CN109390166A - 一种高压开关及其三工位操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压开关及其三工位操动机构。高压开关包括三工位操动机构，三工位操动机构包括输出轴和活动装配的用于与接地分闸限位部、隔离分闸限位部对应单向挡止配合以将输出轴挡止在所述分闸位的接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件，各挡止件分别具有单向挡止面，两单向挡止面朝向相反，两挡止件在其活动行程上分别具有挡止位和避让位，在输出轴的接地分合闸行程中，隔离分闸挡止件处于避让位、接地分闸挡止件处于挡止位，在输出轴的隔离分合闸行程上，接地分闸挡止件处于避让位、隔离分闸挡止件处于挡止位。本发明可防止在电机或控制器出故障而导致输出轴运行到分闸位时继续转动，从而避免了误合闸的故障的发生，提高分闸的安全性。

Description

一种高压开关及其三工位操动机构

技术领域

本发明涉及一种高压开关及其三工位操动机构。

背景技术

高压开关又称高压断路器，是输电系统中极为关键的部件之一，从目前高压开关的运行统计来看，高压开关一半以上的故障都是由于操动机构的故障造成，而在采用电机驱动的操动机构中，绝大多数的故障则是来自于驱动电机的故障，其中常见的一种驱动电机故障与控制器有关，这种故障的原因是控制器出现问题，会为驱动电机持续供电，正常情况时，驱动电机在控制器控制下正转分闸、反转合闸，并在到达合闸和分闸位置时停转，实现合、分闸位置的保持，如果控制器为驱动电机持续供电，例如在驱动电机带动输出轴转动到与输出轴传动连接的触头位于隔离分闸位或接地分闸位时，被持续供电的驱动电机持续转动，导致触头无法保持在该分闸位，而且持续运动到合闸位，即误合闸，将可能导致高压输电系统的重大安全事故，危害极大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在驱动电机被持续供电的不正常状态时仍能保持正常的分闸位置、避免误合闸的高压开关；本发明的目的还在于提供一种上述高压开关的三工位操动机构。

为实现上述目的，本发明的三工位操动机构采用如下的技术方案：

技术方案1：三工位操动机构包括由驱动电机驱动的输出轴，输出轴的转动行程上具有分闸位及位于分闸位两侧的隔离合闸位和接地合闸位，输出轴的转动行程包括位于分闸位与隔离合闸位之间的隔离分合闸行程和位于分闸位与接地合闸位之间的接地分合闸行程，输出轴上安装有沿输出轴轴向错开布置的接地分闸限位部、隔离分闸限位部，三工位操动机构还包括活动装配的用于与接地分闸限位部、隔离分闸限位部对应单向挡止配合以将输出轴挡止在所述分闸位的接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件，各挡止件分别具有单向挡止面，两单向挡止面朝向相反，两挡止件在其活动行程上分别具有挡止位和避让位，在输出轴的接地分合闸行程中，隔离分闸挡止件处于避让位、接地分闸挡止件处于挡止位，在输出轴的隔离分合闸行程上，接地分闸挡止件处于避让位、隔离分闸挡止件处于挡止位。本发明可在输出轴从接地合闸位或隔离合闸位运行到共同的分闸位时对输出轴进行挡止限位，防止在电机或控制器出故障而导致输出轴运行到分闸位时继续转动，从而避免了误合闸的故障的发生，提高分闸的安全性。

技术方案2：在技术方案1的基础上，输出轴上设有两个轴向错开布置的凸轮，凸轮外周上分别设有沿周向单向挡止的挡壁，两个挡壁构成所述接地分闸限位部、隔离分闸限位部。采用凸轮作为限位件，不仅结构强度高，而且安装方便，且方便单向挡壁的设置。

技术方案3：在技术方案1或2的基础上，接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件为柱销。

技术方案4：在技术方案3的基础上，两根所述柱销分别由两个电磁装置驱动且在电磁装置受电时由挡止位运行至避让位。电磁装置控制柱销的缩回，控制方便、动作迅速。

技术方案5：在技术方案4的基础上，两根柱销与电磁装置之间设有在电磁装置断电后为两柱销提供朝向挡止位的作用力的弹簧。弹簧的设置可方便地配合电磁装置的单程控制。

技术方案6：在技术方案4或5的基础上，两个电磁装置固定在U形固定板的一边的开口内，U形固定板的底边上设有供两个挡止件穿过的穿孔。

本发明的高压开关采用如下的技术方案：

技术方案1：高压开关包括三工位操动机构，三工位操动机构包括由驱动电机驱动的输出轴，输出轴的转动行程上具有分闸位及位于分闸位两侧的隔离合闸位和接地合闸位，输出轴的转动行程包括位于分闸位与隔离合闸位之间的隔离分合闸行程和位于分闸位与接地合闸位之间的接地分合闸行程，输出轴上安装有沿输出轴轴向错开布置的接地分闸限位部、隔离分闸限位部，三工位操动机构还包括活动装配的用于与接地分闸限位部、隔离分闸限位部对应单向挡止配合以将输出轴挡止在所述分闸位的接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件，各挡止件分别具有单向挡止面，两单向挡止面朝向相反，两挡止件在其活动行程上分别具有挡止位和避让位，在输出轴的接地分合闸行程中，隔离分闸挡止件处于避让位、接地分闸挡止件处于挡止位，在输出轴的隔离分合闸行程上，接地分闸挡止件处于避让位、隔离分闸挡止件处于挡止位。本发明可在输出轴从接地合闸位或隔离合闸位运行到共同的分闸位时对输出轴进行挡止限位，防止在电机或控制器出故障而导致输出轴运行到分闸位时继续转动，从而避免了误合闸的故障的发生，提高分闸的安全性。

