CN110579687B - 一种用于配网自动化的安全故障指示器 - Google Patents

Abstract

本发明属于配网故障指示器领域，尤其涉及一种用于配网自动化的安全故障指示器，它包括挂钩、外壳A、圆盘A、显示环、锥齿环、圆盘B、弧形锥齿块、锥齿轮D、环盘、外壳B、活塞、滑杆、复位弹簧、电阻块、显示滑板、锥齿轮C，其中由绝缘材料制成的外壳A的上端对称安装有两个依靠弹性自锁的挂钩，挂钩下端位于外壳A内；显示滑板在滑杆的间接驱动下，发生移动，其上显示的颜色完全发生改变，提示指示器所在高压线路发生短路或断路，根据其指示，维修人员对指示器所在高压线路进行巡检并迅速找出线路短路或断路位置并及时对线路进行维护，保证电路畅通。

Description

一种用于配网自动化的安全故障指示器

技术领域

本发明属于配网故障指示器领域，尤其涉及一种用于配网自动化的安全故障指示器。

背景技术

在环网配电系统中，特别是大量使用环网负荷开关的系统中，如果下一级配电网络系统中发生了短路故障，上一级的供电系统必须在规定的时间内进行分断，以防止发生重大事故。通过使用故障指示器可以标出高压线路中发生故障的部分。维修人员可以根据指示器的报警信号迅速找到发生故障的区段，分断开故障区段，从而及时恢复无故障区段的供电，可节约大量的工作时间，减少停电时间和停电范围；但是传统的故障指示器无法对指示器所在区段的短路次数进行自动记录；如果需要确认指示器所在区段的短路次数时，必须花费很长时间查找相关记录，效率较低。

本发明设计一种用于配网自动化的安全故障指示器解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种用于配网自动化的安全故障指示器，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：它包括挂钩、外壳A、圆盘A、显示环、锥齿环、圆盘B、弧形锥齿块、锥齿轮D、环盘、外壳B、活塞、滑杆、复位弹簧、电阻块、显示滑板、锥齿轮C，其中由绝缘材料制成的外壳A的上端对称安装有两个依靠弹性自锁的挂钩，挂钩下端位于外壳A内；挂钩整体用导电金属制成；沿外壳A长度方向依次等距分布的圆盘A、圆盘B和环盘旋转于外壳A中，且圆盘A、圆盘B和环盘三者同中心轴线；圆盘A、圆盘B和环盘的外柱面上分别安装有显示环，旋转的三个显示环的下端部分分别位于外壳A底部的三个显示槽A中；锥齿轮C和锥齿轮D各自通过相应的轴安装在外壳A内顶部，且锥齿轮D位于圆盘A与圆盘B之间，锥齿轮C位于圆盘B与环盘之间；锥齿轮D与安装在圆盘A盘面上的锥齿环啮合，同时锥齿轮D与安装在圆盘B盘面上的弧形锥齿块配合；锥齿轮C与安装在圆盘B盘面上的锥齿环啮合，同时锥齿轮C与安装在环盘盘面上的弧形锥齿块配合；弧形锥齿块的弧度等于环盘的单次旋转角度，且弧形锥齿块的弧度为锥齿环弧度的n分之一；每个显示环的外柱面上均周向涂有n等份首尾相连的不同颜色的荧光漆，且每个显示环上的不同颜色的荧光漆的顺序相同。

外壳B安装在外壳A内，把外壳B内腔分割成两部分的活塞沿平行于环盘中心轴线的方向小幅度滑动于外壳B中；活塞与外壳B内壁之间密封配合；一端与活塞固连的滑杆滑动于外壳B上靠近环盘的端面中心处的圆槽内；活塞上安装有对其复位的复位弹簧；外壳B中被活塞密封有氦气，处于氦气中的电阻块的正负极分别通过导线与两个挂钩连接；环盘间接被滑杆间歇单向驱动；间接被滑杆增速驱动的显示滑板沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于外壳A底部，显示滑板的外弧面上沿平行于环盘中心轴线的方向依次涂有等宽的白色荧光漆和红色荧光漆；白色荧光漆和红色荧光漆交替与外壳A底部的显示槽B配合，白色表示指示器所在高压线路正常，红色表示指示器所在高压线路因短路发生断路。

作为本技术的进一步改进，上述两个挂钩的下端分别固装在外壳A上表面的两个安装槽内，挂钩的下端穿过相应安装槽进入外壳A内，有利于从电阻块引出的两根导线与挂钩连接。

作为本技术的进一步改进，上述外壳A的下端壳壁具有向外的弧形凸起，弧形凸起的弧心轴线平行于外壳A的长度方向；弧形凸起的弧形轴线与圆盘A、圆盘B和环盘三者的中心轴线重合,显示槽A和显示槽B均开设在弧形凸起的弧面上；圆盘A、圆盘B和环盘上安装的显示环的外径与弧形凸起的外弧半径相等。这种结构设计主要是便于安排作为圆盘A和圆盘B的支撑的半圆弧板的安装；此外，这种结构设计使得设备外形更加美观。

作为本技术的进一步改进，上述n的值为3。n值为3时，每个显示环上的颜色种类为3种；三个显示环上的显示颜色的排列组合数为27；根据大量的测试，在本设备对出现概率不高的高压线路短路进行指示的极限次数为27次，在经过对高压线路27次的指示后，设备会出现明显的老化，其内部的氦气含量在长时间使用后发生部分泄漏或损耗，导致设备对高压线路短路指示不精确，三个显示环发生旋转后所显示的颜色会发生混乱而无法对高压线路是否短路做出明确判断。

