CN108376627B - 一种三相传动机构及使用该三相传动机构的断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三相传动机构及使用该三相传动机构的断路器，以解决现有技术中调整三相单极同期时需要打开单极而造成操作不便的问题。三相传动机构包括三相传动杆组件，三相传动杆组件包括中相铰轴和位于中相铰轴两侧的两个边相铰轴，中相铰轴上铰接有用于与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，边相铰轴上铰接有用于与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂，三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，所述相间连杆段的长度可调以实现中相铰轴和边相铰轴之间的距离可调。与现有技术中需要将单极打开来调节动端的位置相比，本发明不需要将单极打开，只需要调节连杆主体的长度即可进行调节，调节过程简单方便，且省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及一种三相传动机构及使用该三相传动机构的断路器。
背景技术
目前的高压断路器中使用的操动机构通常是弹簧机构、液压机构和气动机构，这些操动机构其结构复杂，零部件较多，随着使用时间的延长，断路器暴露出的问题越来越多。根据国际大电力会议和我国统计数据显示，高压断路器发生的故障中，其中60％以上为操动机构出现故障，以液压机构的漏油，气动机构的漏气和弹簧机构的脱扣故障为主，降低了断路器的可靠性。
同时，在传统的高压断路器中，操动机构包括可导向移动的动力输出杆，动力输出杆通过三相传动机构带动各单极进行分合闸操作。具体的，三相传动机构包括三相传动杆组件，在三相传动杆组件上与单极对应的位置上铰接有中相外拐臂和边相外拐臂，在外拐臂的拐臂轴上还止转套装有内拐臂，各内拐臂与对应的单极的动端传动相连，在三相传动杆左右移动时可以带动各外拐臂、内拐臂发生摆动，内拐臂带动单极的动端上下移动完成分合闸等操作。
现有技术中，在正常使用的过程中要求三相单极同时完成分合闸，以达到三相同期。理想状态下，各相单极的动触头所处的初始位置均相同，由于三个内拐臂在使用时的摆动角度一定，能够带动动触头完成同步的分合闸运动。但是实际工作时，初始调试时或者运行一段时间后，各相单极的动触头所处的初始位置会出现差异，此时，各内拐臂转动相同的角度后，无法保证各相单极的同步分合闸，或者导致其中的某一相或两相无法实现分合闸。此时，为了保证各相单极的同步运行，需要打开单极来调整动触头的位置，但该过程操作繁琐，调整过程复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相传动机构，以解决现有技术中调整三相单极同期时需要打开单极而造成操作不便的问题；还提供使用该三相传动机构的断路器。
为实现上述目的，本发明三相传动机构的技术方案是：
三相传动机构的方案一：一种三相传动机构，包括三相传动杆组件，三相传动杆组件包括中相铰轴和位于中相铰轴两侧的两个边相铰轴，中相铰轴上铰接有用于与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，边相铰轴上铰接有用于与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂，三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，所述相间连杆段的长度可调以实现中相铰轴和边相铰轴之间的距离可调。
本发明的有益效果是：本发明提供的三相传动机构包括三相传动杆组件，三相传动杆组件上设有中相铰轴和边相铰轴，在中相铰轴上铰接有与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，在边相铰轴上铰接有与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂。三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，相间连杆段的长度可调，在调节相间连杆段的长度时会改变中相铰轴和边相铰轴之间的距离，使中相铰轴和边相铰轴中的至少一个会发生移动，进而带动对应的动端动作，使中相单极和边相单极的动端保持初始位置的一致，进而实现三相同期。与现有技术中需要将单极打开来调节动端的位置相比，本发明的三相传动机构不需要将单极打开，只需要调节连杆主体的长度即可进行调节，调节过程简单方便，且省时省力。
三相传动机构的方案二：在方案一的基础上，相间连杆段的长度调节为无级调节。
三相传动机构的方案三：在方案二的基础上，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头中与中间传动杆相对应的一端均具有接头部，中间传动杆的两端具有与对应的接头部螺纹装配在一起的连接部，同一中间传动杆的两连接部的螺纹旋向相反。
