CN109950087A - 一种三工位隔离开关执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔离开关技术领域，具体是一种三工位隔离开关执行机构，包括主机壳，所述主机壳内分别设置有行星变速机构、蜗轮和蜗杆，蜗杆和蜗轮配合连接，主机壳的上部电气控制箱内分别设置有直流接触器和电磁锁，蜗杆的一端连接有手摇输出轴，蜗杆还与电磁锁连接，主机壳的左侧安装有直流电机，且直流电机通过行星变速机构与蜗杆连接，行星变速机构还与电磁锁连接；主机壳的后侧凸轮外壳内设置有相互配合的微动开关和凸轮，凸轮与蜗轮轴连接，蜗轮轴的外端还设置有输出臂。本发明具有机械闭锁功能和安全可靠的各项性能，能够准确的控制实现高压输配电系统中对隔离/接地开关位置的旋转动作。

Description

一种三工位隔离开关执行机构

技术领域

本发明涉及隔离开关技术领域，具体是一种三工位隔离开关执行机构。

背景技术

高压隔离/接地开关是高压输配电系统中常用的电气元件。高压隔离开关主要用于在分闸时断开无负荷电流的电路，并在合闸时可靠地通过电流。高压接地开关则用于将回路接地，以确保检修时的安全。该开关通过对操作主轴的驱动旋转，可以实现隔离开关的合闸和接地开关的合闸。

高压输配电系统中一定要杜绝任何可能的误操作，故需设计两道三工位隔离开关执行机构防止误操作安全装置，机械限位、机械闭锁功能装置，由前面所述在设计上采用的机械变速具有自锁功能，再加至所述这两到限位闭锁装置就能够有效的防止对隔离/接地开关的误操作，以克服当前实际应用中存在安全性的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种三工位隔离开关执行机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种三工位隔离开关执行机构，包括主机壳，所述主机壳内分别设置有行星变速机构、蜗轮和蜗杆，所述蜗杆和蜗轮配合连接，所述主机壳的上部安装有电气控制箱，电气控制箱内分别设置有直流接触器和电磁锁，所述蜗杆的一端通过手摇输出轴连接有手动手柄，蜗杆还与电磁锁连接，所述主机壳的左侧安装有直流电机，且所述直流电机通过行星变速机构与蜗杆连接，行星变速机构还与电磁锁连接；所述主机壳的后侧安装有凸轮外壳，所述凸轮外壳内设置有相互配合的微动开关和凸轮，所述凸轮与蜗轮轴连接，蜗轮轴的外端还设置有输出臂。

作为本发明进一步的方案：所述主机壳的底部设置有C型底座(直连式连接为平面法兰安装)。

作为本发明进一步的方案：所述直流电机的外侧还配合设置有电机护盖，电机护盖与主机壳连接固定。

作为本发明进一步的方案：所述主机壳的后侧上部还设置有航空插座，所述微动开关、直流电机、直流接触器和电磁锁分别与航空插座电性连接。

作为本发明进一步的方案：所述凸轮外壳的端部还设置有透视窗。

作为本发明进一步的方案：所述主机壳上还设置有用于对输出臂进行转动限位的限位块。

作为本发明进一步的方案：所述主机壳与电机护盖、电气控制箱和凸轮外壳连接处分别设置有第一密封胶圈、第二密封胶圈和第三密封胶圈。

作为本发明进一步的方案：所述电磁锁包括电磁铁、电磁铁座、蜗杆销轴、蜗杆销轴套、螺销轴、齿圈销轴套、齿圈销轴和锁定杠杆，所述电磁铁安装于电磁铁座上，所述锁定杠杆通过螺销轴转动安装于电磁铁座上，所述锁定杠杆的一端铰接设有蜗杆销轴，蜗杆销轴与蜗杆连接，蜗杆销轴的外侧配合设置有蜗杆销轴套；所述锁定杠杆的另一端铰接设有齿圈销轴，齿圈销轴与行星变速机构的内齿圈连接，齿圈销轴的外侧配合设置有齿圈销轴套。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：

该三工位隔离开关执行机构，通过电磁锁与行星变速机构和蜗杆之间的结构连接，具有机械闭锁功能，以及凸轮和微动开关的设置，能够防止高压输配电系统中对隔离/接地开关的误操作。