作为本技术的进一步改进，上述两根导线分别穿过外壳B上的两个线孔，导线与相应线孔之间为密封配合。

作为本技术的进一步改进，上述滑杆上对称安装有两个导键，两个导键沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于圆槽内壁上的两个导向槽内；复位弹簧嵌套在滑杆上；复位弹簧一端与活塞连接，另一端与外壳B的内壁连接。导键与导向槽的配合使得滑杆在沿平行于环盘中心轴线运动的同时不会发生相对于外壳B的旋转。

作为本技术的进一步改进，上述外壳A内底部安装有半圆弧板，且半圆弧板位于圆盘A与圆盘B之间；半圆弧板两侧分别通过固定座A与外壳A的两个侧壁连接；半圆弧板的弧心轴线与圆盘A和圆盘B的中心轴线重合；半圆弧板的两个半圆环面分别安装有同弧心轴线的半圆梯形导条；两个半圆梯形导条分别绕相应弧形轴线旋转滑动于圆盘A盘面上的梯形环槽A和圆盘B盘面上的梯形环槽B中。半圆弧板为旋转于外壳A内的圆盘A和圆盘B提供支撑；由于半圆弧板的弧心轴线与圆盘A和圆盘B的中心轴线重合，所以作为支撑的半圆弧板不会对随圆盘A和圆盘B同步旋转的锥齿环和弧形锥齿块形成干涉。两个半圆弧形导条分别与梯形环槽A和梯形环槽B的配合对圆盘A和圆盘B的旋转发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述环盘所在的轴B与安装在外壳A内的固定座B轴承配合；轴B上安装有锥齿轮B，锥齿轮B与通过轴A安装在外壳A内顶部的锥齿轮A啮合；轴A与外壳A轴承配合；轴A上安装有单向离合器，且单向离合器位于锥齿轮A上方；单向离合器的外圈上安装有棘轮；滑杆外露于外壳B的一端上安装有U型座；U型座中铰接有拨块，拨块上未与U型座铰接的一端具有与棘轮上的棘齿配合的尖齿；拨块与U型座的铰接销上安装有对拨块相对于U型座摆动复位的涡卷弹簧；拨块上的铰接孔内壁上周向开有环形槽；涡卷弹簧嵌套在拨块与U型座的铰接销上，且涡卷弹簧位于环形槽内；涡卷弹簧一端与环形槽内壁连接，另一端与铰接销连接；U型座上安装有限制拨块绕其铰接点向棘轮中心轴线方向摆动的限摆块；U型座上安装有连接板；连接板下端水平安装有传递条，传递条平行于环盘的中心轴线；传递条下方左侧安装有齿牙A，右侧安装有齿牙B，齿牙A和齿牙B均可绕齿根旋转，齿牙A左右两侧安装有弹簧片A和弹簧片B，弹簧片A和弹簧片B一端与齿条底部连接，另一端紧贴在齿牙A左右两侧，齿牙B左侧安装有限位块，右侧安装有弹簧片C；弹簧片A、弹簧片B、弹簧片C在初始位置下处于自然状态，对齿牙A和齿牙B没有弹力，此时齿牙A和齿牙B竖直向下；齿牙A和齿牙B与齿轮A配合，齿轮A绕轴线旋转，且具有一定阻尼，弹簧片A、弹簧片C的弹力小于齿轮A的阻尼，弹簧片B的弹力大于齿轮A的阻尼；显示滑板上通过连接块安装有齿条；与齿轮A同轴的齿轮B与下方的齿条啮合；显示滑板的外弧面上对称地安装有两个梯形导块，两个弧形导块分别沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于外壳A弧形凸起的内弧面上的两个梯形导槽内。梯形导块与梯形导槽的配合对显示滑板沿环盘中心轴线方向的运动发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述齿轮A与齿轮B的传动比大于1，使得滑杆通过一系列传动带动显示滑板沿环盘中心轴线方向运动距离更远运动速度更大，保证滑杆在运动很小距离时，显示滑板可以运动较大距离，保证滑杆的单次运动可以带动显示滑板上的白色荧光漆完全脱离显示槽B或完全复位。

作为本技术的进一步改进，上述锥齿轮A与锥齿轮B的传动比为1：1，且滑杆通过拨块一次拨动棘轮带动锥齿轮A旋转的角度为120度。保证滑杆在膨胀的氦气推动下，滑杆通过拨块拨动棘轮旋转120度，棘轮通过轴A带动锥齿轮A旋转120度，锥齿轮A通过锥齿轮B带动环盘旋转120度；由于n值是3，所以弧形锥齿块的弧度为120度，安装在环盘上的弧形锥齿块通过锥齿轮C拨动安装在圆盘B上的锥齿环旋转120度；圆盘B带动安装于其上的弧形锥齿块旋转120度，安装在圆盘B上的弧形锥齿块通过锥齿轮D带动安装在圆盘A上的锥齿环旋转120；因此，圆盘A或圆盘B或环盘每旋转一次，其旋转角度为120度，每旋转一次，相应显示环上的颜色完全更换一种，从而形成不同的颜色排列组合，且排列组合的数目极限为27；本发明所记录的其所在线路区段的短路次数最高为27次。

弧形锥齿块的弧度等于环盘的单次旋转角度，且弧形锥齿块的弧度为锥齿环弧度的n分之一；每个显示环的外柱面上均周向涂有n等份首尾相连的不同颜色的荧光漆，且每个显示环上的不同颜色的荧光漆的顺序相同；保证安装在环盘上的弧形锥齿块驱动相邻的锥齿环旋转的角度与弧形锥齿块的弧度相等，安装在环盘上的显示环上的颜色完全发生改变，同时安装在圆盘B上的显示环上的颜色也完全发生变化；当安装在圆盘B上的弧形锥齿块驱动圆盘A上的锥齿环旋转相同角度时，安装在圆盘B上的显示环上的颜色完全发生改变的同时，安装在圆盘A上的显示环上的颜色完全发生改变；如此往复持续地依次驱动，三个显示环上的颜色可以形成不同的颜色排列组合，根据不同的排列组合，可以得出指示器所在高压线路出现短路故障的次数。

