CN107993881A - 一种单模块化断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器领域，具体涉及一种单模块化断路器。一种单模块化断路器，包括合闸机构、分闸机构和储能机构，所述储能机构包括储能弹簧和驱动装置，所述驱动装置通过传动组件驱动所述储能弹簧储能，所述储能弹簧和传动组件设置在墙板的一侧，所述合闸机构和分闸机构依次设置在墙板的另外一侧并构成模块主体，所述驱动装置位于所述分闸机构的上方。解决了现有技术中存在的断路器体积大、结构模块多的问题。

Description

一种单模块化断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，具体涉及一种单模块化断路器。

背景技术

真空断路器作为电力系统中不可缺少的主要控制和保护设备，可靠性高、开断容量大、检修周期长、无污染、无爆炸危险、适合频繁操作等一系列优点，已经在电力工业、工矿企业等各个领域都得到了越来越广泛的应用。

常见的断路器由合闸模块和分闸模块组成，且两者之间设置储能装置，均位于断路器机箱内。例如，申请号为CN201520276985.0的中国申请，公开了一种断路器用操动机构，并具体公开了：包括合闸模块单元和分闸模块单元，所述的合闸模块单元由左右侧板、储能电机、储能压缩弹簧、拐臂、储能轴、凸轮、链轮、脱扣轴、掣子、微动开关、合闸电磁铁和储能指示牌，所述的分闸模块单元由左右侧板、一个或多个脱扣电磁铁、分闸半轴、扣板、掣子和合分闸指示牌。上述申请的断路器由多个模块单元组成，需要较大的空间，如此一来，就增加了断路器的体积；且多模块单元安装步骤复杂，不利于节省人力和资源。

因此，本领域迫切需要一种结构简单、体积较小的断路器，来解决上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的断路器体积大、结构模块多的问题，本发明提出了一种单模块化断路器，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种单模块化断路器，包括合闸机构、分闸机构和储能机构，所述储能机构包括储能弹簧和驱动装置，所述驱动装置通过传动组件驱动所述储能弹簧储能，所述储能弹簧和传动组件设置在墙板的一侧，所述合闸机构和分闸机构依次设置在墙板的另外一侧并构成模块主体，所述驱动装置位于所述分闸机构的上方。

进一步地，所述传动组件包括与所述储能弹簧的伸缩端连接的储能拐臂和驱动所述储能拐臂的齿轮组，所述齿轮组包括主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和储能齿轮，所述驱动装置依次通过主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和储能齿轮驱动所述储能拐臂偏转。

进一步地，所述主动齿轮套设在驱动装置的输出轴上，所述主动齿轮和第一传动齿轮啮合，所述第一传动齿轮借助单向轴承安装在传动轴上，所述第二传动齿轮固定在所述传动轴靠近储能弹簧的一端，所述第二传动齿轮和储能齿轮啮合，所述储能齿轮和所述储能拐臂均套设在储能轴上。

进一步地，所述储能机构还包括设置在储能拐臂下方的触发开关，所述触发开关用于控制所述驱动装置，所述储能拐臂一端连接储能弹簧的伸缩端，所述储能拐臂的另一端触发所述触发开关。

进一步地，所述储能机构还包括辅助开关，所述辅助开关位于所述分闸机构的远离所述合闸机构的一侧，所述辅助开关用于控制所述驱动装置。

进一步地，所述合闸机构和分闸机构分别借助合闸拐臂和分闸拐臂驱动断路器的驱动轴偏转以控制断路器合分闸，所述驱动轴驱动断路器完成合闸时，所述分闸拐臂随转并触发辅助开关，同时分闸机构复位。

进一步地，所述辅助开关包括开关本体和旋钮，所述旋钮通过连接组件与分闸拐臂连接，所述连接组件包括L形拐臂和连接板，所述L形拐臂的一端和分闸拐臂铰接，所述L形拐臂的另一端和连接板的一端铰接，所述连接板的另一端与所述旋钮连接。

进一步地，所述合闸机构包括合闸挚子和套设在储能轴上的凸轮，所述合闸挚子限位所述凸轮，所述凸轮推动所述合闸挚子复位。

进一步地，所述合闸挚子包括锁止部和复位部，所述凸轮的侧面设置有凸块，合闸前，所述锁止部抵住所述凸块以限位所述凸轮，储能时，所述凸块抵住复位部并推动所述合闸挚子复位。

