CN109449809A - 一种跌落式熔断器自动投切装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跌落式熔断器自动投切装置，包括横担、设置在横担两端且垂直于横担的托架、操作机构、备件箱。操作机构包括固定座、驱动座、设于固定座与驱动座之间且相互平行的的导轨、丝轴、角度变换杆、伸缩控制装置、设置在导轨上的水平滑块、角度变换块、操作杆。通过控制器实现对操作机构的控制，实现在熔管跌落之后自动将熔管取下，并更换新的熔管。本发明具有减少的停电时间，降低了用户的用电影响，提高的供电服务质量的有益效果。

Description

一种跌落式熔断器自动投切装置

技术领域

本发明属于电气设备中电气保护设备的领域，具体为一种跌落式熔断器自动投切装置。

背景技术

熔断器是一种过流保护电器，广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，用以实现对短路或过电流的保护。其原理为当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，进而使线路断开达到保护熔断器上端设备的功能。

在高压输配电设备中，跌落式熔断器因具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。然而在偏远地带跌落式熔断器发生跌落之后，往往不能及时到达现场并进行熔断器的更换，因此会大大影响人们的用电体验，因此设计一种具有自动投切功能的一种跌落式熔断器自动投切装置成为一种迫切的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种在熔管跌落后自动投切的一种跌落式熔断器自动投切装置。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：包括横担、设置在横担两端且垂直于横担的托架、操作机构、备件箱。所述托架为中空结构，所述托架内部靠近横担的一端设有电源模块，所述托架内部插接有速动杆，所述速动杆和电源模块之间设有速动电磁铁，所述速动杆靠近速动电磁铁的一端设有强磁铁，所述速动杆的上部设有锁定槽，所述托架设有锁定孔，所述锁定孔的上部设有电磁锁，所述电磁锁的锁栓的截面形状与锁定孔、锁定槽的截面形状相同，用以将电磁锁的锁栓穿过锁定孔插接在锁定槽内部。所述操作机构包括固定座、驱动座、设于固定座与驱动座之间且相互平行的的导轨、丝轴、角度变换杆、伸缩控制装置、设置在导轨上的水平滑块、角度变换块、操作杆。所述固定座包括固定盘、设在固定盘盘面上的环形平面轴承和滑动丝轴固定座，所述滑动丝轴固定座位于环形平面轴承的环心处。所述驱动座包括驱动底盘、设置于驱动底盘上的丝轴电机和安装环，所述丝轴电机位于安装环的环心处，所述安装环的外侧面设有角度电机，所述安装环的环面上设有第二环形平面轴承，所述第二环形平面轴承的活动环的外周上设有齿轮，所述角度电机的转轴上设有与第二环形平面轴承上的齿轮啮合和驱动齿轮，所述固定盘和左侧的速动杆的端部固定连接，所述驱动座和右侧的速动杆的端部固定连接。所述丝轴的两端分别与滑动丝轴固定座、丝轴电机的转轴连接。所述导轨的两端分别与固定座和驱动座固定连接。所述水平滑块设有与丝轴螺接的滑动螺孔和与导轨插接的滑轨孔。所述角度变换块包括一体成型的角度转动环和伸缩变换块。所述角度转动环内侧通过轴承与水平滑块的外部连接，所述角度转动环的盘面上设有均匀分布的角度变换插孔，所述角度变换杆插接在角度变换插孔内部并且两端分别与环形平面轴承、第二环形平面轴承固定连接，所述角度转动环对应伸缩变换块的位置设有传动孔，所述传动孔的轴心线方向与丝轴的轴心线方向平行。所述伸缩变换块设有伸缩孔、齿轮放置孔，所述齿轮放置孔的长度方向与角度转动环的径向方向重合，齿轮放置孔延伸至角度转动环内部并且与传动孔、伸缩孔连通，所述伸缩孔同时与齿轮放置孔、传动孔垂直。所述操作杆包括铰接连接的齿条部、推合部，所述齿条部与推合部连接的一端设有限位挡片，齿条部的另一端插接在伸缩孔内部，所述齿条部、推合部铰接连接处的下部设有扭簧，扭簧的两个延伸部分别与齿条部、推合部固定连接用以保持两者之间为钝角，所述推合部的两侧分别设有导向杆和挂接杆，所述导向杆长度大于挂接杆的长度，其中一侧的导向杆在上部，另一侧的挂接杆在上部。所述伸缩控制装置包括设置于第二环形平面轴承上的伸缩电机、设于环形平面轴承上的转轴固定座、两端与伸缩电机和转轴固定座连接的方轴，所述方轴插接在传动孔内部，所述齿轮放置孔内部设有伸缩传动齿轮，所述伸缩传动齿轮中部设有方孔，伸缩传动齿轮套设在方轴上并且与齿条部啮合。所述备件箱与横担固定连接，所述备件箱为上部敞口的矩形盒，所述备件箱设有四个。所述横担的下部设有控制箱，所述控制箱内部设有控制器，所述控制器与电源模块、速动电磁铁、丝轴电机、角度电机、伸缩电机电气连接。

