CN108321003B - 一种高压真空负荷开关的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压真空负荷开关的操作机构，属于高压开关技术领域。它解决了现有的高压真空负荷开关的操作机构手动操作的操作难度高的问题。本高压真空负荷开关的操作机构，包括手动套筒和电动套筒，在手动套筒和电动套筒之间的开关轴上套接有固定件且固定件与开关轴固定，手动套筒和电动套筒均滑动套接在开关轴上，固定件和手动套筒柔性连接件连接，在固定件和电动套筒之间设有在电动套筒转动时带动固定件转动的卡接结构，开关轴上套接复位弹簧，在复位弹簧的作用下，所述的手动套筒和电动套筒形成卡接，在电动套筒上设有凸轮面且在手动套筒上固连有抵靠在凸轮面上的推杆。本发明操作简单，稳定可靠，安全性更高。

Description

一种高压真空负荷开关的操作机构

技术领域

本发明属于高压开关技术领域，涉及一种高压真空负荷开关的操作机构。

背景技术

高压真空负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，具有坚定的灭弧装置，能够通断一定的负荷电流和过负荷电流，已经广泛地应用于高压输配电领域。目前，高压真空负荷开关主要采用电机驱动开关主轴转动以实现开合闸动作；当然为了满足在电机故障、停电等情况下依然能够实现开合闸动作，一般都会配备手动操作手柄。为了实现电动和手动开合闸的自动切换，避免对电动驱动机构造成损坏，需要设置离合结构。

如中国专利申请(200420045502.8)公开的一种高压负荷开关的操动机构，该操动机构通过手柄插入手柄插入口对离合器施压使离合器与链轮分离，从而使手柄带动主轴盘转动时避免带动链轮。然而，该技术方案存在以下缺点，由于离合器始终会受到复位弹簧的弹力，使手柄始终受到向外的推力，使手柄易在转动过程中脱出手柄插入口，导致开合闸失败，也就是说操作手柄时操作人员在转动手柄时需要一直向手柄施压以克服复位弹簧的推力，开合闸操作难度较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种一种高压真空负荷开关的操作机构，本发明所要解决的技术问题是：如何使高压真空负荷开关的操作更简便。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高压真空负荷开关的操作机构，所述的高压真空负荷开关包括执行开断的开关轴，本操作机构包括分别连接于开关轴上的手动套筒和电动套筒，所述的电动套筒连接有驱动电动套筒转动的电动驱动结构，其特征在于，在手动套筒和电动套筒之间的开关轴上套接有固定件且固定件与开关轴固定，所述的手动套筒和电动套筒均滑动套接在开关轴上，在所述固定件和手动套筒之间连接有在手动套筒转动时能带动固定件跟随转动的柔性连接件，在所述固定件和电动套筒之间设有在电动套筒转动时带动固定件转动的卡接结构，所述开关轴上套接复位弹簧，在复位弹簧的作用下，所述的手动套筒和电动套筒形成卡接，在所述的电动套筒上设有凸轮面且在所述手动套筒上固连有抵靠在凸轮面上的推杆。