三相传动机构的方案四：在方案二的基础上，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头上与中间传动杆对应的一端均具有接头部，中间传动杆包括与对应的接头部周向相对转动、轴向相对固定地装配在一起的第一连接部，还包括与对应的接头部螺纹装配在一起的第二连接部。
三相传动机构的方案五：在方案一到方案四中的任意一个的基础上，中相外拐臂和边相外拐臂中的其中一个包括同步摆动且呈设定夹角布置的第一支臂和第二支臂，第一支臂的端部铰接于对应的铰轴上，第二支臂的端部用于与操动机构传动相连而形成动力输入端。
本发明断路器的技术方案是：
断路器的方案一：一种断路器，包括具有动端的三个单极及与各单极的动端传动相连的三相传动机构，三相传动机构包括三相传动杆组件，三相传动杆组件包括中相铰轴和位于中相铰轴两侧的两个边相铰轴，中相铰轴上铰接有用于与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，边相铰轴上铰接有用于与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂，三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，所述相间连杆段的长度可调以实现中相铰轴和边相铰轴之间的距离可调。
断路器的方案二：在方案一的基础上，相间连杆段的长度调节为无级调节。
断路器的方案三：在方案二的基础上，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头中与中间传动杆相对应的一端均具有接头部，中间传动杆的两端具有与对应的接头部螺纹装配在一起的连接部，同一中间传动杆的两连接部的螺纹旋向相反。
断路器的方案四：在方案二的基础上，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头上与中间传动杆对应的一端均具有接头部，中间传动杆包括与对应的接头部周向相对转动、轴向相对固定地装配在一起的第一连接部，还包括与对应的接头部螺纹装配在一起的第二连接部。
断路器的方案五：在方案一到方案四中的任意一个的基础上，中相外拐臂和边相外拐臂中的其中一个包括同步摆动且呈设定夹角布置的第一支臂和第二支臂，第一支臂的端部铰接于对应的铰轴上，第二支臂的端部用于与操动机构传动相连而形成动力输入端。
断路器的方案六：在方案一的基础上，断路器还包括与三相传动机构传动相连的磁力操动机构，磁力操动机构包括机构框架，机构框架内导向移动装配有与三相传动机构相连的动力输出杆，磁力操动机构包括形成磁场间隙的永磁体，磁场间隙内导向移动设置有与动力输出杆相连的电磁线圈，所述电磁线圈为方形结构。
断路器的方案七：在方案六的基础上，机构框架内还设有能够吸收动触头在分合闸末端的能量的油缓冲器。
附图说明
图1为本发明断路器实施例一的示意图；
图2为本发明断路器实施例一中磁力操动机构的示意图；
图3为本发明断路器实施例一中三相传动杆组件的示意图；
图4为图3中中相接头处的放大图；
图5为本发明断路器实施例三中三相传动杆组件的部分示意图；
图6为图5中中间传动杆左端的放大图。
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。
本发明的断路器的具体实施例一，如图1至图4所示，断路器包括横梁16以及设于横梁上方并沿横梁延伸方向间隔布置的三个单极1，单极1包括灭弧室，灭弧室内设置有动触头2和静触头，其中动触头2位于静触头的下方，动触头2可沿上下方向导向移动，实现与静触头的接通和分离。在动触头2的下方设置有绝缘拉杆3，绝缘拉杆3用来拉动动触头2上下移动。单极1还包括设于单极下端的拐臂盒9，拐臂盒9内设置有内、外拐臂，内拐臂（图中未画出）与绝缘拉杆3相连，通过内拐臂的摆动可以带动绝缘拉杆3上下移动。内、外拐臂摆动的角度与绝缘拉杆3上下移动的距离为一一对应的关系。
在横梁内设置有三相传动机构，三相传动机构包括三相传动杆组件，三相传动杆组件包括与边相的单极对应的边相接头5，边相接头5上设有边相外拐臂4，边相外拐臂4的端部通过边相铰轴25铰接于边相接头5上。三相传动杆组件还包括与中相的单极对应的中相接头8，中相接头8上通过中相铰轴24铰接有中相外拐臂7。其中，边相外拐臂4和中相外拐臂7与各自对应的内拐臂均止转安装在同一转轴上，内、外拐臂呈设定的夹角布置。外拐臂的摆动可以带动内拐臂摆动，进而带动动触头2上下往复移动。
边相接头5和中相接头8之间通过中间传动杆6相连。本实施例中，中间传动杆6的两端分别具有第一外螺纹段61和第二外螺纹段62，第一外螺纹段61和第二外螺纹段62的螺纹旋向相反。对应地，在左侧的边相接头5的右端设置有与第一外螺纹段61相配合的内螺纹段，该内螺纹段的旋向与第一外螺纹段61的螺纹旋向相同。在中相接头8的左端设置有与第二外螺纹段62相配合的内螺纹段，该内螺纹段的旋向与第二外螺纹段62的螺纹旋向相同。右侧的中间传动杆6与左侧的中间传动杆6相同，对应地，中相接头8和右侧的边相接头5上设置适配的内螺纹。