更好的，所述丝轴电机、角度电机、伸缩电机为步进电机。

更好的，三个备件箱分别与三相跌落式熔断器上下重合，并且备件箱内部设有备用熔断器，另一备件箱为空箱。

更好的，所述备件箱上部设有喇叭形导向孔。

更好的，两个托架之间设有与丝轴平行的位置横梁，所述位置横梁与跌落式熔断器的位置上下重合，并且位置横梁上设有与每个跌落式熔断器上下对应的接近开关，所述接近开关用以检测角度变换块的位置。

更好的，所述位置横梁靠近横担，所述接近开关为超声波测距模块。

更好的，所述位置横梁靠近丝轴，所述接近开关为磁感应接近开关，所述角度变换块上设有导磁材料制成的感应片。

更好的，所述横担位于跌落式熔断器的下部并且与电杆固定连接，托架以及操作杆与跌落式熔断器所在平面平行，安装完成后，通过调试进行轨迹设定，初始状态下为非带电状态。

跌落式熔断器的熔管跌落后，自动投切的方法包括以下步骤：

步骤1、控制器控制速动电磁铁带电，使速动电磁铁的铁芯朝向速动杆的一端的磁性与速动杆上的强磁铁朝向速动电磁铁一端的极性相同，进而将速动杆向后方弹出，速动杆上的锁定孔滑动至电磁锁的位置时，电磁锁的锁栓将速动杆锁定。

步骤2、从跌落式断路器出线端的支架上取下跌落的熔管：

步骤2.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机转动使水平滑块进行水平面上的左右移动，并且移动至跌落的熔断器的下部的左侧。通过调整丝轴电机的正反转可以调整水平滑块左右移动。

步骤2.2、控制器根据内部设定的轨迹程序控制伸缩电机和角度电机使操作杆端部位于跌落的熔管的左侧，并且操作杆的挂接杆的轴心线与熔断管套环接头的环心重合。

步骤2.3、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机向右移动使挂接杆插接到熔管套环接头中。

步骤2.4、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机、角度电机、伸缩电机将熔管从跌落式熔断器出线端的支架上取下，挂接杆运行轨迹为：由步骤2.3中最后确定的位置向上移动，并向后移动，使跌落的熔管从熔管套环接头中脱离，之后继续控制控制丝轴电机、角度电机、伸缩电机将熔管将跌落的熔管放置到空的备件箱内部。

步骤3、将备件箱内部的备用熔管挂接到跌落式断路器出线端的支架上：

步骤3.1，控制器控制丝轴电机、角度电机、伸缩电机将挂接杆移动至备用熔管的套环接头的左侧使挂接杆与备用熔管的套环接头的轴心重合，之后向右移动，将挂接杆插接入套环接头中。

步骤3.2，控制器控制丝轴电机、角度电机、伸缩电机将取出的备用熔管放置到跌落式熔断器的出线端的支架上。

步骤3.3，控制器控制丝轴电机转动使水平滑块向右移动，用以将挂接杆从熔管套环接头中脱离。

步骤4、将备用的熔管投切使用：

步骤4.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制角度电机、伸缩电机，使挂接杆移动至新挂上的熔断器的下部左侧，并且操作杆的挂接杆的轴心线与熔断管的操作环的环心重合。