本操作机构安装于开关轴的端部，使开关轴既能够通过电机驱动，又能够通过在手动套筒上安装手柄实现手动驱动。电动套筒与固定件在复位弹簧的作用下通过卡接配合，使电机驱动时，电动套筒能够带动固定件转动，实现对高压真空负荷开关的控制。电动套筒与手动套筒之间设置由凸轮面与推杆构成的凸轮机构，使手动套筒转动时能够推动电动套筒与固定件分离，既减少手动驱动开关轴转动时的阻力，又能够避免对电机驱动结构造成损伤。由于电动套筒与手动套筒之间一开始在复位弹簧的作用下卡接，手动套筒难以直接驱动固定件转动，手动套筒与固定件之间通过柔性连接件连接，使手动套筒在固定件与电动套筒未分离时能够相对固定件转动，通过凸轮面与推杆的配合先使电动套筒与固定件分离，然后再在柔性连接件的作用下带动固定件转动，实现手动对高压真空负荷开关的控制。这样，操作人员在手动控制高压负荷开关时，只需对手柄施加一个扭矩，使手柄绕开关轴转动，即可实现先分离电动套筒与固定件，再控制开关轴转动。与现有技术相比，操作更简便，避免了手柄受复位弹簧作用而脱出的可能，更稳定可靠，减少失误率。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述电动套筒的侧壁上具有扇形凸块，所述扇形凸块凸出于固定件的外周面，所述扇形凸块朝向固定件的一侧开有弧形凹坑使扇形凸块朝向固定件一侧的端面成为上述凸轮面，所述推杆位于手动套筒的外侧壁上且沿开关轴的轴向延伸。电动套筒与固定件卡接时，推杆会抵靠在弧形凹坑的底部，当手动套筒带动推杆绕开关轴移动时，推杆会从凹坑内平移出来，同时将手动套筒上绕开关轴转动的力转化成沿开关轴轴向的力，从而推动电动套筒克服复位弹簧的压力向远离固定件方向移动。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述推杆的端部设有滑轮，所述推杆通过滑轮与凸轮面抵靠。这样能够减少推杆与凸轮面的摩擦力，使整个操作过程更顺畅。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构，所述电动套筒靠近固定件一侧的端面上具有向固定件一侧凸出的半环形凸块，所述固定件靠近电动套筒的一侧开有用于和所述半环形凸块配合的凹槽，所述半环形凸块和凹槽构成上述卡接结构。电动套筒上形成半环形凸块，即该端面上另一半也会与开关轴一起形成半环形凹槽，同理，固定件上也会形成一个半环形的凸块，使电动套筒与固定件上的半环形凸块和凹槽互卡，卡接效果更好，而且卡接结构只有两大部分，配合也更容易。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述电动套筒靠近固定件一侧的端面上具有若干向固定件一侧凸出的卡块，所述固定件靠近电动套筒的一侧开有用于和所述半环形凸块配合的凹槽，所述卡块沿凸出方向的截面积依次减小。这样，卡块呈收缩状，而凹槽呈敞口状，使其分离和卡接均更容易。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述卡块环绕开关轴均匀分布。这样，电动套筒与固定件之间的受力更均匀，避免固定件受力偏载。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述的柔性连接件为扭簧，所述扭簧套设于手动套筒或固定件上，所述扭簧的两端分别与手动套筒和固定件固连。当电动套筒与固定件未分离时，扭簧由于固定件不动会发生弹性变形而储存一部分的能量，当电动套筒与固定件分离后，扭簧会对固定件释放储存的势能，从而使开关轴转动速度更快，高压真空负荷开关更快的完成开合过程，避免因为刀闸开合速度过慢而产生电弧，安全性能更好。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述的柔性连接件为拉簧，所述拉簧的两端分别与手动套筒或固定件固连。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述的电动驱动结构为连杆机构，包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第二连杆的两端分别通过铰接轴与第一连杆和第三连杆铰接，所述第一连杆用于和电机轴固连，所述第三连杆与电动套筒的侧壁固连，所述第二连杆两端均开有用于供铰接轴穿过的安装孔，所述安装孔的孔径大于铰接轴的直径。第二连杆两端的安装孔孔径较大，使第二连杆能够相对铰接轴摆动，从而使第三连杆连接相对第一连杆摆动，使连杆机构不会约束电动套筒在开关轴轴向上的自由度，使电动套筒与固定件的离合不受影响。

在上述的高压真空负荷开关的操作机构中，所述第一连杆和第三连杆与第二连杆铰接的一端均具有一对间隔设置的连接部，每对连接部之间具有间隙并形成安装槽，所述第二连杆的两端分别铰接于安装槽内，所述连接杆的两端与连接部之间具有间隙。这样，第二连杆能够在安装槽内沿铰接轴的轴向滑动，即进一步提高了第三连杆相对第一连杆沿开关轴轴向移动的能力，进一步降低连杆机构对电动套筒在开关轴轴向上的约束。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明只需通过转动手柄即可完成电动套筒与固定件分离，并驱动开关轴转动，实现对高压真空负荷开关的开合操作，操作简便，稳定可靠。

2、本发明采用柔性连接件连接固定件和手动套筒，使扭簧能够在电动套筒与固定件分离前蓄能，并在其分离后释放，从而提高开关轴的转速，使高压负荷开关的开合过程更短，降低开关过程产生电弧的可能，安全性更高。

