CN111863473A - 一种充气柜的离合电动机构及开合闸操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供配电设备技术领域，特别是一种充气柜的离合电动机构及开合闸操作方法，本发明的离合电动机构通过顶接块顶起离合器片实现离合器片结合第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合连接以带动机构操作轴转动实现分闸或合闸操作，并且转动轴反向转动后离合器片与第一齿轮分离，保证电动机构与机构操作轴彻底分离，在故障时充气柜也能够实现手动操作；本发明的操作方法在实现分闸或合闸操作后，延时S秒，驱动机构再反向转动，保证离合器片与第一齿轮彻底分离，并且能够降低由于电动机正转与反转之间迅速切换时，反电动势过高可能造成对电动机以及控制回路继电器触点的影响，提升机构的稳定性和可靠性。

Description

一种充气柜的离合电动机构及开合闸操作方法

技术领域

本发明涉及供配电设备技术领域，特别是一种充气柜的离合电动机构及开合闸操作方法。

背景技术

SF6负荷开关充气柜是采用六氟化硫气体绝缘的负荷开关充气柜，是广泛用于高压供电系统的开关设备，为保证开关的可靠运行，高压开关的操作维护有一定的操作流程来保障人员的安全，在维护期间开关需要分闸、验电、挂接地线等一系列操作流程后方可进行人工维护；传统的负荷开关充气柜的离合电动机构存在手动操作和电动操作之间的离合不彻底、离合同步性差或者是电动工作电源突然故障时，离合系统卡结等问题，最终引发手动操动系统和电动操动系统均失效的事故，严重影响了电力设备的可靠运行。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种充气柜的离合电动机构以及开合闸操作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种充气柜的离合电动机构，包括：转动轴，连接有驱动机构，所述驱动机构用于驱使所述转动轴自转；第一齿轮，设置在所述转动轴上；离合组件，包括顶接块以及离合器片，所述离合器片套接在所述转动轴上，所述顶接块可随所述转动轴转动并顶起所述离合器片，所述离合器片能够与所述第一齿轮接合并带动所述第一齿轮转动；机构操作轴，用于驱使充气柜分闸或合闸，通过第二齿轮与所述第一齿轮啮合连接；电路板，所述驱动机构与所述电路板电连接；所述离合器片的周侧设置有正反转感应组件，所述离合器片上设置有卡环，所述卡环随所述离合器片转动并靠近或抵接所述正反转感应组件；所述第二齿轮的周侧设置有分合闸感应组件，所述第二齿轮上设置有感应块，所述感应块随所述第二齿轮转动并靠近或抵接所述分合闸感应组件；并且，所述正反转感应组件以及所述分合闸感应组件分别与所述电路板电连接。

进一步地，所述正反转感应组件包括对应设置在所述离合器片两侧的正转感应件以及反转感应件。

进一步地，所述分合闸感应组件包括对应设置在所述第二齿轮两侧的分闸感应件以及合闸感应件。

进一步地，所述卡环采用弹性材料制成并卡套在所述离合器片上。

进一步地，所述第一齿轮与所述离合器片之间还设置有分离压簧，所述分离压簧常态下受压缩。

进一步地，所述离合器片上相对靠近所述第一齿轮的端面设置有啮合齿，所述第一齿轮上设置有与所述啮合齿相配合的齿槽。

进一步地，所述啮合齿呈梯形。

进一步地，所述顶接块呈球状，所述转动轴上设置用于放置顶接块的放置槽，所述离合器片上相对靠近所述顶接块的一端设置有与所述顶接块相配合的卡位。

本发明还提供一种充气柜的分合闸操作方法，包括如下步骤：

驱动机构驱使转动轴自转，顶接块随转动轴转动并顶接离合器片；

离合器片朝上移动并接合第一齿轮，离合器片随转动轴转动并带动第一齿轮转动，并且卡环随离合器片转动以靠近或抵接正反转感应组件；

第二齿轮由第一齿轮带动并驱使机构操作轴转动以实现分闸或合闸动作，感应块随第二齿轮转动至靠近或抵接分合闸感应组件，电路板控制驱动机构停止转动；

延时S秒后，电路板控制驱动机构反向转动至卡环断开或远离正反转感应组件，离合器片朝下移动以远离第一齿轮；

驱动机构停止转动。

进一步地，所述S秒的范围在0.5秒至2秒之间。

本发明主要具有以下有益效果：

本发明的离合电动机构通过顶接块顶起离合器片实现离合器片结合第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合连接以带动机构操作轴转动实现分闸或合闸操作，并且转动轴反向转动后离合器片与第一齿轮分离，保证电动机构与机构操作轴彻底分离，在故障时充气柜也能够实现手动操作；本发明的操作方法在实现分闸或合闸操作后，延时S秒，驱动机构再反向转动，保证离合器片与第一齿轮彻底分离，并且能够降低由于电动机正转与反转之间迅速切换时，反电动势过高可能造成对电动机以及控制回路继电器触点的影响，提升机构的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的电动离合机构其中一个视角的结构示意图；