步骤4.2、控制器控制丝轴电机向右移动使挂接杆插入到操作环内部。

步骤4.3、控制器控制伸缩电机和角度电机使熔管的操作环由下部转动到上部靠近跌落式熔断器进线端的鸭嘴的位置。

步骤4.4、控制器控制速动电磁铁带电，使速动电磁铁的铁芯的磁性与速动杆上的强磁铁的极性相异进而产生对速动杆的吸引力。

步骤4.5、控制器控制电磁锁收回锁栓解除对速动杆的锁定，速动杆在吸引力的作用下迅速向横担方向快速移动，进而实现操作杆将熔管快速插入跌落式熔断器的进线端触头的鸭嘴内部。

步骤5、控制器控制丝轴电机向前移动将挂接杆退出熔管的挂环。之后控制角度电机、伸缩电机是操作杆恢复到原始位置，或重复步骤1-步骤4对下一相的熔管进行更换。

本发明的有益效果为：

1、具有在跌落式熔断器的熔管跌落后自动更换熔管的功能。在熔管跌落后通过自动更换减小的停电时间，降低了用户的用电影响，提高的服务质量。

2、具有自动投切熔管的功能。

3、具有维护方便的有益效果。故障后，设备自动更换，到现场后直接更换备用箱内部的熔管即可，不用申请停电计划，减小了维护时间。

附图说明

图1是本发明一种实施例的俯视图，

图2是图1中C方向剖视图，

图3是本发明一种实施例的固定座的示意图，

图4是本发明一种实施例的驱动座的示意图，

图5是本发明一种实施例的角度变换块的示意图，

图6是本发明一种实施例的角度变换块的剖视图即图1中B方向剖视图，

图7是本发明一种实施例的操作杆的示意图，

图8是本发明一种实施例的推合部的示意图，

图9是图1中A方向剖视图，

图10是本发明一种实施例的取下熔管时其中一个位置的示意图，

图11是本发明一种实施例的投入熔管时其中一个位置的示意图。图中：

325、第二环形平面轴承；324、角度电机；372、滑轨孔；371、滑动螺孔；395、挂接杆；394、导向杆；387、伸缩传动齿轮；363、方轴；362、转轴固定座；361、伸缩电机；383、角度变换插孔；386、齿轮放置孔；385、伸缩孔；384、传动孔；393、限位挡片；392、推合部；391、齿条部；393、限位挡片；390、操作杆；382、伸缩变换块；381、角度转动环；380、角度变换块；370、水平滑块；350、角度变换杆；340、丝轴；330、导轨；323、安装环；322、丝轴电机；321、驱动底盘；313、滑动丝轴固定座；312、环形平面轴承；311、固定盘；310、固定座；240、电磁锁；201、锁定孔；222、锁定槽；221、强磁铁；230、速动电磁铁；220、速动杆；210、电源模块；400、备件箱；300、操作机构；200、托架；320、驱动座；100、横担；

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。

如图1所示，本发明为一种跌落式熔断器自动投切装置，包括横担100、设置在横担100两端且垂直于横担100的托架200、操作机构、备件箱400。众所周知，跌落式熔断器往往通过横担安装在电线杆或者这是安装在架设变压器的龙门式电杆上，在本发明中的横担100同样是用以将本发明与电线进行固定。

托架200用以架设操作机构并且实现操作结构快速移动，以模拟再投入熔断器的过程中将熔管快速插入跌落式熔断器进线端的触头内部。如图9所示，托架200为长条形并且为中空结构的管状结构，托架200管腔的内部插接有速动杆220。为了速动杆220的快速滑动，托架200内部靠近横担100的一端设有电源模块210，速动杆220和电源模块210之间设有速动电磁铁230。本发明中的控制器具有遥控输出无源节点，控制器的无源节点串接在电源模块210和速动电磁铁230之间，用以实现对速动电磁铁230的控制。为了与速动电磁铁230配合，在速动杆220靠近速动电磁铁230的一端设有强磁铁221。在速动电磁铁230不带电的时候，速动杆220与速动电磁铁230相互吸附，在需要弹开时，速动电磁铁230带电，流入速动电磁铁230的电流的方向不同速动电磁铁230产生的极性不同，进而实现弹开与快速吸附。通过将控制器的多个无源节点与电源模块的正负极之间连接，可以实现速动电磁铁230的极性的变换。

