CN110911188B - 一种用于高速开关的合闸缓冲机构及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压器件的技术领域，公开了一种用于高速开关的合闸缓冲机构，包括与高速开关的壳体相连的机架，所述机架上设置有缓冲机构和调节机构，所述调节结构用于调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置，所述缓冲机构用于对合闸过程进行缓冲。本发明的合闸缓冲结构，简单可靠、便于应用，具有良好的市场推广价值。

Description

一种用于高速开关的合闸缓冲机构及调节方法

技术领域

本发明涉及高压器件的技术领域，尤其涉及一种用于高速开关的合闸缓冲机构及调节方法。

背景技术

在高压电力设备，尤其是直流输配电领域，实现快速动作能够大幅度缩短故障持续时间、迅速恢复电力系统，电力系统稳定性及适应能力显著提高，可显著降低电网运行成本，便于智能化控制。传统开关设备，由于传动结构复杂，难以满足上述需求。高速机械开关应运而生，以其简单的传动链、独特的驱动方式，可实现毫秒级动作。

由于高速机械开关运动速度快，一方面需要降低运动件惯性，以减少开关动能和驱动力；另一方面需要匹配稳定、高效的缓冲耗能组件，以降低结构件的冲击力及耗散多余能量，提高开关的稳定性和使用寿命。

一般情况下，采用弹簧、橡胶件等缓冲件吸收开关动作中的动能；同时，可降低开关运动件的惯性力峰值，降低结构件的机械性能要求。但采用弹簧进行缓冲只能实现储能、能量的传递，而不能耗散多余能量，导致触头弹跳和磨损，影响分、合闸性能和元件寿命，同时开关特性分散、稳定性差。

申请公布号为CN 108831789A的中国专利中采用橡胶垫和弹簧作为缓冲件适用于低速、大行程缓冲，在高速机械开关缓冲中，能量吸收有限，会引起合闸弹跳、分闸反弹；弹簧储能状态下易发生蠕变和松弛；该结构占用空间大，与高速机械开关小型化、紧凑化设计不相适应。

发明内容

本发明提供一种用于高速开关的合闸缓冲机构及调节方法，解决了现在采用弹簧进行缓冲只能实现储能、能量的传递，而不能耗散多余能量，导致触头弹跳和磨损，影响分合闸性能和元件寿命，同时开关特性分散、稳定性差等问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种用于高速开关的合闸缓冲机构，包括与高速开关的壳体相连的机架，所述机架上设置有缓冲机构和调节机构，所述调节结构用于调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置，所述缓冲机构用于对合闸过程进行缓冲。

进一步，所述调节结构包括撞击板，所述撞击板通过轴套套装在高速开关操纵机构的操纵连杆上，其底面通过多个导向柱与机架相连，顶面通过缓冲机构与机架相连，在所述轴套相对撞击板底面的一个端部设置有外延圆环，通过调节多个导向柱伸出机架的高度，调节在合闸行程中外延圆环与撞击板的非接触距离，从而调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置。

进一步，多个所述导向柱平行间隔设置，其轴向中心线均与操纵连杆的平行，其一端贯穿撞击板，表面设置有台阶，所述台阶的端面与撞击板的底面相对设置，另一端与机架螺纹连接，通过调节伸出机架的螺纹长度，调节在合闸行程中外延圆环与撞击板的非接触距离。

进一步，所述缓冲机构包括多个平行间隔设置的液压缓冲器，其活塞杆均通过弹簧与撞击板相连，顶部均通过螺杆与机架相连，通过调节螺杆的伸出长度，调节活塞杆被压缩的长度。

进一步，所述撞击板呈长条状，中心设置有供轴套通过的第一通孔，两侧各设置一个与供导向柱配合的第二通孔，两端各连接一个液压缓冲器的活塞杆，所述第一通孔的内径大于轴套的外径，且小于外延圆环的外径。

一种基于上文所述的用于高速开关的合闸缓冲机构的调节方法，根据高速开关的容量要求，通过调节各个导向柱另一端伸出机架的长度，确定在合闸行程中缓冲机构的投入位置，再通过调节螺杆伸出机架的长度，调节其活塞杆被压缩的长度，从而调节各个液压缓冲器所提供的缓冲能力。