进一步地，所述分闸机构包括分闸半轴、分闸扣板、连接件和分闸拐臂，所述分闸扣板的一端搭靠在所述分闸半轴上，所述分闸扣板的另一端与连接件的一端铰接，所述连接件的另一端与分闸拐臂铰接，所述分闸拐臂套设在驱动轴上。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的单模块化断路器对分闸机构、合闸机构和储能机构合理布局，结构紧凑，体积小，便于安装和使用；

2.本发明的单模块化断路器的储能机构通过齿轮组件进行传动，且对齿轮组件的结构进行合理的布局，动力传输稳固，且节省空间；

3.本发明的单模块化断路器的传动组件上设置单向轴承，使得储能弹簧释能时产生的反向作用力不会传递到驱动装置，不会对驱动装置有损害，在一定程度上保护了驱动装置；

4.本发明的单模块化断路器的储能弹簧的伸缩端连接在储能拐臂上，所述储能弹簧储能和释能过程均会带动所述储能拐臂转动，当所述储能弹簧储能到最大值时，所述储能拐臂还可以起到触发触发开关的作用，所述触发开关控制驱动装置停止驱动储能弹簧，这样方便自动对驱动装置进行控制，不会造成能源的浪费，方便节省人力；

5.本发明的单模块化断路器还包括辅助开关，当所述驱动轴在所述合闸机构的合闸作用下转动时，所述储能弹簧已完成释能作用，所述驱动轴驱动所述辅助开关，所述辅助开关控制驱动装置驱动储能弹簧开始储能，该过程实现了对驱动装置驱动储能弹簧储能的自动控制，方便高效；

6.本发明的单模块化断路器在合闸的过程中驱动轴的转动可同时触发辅助开关和完成分闸机构的复位，自动高效；

7.本发明的单模块化断路器的合闸机构的合闸挚子上设置锁止部和复位部来与储能轴上的凸轮配合：分闸状态时，所述合闸挚子至少一部分搭靠在合闸半轴的外圆周面上，所述合闸挚子的锁止部抵住所述凸轮上的凸块，对凸轮实现限位作用；合闸后，所述合闸挚子旋转一定角度，所述合闸挚子解除对凸轮的限位；储能弹簧储能过程中，所述凸轮反向运动，凸轮上的凸块抵靠在复位部上，并推动复位部反向转动，所述分闸挚子至少一部分搭靠在合闸半轴的外圆周面上，实现复位，该过程通过简单的机械结构实现了合闸挚子对凸轮的限位，以及凸轮帮助合闸挚子复位，结构简单稳固。

附图说明

图1为本发明的单模块化断路器的结构示意图；

图2为单模块化断路器的储能机构的正视图；

图3为单模块化断路器的储能机构的立体图；

图4为单模块化断路器的合闸机构的结构示意图；

图5为单模块化断路器的合闸机构的立体图；

图6为合闸挚子的结构示意图；

图7为单模块化断路器的分闸机构的正视图；

图8为单模块化断路器的分闸机构的立体图；

图中，1-合闸机构；11-合闸半轴；12-合闸挚子；121-锁止部；122-复位部；13-合闸拐臂；14-驱动轴；2-分闸机构；21-分闸半轴；22-分闸扣板；23-分闸拐臂；3-储能机构；31-储能弹簧；32-驱动装置；33-传动组件；331-储能拐臂；332-单向轴承；333-储能轴；3331-凸轮；33311-凸块；334-第一传动齿轮；335-第二传动齿轮；336-储能齿轮；337-主动齿轮；34-触发开关；35-辅助开关；351-旋钮。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明。

如图1-8所示，本实施例提供了一种单模块化断路器，包括合闸机构1、分闸机构2和储能机构3。所述储能机构3包括储能弹簧31和驱动装置32，所述驱动装置32通过传动组件33驱动所述储能弹簧31储能，所述合闸机构1和所述储能机构3之间设置有墙板，所述储能弹簧31和传动组件33设置在墙板的一侧，所述合闸机构1和分闸机构2依次设置在墙板的另外一侧并构成模块主体，具体地，所述合闸机构1和分闸机构2沿逐渐远离墙板的方向依次设置，所述驱动装置32位于所述分闸机构2的上方。

储能机构：

所述储能机构3通过储能弹簧31进行储能，所述储能弹簧31的一端为固定端，所述固定端借助安装轴安装到墙板上，储能弹簧31的另一端为伸缩端，所述伸缩端在驱动装置32的驱动作用下进行储能，所述驱动装置32可以是电机。具体地，所述驱动装置32通过传动组件33来驱动所述储能弹簧31储能，其中，所述传动组件33可以包含齿轮传动组件、带传动组件或链轮传动组件，只要能实现驱动所述储能弹簧31储能即可。本实施例中的传动组件33优选为齿轮传动组件。

