模块，2为缓冲器模块，3为动触头模块，4为静触头模块，5为连接机构模块，6为断路器操动机构，11为底架，12为竖直支架，13为挡板，14为断路器操动机构安装块，15为第一斜拉支架、16为第二斜拉支架，17为第一横梁、18为第二横梁，21为第一支撑板，22为液压缓冲器，23为第二支撑板，24为接头，25为销，26为连板，221为外油缸，222为注油孔，223为阻尼孔，224为内油缸，225为活塞，31为连杆，32为触头拉杆、33为螺母，34为轴套，35为配重块，36为动弧触头，41为第三支撑板，42为直线运动轴承，43为盖，44为板，45为绝缘筒，46为静弧触头、47为静弧触头安装板，48为信号引出螺栓，49为第四支撑板，51为第一拐臂，52为轴，53为拉杆，54为第二拐臂，55为限位板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

如图1～3所示，一种断路器操动机构磨合试验装置，包括支架模块，缓冲器模块，动触头模块，静触头模块、连接机构模块；其中支架模块通过螺栓固定在地上，缓冲器模块、动触头模块、静触头模块均设置在支架模块顶部，缓冲器模块通过销与动触头模块连接，为动触头模块提供分闸负载阻力；动触头模块中的触头拉杆连带动弧触头插入静触头模块内；模拟断路器动触头质量的配重块套装在触头拉杆上，能提供分闸与合闸负载阻力；连接机构模块设置在支架模块中部并将断路器操动机构输出的力传递到动触头模块，带动动触头模块中的动弧触头沿着静触头模块内的直线运动轴承的轴向进行往复直线运动。

如图4～6所示，支架模块包括底架、竖直支架、挡板、断路器操动机构安装块、第一斜拉支架、第二斜拉支架、第一横梁和第二横梁；其中底架为两个，相隔一定距离平行布置并通过螺栓固定在地上；每个底架上均设有一个竖直支架，竖直支架外侧设有挡板，第一斜拉支架和第二斜拉支架两端分别与两个竖直支架的正面斜向连接；第一横梁和第二横梁相隔一定距离平行布置，两端分别固定在两个竖直支架上，第一横梁和第二横梁上各设有两个断路器操动机构安装块；断路器操动机构通过断路器操动机构安装块上的安装孔安装在支架模块上。挡板可以防止在断路器操动机构在磨合试验过程中机构零部件发生损坏后飞出机构，伤及试验人员，第一斜拉支架和第二斜拉支架可以起到提高支架模块的刚度和稳定性的作用。

如图7、图8所示，缓冲器模块包括第一支撑板、液压缓冲器、第二支撑板、接头、销和连板；其中液压缓冲器包括外油缸、设置在外油缸内的内油缸和能沿内油缸轴向往复移动的活塞，外油缸上部设有注油孔，内油缸圆柱面上设有四排等间距的阻尼孔，活塞与接头通过螺纹固定连接；接头通过销与连板连接；通过取出内油缸用螺钉堵塞部分阻尼孔来调节液压缓冲器阻力，再安装到外油缸内，能为断路器操动机构提供分闸等效负载。

如图9所示，动触头模块包括连杆、销、触头拉杆、螺母、轴套、配重块和动弧触头；其中连杆的一端通过销与触头拉杆连接；配重块通过所述螺母和轴套固定在触头拉杆上，配重块的数量能根据试验要求调整；动弧触头安装在触头拉杆端部；触头拉杆、配重块和动弧触头均置于静触头模块内。

如图10所示，静触头模块包括第三支撑板、直线运动轴承、盖、板、绝缘筒、静弧触头、静弧触头安装板、信号引出螺栓和第四支撑板；其中两块第三支撑板相隔一定距离平行布置，并和第四支撑板一起通过螺栓固定在第二横梁上，第四支撑板和一块第三支撑板设置在静触头模块两端；盖固定在第三支撑板和第四支撑板上面，板固定在第三支撑板和第四支撑板两侧；两块第三支撑板上各设有一个直线运动轴承；绝缘筒套装在静触头模块中部的第三支撑板上的直线运动轴承上；静弧触头通过静弧触头安装板固定在绝缘筒右端；静弧触头安装板上设置有信号引出螺栓；静弧触头、静弧触头安装板和信号引出螺栓均导电，通过绝缘筒与其余导电部分隔离。盖和板能防止外界异物进入静触头模块导致动触头模块卡滞、损坏，打开盖即可添加更换配重块。