相对于传统的故障指示器，本发明中的外壳B中的密封氦气在指示器所在高压线路区段发生短路时，高压线路上的电流瞬间增大；位于氦气内的电阻块上所通过的电路会瞬间增大，电阻块会瞬间产生大量的热量，使得氦气发生膨胀并推动活塞运动，活塞通过滑杆带动拨块对棘轮进行拨动，棘轮在拨块的拨动下旋转120度，棘轮通过一系列传动带动环盘上的弧形锥齿块旋转120度，安装在环盘上的显示环上的颜色完全更换成其他颜色；安装在环盘上的弧形锥齿块通过安装在圆盘B上的锥齿环带动圆盘B旋转120度，安装在圆盘B上的显示环上的颜色完全更换成其他颜色；安装在圆盘B上的弧形锥齿块通过安装在圆盘A上的锥齿环带动圆盘A旋转120度，安装在圆盘A上的显示环上的颜色完全更换成其他颜色；如此，三个显示环上的颜色组合形成不同的排列顺序，根据不同的颜色排列组合可以直观的知道指示器所在线路短路的累积次数；无需翻阅以往的笔记或记录对指示器所在线路的短路次数，其效率较高。另外，显示滑板在滑杆的间接驱动下，发生移动，其上显示的颜色完全发生改变，提示指示器所在高压线路发生短路或断路，根据其指示，维修人员对指示器所在高压线路进行巡检并迅速找出线路短路或断路位置并及时对线路进行维护，保证电路畅通；使得本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是设备整体示意图。

图2是设备整体剖面示意图。

图3是固定座A、半圆弧板、圆盘A及圆盘B配合剖面示意图。

图4是锥齿轮D、锥齿环、圆盘A、显示环、半圆弧板及固定座A配合剖面示意图。

图5是外壳A、轴C、齿轮A、齿轮B、齿条、连接块、显示滑板及弧形凸起配合剖面示意图。

图6是U型座、涡卷弹簧、拨块、棘轮、单向离合器及轴A配合剖面示意图。

图7是外壳B、活塞、复位弹簧、滑杆、U型座、拨块及棘轮配合剖面示意图。

图8是外壳、挂钩、导线及电阻块配合剖面示意图。

图9是外壳A及其剖面示意图。

图10是滑杆、导键及外壳B配合剖面示意图。

图11是外壳B及其剖面示意图。

图12是活塞、滑杆、U型座、拨块、限摆块、连接板及传递条配合示意图。

图13是齿条、连接块、显示滑板及梯形导块配合示意图。

图14是锥齿轮B、轴B、环盘、显示环及弧形锥齿块配合及其剖面示意图。

图15是圆盘B、锥齿环、弧形锥齿块及显示环配合及其剖面示意图。

图16是固定座A、半圆弧板及半圆梯形导条配合示意图。

图17是圆盘A、显示环及锥齿环配合及其剖面示意图。

图18是传递条、齿轮A、齿轮B、齿条B短路后断路工作原理图。

图19是传递条、齿轮A、齿轮B、齿条B非短路后断路工作原理图。

中标号名称：1、挂钩；2、外壳A；3、弧形凸起；4、显示槽A；5、显示槽B；6、安装槽；7、梯形导槽；8、圆盘A；9、梯形环槽A；10、显示环；11、锥齿环；12、半圆弧板；13、半圆梯形导条；15、固定座A；16、圆盘B；17、梯形环槽B；19、弧形锥齿块；20、锥齿轮D；21、环盘；22、轴B；25、锥齿轮B；26、锥齿轮A；27、轴A；28、单向离合器；29、棘轮；30、固定座B；31、外壳B；32、圆槽；33、导向槽；34、线孔；35、活塞；36、滑杆；37、导键；38、U型座；39、拨块；40、环形槽；41、涡卷弹簧；42、限摆块；43、连接板；44、传递条；45、复位弹簧；46、电阻块；47、导线；48、显示滑板；49、连接块；50、齿条；51、梯形导块；52、轴C；53、齿轮B；54、齿轮A；55、锥齿轮C；56、齿牙A；57、弹簧片A；58、弹簧片B；59、限位块；60、齿牙B；61、弹簧片C。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2、7所示，它包括挂钩1、外壳A2、圆盘A8、显示环10、锥齿环11、圆盘B16、弧形锥齿块19、锥齿轮D20、环盘21、外壳B31、活塞35、滑杆36、复位弹簧45、电阻块46、显示滑板48、锥齿轮C55，其中如图1、2所示，由绝缘材料制成的外壳A2的上端对称安装有两个依靠弹性自锁的挂钩1，挂钩1下端位于外壳A2内；挂钩1整体用导电金属制成；如图2、3、8所示，沿外壳A2长度方向依次等距分布的圆盘A8、圆盘B16和环盘21旋转于外壳A2中，且圆盘A8、圆盘B16和环盘21三者同中心轴线；如图14、15、17所示，圆盘A8、圆盘B16和环盘21的外柱面上分别安装有显示环10；如图1、2、9所示，旋转的三个显示环10的下端部分分别位于外壳A2底部的三个显示槽A4中；如图2、8所示，锥齿轮C55和锥齿轮D20各自通过相应的轴安装在外壳A2内顶部，且锥齿轮D20位于圆盘A8与圆盘B16之间，锥齿轮C55位于圆盘B16与环盘21之间；锥齿轮D20与安装在圆盘A8盘面上的锥齿环11啮合，同时锥齿轮D20与安装在圆盘B16盘面上的弧形锥齿块19配合；锥齿轮C55与安装在圆盘B16盘面上的锥齿环11啮合，同时锥齿轮C55与安装在环盘21盘面上的弧形锥齿块19配合；弧形锥齿块19的弧度等于环盘21的单次旋转角度，且弧形锥齿块19的弧度为锥齿环11弧度的n分之一；每个显示环10的外柱面上均周向涂有n等份首尾相连的不同颜色的荧光漆，且每个显示环10上的不同颜色的荧光漆的顺序相同。