所述传动组件33包括储能拐臂331和齿轮组，所述储能拐臂331的一端与所述储能弹簧31的伸缩端连接，具体地，所述储能拐臂331的一端通过销轴与所述储能弹簧31的伸缩端铰接。所述储能拐臂331的轴孔内设置有储能轴333，所述储能轴333上套设有凸轮3331，所述凸轮3331上设置有凸块33311。所述储能轴333在驱动装置32的驱动作用下转动，并带动所述储能拐臂331转动，所述储能拐臂331压缩所述储能弹簧31，即实现储能过程。本实施例优选为储能弹簧31压缩的情况下为储能状态。

所述齿轮组安装在墙板上，所述齿轮组包括主动齿轮337、第一传动齿轮334、第二传动齿轮335和储能齿轮336。所述驱动装置32的输出轴上套接有主动齿轮337，所述主动齿轮337和第一传动齿轮334啮合，所述第一传动齿轮334和第二传动齿轮335安装在同一传动轴上，所述第二传动齿轮335和储能齿轮336啮合，所述储能齿轮336套设在储能轴333上。所述驱动装置32输出动力传送至主动齿轮337，所述主动齿轮337带动第一传动齿轮334转动，所述第一传动齿轮334通过传动轴带动所述第二传动齿轮335转动，所述第二传动齿轮335带动所述储能齿轮336转动，所述储能齿轮336带动所述储能轴333转动，所述储能拐臂331在储能轴333的带动下随之转动，带动所述储能弹簧31储能。

假设所述储能弹簧31储能过程中，所述储能轴333的转动方向为正向，则在储能弹簧31释能时，储能弹簧31则会带动储能轴333反向转动，在齿轮组的传动作用下，所述储能弹簧31释能会对驱动装置32产生反向作用力，这样可能会对驱动装置32有所损害，本实施例通过设置单向轴承332解决了上述问题，通过设置所述单向轴承332，所述第一传动齿轮334借助单向轴承安装在传动轴上，可以实现驱动装置32的驱动作用力传送到储能弹簧31，但是储能弹簧31释能时的反向作用力无法传递到驱动装置32，在一定程度上保护了驱动装置32。具体地，所述单向轴承332的内圈和传动轴过盈配合，所述单向轴承332的外圈和第一传动齿轮334固定配合，如此设置，动力的传送只能从第一传动齿轮334传送到第二传动齿轮335，无法从第二传动齿轮335传送到第一传送齿轮334。

为了实现对所述储能机构的控制，所述储能机构3还包括触发开关34，所述触发开关34用于控制所述驱动装置32停止驱动所述储能弹簧31储能。所述触发开关34设置在所述储能拐臂331的下方。所述储能拐臂331的一端与所述储能弹簧31的伸缩端连接，所述储能拐臂331的另一端具有延伸臂。所述储能弹簧31在储能过程中，所述储能拐臂331与所述储能弹簧31连接的一端向上摆动，另一端的延伸臂向下摆动，当储能弹簧31储能到最大值时，所述储能拐臂331的延伸臂向下运动到最低端，触发所述触发开关34，所述触发开关34控制所述驱动装置32停止驱动。

为了进一步实现对所述储能机构的控制，所述储能机构3还包括辅助开关35，所述辅助开关35用于控制所述驱动装置32开始工作。所述辅助开关35设置在所述分闸机构2的远离合闸机构1的另一侧。所述辅助开关35包括开关本体和旋钮351，所述旋钮351通过连接组件与断路器的驱动轴14上的分闸拐臂23铰接，所述驱动轴14带动所述分闸拐臂23摆动，所述分闸拐臂23带动所述旋钮351旋转。具体地，所述连接组件包括L形拐臂和连接板，所述分闸拐臂23和L形拐臂的一端铰接，所述L形拐臂另一端和连接板的一端铰接，所述连接板的另一端设置有形状和所述旋钮351相适应的开孔，所述旋钮351伸入所述开孔内。优选地，所述开孔为方形开孔，所述旋钮351的横截面为方形。