技术方案2：在技术方案1的基础上，输出轴上设有两个轴向错开布置的凸轮，凸轮外周上分别设有沿周向单向挡止的挡壁，两个挡壁构成所述接地分闸限位部、隔离分闸限位部。采用凸轮作为限位件，不仅结构强度高，而且安装方便，且方便单向挡壁的设置。

技术方案3：在技术方案1或2的基础上，接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件为柱销。

技术方案4：在技术方案3的基础上，两根所述柱销分别由两个电磁装置驱动且在电磁装置受电时由挡止位运行至避让位。电磁装置控制柱销的缩回，控制方便、动作迅速。

技术方案5：在技术方案4的基础上，两根柱销与电磁装置之间设有在电磁装置断电后为两柱销提供朝向挡止位的作用力的弹簧。弹簧的设置可方便地配合电磁装置的单程控制。

技术方案6：在技术方案4或5的基础上，两个电磁装置固定在U形固定板的一边的开口内，U形固定板的底边上设有供两个挡止件穿过的穿孔。

附图说明

图1为本发明的高压开关实施例中的限位结构的结构示意图；

图2为隔离接地双分闸位时限位结构的状态示意图；

图3为图2的A向视图；

图4为ES电磁铁收缩时的结构示意图；

图5为接地合闸位置时限位结构的状态示意图；

图中：1-输出轴，2-上凸轮，3-下凸轮，4-ES电磁铁，5-DS电磁铁，6-柱销，7-挡壁，8-弹簧，9-固定板，a-接地合闸方向,b-接地分闸方向。

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。

本发明的高压开关的具体实施例，高压开关即高压断路器，包括机体和安装在机体上用于驱动触头分合闸动作的三工位操动机构，三工位操动机构包括驱动电机、输出轴1及拐臂等传动部件，以上这些均为现有技术，不再赘述。如图1-5所示，本实施例的主要改进在于在输出轴1上设置限位件，在机体上设置与之挡止配合的挡止件，通过控制两者在合适的时机挡止配合，例如在到达分闸位时控制挡止件与限位件挡止配合从而防止输出轴1继续转动，从而避免了分闸到位后继续过行程转动而导致误合闸的事故。

具体如下：输出轴1上并列设置有两个凸轮，即上凸轮2和下凸轮3，凸轮外周上上设有凸出的挡止部，挡止部的一侧与凸轮基体的外周面具有高度落差，从而形成一个台阶，台阶处的过渡面延长后大致通过凸轮轴心，过渡面即为挡壁7。两个凸轮安装在输出轴1上时，两个挡壁7是相对设置的，即两个挡壁7所要挡止的方向是相反的。相应地，在机体上固定有两个并列的电磁铁，分别为DS电磁铁5和ES电磁铁4，电磁铁的输出轴1连接有挡止件，本实施例中挡止件为柱销6，柱销与电磁铁之间设有弹簧8，电磁铁供电时可将柱销吸合，使柱销从挡止位运动到避让位，电磁铁断电时，柱销不再受到磁力，依靠弹簧的弹性力回复至挡止位；两个电磁铁通过U形固定板9固定在机体上，两个电磁铁通过螺栓并列固定在U形固定板9的开口内，U形固定板9的底边上设有穿孔，穿孔对应两个柱销6的位置设置，可供柱销6穿过。两根柱销6在固定后，分别正对两个凸轮的外周面悬伸。

本发明的高压开关在使用时：主要是其三工位操动机构在使用时，在触头位于隔离和接地的双分闸位置时，如图2、3所示，两个柱销6分别位于挡壁7附近，当由此位置进行接地合闸时，ES电磁铁4受电，其所驱动的柱销6被吸引而缩回，如图4所示，上凸轮2挡壁7不再受ES对应的柱销6阻挡，在驱动电机的带动下上、下凸轮3均逆时针转动，当转动到合闸位置时（约转动180度）驱动电机停止转动，如图5所示，通过不完全齿轮上的凸台将输出轴1限位在合闸位置；当由接地合闸位置进行接地分闸时，ES电磁铁4通电将对应的柱销6继续处于缩回状态，控制电机反转，即凸轮顺时针转动，当转动到分闸位置时，驱动电机应停止转动，但此时如果电机故障或者控制器故障而导致驱动电机持续转动，则由于DS电磁铁5对应的柱销6与下凸轮3的挡壁7的挡止作用而限制输出轴1的继续转动，从而避免输出轴1过行程，避免出现误合闸的情况，确保安全性；