如图11所示，连接机构模块包括销、第一拐臂、轴、拉杆、第二拐臂和限位板；其中第一拐臂通过轴安装在支架模块的第二横梁上，通过销与缓冲器模块的连板和动触头模块的连杆连接；拉杆上端通过销与第一拐臂连接，拉杆下端通过销与第二拐臂连接；第二拐臂安装在断路器操动机构的输出轴上，安装处外侧设有限位板，能防止第二拐臂从断路器操动机构输出轴上脱落；第二拐臂将断路器操动机构输出的力通过拉杆、第一拐臂传递给缓冲器模块和动触头模块。

如图12所示，动触头模块的触头拉杆安装在静触头模块的直线运动轴承上，动触头模块的动弧触头位于静触头模块的绝缘筒内，动弧触头与静弧触头之间形成断口，触头拉杆带动动弧触头可以沿着直线运动轴承的轴向进行往复直线运动。通过静触头模块的信号引出螺栓和支架模块的第二横梁分别引出两根导线，即可采集断口信号，获得操动机构的行程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数。

在断路器操动机构磨合试验过程中，当断路器操动机构进行合闸操作时，断路器操动机构输出轴沿顺时针方向进行旋转，带动第二拐臂、第一拐臂同时沿顺时针方向旋转，缓冲器模块上的活塞在第一拐臂的驱动下沿着内油缸轴向向右直线运动，动触头模块在第一拐臂的驱动下沿直线运动轴承轴向向右直线运动，动弧触头逐渐靠近静弧触头并在运动一段距离后开始与静弧触头接触，实现合闸操作。

在断路器操动机构磨合试验过程中，当断路器操动机构进行分闸操作时，断路器操动机构输出轴沿逆时针方向进行旋转，带动第二拐臂、第一拐臂同时沿逆时针方向旋转，缓冲器模块上的活塞在第一拐臂的驱动下沿着内油缸轴向向左直线运动，动触头模块在第一拐臂的驱动下沿直线运动轴承轴向向左直线运动，动弧触头逐渐与静弧触头分离，实现分闸操作，通过用螺钉堵塞部分阻尼孔来调节液压缓冲器阻力，能提供分闸等效负载。

在断路器操动机构磨合试验过程中，通过在静触头模块的信号引出螺栓及支架模块的第二横梁分别引出两根导线，即可采集断口信号，获得操动机构的行程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：包括支架模块(1)，缓冲器模块(2)，动触头模块(3)，静触头模块(4)、连接机构模块(5)；其中支架模块(1)通过螺栓固定在地上，缓冲器模块(2)、动触头模块(3)、静触头模块(4)均设置在支架模块(1)顶部；缓冲器模块(2)通过销(25)与动触头模块(3)连接，为动触头模块(3)提供分闸负载阻力；动触头模块(3)中的触头拉杆(32)连带动弧触头(36)插入静触头模块(4)内；模拟断路器动触头质量的配重块(35)套装在触头拉杆(32)上，能提供分闸与合闸负载阻力；连接机构模块(5)设置在支架模块(1)中部并将断路器操动机构(6)输出的力传递到动触头模块(3)，带动动触头模块(3)中的动弧触头(36)沿着静触头模块(4)内的直线运动轴承(42)的轴向进行往复直线运动。