如图7、8所示，外壳B31安装在外壳A2内，把外壳B31内腔分割成两部分的活塞35沿平行于环盘21中心轴线的方向小幅度滑动于外壳B31中；活塞35与外壳B31内壁之间密封配合；如图7、10、11所示，一端与活塞35固连的滑杆36滑动于外壳B31上靠近环盘21的端面中心处的圆槽32内；活塞35上安装有对其复位的复位弹簧45；如图8所示，外壳B31中被活塞35密封有氦气，处于氦气中的电阻块46的正负极分别通过导线47与两个挂钩1连接；环盘21间接被滑杆36间歇单向驱动；如图5、8所示，间接被滑杆36增速驱动的显示滑板48沿平行于环盘21中心轴线的方向滑动于外壳A2底部，显示滑板48的外弧面上沿平行于环盘21中心轴线的方向依次涂有等宽的白色荧光漆和红色荧光漆；白色荧光漆和红色荧光漆交替与外壳A2底部的显示槽B5配合，白色表示指示器所在高压线路正常，红色表示指示器所在高压线路因短路发生断路。

如图2、8、9所示，上述两个挂钩1的下端分别固装在外壳A2上表面的两个安装槽6内，挂钩1的下端穿过相应安装槽6进入外壳A2内，有利于从电阻块46引出的两根导线47与挂钩1连接。

如图9所示，上述外壳A2的下端壳壁具有向外的弧形凸起3，弧形凸起3的弧心轴线平行于外壳A2的长度方向；弧形凸起3的弧形轴线与圆盘A8、圆盘B16和环盘21三者的中心轴线重合,显示槽A4和显示槽B5均开设在弧形凸起3的弧面上；如图2、4所示，圆盘A8、圆盘B16和环盘21上安装的显示环10的外径与弧形凸起3的外弧半径相等。这种结构设计主要是便于安排作为圆盘A8和圆盘B16的支撑的半圆弧板12的安装；此外，这种结构设计使得设备外形更加美观。

如图1所示，上述n的值为3。n值为3时，每个显示环10上的颜色种类为3种；三个显示环10上的显示颜色的排列组合数为27；根据大量的测试，在本设备对出现概率不高的高压线路短路进行指示的极限次数为27次，在经过对高压线路27次的指示后，设备会出现明显的老化，其内部的氦气含量在长时间使用后发生部分泄漏或损耗，导致设备对高压线路短路指示不精确，三个显示环10发生旋转后所显示的颜色会发生混乱而无法对高压线路是否短路做出明确判断。

如图8所示，上述两根导线47分别穿过外壳B31上的两个线孔34，导线47与相应线孔34之间为密封配合。

如图12所示，上述滑杆36上对称安装有两个导键37；如图10、11所示，两个导键37沿平行于环盘21中心轴线的方向滑动于圆槽32内壁上的两个导向槽33内；如图7、8所示，复位弹簧45嵌套在滑杆36上；复位弹簧45一端与活塞35连接，另一端与外壳B31的内壁连接。导键37与导向槽33的配合使得滑杆36在沿平行于环盘21中心轴线运动的同时不会发生相对于外壳B31的旋转。

如图3、16所示，上述外壳A2内底部安装有半圆弧板12，且半圆弧板12位于圆盘A8与圆盘B16之间；如图4所示，半圆弧板12两侧分别通过固定座A15与外壳A2的两个侧壁连接；半圆弧板12的弧心轴线与圆盘A8和圆盘B16的中心轴线重合；如图16所示，半圆弧板12的两个半圆环面分别安装有同弧心轴线的半圆梯形导条13；如图3、15、17所示，两个半圆梯形导条13分别绕相应弧形轴线旋转滑动于圆盘A8盘面上的梯形环槽A9和圆盘B16盘面上的梯形环槽B17中。半圆弧板12为旋转于外壳A2内的圆盘A8和圆盘B16提供支撑；由于半圆弧板12的弧心轴线与圆盘A8和圆盘B16的中心轴线重合，所以作为支撑的半圆弧板12不会对随圆盘A8和圆盘B16同步旋转的锥齿环11和弧形锥齿块19形成干涉。两个半圆弧形导条分别与梯形环槽A9和梯形环槽B17的配合对圆盘A8和圆盘B16的旋转发挥定位导向作用。