本发明有益的技术效果如下：

通过设置在机架上的缓冲机构和调节机构，借助调节结构调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置，实现不同容量高速开关以及同一高速开关不同状况的适应能力，通过对缓冲机构中各个液压缓冲器的活塞杆被压缩长度的调节，实现对合闸过程中各个液压缓冲器的缓冲能力的调节，从而实现缓冲特性的可调性，扩大应用范围，同时，在合闸开始和分闸结束时，整个合闸缓冲机构除了轴套，其余部分的重量都集中在机架上，将运动质量从开关总体运动质量中分离，操纵机构获取同等速度所需的驱动力降低，整体运动能量减小，改善了缓冲工况。

附图说明

图1为本发明的合闸时的轴向剖视图；

图2为本发明的分闸时的轴向剖视图；

图3为本发明的撞击板的结构示意图图；

其中，1-机架，2-液压缓冲器，21-活塞杆，3-弹簧，4-撞击板，41-第一通孔，42-第二通孔，5-螺杆，6-轴套，61-外延圆环，7-操纵连杆，8-导向柱，81-台阶。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2和3所示，本发明提供了一种用于高速开关的合闸缓冲机构，包括与高速开关的壳体相连的机架1，在机架1上设置有缓冲机构和调节机构，该调节结构用于调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置，该缓冲机构用于对合闸过程进行缓冲，这样可以在较短的开关高速运动行程内解决缓冲降速、能量耗散问题，使动触头实现高速接近静触头、低速碰撞，从而实现合闸时间可控、合闸可靠、弹跳小、提高机械操作寿命，整体采用结构模块化、紧凑化设计，降低运动质量以减少所需驱动力，实现缓冲参数灵活可调。

如图1和2所示，该缓冲机构包括多个平行间隔设置的液压缓冲器2，其活塞杆21均通过弹簧3与撞击板4相连，顶部均通过螺杆5与机架1相连，通过调节螺杆5的伸出长度，调节活塞杆21被压缩的长度，从而调节各个液压缓冲器2在合闸过程中所提供的缓冲能力。可以在液压缓冲器2的顶部设置定位孔，固定螺杆5的一端，在机架1的对应位置设置与螺杆5的另一端配合、带有内螺纹的通孔，螺杆5穿过通孔，其外围设置螺母固定。需要调节时，将螺母拧松，向远离机架1的方向旋转，再调节螺杆5伸长机架1的长度到所需位置，最后在拧紧螺母，固定在机架1上。

该调节结构包括撞击板4，该撞击板4通过轴套6套装在高速开关操纵机构的操纵连杆7上，其底面通过多个导向柱8与机架1相连，顶面通过各个液压缓冲器2与机架1相连，在轴套6相对撞击板4底面的一个端部设置有外延圆环61，多个导向柱8平行间隔设置，其轴向中心线均与操纵连杆7的平行，其一端贯穿撞击板4，表面设置有台阶81，该台阶81的端面与撞击板4的底面相对设置，另一端与机架1螺纹连接，这样，通过螺纹配合，调节导向柱8伸出机架1的螺纹长度，调节在合闸行程中外延圆环61与撞击板4的非接触距离，从而调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置。

如图3所示，该撞击板4可设计呈长条状，中心设置有供轴套6通过的第一通孔41，两侧各设置一个与供导向柱8配合的第二通孔42，两端各连接一个液压缓冲器2的活塞杆，该第一通孔41的内径大于轴套6的外径，且小于外延圆环61的外径，这样，随着分合闸过程中操纵连杆7带动动触头连同其上的轴套6运动，使得外延圆环61可以抵住撞击板4，带动其一起运动。

本发明的工作过程如下：

在合闸过程中，操纵连杆7带动动触头连同其上的轴套6向上运动，使得轴套6的外延圆环61逐渐向撞击板4靠近，直至其接触撞击板4的底面，带动撞击板4一起向上运动，此时与撞击板4连接的各个液压缓冲器2的活塞杆21开始被压缩，液压缓冲器2开始起作用，对合闸过程进行缓冲，直至完成合闸行程。

在分闸过程中，首先，操纵连杆7带动动触头连同其上的轴套6向下运动，此时轴套6的外延圆环61与撞击板4相接触，各个液压缓冲器2还处于压缩状态，会提供向下的推力，进一步促进动触头和静触头的分离，直至撞击板4的底面与各个导向柱8的台阶81端面相接触，操纵连杆7继续带动动触头连同其上的轴套6向下运动，此时轴套6的外延圆环61与撞击板4开始分离，直至完成分闸行程。