附图说明

图1为本发明实施例的主视剖视示意图。

图2为本发明实施例的左视剖视示意图。

图3为本发明实施例中透视窗的左视示意图。

图4为本发明实施例中电磁锁部分的结构示意图。

图中：1-第一密封胶圈，2-电机护盖，3-直流电机，4-行星变速机构，5-蜗轮，6-底座，7-蜗杆，8-手摇输出轴，9-第二密封胶圈，10-直流接触器，11-电磁锁，12-航空插座，13-凸轮外壳，14-微动开关，15-透视窗，16-凸轮，17-第三密封胶圈，18-限位块，19-输出臂，20-电气控制箱，21-主机壳，22-电磁铁，23-电磁铁座，24-蜗杆销轴，25-蜗杆销轴套，26-螺销轴，27-齿圈销轴套，28-齿圈销轴，29-锁定杠杆，30-手动手柄。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种三工位隔离开关执行机构，包括主机壳21，所述主机壳21内分别设置有行星变速机构4、蜗轮5和蜗杆7的减速装置，从而可以在360°的范围内任意设置旋转位置，所述蜗杆7和蜗轮5配合连接，所述主机壳21的上部安装有电气控制箱20，电气控制箱20内分别设置有直流接触器10和电磁锁11，所述蜗杆7的一端连接有手摇输出轴8，手摇输出轴8上连接有手动手柄30，蜗杆7还与电磁锁11连接，如图1所示，所述主机壳21的左侧安装有直流电机3，且所述直流电机3通过行星变速机构4与蜗杆7连接，行星变速机构4还与电磁锁11连接。

如图2所示，所述主机壳21的后侧安装有凸轮外壳13，所述凸轮外壳13内设置有相互配合的微动开关14和凸轮16，所述凸轮16与蜗轮5轴连接，蜗轮5轴的外端还设置有输出臂19，考虑到三工位隔离开关执行机构现场安装位置较高，为便于运行人员电动操作失效后，手动操作隔离开关，其手摇输出轴8采用加长(加长杆工具)设置。

进一步的，所述主机壳21的底部设置有底座6，通过底座6可对装置整体稳定支撑。

进一步的，所述直流电机3的外侧还配合设置有电机护盖2，电机护盖2与主机壳21连接固定，为了提升电机护盖2与主机壳21之间连接的密封性，且所述电机护盖2与主机壳21连接处还设置有第一密封胶圈1。

进一步的，所述电气控制箱20和主机壳21连接处还设置有第二密封胶圈9。

进一步的，所述主机壳21的后侧上部还设置有航空插座12。

进一步的，所述凸轮外壳13与主机壳21连接处还设置有第三密封胶圈17。

进一步的，所述凸轮外壳13的端部还设置有透视窗15。

进一步的，所述主机壳21上还设置有用于对输出臂19进行转动限位的限位块18。

进一步的，所述微动开关14、直流电机3、直流接触器10和电磁锁11分别与航空插座12电性连接。

实施例2

请参阅图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述电磁锁11包括电磁铁22、电磁铁座23、蜗杆销轴24、蜗杆销轴套25、螺销轴26、齿圈销轴套27、齿圈销轴28和锁定杠杆29，所述电磁铁22安装于电磁铁座23上，所述锁定杠杆29通过螺销轴26转动安装于电磁铁座23上，所述锁定杠杆29的一端铰接设有蜗杆销轴24，蜗杆销轴24与蜗杆7连接，蜗杆销轴24的外侧配合设置有蜗杆销轴套25；所述锁定杠杆29的另一端铰接设有齿圈销轴28，齿圈销轴28与行星变速机构4的内齿圈连接，齿圈销轴28的外侧配合设置有齿圈销轴套27。

除上述以外，该三工位隔离开关执行机构，还设置了状态指示器，状态指示器连接在输出端，用于确定旋转式隔离/接地开关的导电棒所在的角度。

该三工位隔离开关执行机构通过电磁锁11(闭锁电磁铁)的吸合和断开，可以控制行星变速机构4和蜗杆7的传动。在可能出现误操作的情况下，其中一组电磁锁11将行星变速机构4的内齿圈断开，同时另一组电磁锁11将蜗杆7锁死，使得直流电机3的传动动力不能作用到蜗杆7上，该三工位隔离开关执行机构的输出端无法输出动力，此时旋转式隔离/接地开关不会被旋转操作，因此大大提高了旋转式隔离/接地开关使用的安全性和可靠性。在确定无任何误操作的情况下，同时给两组电磁锁11通电，才可以通过电动或手动操作旋转式隔离/接地开关，使其定位在所需的工位。

三工位隔离开关执行机构(以下简称“机构”)作为10kV-126kV HGIS开关装置的配套设备，能通过连杆驱动隔离/接地开关的动触头在相应的时间内能完成0°—45°—90°角行程动作，并且能提供足够的独立位置触点(无源干接点)供用户使用。