当所述旋钮351旋转到工作位置时，所述辅助开关35驱动所述驱动装置32工作，当所述旋钮351旋转到其它位置时，则不会对驱动装置32产生驱动作用。优选地，所述合闸机构1合闸时，带动所述驱动轴14转动，所述驱动轴14带动分闸拐臂23摆动，所述分闸拐臂23带动所述旋钮351旋转到工作位置，所述辅助开关35驱动所述驱动装置32工作。

合闸机构：

所述合闸机构1包括合闸半轴11、合闸挚子12和合闸拐臂13，所述合闸半轴11的外圆周面上设置有合闸轴槽，合闸前，所述合闸挚子12的至少一部分搭靠在所述合闸半轴11的外圆周面上，所述合闸挚子12还限位所述凸轮3331，所述合闸挚子12包括锁止部121和复位部122，所述锁止部121的末端抵住所述凸轮3331上的凸块33311，以实现对凸轮3331的限位作用。合闸后，所述合闸半轴11转动，所述合闸挚子12在扭簧的作用下转动一定角度，所述合闸挚子12对凸块33311的限位作用解除，储能弹簧31释能，带动所述凸轮3331转动，所述凸轮3331推动所述合闸拐臂13向下摆动，所述合闸拐臂13带动所述驱动轴14转动，驱动真空灭弧室内的动触头向静触头靠近并接通，实现合闸。当所述储能弹簧31开始储能时，带动所述凸轮3331反向转动，所述凸轮3331上的凸块33311抵靠在复位部122的末端，推动所述合闸挚子12反向转动，合闸挚子12至少一部分搭靠在所述合闸半轴11的外圆周面上，实现复位。

分闸机构：

所述分闸机构2包括分闸半轴21、分闸扣板22和分闸拐臂23。所述分闸半轴21的外圆周面上设置有分闸轴槽，分闸前，所述分闸扣板22至少一部分搭靠在所述分闸半轴21的外圆周面上，所述分闸扣板22的另一端通过销轴和连接件铰接，所述连接件和所述分闸拐臂23的一端铰接。按下分闸按钮后，所述分闸半轴21转动，所述分闸扣板22在扭簧的作用下旋转一定角度，所述分闸扣板22带动连接件转动，所述连接件带动所述分闸拐臂23向上摆动，所述分闸拐臂23带动驱动轴14转动，驱动真空灭弧室内的动触头远离静触头，实现断开。

合闸时，驱动轴14转动会自动带动所述分闸机构2复位，并同时触发辅助开关。具体地，合闸时，所述合闸拐臂13带动驱动轴14转动，所述驱动轴14带动分闸拐臂23沿与分闸时相反的方向摆动，所述分闸拐臂23通过连接件带动所述分闸扣板22沿与分闸时相反的方向摆动，使得分闸扣板22的至少一部分搭靠在分闸半轴21的外圆周面上，完成复位。同时所述分闸拐臂23的摆动还会带动辅助开关35的旋钮351旋转到工作位置，所述辅助开关35控制驱动装置32开始工作。

以断路器分闸状态为初始状态，本发明的单模块化断路器的工作原理为：当要对断路器进行合闸操作时，按下合闸按钮，合闸半轴11转动，合闸挚子12转动一定角度，解除对凸轮3331的限位作用，所述储能弹簧31释能，带动所述凸轮3331转动，所述凸轮3331的外端推动合闸拐臂13向下摆动，所述合闸拐臂13带动驱动轴14旋转，所述驱动轴14带动真空灭弧室内的动触头向静触头靠近，完成合闸。此时，驱动轴14的转动还带动分闸拐臂23摆动，所述分闸拐臂23的摆动一方面通过连接件带动分闸扣板22复位，另一方便分闸拐臂23通过连接组件带动所述辅助开关35的旋钮351旋转到工作位置，所述辅助开关35控制所述驱动装置32开始工作，所述驱动装置32通过传动组件33带动储能弹簧31开始储能，储能过程中，所述储能轴333也随之旋转，旋转方向与合闸过程中的旋转方向相反，此时，储能轴333上的凸轮3331复位并通过凸块33311推动合闸挚子12的复位部122旋转，直至合闸挚子12至少一部分搭靠在合闸半轴11的外圆周面上，完成复位。当所述储能弹簧31实现最大储能时，所述储能拐臂331的延伸端转动到最低端，触发所述触发开关34，所述触发开关34控制所述驱动装置32停止工作，所述储能弹簧31停止储能。