为了试下在速动杆220弹开后对速动杆220的锁定，在速动杆220的上部设有锁定槽222，在托架200上设有锁定孔201，在锁定孔201的上部设有电磁锁240。电磁锁240的锁栓截面形状与锁定孔201和锁定槽222的截面形状相同。在速动杆220与速动电磁铁230吸附的时候，锁定槽222位于锁定孔201的前部。因此，在速动电磁铁230将速动杆220弹开后，速动杆220移动至锁定槽222与锁定孔201位置上下重合时，电磁锁240的锁栓在自身弹力的作用下穿过锁定孔201插入锁定槽222内部，实现对速动杆220的锁定。

操作机构用以实现的功能是实现操作杆左右方向的水平移动、竖直平面上的转动、竖直平面上的长度方向的滑动，进而实现挂接杆395位置的定位以及其运动轨迹的控制。操作机构包括固定座310、驱动座320、设于固定座310与驱动座320之间且相互平行的的导轨330、丝轴340、角度变换杆350、伸缩控制装置360、设置在导轨330上的水平滑块370、角度变换块380和操作杆390。

如图2和3所示，固定座310包括固定盘311、设在固定盘311盘面上的环形平面轴承312和滑动丝轴固定座313，其中滑动丝轴固定座313位于环形平面轴承312的环心处。

如图2和4所示，驱动座320包括驱动底盘321、设置于驱动底盘321上的丝轴电机322和安装环323。丝轴电机322位于安装环323的环心处。安装环323的外侧面设有角度电机324。安装环323的环面上设有第二环形平面轴承325。第二环形平面轴承325的其中一个环面与安装环323固定连接，该环面固定不动。第二环形平面轴承325的活动环的外周上设有齿轮。角度电机324的转轴上设有与第二环形平面轴承325上的齿轮啮合和驱动齿轮。角度电机324转动可以带动第二平面轴承的活动环转动。

固定盘311和左侧的速动杆220的端部固定连接。驱动座320和右侧的速动杆220的端部固定连接。固定盘311上的滑动丝轴固定座313的轴心线与丝轴电机322的轴心线重合，丝轴340的两端分别与滑动丝轴固定座313、丝轴电机322的转轴连接，以实现丝轴电机322对丝轴340的驱动。水平滑块370设有与丝轴螺接的滑动螺孔371和与导轨330插接的滑轨孔372。水平滑块370的滑动螺孔371与丝轴340螺接连接，用以实现在丝轴340上滑动，导轨330插接在水平滑块370的滑轨孔372中，用以防止水平滑块370在移动过程中跟随丝轴340转动。

如图5所示，水平滑块370为圆形，滑动螺孔371设于水平滑块370的中心位置，滑轨孔372设于滑动螺孔371的两侧。角度变换块380包括一体成型的角度转动环381和伸缩变换块382，角度转动环381为环状，伸缩变换块382为角度转动环381外侧的一个凸起。角度转动环381内侧通过轴承600与水平滑块370的外部连接，角度转动环381用以实现与水平滑块370之间的相对转动。角度转动环381的盘面上设有均匀分布的角度变换插孔383，角度变换杆350插接在角度变换插孔383内部并且两端分别与环形平面轴承312、第二环形平面轴承325固定连接，基于此，在角度电机324转动带动第二环形平面轴承325的活动环转动，进而带动角度转动环381的转动。

伸缩变换块382用以实现对操作杆390的伸缩控制。角度转动环381对应伸缩变换块382的位置设有传动孔384。传动孔384的轴心线方向与丝轴340的轴心线方向平行。如图2和图6所示，伸缩变换块382设有伸缩孔385、齿轮放置孔386。齿轮放置孔386的长度方向与角度转动环381的径向方向重合，齿轮放置孔386延伸至角度转动环381内部并且与传动孔384、伸缩孔385连通。伸缩孔385同时与齿轮放置孔386、传动孔384垂直。伸缩孔385用以实现安装操作杆390。

如图7所示，操作杆390包括铰接连接的齿条部391、推合部392，齿条部391与推合部392连接的一端设有限位挡片393。齿条部391、推合部392铰接连接处的下部设有扭簧，扭簧的两个延伸部分别与齿条部391、推合部392固定连接用以保持两者之间为钝角。限位挡片393与齿条部391平行，推合部392在受到外力作用而克服扭簧的作用力之后，限位挡片393用以对推合部392的位置进行限定，用以将外力转换为推合部392对熔管的推力。齿条部391的另一端插接在伸缩孔385内部，齿条部391的下部设有齿牙。推合部392的两侧分别设有导向杆394和挂接杆395。导向杆394长度大于挂接杆395的长度，其中一侧的导向杆394在上部，另一侧的挂接杆395在上部。导向杆394和挂接杆395用以实现与熔管的连接，可根据需要控制导向杆394或挂接杆395与熔管连接，另外采用两根杆连接具有更大的插接成功率。另外，导向杆394和挂接杆395一长一短设置，可以适用多种型号的熔管。