3、本发明中，连接电机与电动套筒的连杆机构使电动套筒具有沿开关轴轴向移动的自由度，使电动套筒的离合阻力更小，离合更顺畅。

附图说明

图1是实施例一中操作机构与高压真空负荷开关配合时的结构示意图。

图2是图1中a部的放大图；

图3是实施例一中操作机构手动打开高压真空负荷开关时的结构示意图。

图中，1、高压真空负荷开关；11、开关轴；12、刀闸；2、电动套筒；21、扇形凸块；211、凹坑；22、半环形凸块；3、固定件；31、第一固定杆；32、凹槽；4、手动套筒；41、推杆；42、第二固定杆；5、复位弹簧；6、扭簧；7、电机轴；81、第一连杆；82、第二连杆；83、第三连杆；84、铰接轴；9、手柄。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本高压真空负荷开关1包括开关轴11，开关轴11上设有三个刀闸12，转动开关轴11能够带动刀闸12来实现电路的通断。本高压真空负荷开关1的操作机构包括手动套筒4、固定件3和电动套筒2，手动套筒4和电动套筒2均套设于开关轴11上并能够相对开关轴11转动，固定件3与开关轴11固连且位于手动套筒4与电动套筒2之间，电动套筒2套设与固定件3卡接，使电动套筒2能够在电机驱动下带动开关轴11转动以开关高压真空负荷开关1，手动套筒4与固定件3通过柔性连接件连接，手动套筒4与电动套筒2之间设有凸轮机构，使手动套筒4转动时能够通过凸轮机构使电动套筒2与固定件3分离并带动固定件3转动以开关高压真空负荷开关1。

具体的，如图2所示，电动套筒2呈空心筒状，套设于开关轴11上，既能够沿开关轴11的轴向前后滑动，又能够相对开关轴11转动，电动套筒2靠近固定件3的端面上具有向固定件3一侧凸出且与开关轴11贴合的半环形凸块22，固定件3也呈套筒状，固定件3靠近电动套筒2的一侧开有与该半环形凸块22相配合的凹槽32，开关轴11上套设有复位弹簧5，复位弹簧5位于电动套筒2远离固定件3的一侧且与电动套筒2抵靠，使电动套筒2与固定件3卡接。

如图2、图3所示，手动套筒4呈一端开口的中空筒状，其开口的一端与开关轴11套接，使手动套筒4能够相对开关轴11转动，手动套筒4远离固定件3的一端具有手柄9安装槽，能够与手柄9实现可拆卸连接。其中柔性连接件为扭簧6，扭簧6套设于手动套筒4上，当然，在实际应用中，扭簧6也可以套设于固定件3上，固定件3和手动套筒4的侧壁上分别设置有第一固定杆31和第二固定杆42，扭簧6的两端分别与第一固定杆31和第二固定杆42卡接，使手动套筒4能够带动固定件3转动。电动套筒2的周向上还具有一体连接的扇形凸块21，扇形凸块21沿电动套筒2的周向延伸且直径大于固定件3的直径，使扇形凸块21凸出于固定件3的外周面，扇形凸块21朝向固定件3一侧的端面上开设弧形凹坑211，使扇形凸块21该侧的端面成为凸轮面，手动套筒4的侧壁上设有朝电动套筒2一侧延伸的推杆41，推杆41的端部设置有滑轮，推杆41通过滑轮与凸轮面抵靠。

这样，通过转动手柄9带动手动套筒4时，由于固定件3与电动套筒2卡接，使固定件3无法跟随手动套筒4转动，使扭簧6发生弹性变形，此时推杆41沿凸轮面滑动并从凸轮面的凹坑211中滑出，由于推杆41相对开关轴11的轴向位置不变，电动套筒2在推杆41的推力下克服复位弹簧5的压力沿远离固定件3的方向移动，使电动套筒2的凸块与固定件3的凹槽32脱离，即电动套筒2与固定件3的分离，固定件3此时不再受到电动套筒2的阻力，在扭簧6的作用下跟随手柄9转动，实现高压真空负荷开关1的开关。

如图1、图2所示，电机位于开关轴11的下方，且电机轴7的轴向与开关轴11的轴向相同，电机轴7与电动套筒2之间通过连杆机构连接，包括依次铰接的第一连杆81、第二连杆82和第三连杆83，第一连杆81与电机轴7固连，第三连杆83一体连接于电动套筒2上且位于电动套筒2远离扇形凸块21的一侧，第一连杆81和第三连杆83均包括一对间隔设置的连接部，每对连接部之间形成用于安装第二连杆82的安装槽，第二连杆82的两端分别嵌入安装槽内并通过铰接轴84铰接，且第二连杆82的两端均与连接部之间具有间隙，第二连杆82用于穿过铰接轴84的安装孔的孔径均略大于铰接轴84的直径，使电机能够驱动电动套筒2转动，同时电动套筒2又具有沿开关轴11轴向滑动的自由度。