此时，如需对断路器进行分闸操作，则按下分闸按钮，所述分闸半轴21旋转一定角度，所述分闸扣板22随之旋转一定角度，所述分闸扣板22带动连接件摆动，所述连接件带动所述分闸拐臂23摆动，所述分闸拐臂23一方面带动驱动轴14转动，进而驱动真空灭弧室内的动触头向远离静触头的方向运动，实现分闸；另一方面，所述分闸拐臂23通过连接组件带动辅助开关35的旋钮351转动到非工作位置，以备下一次合闸操作时驱动旋钮351。

采用本发明的单模块化断路器，结构紧凑，体积小，且能自动实现对储能装置的控制，以及合闸机构和分闸机构的复位作用，实用性强。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种单模块化断路器，包括合闸机构(1)、分闸机构(2)和储能机构(3)，所述储能机构(3)包括储能弹簧(31)和驱动装置(32)，所述驱动装置(32)通过传动组件(33)驱动所述储能弹簧(31)储能，其特征在于，所述储能弹簧(31)和传动组件(33)设置在墙板的一侧，所述合闸机构(1)和分闸机构(2)依次设置在墙板的另外一侧并构成模块主体，所述驱动装置(32)位于所述分闸机构(2)的上方。

2.如权利要求1所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述传动组件(33)包括与所述储能弹簧(31)的伸缩端连接的储能拐臂(331)和驱动所述储能拐臂(331)的齿轮组，所述齿轮组包括主动齿轮(337)、第一传动齿轮(334)、第二传动齿轮(335)和储能齿轮(336)，所述驱动装置(32)依次通过主动齿轮(337)、第一传动齿轮(334)、第二传动齿轮(335)和储能齿轮(336)驱动所述储能拐臂(331)偏转。

3.如权利要求2所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述主动齿轮(337)套设在驱动装置(32)的输出轴上，所述主动齿轮(337)和第一传动齿轮(334)啮合，所述第一传动齿轮(334)借助单向轴承(332)安装在传动轴上，所述第二传动齿轮(335)固定在所述传动轴靠近储能弹簧(31)的一端，所述第二传动齿轮(335)和储能齿轮(336)啮合，所述储能齿轮(336)和所述储能拐臂(331)均套设在储能轴上。

4.如权利要求2或3所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述储能机构(3)还包括设置在储能拐臂(331)下方的触发开关(34)，所述触发开关(34)用于控制所述驱动装置(32)，所述储能拐臂(331)一端连接储能弹簧(31)的伸缩端，所述储能拐臂(331)的另一端触发所述触发开关(34)。

5.如权利要求4所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述储能机构(3)还包括辅助开关(35)，所述辅助开关(35)位于所述分闸机构(2)的远离所述合闸机构(1)的一侧，所述辅助开关(35)用于控制所述驱动装置(32)。

6.如权利要求5所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述合闸机构(1)和分闸机构(2)分别借助合闸拐臂(13)和分闸拐臂(23)驱动断路器的驱动轴(14)偏转以控制断路器合分闸，所述驱动轴(14)驱动断路器完成合闸时，所述分闸拐臂(23)随转并触发辅助开关(35)，同时分闸机构(2)复位。

7.如权利要求6所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述辅助开关(35)包括开关本体和旋钮(351)，所述旋钮(351)通过连接组件与分闸拐臂(23)连接，所述连接组件包括L形拐臂和连接板，所述L形拐臂的一端和分闸拐臂(23)铰接，所述L形拐臂的另一端和连接板的一端铰接，所述连接板的另一端与所述旋钮(351)连接。

8.如权利要求1-3,5-7任一项所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述合闸机构(1)包括合闸挚子(12)和套设在储能轴(333)上的凸轮(3331)，所述合闸挚子(12)限位所述凸轮(3331)，所述凸轮(3331)推动所述合闸挚子(12)复位。

9.如权利要求8所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述合闸挚子(12)包括锁止部(121)和复位部(122)，所述凸轮(3331)的侧面设置有凸块(33311)，合闸前，所述锁止部(121)抵住所述凸块(33311)以限位所述凸轮(3331)，储能时，所述凸块(33311)抵住复位部(122)并推动所述合闸挚子(12)复位。

10.如权利要求1或9所述的一种单模块化断路器，其特征在于，所述分闸机构(2)包括分闸半轴(21)、分闸扣板(22)、连接件和分闸拐臂(23)，所述分闸扣板(22)的一端搭靠在所述分闸半轴(21)上，所述分闸扣板(22)的另一端与连接件的一端铰接，所述连接件的另一端与分闸拐臂(23)铰接，所述分闸拐臂(23)套设在驱动轴(14)上。