如图2和4所示，伸缩控制装置360包括设置于第二环形平面轴承325上的伸缩电机361、设于环形平面轴承312上的转轴固定座362、方轴362。方轴363插接在传动孔384内部，方轴363的两端分别与伸缩电机361的转轴、转轴固定座362连接。伸缩电机361与第二环形平面轴承325的活动环固定连接，由于第二环形平面轴承325的转动角度在一个角度范围内活动，因此采用冗余长度的导线连接即可实现对伸缩电机361的控制。齿轮放置孔386内部设有伸缩传动齿轮387，所述伸缩传动齿轮387中部设有方孔，伸缩传动齿轮387套设在方轴上并且与齿条部391啮合。伸缩传动齿轮387的方孔略大于方轴363，因此伸缩传动齿轮387可在方轴363上滑动。

为了实现自动更换，因此需要有备用的熔管，如图1和图10所示，在横担100上设置了备件箱400。备件箱设有四个，备件箱400为上部敞开的矩形盒。其中一个备件箱400为空的，另外三个备件箱400内部设有熔管，三个备件箱400分别与三相跌落式熔断器上下重合。空的备件箱用以实现放置跌落的熔管，同时用以倒换熔管。更好的，备件箱400上部设有喇叭形导向孔，以方便熔管插入备件箱400内部。

为了实现控制，横担100的下部设有控制箱500，控制箱内部设有控制器。控制器与电源模块210、速动电磁铁230、丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361电气连接。在本发明中，控制器采用plc模块。为了实现更为精准的控制。丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361为步进电机。

更好的，为了简化控制，在两个托架200之间设有与丝轴340平行的位置横梁101。位置横梁101与跌落式熔断器的位置上下重合，并且位置横梁101上设有与每个跌落式熔断器上下对应的接近开关。接近开关用以检测角度变换块380的位置，并将位置信号发送给控制器。每个跌落式熔断器的下部设有两个接近开关，分别位于与跌落式熔断器正下方的两侧。一个用以定位挂接杆插接之前的位置，一个用以定位插接杆插接结束的位置。接近开关和控制器电气连接。

更好的，位置横梁101靠近丝轴340一侧，接近开关为磁感应式开关，角度变换块380上设有导磁材料制成的感应片。或者位置横梁101靠近横担100一侧，通过检测返回的超声波确定角度变换块380的位置。

在使用时，横担100位于跌落式熔断器的下部并且与电杆固定连接，托架200以及操作杆390与跌落式熔断器所在的竖直平面平行，其中操作杆390可在跌落式熔断器下部左右移动。安装完成后对自动投切装置进行调试，并对挂接杆395的运动轨迹进行设定。

初始状态下,速动电磁铁230为非带电状态，操作杆390处于水平状态。

跌落式熔断器的熔管跌落后，调度监控系统检测到熔管跌落后，给本发明发送自动投切指令，本发明接收到自动投切的之后对跌落的熔管进行更换，其方法包括以下步骤：

步骤1、控制器控制速动电磁铁230带电，使速动电磁铁230的铁芯朝向速动杆的一端的磁性与速动杆220上的强磁铁221朝向速动电磁铁230一端的极性相同，进而将速动杆220向后方弹出，速动杆220上的锁定孔201滑动至电磁锁240的位置时，电磁锁240的锁栓将速动杆220锁定。

步骤2、从跌落式断路器出线端的支架上取下跌落的熔管，

步骤2.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机322转动使水平滑块370进行水平面上的左右移动，并且移动至跌落的熔断器的下部的左侧。通过调整丝轴电机322的正反转可以调整水平滑块370左右移动。