在触头位于隔离和接地的双分闸位置而进行隔离合闸时，DS电磁铁5受电，其所驱动的柱销6被吸引而缩回，下凸轮3挡壁7不再受DS对应的柱销6阻挡，在驱动电机的带动下上、下凸轮3均顺时针转动，当转动到隔离合闸位置时（约转动180度）驱动电机停止转动，通过不完全齿轮上的凸台将输出轴1限位在合闸位置；当由隔离合闸位置进行隔离分闸时，DS电磁铁5通电将对应的柱销6继续处于缩回状态，控制电机反转，即凸轮逆时针转动，当转动到分闸位置时，驱动电机应停止转动，但此时如果电机故障或者控制器故障而导致驱动电机持续转动，则由于ES电磁铁4对应的柱销6与上凸轮2的挡壁7的挡止作用而限制输出轴1的继续转动，从而避免输出轴1过行程，避免出现误合闸的情况，确保安全性。

在其他实施例中：作为限位件的凸轮也可替换为焊接在输出轴上并沿输出轴径向延伸的挡杆或挡板；柱销的伸缩也可通过直线电机驱动或者气缸、液压缸驱动。

本发明的三工位操动机构的实施例与本发明的高压开关的各实施例中的三工位操动机构的各实施例相同，不再赘述。

Claims (12)

1.三工位操动机构，包括由驱动电机驱动的输出轴，输出轴的转动行程上具有分闸位及位于分闸位两侧的隔离合闸位和接地合闸位，输出轴的转动行程包括位于分闸位与隔离合闸位之间的隔离分合闸行程和位于分闸位与接地合闸位之间的接地分合闸行程，其特征是：输出轴上安装有沿输出轴轴向错开布置的接地分闸限位部、隔离分闸限位部，三工位操动机构还包括活动装配的用于与接地分闸限位部、隔离分闸限位部对应单向挡止配合以将输出轴挡止在所述分闸位的接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件，各挡止件分别具有单向挡止面，两单向挡止面朝向相反，两挡止件在其活动行程上分别具有挡止位和避让位，在输出轴的接地分合闸行程中，隔离分闸挡止件处于避让位、接地分闸挡止件处于挡止位，在输出轴的隔离分合闸行程上，接地分闸挡止件处于避让位、隔离分闸挡止件处于挡止位。

2.根据权利要求1所述的三工位操动机构，其特征是：输出轴上设有两个轴向错开布置的凸轮，凸轮外周上分别设有沿周向单向挡止的挡壁，两个挡壁构成所述接地分闸限位部、隔离分闸限位部。

3.根据权利要求1或2所述的三工位操动机构，其特征是：接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件为柱销。

4.根据权利要求3所述的三工位操动机构，其特征是：两根所述柱销分别由两个电磁装置驱动且在电磁装置受电时由挡止位运行至避让位。

5.根据权利要求4所述的三工位操动机构，其特征是：两根柱销与电磁装置之间设有在电磁装置断电后为两柱销提供朝向挡止位的作用力的弹簧。

6.根据权利要求4或5所述的三工位操动机构，其特征是：两个电磁装置固定在U形固定板的一边的开口内，U形固定板的底边上设有供两个挡止件穿过的穿孔。

7.高压开关，包括三工位操动机构，三工位操动机构包括由驱动电机驱动的输出轴，输出轴的转动行程上具有分闸位及位于分闸位两侧的隔离合闸位和接地合闸位，输出轴的转动行程包括位于分闸位与隔离合闸位之间的隔离分合闸行程和位于分闸位与接地合闸位之间的接地分合闸行程，其特征是：输出轴上安装有沿输出轴轴向错开布置的接地分闸限位部、隔离分闸限位部，三工位操动机构还包括活动装配的用于与接地分闸限位部、隔离分闸限位部对应单向挡止配合以将输出轴挡止在所述分闸位的接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件，各挡止件分别具有单向挡止面，两单向挡止面朝向相反，两挡止件在其活动行程上分别具有挡止位和避让位，在输出轴的接地分合闸行程中，隔离分闸挡止件处于避让位、接地分闸挡止件处于挡止位，在输出轴的隔离分合闸行程上，接地分闸挡止件处于避让位、隔离分闸挡止件处于挡止位。

8.根据权利要求7所述的高压开关，其特征是：输出轴上设有两个轴向错开布置的凸轮，凸轮外周上分别设有沿周向单向挡止的挡壁，两个挡壁构成所述接地分闸限位部、隔离分闸限位部。

9.根据权利要求7或8所述的高压开关，其特征是：接地分闸挡止件、隔离分闸挡止件为柱销。

10.根据权利要求9所述的高压开关，其特征是：两根所述柱销分别由两个电磁装置驱动且在电磁装置受电时由挡止位运行至避让位。

11.根据权利要求10所述的高压开关，其特征是：两根柱销与电磁装置之间设有在电磁装置断电后为两柱销提供朝向挡止位的作用力的弹簧。

12.根据权利要求10或11所述的高压开关，其特征是：两个电磁装置固定在U形固定板的一边的开口内，U形固定板的底边上设有供两个挡止件穿过的穿孔。