如图2、3、8所示，上述环盘21所在的轴B22与安装在外壳A2内的固定座B30轴承配合；如图2、14所示，轴B22上安装有锥齿轮B25，锥齿轮B25与通过轴A27安装在外壳A2内顶部的锥齿轮A26啮合；轴A27与外壳A2轴承配合；轴A27上安装有单向离合器28，且单向离合器28位于锥齿轮A26上方；单向离合器28的外圈上安装有棘轮29；如图6、7、12所示，滑杆36外露于外壳B31的一端上安装有U型座38；U型座38中铰接有拨块39，拨块39上未与U型座38铰接的一端具有与棘轮29上的棘齿配合的尖齿；如图6所示，拨块39与U型座38的铰接销上安装有对拨块39相对于U型座38摆动复位的涡卷弹簧41；拨块39上的铰接孔内壁上周向开有环形槽40；涡卷弹簧41嵌套在拨块39与U型座38的铰接销上，且涡卷弹簧41位于环形槽40内；涡卷弹簧41一端与环形槽40内壁连接，另一端与铰接销连接；U型座38上安装有限制拨块39绕其铰接点向棘轮29中心轴线方向摆动的限摆块42；U型座38上安装有连接板43；如图5、12所示，连接板43下端水平安装有传递条44，传递条44平行于环盘21的中心轴线；如图18、19所示，传递条44下方左侧安装有齿牙A56，右侧安装有齿牙B60，齿牙A56和齿牙B60均可绕齿根旋转，齿牙A56左右两侧安装有弹簧片A57和弹簧片B58，弹簧片A57和弹簧片B58一端与齿条50底部连接，另一端紧贴在齿牙A56左右两侧，齿牙B60左侧安装有限位块59，右侧安装有弹簧片C61；弹簧片A57、弹簧片B58、弹簧片C61在初始位置下处于自然状态，对齿牙A56和齿牙B60没有弹力，此时齿牙A56和齿牙B60竖直向下；齿牙A56和齿牙B60与齿轮A54配合，齿轮A54绕轴线旋转，且具有一定阻尼，弹簧片A57、弹簧片C61的弹力小于齿轮A54的阻尼，弹簧片B58的弹力大于齿轮A54的阻尼；如图13所示，显示滑板48上通过连接块49安装有齿条50；如图5所示，与齿轮A54同轴的齿轮B53与下方的齿条50啮合；如图5、9、13所示，显示滑板48的外弧面上对称地安装有两个梯形导块51，两个弧形导块分别沿平行于环盘21中心轴线的方向滑动于外壳A2弧形凸起3的内弧面上的两个梯形导槽7内。梯形导块51与梯形导槽7的配合对显示滑板48沿环盘21中心轴线方向的运动发挥定位导向作用。

如图5所示，上述齿轮A54与齿轮B53的传动比大于1，使得滑杆36通过一系列传动带动显示滑板48沿环盘21中心轴线方向运动距离更远运动速度更大，保证滑杆36在运动很小距离时，显示滑板48可以运动较大距离，保证滑杆36的单次运动可以带动显示滑板48上的白色荧光漆完全脱离显示槽B5或完全复位。

如图8所示，上述锥齿轮A26与锥齿轮B25的传动比为1：1，且滑杆36通过拨块39一次拨动棘轮29带动锥齿轮A26旋转的角度为120度。保证滑杆36在膨胀的氦气推动下，滑杆36通过拨块39拨动棘轮29旋转120度，棘轮29通过轴A27带动锥齿轮A26旋转120度，锥齿轮A26通过锥齿轮B25带动环盘21旋转120度；由于n值是3，所以弧形锥齿块19的弧度为120度，安装在环盘21上的弧形锥齿块19通过锥齿轮C55拨动安装在圆盘B16上的锥齿环11旋转120度；圆盘B16带动安装于其上的弧形锥齿块19旋转120度，安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19通过锥齿轮D20带动安装在圆盘A8上的锥齿环11旋转120；因此，圆盘A8或圆盘B16或环盘21每旋转一次，其旋转角度为120度，每旋转一次，相应显示环10上的颜色完全更换一种，从而形成不同的颜色排列组合，且排列组合的数目极限为27；本发明所记录的其所在线路区段的短路次数最高为27次。

弧形锥齿块19的弧度等于环盘21的单次旋转角度，且弧形锥齿块19的弧度为锥齿环11弧度的n分之一；每个显示环10的外柱面上均周向涂有n等份首尾相连的不同颜色的荧光漆，且每个显示环10上的不同颜色的荧光漆的顺序相同；保证安装在环盘21上的弧形锥齿块19驱动相邻的锥齿环11旋转的角度与弧形锥齿块19的弧度相等，安装在环盘21上的显示环10上的颜色完全发生改变，同时安装在圆盘B16上的显示环10上的颜色也完全发生变化；当安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19驱动圆盘A8上的锥齿环11旋转相同角度时，安装在圆盘B16上的显示环10上的颜色完全发生改变的同时，安装在圆盘A8上的显示环10上的颜色完全发生改变；如此往复持续地依次驱动，三个显示环10上的颜色可以形成不同的颜色排列组合，根据不同的排列组合，可以得出指示器所在高压线路出现短路故障的次数。

本发明中除挂钩1和电阻块46外的所有部件均为绝缘材料。

本发明中电阻块46的电阻率为高压电缆电阻率的5倍。

本发明中的单向离合器28采用现有技术。

本发明中的齿牙A与齿轮A之间的齿形采用现有技术确定，另外需要注意的是：齿牙A与齿轮A的运动传递，仅是通过齿牙驱动齿轮旋转改变滑板移动位置，并没有传递很大动力，对齿形的要求也比较低。退一步讲，本发明中图18、19的齿形仅是示意，或者采用如示意图中的齿牙，适当调节齿间距和齿牙大小也能起到本发明中运动传递目的，不需要设计成如圆柱齿轮那样精确的啮合齿形。

本发明的工作流程：在初始状态，显示滑板48上的白色荧光漆和红色荧光漆同时部分位于显示槽B5中，三个显示环10上位于相应显示槽A4中部分的颜色相同；拨块39距离棘轮29上的拨齿一定距离；氦气的体积最小；显示滑板48上的红色部分完全位于外壳A2底部的显示槽B5中；安装在环盘21上的弧形锥齿块19距离锥齿轮C55为120度的旋转角度，安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19距离锥齿轮D20为120的旋转角度；靠近齿牙A56的齿牙B60与齿轮A54啮合。