实施例二

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，不同之处在于，所述电动套筒2靠近固定件3的端面上具有若干个向固定件3一侧凸出的三角形卡块，这些三角形卡块环绕开关轴11均匀分布，所述固定块上靠近电动套筒2的一端也开有与上述三角形卡块相配合的卡槽，使电动套筒2与固定件3卡接。当然，三角形卡块和卡槽的位置可以互换，三角形卡块也可以用弧形的卡块替代。

实施例三

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，所述的柔性连接件为拉簧，拉簧的两端分别与固定件3的第一固定杆31和手动套筒4的第二固定杆42连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了高压真空负荷开关1、开关轴11、刀闸12、电动套筒2、扇形凸块21、凹坑211、半环形凸块22、固定件3、第一固定杆31、凹槽32、手动套筒4、推杆41、第二固定杆42、复位弹簧5、扭簧6、电机轴7、第一连杆81、第二连杆82、第三连杆83、铰接轴84等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种高压真空负荷开关的操作机构，所述的高压真空负荷开关(1)包括执行开断的开关轴(11)，本操作机构包括分别连接于开关轴(11)上的手动套筒(4)和电动套筒(2)，所述的电动套筒(2)连接有驱动电动套筒(2)转动的电动驱动结构，其特征在于，在手动套筒(4)和电动套筒(2)之间的开关轴(11)上套接有固定件(3)且固定件(3)与开关轴(11)固定，所述的手动套筒(4)和电动套筒(2)均滑动套接在开关轴(11)上，在所述固定件(3)和手动套筒(4)之间连接有在手动套筒(4)转动时能带动固定件(3)跟随转动的柔性连接件，在所述固定件(3)和电动套筒(2)之间设有在电动套筒(2)转动时带动固定件(3)转动的卡接结构，所述开关轴(11)上套接复位弹簧(5)，在复位弹簧(5)的作用下，所述的手动套筒(4)和电动套筒(2)形成卡接，在所述的电动套筒(2)上设有凸轮面且在所述手动套筒(4)上固连有抵靠在凸轮面上的推杆(41)。

2.根据权利要求1所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述电动套筒(2)的侧壁上具有扇形凸块(21)，所述扇形凸块(21)凸出于固定件(3)的外周面，所述扇形凸块(21)朝向固定件(3)的一侧开有弧形凹坑(211)使扇形凸块(21)朝向固定件(3)一侧的端面成为上述凸轮面，所述推杆(41)位于手动套筒(4)的外侧壁上且沿开关轴(11)的轴向延伸。

3.根据权利要求2所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述推杆(41)的端部设有滑轮，所述推杆(41)通过滑轮与凸轮面抵靠。

4.根据权利要求1或2所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述电动套筒(2)靠近固定件(3)一侧的端面上具有向固定件(3)一侧凸出的半环形凸块(22)，所述固定件(3)靠近电动套筒(2)的一侧开有用于和所述半环形凸块(22)配合的凹槽(32)，所述半环形凸块(22)和凹槽(32)构成上述卡接结构。

5.根据权利要求4所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述电动套筒(2)靠近固定件(3)一侧的端面上具有若干向固定件(3)一侧凸出的卡块，所述固定件(3)靠近电动套筒(2)的一侧开有用于和所述半环形凸块(22)配合的凹槽(32)，所述卡块沿凸出方向的截面积依次减小。

6.根据权利要求5所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述卡块环绕开关轴(11)均匀分布。

7.根据权利要求3所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述的柔性连接件为扭簧(6)，所述扭簧(6)套设于手动套筒(4)或固定件(3)上，所述扭簧(6)的两端分别与手动套筒(4)和固定件(3)固连。

8.根据权利要求3所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述的柔性连接件为拉簧，所述拉簧的两端分别与手动套筒(4)或固定件(3)固连。

9.根据权利要求8所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述的电动驱动结构为连杆机构，包括第一连杆(81)、第二连杆(82)和第三连杆(83)，所述第二连杆(82)的两端分别通过铰接轴(84)与第一连杆(81)和第三连杆(83)铰接，所述第一连杆(81)用于和电机轴(7)固连，所述第三连杆(83)与电动套筒(2)的侧壁固连，所述第二连杆(82)两端均开有用于供铰接轴(84)穿过的安装孔，所述安装孔的孔径大于铰接轴(84)的直径。

10.根据权利要求9所述的高压真空负荷开关的操作机构，其特征在于，所述第一连杆(81)和第三连杆(83)与第二连杆(82)铰接的一端均具有一对间隔设置的连接部，每对连接部之间具有间隙并形成安装槽，所述第二连杆(82)的两端分别铰接于安装槽内，所述第二连杆(82)的两端与连接部之间具有滑动间隙。