整套机构长期运行于户外，应适应最低温度-40℃、最高温度+70℃、相对湿度90％、海拔不超过5000米的环境条件，防护等级为IP67，正常的工作寿命要求不低于35年；整体机构材质应为铸铝或不锈钢。

对机构直流电机3的技术要求：

1)工作电压为DC-220V或DC-110V(不常用)，两种型号；

2)对电机的转速要求：电机转速1500r/min；完成隔离/接地开关操作动作一个45°角行程时间为3-4s；

3)电机功率为200W，工作电流为1A左右；

4)电机的接线部分应能耐受2kV、1分钟的工频电压。

对机构的要求：

1)输出的力矩为不小于150NM；

2)输出部分的主轴及输出杆为不锈钢材质；

3)具备“电动”和“手动”的功能；

4)机构能满足完成至少3000次的动作过程中，终止位误差始终不超过±1°；

5)隔离/接地开关在0°、45°和90°时有明显的指示器指示相应的位置；凸轮16节点应包括用于反馈“到位”、“越限”和“未到”三种位置状态；

6)机构输出部分具有机械限位的功能。

辅助接点的要求：

1)接点为无源干接点，容量为DC-220V，5A；

2)对于0°—45°—90°角行程的机构需要提供4/8对凸轮片，且所有的凸轮16微动开关14的接点都应引至航空插头12；

3)所有的接点及直流电机3的电源线均通过航空插头12引出，与开关汇控柜连接，具体接线按照订单图纸加工。

该三工位隔离开关执行机构，通过电磁锁11与行星变速机构4和蜗杆7之间的结构连接，具有机械闭锁功能，以及凸轮15和微动开关14的设置，能够防止高压输配电系统中对隔离/接地开关的误操作。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种三工位隔离开关执行机构，包括主机壳(21)，其特征在于：所述主机壳(21)内分别设置有行星变速机构(4)、蜗轮(5)和蜗杆(7)，所述蜗杆(7)和蜗轮(5)配合连接，所述主机壳(21)的上部安装有电气控制箱(20)，电气控制箱(20)内分别设置有直流接触器(10)和电磁锁(11)，所述蜗杆(7)的一端通过手摇输出轴(8)连接有手动手柄(30)，蜗杆(7)还与电磁锁(11)连接，所述主机壳(21)的左侧安装有直流电机(3)，且所述直流电机(3)通过行星变速机构(4)与蜗杆(7)连接，行星变速机构(4)还与电磁锁(11)连接；

所述主机壳(21)的后侧安装有凸轮外壳(13)，所述凸轮外壳(13)内设置有相互配合的微动开关(14)和凸轮(16)，所述凸轮(16)与蜗轮(5)轴连接，蜗轮(5)轴的外端还设置有输出臂(19)。

2.根据权利要求1所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述主机壳(21)的底部设置有C型底座(6)。

3.根据权利要求2所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述直流电机(3)的外侧还配合设置有多用途电机护盖(2)，电机护盖(2)与主机壳(21)连接固定。

4.根据权利要求3所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述主机壳(21)的后侧上部还设置有航空插座(12)，所述微动开关(14)、直流电机(3)、直流接触器(10)和电磁锁(11)分别与航空插座(12)电性连接。

5.根据权利要求1所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述凸轮外壳(13)的端部还设置有运行观察透视窗(15)。

6.根据权利要求4所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述主机壳(21)上还设置有用于对输出臂(19)进行转动位置限位的限位块(18)。

7.根据权利要求1所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述主机壳(21)与电机护盖(2)、电气控制箱(20)和凸轮外壳(13)连接处分别设置有第一密封胶圈(1)、第二密封胶圈(9)和第三密封胶圈(17)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的三工位隔离开关执行机构，其特征在于，所述电磁锁(11)包括电磁铁(22)、电磁铁座(23)、蜗杆销轴(24)、蜗杆销轴套(25)、螺销轴(26)、齿圈销轴套(27)、齿圈销轴(28)和锁定杠杆(29)，所述电磁铁(22)安装于电磁铁座(23)上，所述锁定杠杆(29)通过螺销轴(26)转动安装于电磁铁座(23)上，所述锁定杠杆(29)的一端铰接设有蜗杆销轴(24)，蜗杆销轴(24)与蜗杆(7)连接，蜗杆销轴(24)的外侧配合设置有蜗杆销轴套(25)；所述锁定杠杆(29)的另一端铰接设有齿圈销轴(28)，齿圈销轴(28)与行星变速机构(4)的内齿圈连接，齿圈销轴(28)的外侧配合设置有齿圈销轴套(27)。