步骤2.2、控制器根据内部设定的轨迹程序控制伸缩电机361和角度电机324使操作杆390端部位于跌落的熔管的左侧，并且操作杆390的挂接杆395的轴心线与熔断管套环接头的环心重合。角度电机324的转动可以控制操作杆390以水平滑块370为中心进行顺时针和逆时针转动，伸缩电机361的转动可以控制操作杆390端部距离水平滑块370之间的距离。通过调试过程可以确定将挂接杆395移动到熔管套环接头的环心处的轨迹，因此根据设定的轨迹即可移动到熔管套环接头处。

步骤2.3、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机322向右移动使挂接杆395插接到熔管套环接头中。由于挂接杆395位于熔管套环接头左侧，因此使水平滑块370向右移动便可插入到熔管套环接头内部。

步骤2.4、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361将熔管从跌落式熔断器出线端的支架上取下，挂接杆395运行轨迹为：由步骤2.3中最后确定的位置向上移动，并向后移动，使跌落的熔管从熔管套环接头中脱离，之后继续控制控制丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361将熔管将跌落的熔管放置到空的备件箱400内部，

步骤3、将备件箱400内部的备用熔管挂接到跌落式断路器出线端的支架上。

步骤3.1，控制器控制丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361将挂接杆395移动至备用熔管的套环接头的左侧使挂接杆395与备用熔管的套环接头的轴心重合，之后向右移动，将挂接杆395插接入套环接头中。

步骤3.2，控制器控制丝轴电机322、角度电机324、伸缩电机361将取出的备用熔管放置到跌落式熔断器的出线端的支架上。

步骤3.3，控制器控制丝轴电机322转动水平滑块370向右移动，用以将挂接杆395从熔管套环接头中脱离，

步骤4、将备用的熔管投切使用。

步骤4.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制角度电机324、伸缩电机361，使挂接杆395移动至新挂上的熔断器的下部左侧，并且操作杆390的挂接杆395的轴心线与熔断管的操作环的环心重合。

步骤4.2、控制器控制丝轴电机322向右移动使挂接杆395插入到操作环内部，

步骤4.3、控制器控制伸缩电机361和角度电机324使熔管的操作环由下部转动到上部靠近跌落式熔断器进线端的鸭嘴的位置。

步骤4.4、控制器控制速动电磁铁230带电，使速动电磁铁230的铁芯的磁性与速动杆220上的强磁铁221的极性相异进而产生对速动杆220的吸引力，

步骤4.5、控制器控制电磁锁240收回锁栓解除对速动杆220的锁定，速动杆220在吸引力的作用下迅速向横担100方向快速移动，进而实现操作杆390将熔管快速插入跌落式熔断器的进线端触头的鸭嘴内部。

步骤5、控制器控制丝轴电机322向前移动将挂接杆395退出熔管的挂环。之后控制角度电机324、伸缩电机361是操作杆390恢复到原始位置，或重复步骤1-步骤4对下一相的熔管进行更换。

基于上述结构以及上述控制方法，本发明不仅限于对熔断器进行更换操作。可根据设定的轨迹，远程拉开熔断管，并投切熔断管。其中拉开熔管时：首先保持速动电磁铁原始状态，之后将挂接杆395挂接熔断管的操作环。然后控制速动电磁铁带电，将熔管快速拉开，并控制丝轴电机322向左移动使熔管与操作杆脱离。

在熔管更换之后，维护人员只需更换备件箱400内部的熔管即可，缩短了维护时间。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

包括横担(100)、设置在横担(100)两端且垂直于横担(100)的托架(200)、操作机构、备件箱(400)，

所述托架(200)为中空结构，所述托架(200)内部靠近横担(100)的一端设有电源模块(210)，所述托架(200)内部插接有速动杆(220)，所述速动杆(220)和电源模块(210)之间设有速动电磁铁(230)，所述速动杆(220)靠近速动电磁铁(230)的一端设有强磁铁(221)，所述速动杆(220)的上部设有锁定槽(222)，所述托架(200)设有锁定孔(201)，所述锁定孔(201)的上部设有电磁锁(240)，所述电磁锁(240)的锁栓的截面形状与锁定孔(201)、锁定槽(222)的截面形状相同，用以将电磁锁(240)的锁栓穿过锁定孔(201)插接在锁定槽(222)内部，

所述操作机构包括固定座(310)、驱动座(320)、设于固定座(310)与驱动座(320)之间且相互平行的的导轨(330)、丝轴(340)、角度变换杆(350)、伸缩控制装置(360)、设置在导轨(330)上的水平滑块(370)、角度变换块(380)、操作杆(390)，