2.根据权利要求1所述的断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：所述支架模块包括底架(11)、竖直支架(12)、挡板(13)、断路器操动机构安装块(14)、第一斜拉支架(15)、第二斜拉支架(16)、第一横梁(17)和第二横梁(18)；其中底架(11)为两个，相隔一定距离平行布置并通过螺栓固定在地上；每个底架(11)上均设有一个竖直支架(12)，竖直支架(12)外侧设有挡板(13)，第一斜拉支架(15)和第二斜拉支架(16)两端分别与两个竖直支架(12)的正面斜向连接；第一横梁(17)和第二横梁(18)相隔一定距离平行布置，两端分别固定在两个竖直支架(12)上，第一横梁(17)和第二横梁(18)上各设有两个断路器操动机构安装块(14)；断路器操动机构(6)通过断路器操动机构安装块(14)上的安装孔安装在支架模块(1)上。

3.根据权利要求1所述的断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：所述缓冲器模块包括第一支撑板(21)、液压缓冲器(22)、第二支撑板(23)、接头(24)、销(25)和连板(26)；其中第一支撑板(21)和第二支撑板(23)通过螺栓固定在支架模块(1)的第二横梁(18)上，液压缓冲器(22)包括外油缸(221)、设置在外油缸(221)内的内油缸(224)和能沿内油缸(224)轴向往复移动的活塞(225)，外油缸(221)上部设有注油孔(222)，两端分别安装在第一支撑板(21)和第二支撑板(23)上；内油缸(224)圆柱面上设有四排等间距的阻尼孔(223)，活塞(225)与接头(24)通过螺纹固定连接；接头(24)通过销(25)与连板(26)连接；通过用螺钉堵塞部分阻尼孔(223)来调节液压缓冲器(22)阻力，为断路器操动机构(6)提供分闸等效负载。

4.根据权利要求1所述的断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：所述动触头模块包括连杆(31)、销(25)、触头拉杆(32)、螺母(33)、轴套(34)、配重块(35)和动弧触头(36)；其中连杆(31)的一端通过销(25)与触头拉杆(32)连接；配重块(35)通过所述螺母(33)和轴套(34)固定在触头拉杆(32)上，配重块(35)的数量能根据试验要求调整；动弧触头(36)安装在触头拉杆(32)端部；触头拉杆(32)、配重块(35)和动弧触头(36)均置于静触头模块(4)内。

5.根据权利要求1所述的断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：所述静触头模块包括第三支撑板(41)、直线运动轴承(42)、盖(43)、板(44)、绝缘筒(45)、静弧触头(46)、静弧触头安装板(47)、信号引出螺栓(48)和第四支撑板(49)；其中两块第三支撑板(41)相隔一定距离平行布置，并和第四支撑板(49)一起通过螺栓固定在第二横梁上(18)，第四支撑板(49)和一块第三支撑板(41)设置在静触头模块(4)两端；盖(43)固定在第三支撑板(41)和第四支撑板(49)上面，板(44)固定在第三支撑板(41)和第四支撑板(49)两侧；两块第三支撑板(41)上各设有一个直线运动轴承(42)；绝缘筒(45)套装在静触头模块(4)中部的第三支撑板(41)上的直线运动轴承(42)上；静弧触头(46)通过静弧触头安装板(47)固定在绝缘筒(45)右端；静弧触头安装板(47)上设置有信号引出螺栓(48)；静弧触头(46)、静弧触头安装板(47)和信号引出螺栓(48)均导电，通过绝缘筒(45)与其余导电部分隔离，从信号引出螺栓(48)和支架模块(1)的任意一处分别引出两根导线，能采集断口信号。

6.根据权利要求1所述的断路器操动机构磨合试验装置，其特征在于：所述连接机构模块包括销(25)、第一拐臂(51)、轴(52)、拉杆(53)、第二拐臂(54)和限位板(55)；其中第一拐臂(51)通过轴(52)安装在支架模块(1)的第二横梁(18)上，通过销(25)与缓冲器模块(2)的连板(26)和动触头模块(3)的连杆(31)连接；拉杆(53)上端通过销(25)与第一拐臂(51)连接，拉杆(53)下端通过销(25)与第二拐臂(54)连接；第二拐臂(54)安装在断路器操动机构(6)的输出轴上，安装处外侧设有限位板(55)，第二拐臂(54)将断路器操动机构(6)输出的力通过拉杆(53)、第一拐臂(51)传递给动触头模块(3)。