在横梁16的中间下方还设置有磁力操动机构11和两个支撑立柱，在支撑立柱上安装有控制磁力操动机构11的控制柜12。控制柜12内放置有控制单元和储能单元，同时也是外界信号输入和内部信号输出的中枢部件。控制柜12设计为双层屏蔽结构，能够有效的隔离外界电磁环境的干扰，同时起到防尘和防雨的作用。控制柜12内设计有通风孔和排气系统，能够有效排除储能系统产生的热量，保持柜体恒温。
磁力操动机构11包括沿上下方向导向移动的动力输出杆10。中间相单极所对应的中相外拐臂7为V形结构，V形的中相外拐臂7包括呈设定夹角布置的第一支臂71和第二支臂72，其中，第一支臂71和第二支臂72同步摆动，第一支臂71的端部通过中相铰轴24铰接于中相接头8上，第二支臂72的端部与动力输出杆10铰接在一起。动力输出杆10上下移动带动V形的中相外拐臂7摆动，进而带动三相传动杆组件左右移动，左右移动的同时带动边相的外拐臂进行摆动，最终使内拐臂带动动触头2上下移动。
理想状况下，初始状态时，各动触头2所处的上下位置相同，由于各内拐臂的摆动角度相同，能够带动各动触头同步完成分合闸，实现三相同期。但是实际工作时，在初始调试及后期运行一段时间后，各相单极的动触头2的高度位置会出现差异，此时，若继续进行工作，由于各内拐臂的摆动角度相同，各相动触头不能同步完成分合闸，甚至其中的某一相或两相会无法实现分合闸。
本发明中，通过转动中间传动杆6可以带动中相铰轴24和边相铰轴25之间的间距发生变化，进而带动各自对应的动触头2方向相反的上下移动，实现对动触头2位置的调整，使相邻的两个动触头2保持在同一高度位置。本发明中，仅需要旋转中间传动杆即可将三相单极的动触头的初始位置保持一致，而不需要拆除边相的单极，操作简单方便。
本发明所采用的操动机构为磁力操动机构11，磁力操动机构11包括机构框架，机构框架上导向移动装配有连杆17，连杆17与动力输出杆10固定相连。在机构框架内设置有永磁体，永磁体形成了磁场间隙，磁场间隙的延伸方向与连杆17的移动方向一致。在磁场间隙内设置有电磁线圈，电磁线圈与连杆17相连，在向电磁线圈通入电流后，电磁线圈产生安培力带动连杆17上下移动。本实施例中，电磁线圈为方形结构，对应的，磁场间隙也为四个，分别与电磁线圈的四条边对应。在机构框架上设有沿连杆17移动方向延伸的滑轨13，电磁线圈导向移动设于滑轨13内，滑轨13可以导向连杆17的移动方向，保证电磁线圈的安全，避免机构输出过程中不对中导致的能量损失。本实施例中，磁力操动机构11需要同时带动三相单极实现分合闸，为了保证磁力操动机构的输出功率，优化控制程序，采用磁密度更大的永磁材料。同时，本实施例中，电磁线圈和永磁体均为方形布置形式，可以更高效地利用磁场。在机构框架内还设置有油缓冲器14，能够吸收动触头在分合闸末端的能量，防止出现反弹的现象。在磁力操动机构的外侧还连接有两个传感器15，其中一个传感器作为控制单元实时监测电磁线圈的位置，另一个可作为用户监测和调试使用。
本发明断路器的工作过程如下：
一、当控制单元接到合闸命令后，经过信号转换，发送到储能单元为磁力操动机构动作提供能量。磁力操动机构的动力输出杆向上运动，带动中相外拐臂摆动，拉动两个边相外拐臂向右摆动，外拐臂带动对应的内拐臂动作实现对应单极内的动触头向上运动，完成断路器合闸操作。
二、当控制单元接到分闸命令后，经过信号转换，发送到储能单元为磁力操动机构动作提供能量。磁力操动机构的动力输出杆向下运动，带动中相外拐臂摆动并带动边相外拐臂向左摆动，外拐臂带动对应的内拐臂动作实现对应单极内的动触头向下运动，完成断路器分闸操作。
本实施例中，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分构成了相间连杆段，中相接头、边相接头中与中间传动杆螺纹配合的部分构成了接头部，对应地，中间传动杆中与接头部螺纹装配的部分构成了连接部。
本发明断路器的具体实施例二，与实施例一的不同之处在于，在中间传动杆的两端端部设置内螺纹，在对应的接头上设置外螺纹，螺纹旋向不变，通过转动转动中间传动杆也可以实现边相铰轴和中相铰轴之间的间距可调。在其他实施例中，中间传动杆左右端螺纹的旋向可以进行互换。
本发明断路器的具体实施例三，如图5和图6所示，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，三相传动杆组件中中间传动杆18的左端设置有环形外凸起20，在对应的边相接头19上设置环形凹槽21，环形外凸起20与环形凹槽21周向转动，但轴向相对固定地装配在一起。中间传动杆18的右端具有外螺纹段22，在中相接头23的对应端上开设内螺纹。使用时，通过转动中间传动杆18可以改变中间传动杆18的对应端部旋入中相接头23内的深度，进而改变中相铰轴和边相铰轴的间距。在其他实施例中，也可以将环形外凸起和环形凹槽的配合方式设置在中间传动杆与中相接头之间，而将螺纹配合设置在中间传动杆与边相接头之间。