当把本发明挂于其所要指示的高压电缆上时，电阻块46与高压线形成并联电路；由于电阻块46的电阻率为高压电缆电阻率的5倍，所以此时经过电阻块46的电流较小，电阻块46的产热较少；本发明挂于其所要指示的高压电缆上一端时间后，电阻块46的产热量维持在一定低水平并保持稳定，氦气发生微小膨胀；发生膨胀的氦气推动活塞35发生微小运动；活塞35通过滑杆36和U型座38带动拨块39靠近棘轮29；与此同时，滑杆36通过连接板43带动传递条44向靠近环盘21的方向同步运动；与齿轮A54啮合的齿牙B60在相应限位块59的阻挡下不会发生顺时针摆动，所以齿牙B60会带动齿轮A54顺时针旋转；齿轮A54带动齿轮A54旋转，齿轮A54通过轴C52带动齿轮B53旋转；由于齿轮A54与齿轮B53的传动比大于1，所以齿轮B53通过齿条50和连接块49带动显示滑板48向远离环盘21的方向快速运动；显示滑板48上的红色荧光漆部分块逐渐离开显示槽B5，白色荧光漆部分逐渐进入显示槽B5中；如图18a所示，当氦气膨胀稳定时，显示滑板48上的白色荧光漆部分完全进入显示槽B5中，齿牙B60结束与齿轮A54的啮合，梯形导块51随显示滑板48运动至梯形导槽7的最右侧，齿轮A54位于齿牙A56与齿牙B60中间位置，齿牙A56和齿牙B60均不与齿轮A54啮合；此时，显示槽B5中显示滑板48所显示的颜色为白色，表明此时的高压线路处于正常状态；拨块39未与棘轮29相遇并发生相互作用，复位弹簧45被压缩并储能。

如图19b所示，如果指示器所在高压线路发生断路，电阻块46不再产热；在经过一端时间，检修人员到达指示器所在处时，电阻块46散热结束并持续冷却，氦气的体积也随着电阻丝的降温而减小；在复位弹簧45的复位作用下，活塞35向初始状态时的位置运动，滑杆36通过U型座38带动拨块39远离棘轮29；同时滑杆36通过U型座38和连接板43带动传递条44向远离环盘21的方向运动，此时齿牙A56与齿轮A54配合，由于齿轮A54阻尼大于弹性片A对齿牙A56的弹力，所以齿牙A56向左摆动，并不会带动齿轮A54转动；齿轮A54不会通过轴C52、齿轮B53、齿条50和连接块49带动显示滑板48向靠近环盘21的方向运动，则显示滑板48不发生移动，显示槽B5中仍显示白色，并标明此时指示器所在高压线路发生断路。当断路的电路经过维修后恢复供电时，电阻块46正常发热，使氦气温度升高到正常运行温度，推动活塞35向左移动，如同19c所示，带动传递条44向左移动，由于此时梯形导块51位于梯形导槽7的最右端，所以显示滑板48不能向右移动，从而导致齿轮A54不能逆时针旋转，则齿牙A56向右摆动，压缩弹簧片B58并越过齿轮，传递条44向左移动到图19a中的正常运行位置，显示槽B5中仍显示白色。

如果指示器所在高压线路发生短路，高压线路上的电流瞬间急剧增大；由于电阻块46的电阻率是高压电缆的5倍，所以电阻块46在瞬间产生很大热量，所释放的热量使得其中的氦气体积发生改变；氦气开始发生膨胀，膨胀的氦气通过活塞35、滑杆36和U型座38带动拨块39对棘轮29开始进行拨动；棘轮29开始旋转，棘轮29通过轴A27带动单向离合器28外圈发生旋转，复位弹簧45被压缩并储能；由于此时单向离合器28发挥驱动作用，所以单向离合器28的外圈通过其内圈带动轴A27旋转，轴A27带动锥齿轮A26同步旋转，锥齿轮A26通过锥齿轮B25和轴B22带动环盘21旋转；环盘21带动安装于其上的弧形锥齿块19和显示环10同时旋转；安装在环盘21上的显示环10上外露于相应显示槽A4中的颜色部分开始旋转更换；同时如图18b所示，U型座38通过连接板43带动传递条44同步运动，齿牙B60与齿轮A54配合，由于齿轮A54阻尼大于弹性片C对齿牙B60的弹力，所以齿牙B60会向右摆动，并不会带动齿轮A54转动，齿轮A54不会通过轴C52带动齿轮B53旋转，所以显示滑板48不发生位移，显示槽B5中仍显示白色。当氦气体积达到最大时，活塞35通过滑杆36和U型座38带动拨块39拨动棘轮29结束，棘轮29旋转了120度，棘轮29通过单向离合器28、轴A27、锥齿轮A26和锥齿轮B25带动环盘21旋转120度；安装在环盘21上的显示环10上位于相应显示槽A4中的颜色完全被更换成另外颜色，安装在环盘21上的弧形锥齿块19正好与锥齿轮C55相遇；由于安装在环盘21上的弧形锥齿块19对锥齿轮C55不发生相互作用，所以圆盘B16和圆盘A8不发生旋转，与圆盘A8和圆盘B16对应的两个显示槽A4中的显示环10上的颜色不发生更换改变，安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19依然距离锥齿轮D20为120的旋转角度；此时，三个显示槽A4中的显示环10上的颜色组合对应一次高压线路短路。