这样，由于撞击板4上第一通孔41的内径大于轴套6的外径，在合闸开始和分闸结束时，本发明的合闸缓冲机构除了轴套6，其余部分的重量都集中在机架1上，将运动质量从开关总体运动质量中分离，操纵机构获取同等速度所需的驱动力降低，整体运动能量减小，改善了缓冲工况。同时，各个液压缓冲器2与高速开关的操纵连杆7并列放置，未处于操纵连杆7的运动路径中，更为紧凑，不额外占用运动方向上空间；各个液压缓冲器2可以成对使用，提高了缓冲的可靠性，多余能量的耗散更为平稳，合闸弹跳可控，提高结构件及动触头的使用寿命；另外，各个液压缓冲器2安装灵活，易于拆卸、更换，易于观察其使用状态，整个装置的结构简单，加工方便，便于大规模的生产制造，具有良好的市场推广价值。当然如果将整个装置倒置过来，放置于分闸缓冲器的位置，同样可以起到分闸缓冲的作用。

本发明还提供了一种基于上文所述的用于高速开关的合闸缓冲机构的调节方法，可根据不同高速开关的容量要求或者同一高速开关的使用状况，通过调节各个导向柱8另一端伸出机架1的长度，确定在合闸行程中缓冲机构的投入位置，再通过调节螺杆5伸出机架1的长度，调节其活塞杆21被压缩的长度，从而调节各个液压缓冲器2所提供的缓冲能力。具体地，转动导向柱8，使其旋出或旋入机架1，带动与其台阶81端面接触的撞击板4上下运动，实现撞击板4与轴套6的外延圆环61之间距离的调节，从而调节撞击板4上各个液压缓冲器2的投入位置；然后，拧松螺杆5与机架1接触部分的螺母，转动螺杆5使其旋出或旋入机架1，调节各个液压缓冲器2的活塞杆21被压缩的长度，从而调节在合闸过程中，各个液压缓冲器2所能提供的缓冲能力。由于液压缓冲器2中活塞杆21上不同部位被压缩时的力量是不同，那么不同部位投入到合闸过程中，所提供的缓冲力量也是不同，因此，调节各个液压缓冲器2的活塞杆21被压缩的长度，就可以控制投入合闸过程中活塞杆的部位，从而实现缓冲能力的调节。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种用于高速开关的合闸缓冲机构，其特征在于：包括与高速开关的壳体相连的机架，所述机架上设置有缓冲机构和调节机构，所述调节机构 用于调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置，所述缓冲机构用于对合闸过程进行缓冲；

所述调节结构包括撞击板，所述撞击板通过轴套套装在高速开关操纵机构的操纵连杆上，其底面通过多个导向柱与机架相连，顶面通过缓冲机构与机架相连，在所述轴套相对撞击板底面的一个端部设置有外延圆环，通过调节多个导向柱伸出机架的高度，调节在合闸行程中外延圆环与撞击板的非接触距离，从而调节缓冲机构在合闸行程中的投入位置。

2.根据权利要求1所述的用于高速开关的合闸缓冲机构，其特征在于：多个所述导向柱平行间隔设置，其轴向中心线均与操纵连杆的平行，其一端贯穿撞击板，表面设置有台阶，所述台阶的端面与撞击板的底面相对设置，另一端与机架螺纹连接，通过调节伸出机架的螺纹长度，调节在合闸行程中外延圆环与撞击板的非接触距离。

3.根据权利要求1所述的用于高速开关的合闸缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构包括多个平行间隔设置的液压缓冲器，其活塞杆均通过弹簧与撞击板相连，顶部均通过螺杆与机架相连，通过调节螺杆的伸出长度，调节活塞杆被压缩的长度。

4.根据权利要求3所述的用于高速开关的合闸缓冲机构，其特征在于：所述撞击板呈长条状，中心设置有供轴套通过的第一通孔，两侧各设置一个与供导向柱配合的第二通孔，两端各连接一个液压缓冲器的活塞杆，所述第一通孔的内径大于轴套的外径，且小于外延圆环的外径。

5.一种基于权利要求1所述的用于高速开关的合闸缓冲机构的调节方法，其特征在于：根据高速开关的容量要求，通过调节各个导向柱另一端伸出机架的长度，确定在合闸行程中缓冲机构的投入位置，再通过调节螺杆伸出机架的长度，调节其活塞杆被压缩的长度，从而调节各个液压缓冲器所提供的缓冲能力。

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