本实施例中，中间传动杆的环形外凸起构成了第一连接部，螺纹连接的部分构成了第二连接部，中相接头、边相接头上的环形凹槽或螺纹配合段构成了接头部。
本发明断路器的具体实施例四，与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，中间传动杆为电动推杆，电动推杆的两端互相伸缩配合，两端中的其中一个与中相接头固连，另一个与边相接头固连，通过改变中间传动杆自身的长度来控制中相铰轴和边相铰轴之间的间距。本实施例中，中相接头和边相接头上与电动推杆相连的部分构成了接头部，电动推杆的两端端部构成了连接部。
本发明断路器的具体实施例五，与实施例四的不同之处在于，本实施例中，中间传动杆包括螺纹旋转配合的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分与各自对应的中相接头或边相接头周向相对转动、轴向相对固定地装配在一起。通过改变第一部分和第二部分的相互旋入的深度来改变中间传动杆的长度。
本发明三相传动机构的具体实施例，三相传动机构的结构与上述实施例的结构一致，其内容不再赘述。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种三相传动机构，包括三相传动杆组件，其特征在于：三相传动杆组件包括中相铰轴和位于中相铰轴两侧的两个边相铰轴，中相铰轴上铰接有用于与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，边相铰轴上铰接有用于与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂，三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，所述相间连杆段的长度可调以实现中相铰轴和边相铰轴之间的距离可调，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头上与中间传动杆对应的一端均具有接头部，中间传动杆包括与对应的接头部周向相对转动、轴向相对固定地装配在一起的第一连接部，还包括与对应的接头部螺纹装配在一起的第二连接部。
2.根据权利要求1所述的三相传动机构，其特征在于：相间连杆段的长度调节为无级调节。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的三相传动机构，其特征在于：中相外拐臂和边相外拐臂中的其中一个包括同步摆动且呈设定夹角布置的第一支臂和第二支臂，第一支臂的端部铰接于对应的铰轴上，第二支臂的端部用于与操动机构传动相连而形成动力输入端。
4.一种断路器，包括具有动端的三个单极及与各单极的动端传动相连的三相传动机构，三相传动机构包括三相传动杆组件，其特征在于：三相传动杆组件包括中相铰轴和位于中相铰轴两侧的两个边相铰轴，中相铰轴上铰接有用于与中相单极的动端传动相连的中相外拐臂，边相铰轴上铰接有用于与边相单极的动端传动相连的边相外拐臂，三相传动杆组件还包括连接中相铰轴和边相铰轴的相间连杆段，所述相间连杆段的长度可调以实现中相铰轴和边相铰轴之间的距离可调，三相传动杆组件包括设有所述中相铰轴的中相接头、设有所述边相铰轴的边相接头以及连接中相接头和边相接头的中间传动杆，中间传动杆以及位于中相铰轴和边相铰轴之间的中相接头部分和边相接头部分共同构成所述的相间连杆段，中相接头和边相接头上与中间传动杆对应的一端均具有接头部，中间传动杆包括与对应的接头部周向相对转动、轴向相对固定地装配在一起的第一连接部，还包括与对应的接头部螺纹装配在一起的第二连接部。
5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：相间连杆段的长度调节为无级调节。
6.根据权利要求4-5任意一项所述的断路器，其特征在于：中相外拐臂和边相外拐臂中的其中一个包括同步摆动且呈设定夹角布置的第一支臂和第二支臂，第一支臂的端部铰接于对应的铰轴上，第二支臂的端部用于与操动机构传动相连而形成动力输入端。
7.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：断路器还包括与三相传动机构传动相连的磁力操动机构，磁力操动机构包括机构框架，机构框架内导向移动装配有与三相传动机构相连的动力输出杆，磁力操动机构包括形成磁场间隙的永磁体，磁场间隙内导向移动设置有与动力输出杆相连的电磁线圈，所述电磁线圈为方形结构。
8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于：机构框架内还设有能够吸收动触头在分合闸末端的能量的油缓冲器。
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