当高压线路发生短路后，此线路区段内的断路器就会快速断开线路，使得此区段的高压线路由短路快速变为断路；检修人员从发现线路断路开始向指示器所在位置移动过程中，指示器中的电阻块46由于线路断开而逐渐降温；在电阻块46逐渐降温过程中，氦气热胀冷缩而体积缩小，在复位弹簧45的复位作用下，活塞35带动滑杆36、U型座38和拨块39复位；此时，单向离合器28发挥超越，拨块39的复位会带动棘轮29反向旋转，棘轮29的反向旋转不受到阻碍，棘轮29的反向旋转不会通过单向离合器28带动轴A27旋转，所以轴A27不会通过一系列传动带动环盘21、圆盘B16和圆盘A8旋转；三个显示槽A4中的显示环10上的颜色不发生偏移改变。同时，复位的滑杆36通过U型座38和连接板43带动传递条44复位；如图18c所示，齿牙B60开始与齿轮A54啮合，由于限位块59的作用，齿牙B60不能向左摆动，所以齿牙B60带动齿轮A54顺时针旋转；从而使显示滑板48向左滑动，最终使红色荧光漆部分滑动到显示槽B5中；由于切断电路后，电阻块46停止产热，所以氮气温度会继续降低，最终低于电网正常运行时的温度，所以活塞35在移动到正常运行位置后还会继续向右移动，如同18d所示，从而带动传递条44继续向右移动，此时齿牙A56与齿轮A54配合，由于齿轮A54阻尼大于弹性片A对齿牙A56的弹力，所以齿牙A56向左摆动，并不会带动齿轮A54转动，则显示滑板48不发生移动。显示槽B5中仍显示为红色，此时表面指示器所在区段的线路短路后发生断路。

当因短路而发生断路的线路重新恢复开路时，电阻块46正常发热，使氦气温度升高到正常运行温度，则推动活塞35向左移动，如同18e所示，带动传递条44向左移动，由于弹簧片B58对齿牙A56的弹力大于齿轮A54阻尼，则齿牙A56不发生摆动，所以齿牙A56会带动齿轮A54逆时针旋转，最终使传递条44移动到图18a中的正常运行位置，同时使显示滑板48向右移动，白色荧光漆部分滑动到显示槽B5中。

当高压线路再次发生短路时，氦气膨胀带动活塞35运动，并使得滑杆36通过U型座38带动拨块39拨动棘轮29旋转120度；棘轮29再次通过一系列传动带动环盘21旋转120度，安装在环盘21上的显示环10上位于显示槽A4中的颜色再次更换，安装在环盘21上的弧形锥齿块19开始与锥齿轮C55相互作用并通过锥齿轮C55带动安装在圆盘B16上的锥齿环11旋转120度，锥齿环11带动圆盘B16同步旋转120度，且旋转方向与环盘21旋转方向相反；圆盘B16带动安装于其上的弧形锥齿块19旋转120度后与锥齿轮D20相遇且并未发生相互作用，安装在圆盘B16上显示环10上位于相应显示槽A4中的颜色发生更换；圆盘A8未发生旋转，安装在圆盘A8上显示环10上位于相应显示槽A4中的颜色依然未发生更换，直至安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19发生旋转，安装在圆盘A8上的锥齿环11才能在其带动下发生旋转，安装在圆盘A8上的显示环10才发生旋转，显示环10上位于相应显示槽A4内的颜色才会发生更换；设备如此运行，每发生短路一次，三个显示环10上显示的颜色排列组合都不同，每个排列组合对应一次线路的短路，根据初始状态时三个显示环10上的颜色对应关系，可以精确地计算出不同颜色排列组合所对应的高压线路短路的次数；待指示器所指示的短路次数达到上限27次时，由于设备内部氦气的消耗或缓慢泄漏，使得设备精确度明显降低，每个显示环10上的显示的颜色出现相邻两种颜色同时显示的混乱效果，不能再精确有效地形成颜色排列组合，此时更换新的指示器即可。

综上所述，本发明的有益效果：本发明中的外壳B31中的密封氦气在指示器所在高压线路区段发生短路时，高压线路上的电流瞬间增大；位于氦气内的电阻块46上所通过的电路会瞬间增大，电阻块46会瞬间产生大量的热量，使得氦气发生膨胀并推动活塞35运动，活塞35通过滑杆36带动拨块39对棘轮29进行拨动，棘轮29在拨块39的拨动下旋转120度，棘轮29通过一系列传动带动环盘21上的弧形锥齿块19旋转120度，安装在环盘21上的显示环10上的颜色完全更换成其他颜色；安装在环盘21上的弧形锥齿块19通过安装在圆盘B16上的锥齿环11带动圆盘B16旋转120度，安装在圆盘B16上的显示环10上的颜色完全更换成其他颜色；安装在圆盘B16上的弧形锥齿块19通过安装在圆盘A8上的锥齿环11带动圆盘A8旋转120度，安装在圆盘A8上的显示环10上的颜色完全更换成其他颜色；如此，三个显示环10上的颜色组合形成不同的排列顺序，根据不同的颜色排列组合可以直观的知道指示器所在线路短路的累积次数；无需翻阅以往的笔记或记录对指示器所在线路的短路次数，其效率较高。另外，显示滑板48在滑杆36的间接驱动下，发生移动，其上显示的颜色完全发生改变，提示指示器所在高压线路发生短路或断路，根据其指示，维修人员对指示器所在高压线路进行巡检并迅速找出线路短路或断路位置并及时对线路进行维护，保证电路畅通。

Claims (10)