所述固定座(310)包括固定盘(311)、设在固定盘(311)盘面上的环形平面轴承(312)和滑动丝轴固定座(313)，所述滑动丝轴固定座(313)位于环形平面轴承(312)的环心处，

所述驱动座(320)包括驱动底盘(321)、设置于驱动底盘(321)上的丝轴电机(322)和安装环(323)，所述丝轴电机(322)位于安装环(323)的环心处，所述安装环(323)的外侧面设有角度电机(324)，所述安装环(323)的环面上设有第二环形平面轴承(325)，所述第二环形平面轴承(325)的活动环的外周上设有齿轮，所述角度电机(324)的转轴上设有与第二环形平面轴承(325)上的齿轮啮合和驱动齿轮，

所述固定盘(311)和左侧的速动杆(220)的端部固定连接，所述驱动座(320)和右侧的速动杆(220)的端部固定连接，

所述丝轴(340)的两端分别与滑动丝轴固定座(313)、丝轴电机(322)的转轴连接，

所述导轨(330)的两端分别与固定座(310)和驱动座(320)固定连接，

所述水平滑块(370)设有与丝轴(340)螺接的滑动螺孔(371)和与导轨(330)插接的滑轨孔(372)，

所述角度变换块(380)包括一体成型的角度转动环(381)和伸缩变换块(382)，

所述角度转动环(381)内侧通过轴承(600)与水平滑块(370)的外部连接，所述角度转动环(381)的盘面上设有均匀分布的角度变换插孔(383)，所述角度变换杆(350)插接在角度变换插孔(383)内部并且两端分别与环形平面轴承(312)、第二环形平面轴承(325)固定连接，所述角度转动环(381)对应伸缩变换块(382)的位置设有传动孔(384)，所述传动孔(384)的轴心线方向与丝轴(340)的轴心线方向平行，

所述伸缩变换块(382)设有伸缩孔(385)、齿轮放置孔(386)，所述齿轮放置孔(386)的长度方向与角度转动环(381)的径向方向重合，齿轮放置孔(386)延伸至角度转动环(381)内部并且与传动孔(384)、伸缩孔(385)连通，所述伸缩孔(385)同时与齿轮放置孔(386)、传动孔(384)垂直，

所述操作杆(390)包括铰接连接的齿条部(391)、推合部(392)，所述齿条部(391)与推合部(392)连接的一端设有限位挡片(393)，齿条部(391)的另一端插接在伸缩孔(385)内部，所述齿条部(391)、推合部(392)铰接连接处的下部设有扭簧，扭簧的两个延伸部分别与齿条部(391)、推合部(392)固定连接用以保持两者之间为钝角，所述推合部(392)的两侧分别设有导向杆(394)和挂接杆(395)，所述导向杆(394)长度大于挂接杆(395)的长度，其中一侧的导向杆(394)在上部，另一侧的挂接杆(395)在上部，

所述伸缩控制装置(360)包括设置于第二环形平面轴承(325)上的伸缩电机(361)、设于环形平面轴承(312)上的转轴固定座(362)、两端与伸缩电机(361)和转轴固定座(362)连接的方轴(363)，所述方轴(363)插接在传动孔(384)内部，所述齿轮放置孔(386)内部设有伸缩传动齿轮(387)，所述伸缩传动齿轮(387)中部设有方孔，伸缩传动齿轮(387)套设在方轴上并且与齿条部(391)啮合，

所述备件箱(400)与横担(100)固定连接，所述备件箱(400)为上部敞口的矩形盒，所述备件箱(400)设有四个，

所述横担(100)的下部设有控制箱(500)，所述控制箱内部设有控制器，所述控制器与电源模块(210)、速动电磁铁(230)、丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

所述丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)为步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

三个备件箱(400)分别与三相跌落式熔断器上下重合，并且备件箱(400)内部设有备用熔断器，另一备件箱(400)为空箱。

4.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

所述备件箱(400)上部设有喇叭形导向孔。

5.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

两个托架(200)之间设有与丝轴(340)平行的位置横梁(101)，所述位置横梁(101)与跌落式熔断器的位置上下重合，并且位置横梁(101)上设有与每个跌落式熔断器上下对应的接近开关，所述接近开关用以检测角度变换块(380)的位置。