1.一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：它包括挂钩、外壳A、圆盘A、显示环、锥齿环、圆盘B、弧形锥齿块、锥齿轮D、环盘、外壳B、活塞、滑杆、复位弹簧、电阻块、显示滑板、锥齿轮C，其中由绝缘材料制成的外壳A的上端对称安装有两个依靠弹性自锁的挂钩，挂钩下端位于外壳A内；挂钩整体用导电金属制成；沿外壳A长度方向依次等距分布的圆盘A、圆盘B和环盘旋转于外壳A中，且圆盘A、圆盘B和环盘三者同中心轴线；圆盘A、圆盘B和环盘的外柱面上分别安装有显示环，旋转的三个显示环的下端部分分别位于外壳A底部的三个显示槽A中；锥齿轮C和锥齿轮D各自通过相应的轴安装在外壳A内顶部，且锥齿轮D位于圆盘A与圆盘B之间，锥齿轮C位于圆盘B与环盘之间；锥齿轮D与安装在圆盘A盘面上的锥齿环啮合，同时锥齿轮D与安装在圆盘B盘面上的弧形锥齿块配合；锥齿轮C与安装在圆盘B盘面上的锥齿环啮合，同时锥齿轮C与安装在环盘盘面上的弧形锥齿块配合；弧形锥齿块的弧度等于环盘的单次旋转角度，且弧形锥齿块的弧度为锥齿环弧度的n分之一；每个显示环的外柱面上均周向涂有n等份首尾相连的不同颜色的荧光漆，且每个显示环上的不同颜色的荧光漆的顺序相同；

外壳B安装在外壳A内，把外壳B内腔分割成两部分的活塞沿平行于环盘中心轴线的方向小幅度滑动于外壳B中；活塞与外壳B内壁之间密封配合；一端与活塞固连的滑杆滑动于外壳B上靠近环盘的端面中心处的圆槽内；活塞上安装有对其复位的复位弹簧；外壳B中被活塞密封有氦气，处于氦气中的电阻块的正负极分别通过导线与两个挂钩连接；环盘间接被滑杆间歇单向驱动；间接被滑杆增速驱动的显示滑板沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于外壳A底部，显示滑板的外弧面上沿平行于环盘中心轴线的方向依次涂有等宽的白色荧光漆和红色荧光漆；白色荧光漆和红色荧光漆交替与外壳A底部的显示槽B配合，白色表示指示器所在高压线路正常，红色表示指示器所在高压线路因短路发生断路。

2.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述两个挂钩的下端分别固装在外壳A上表面的两个安装槽内，挂钩的下端穿过相应安装槽进入外壳A内。

3.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述外壳A的下端壳壁具有向外的弧形凸起，弧形凸起的弧心轴线平行于外壳A的长度方向；弧形凸起的弧形轴线与圆盘A、圆盘B和环盘三者的中心轴线重合,显示槽A和显示槽B均开设在弧形凸起的弧面上；圆盘A、圆盘B和环盘上安装的显示环的外径与弧形凸起的外弧半径相等。

4.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述n的值为3。

5.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述两根导线分别穿过外壳B上的两个线孔，导线与相应线孔之间为密封配合。

6.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述滑杆上对称安装有两个导键，两个导键沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于圆槽内壁上的两个导向槽内；复位弹簧嵌套在滑杆上；复位弹簧一端与活塞连接，另一端与外壳B的内壁连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述外壳A内底部安装有半圆弧板，且半圆弧板位于圆盘A与圆盘B之间；半圆弧板两侧分别通过固定座A与外壳A的两个侧壁连接；半圆弧板的弧心轴线与圆盘A和圆盘B的中心轴线重合；半圆弧板的两个半圆环面分别安装有同弧心轴线的半圆梯形导条；两个半圆梯形导条分别绕相应弧形轴线旋转滑动于圆盘A盘面上的梯形环槽A和圆盘B盘面上的梯形环槽B中。

8.根据权利要求1所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述环盘所在的轴B与安装在外壳A内的固定座B轴承配合；轴B上安装有锥齿轮B，锥齿轮B与通过轴A安装在外壳A内顶部的锥齿轮A啮合；轴A与外壳A轴承配合；轴A上安装有单向离合器，且单向离合器位于锥齿轮A上方；单向离合器的外圈上安装有棘轮；滑杆外露于外壳B的一端上安装有U型座；U型座中铰接有拨块，拨块上未与U型座铰接的一端具有与棘轮上的棘齿配合的尖齿；拨块与U型座的铰接销上安装有对拨块相对于U型座摆动复位的涡卷弹簧；拨块上的铰接孔内壁上周向开有环形槽；涡卷弹簧嵌套在拨块与U型座的铰接销上，且涡卷弹簧位于环形槽内；涡卷弹簧一端与环形槽内壁连接，另一端与铰接销连接；U型座上安装有限制拨块绕其铰接点向棘轮中心轴线方向摆动的限摆块；U型座上安装有连接板；连接板下端水平安装有传递条，传递条平行于环盘的中心轴线；传递条下方左侧安装有齿牙A，右侧安装有齿牙B，齿牙A和齿牙B均可绕齿根旋转，齿牙A左右两侧安装有弹簧片A和弹簧片B，弹簧片A和弹簧片B一端与齿条底部连接，另一端紧贴在齿牙A左右两侧，齿牙B左侧安装有限位块，右侧安装有弹簧片C；弹簧片A、弹簧片B、弹簧片C在初始位置下处于自然状态，对齿牙A和齿牙B没有弹力，此时齿牙A和齿牙B竖直向下；齿牙A和齿牙B与齿轮A配合，齿轮A绕轴线旋转，且具有一定阻尼，弹簧片A、弹簧片C的弹力小于齿轮A的阻尼，弹簧片B的弹力大于齿轮A的阻尼；显示滑板上通过连接块安装有齿条；与齿轮A同轴的齿轮B与下方的齿条啮合；显示滑板的外弧面上对称地安装有两个梯形导块，两个弧形导块分别沿平行于环盘中心轴线的方向滑动于外壳A弧形凸起的内弧面上的两个梯形导槽内。

9.根据权利要求8所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述齿轮A与齿轮B的传动比大于1。

10.根据权利要求4或8所述的一种用于配网自动化的安全故障指示器，其特征在于：上述锥齿轮A与锥齿轮B的传动比为1：1，且滑杆通过拨块一次拨动棘轮带动锥齿轮A旋转的角度为120度。

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