6.根据权利要求5所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

所述位置横梁(101)靠近横担(100)，所述接近开关为超声波测距模块。

7.根据权利要求5所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

所述位置横梁(101)靠近丝轴(340)，所述接近开关为磁感应接近开关，所述角度变换块(380)上设有导磁材料制成的感应片。

8.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器自动投切装置，其特征在于：

所述横担(100)位于跌落式熔断器的下部并且与电杆固定连接，托架(200)以及操作杆(390)与跌落式熔断器所在平面平行，

安装完成后，通过调试进行轨迹设定，

初始状态下,速动电磁铁(230)为非带电状态，

跌落式熔断器的熔管跌落后，自动投切的方法包括以下步骤：

步骤1、控制器控制速动电磁铁(230)带电，使速动电磁铁(230)的铁芯朝向速动杆的一端的磁性与速动杆(220)上的强磁铁(221)朝向速动电磁铁(230)一端的极性相同，进而将速动杆(220)向后方弹出，速动杆(220)上的锁定孔(201)滑动至电磁锁(240)的位置时，电磁锁(240)的锁栓将速动杆(220)锁定，

步骤2、从跌落式断路器出线端的支架上取下跌落的熔管，

步骤2.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机(322)转动使水平滑块(370)进行水平面上的左右移动，并且移动至跌落的熔断器的下部的左侧。通过调整丝轴电机(322)的正反转可以调整水平滑块(370)左右移动，

步骤2.2、控制器根据内部设定的轨迹程序控制伸缩电机(361)和角度电机(324)使操作杆(390)端部位于跌落的熔管的左侧，并且操作杆(390)的挂接杆(395)的轴心线与熔断管套环接头的环心重合，

步骤2.3、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机(322)向右移动使挂接杆(395)插接到熔管套环接头中，

步骤2.4、控制器根据内部设定的轨迹程序控制丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)将熔管从跌落式熔断器出线端的支架上取下，挂接杆(395)运行轨迹为：由步骤2.3中最后确定的位置向上移动，并向后移动，使跌落的熔管从熔管套环接头中脱离，之后继续控制控制丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)将熔管将跌落的熔管放置到空的备件箱(400)内部，

步骤3、将备件箱(400)内部的备用熔管挂接到跌落式断路器出线端的支架上，

步骤3.1，控制器控制丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)将挂接杆(395)移动至备用熔管的套环接头的左侧使挂接杆(395)与备用熔管的套环接头的轴心重合，之后向右移动，将挂接杆(395)插接入套环接头中，

步骤3.2，控制器控制丝轴电机(322)、角度电机(324)、伸缩电机(361)将取出的备用熔管放置到跌落式熔断器的出线端的支架上，

步骤3.3，控制器控制丝轴电机(322)转动使水平滑块(370)向右移动，用以将挂接杆(395)从熔管套环接头中脱离，

步骤4、将备用的熔管投切使用，

步骤4.1、控制器根据内部设定的轨迹程序控制角度电机(324)、伸缩电机(361)，使挂接杆(395)移动至新挂上的熔断器的下部左侧，并且操作杆(390)的挂接杆(395)的轴心线与熔断管的操作环的环心重合，

步骤4.2、控制器控制丝轴电机(322)向右移动使挂接杆(395)插入到操作环内部，

步骤4.3、控制器控制伸缩电机(361)和角度电机(324)使熔管的操作环由下部转动到上部靠近跌落式熔断器进线端的鸭嘴的位置，

步骤4.4、控制器控制速动电磁铁(230)带电，使速动电磁铁(230)的铁芯的磁性与速动杆(220)上的强磁铁(221)的极性相异进而产生对速动杆(220)的吸引力，

步骤4.5、控制器控制电磁锁(240)收回锁栓解除对速动杆(220)的锁定，速动杆(220)在吸引力的作用下迅速向横担(100)方向快速移动，进而实现操作杆(390)将熔管快速插入跌落式熔断器的进线端触头的鸭嘴内部，

步骤5、控制器控制丝轴电机(322)向前移动将挂接杆(395)退出熔管的挂环，之后控制角度电机(324)、伸缩电机(361)是操作杆(390)恢复到原始位置，或重复步骤1-步骤4对下一相的熔管进行更换。