图2是本发明实施例的电动离合机构另一个视角的结构示意图；

图3是本发明实施例的电动离合机构的剖面示意图；

图4为图3中A处的放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图4所示的一种充气柜的电动离合机构，其包括有基座100以及设置在基座100上的驱动机构200，在本实施例中，该驱动机构200可以是常规的伺服电机，基座100上还设置有转动轴201，所述转动轴201通过齿轮啮合或是常规的减速器与驱动机构200连接，驱动机构200能够驱使转动轴201自转，转动轴201上设置有第一齿轮202以及离合组件，具体的，转动轴201上设置有凸台203，离合组件以及第一齿轮202自下而上依次套接在转动轴201上，并且离合组件设置在转动轴201上凸台203与第一齿轮202之间的位置，该离合组件包括顶接块204以及离合器片205，顶接块204可以是可拆卸固定在凸台203上，并且顶接块204随转动轴201转动时可以将离合器片205顶起，离合器片205与第一齿轮202接合后即可带动第一齿轮202转动，基座100上还设置有机构操作轴400，该机构操作轴400用于驱使充气柜分闸或合闸，在本实施例中规定机构操作轴400正向旋转即是合闸操作，机构操作轴400反向旋转即是分闸操作，机构操作轴400通过第二齿轮101与第一齿轮202啮合连接，在一些实施例中，第一齿轮202与第二齿轮101之间还设置有中间齿轮102，使得机构操作轴400的转向与转动轴201的转向一致，基座100上还设置有电路板300，该电路板300用于控制驱动机构200的启闭，本实施例中，该电路板300可以采用行业内的常规设计与型号，其通常包括可编程控制器，其具体结构与控制原理均为公知技术，在本实施例中不再赘述。

参照图1所示，在基座100上离合器片205的周侧设置有至少一个正反转感应组件207，离合器片205上设置有卡环208，卡环208随离合器片205转动并靠近或抵接正反转感应组件207；在基座100上第二齿轮101的周侧设置有至少一个分合闸感应组件103，第二齿轮101上设置有感应块104，感应块104随第二齿轮101转动并靠近或抵接分合闸感应组件103，在一些实施例中，该正反转感应组件207以及分合闸感应组件103均可以是常规的接触式传感器或距离传感器；并且在一些实施例中，该正反转感应组件207以及分合闸感应组件103均为一个；在使用时，驱动机构200驱使转动轴201转动，转动轴201通过第一齿轮202与第二齿轮101啮合传动驱使机构操作轴400正向转动实现合闸操作，并且第二齿轮101随机构操作轴400转动以使得感应块104靠近或抵接分合闸感应组件103，分合闸感应组件103感应到感应块104后将感应信号发送至电路板300上，电路板300接收到分合闸感应信号后，控制驱动机构200停止转动，并且在延时一定时间后，驱动机构200反向转动使得所述感应块104远离分合闸感应组件103，并且操作过程中，卡环208随离合器片205转动并且先接触并压接正反转感应组件207，并且卡环208压接正反转感应组件207后，由于正反转感应组件207的阻挡作用，使得卡环208不随离合器片205继续转动，在驱动机构200驱使转动轴201反向转动时，卡环208随离合器片205反向转动并且远离正反转感应组件207，正反转感应组件207断开与卡环208的感应并且将该信号发送至电路板300，电路板300接受到该信号后控制驱动机构200停止反向转动；在驱动机构200驱使转动轴201正向转动过程中，顶接块204随转动轴201正向转动并顶起离合器片205，使得离合器片205与第一齿轮202结合，第一齿轮202从而能够随转动轴201正向转动以带动第二齿轮101转动，即带动机构操作轴400转动以实现合闸操作，而在驱动机构200停止转动并延时一定时间后，电路板300控制驱动机构200反向转动，顶接块204随转动轴201反向转动从而撤销对离合器片205的顶升力，离合器片205可以依靠自身的重力作用朝下移动而与第一齿轮202分离，从而保证机构操作轴400此时不与驱动机构200连接，方便下一次的手动或电动操作；需要说明的是，分闸操作与上述合闸操作的区别仅是在转动轴201的转动方向相反，在此不再赘述。

在一些实施例中，参照图1所示，所述正反转组件包括对应设置在离合器片205两侧的正转感应件和反转感应件，并且，所述分合闸感应组件103包括对应设置在所述第二齿轮101两侧的分闸感应件以及合闸感应件，在本实施例中，所述正转感应件、反转感应件、分闸感应件以及合闸感应件均可以常规的接触式传感器或接近传感器，在本实施例中，第一齿轮202和第二齿轮101仅需转动一定角度即可实现机构操作轴400驱使充气柜合闸和分闸操作，此时将，正反转感应组件207以及分合闸组件均分成两个感应器设置在两侧，能够提升检测精度，从而保证驱动机构200驱使机构操作轴400正转实现合闸后不再继续正转或延时后反向转动一定角度以及实现合闸后机构操作轴400不再继续反转或延时后正向转动一定角度。

在一些实施例中，参照图3与图4所示，所述卡环208采用弹性材料制成并且卡套在所述离合器片205上，具体的，该卡环208通过自身的弹性形变压接离合器片205，也就是通过卡环208与离合器片205之间的摩擦力实现卡环208随离合器片205转动，而卡环208在受到正反转感应组件207的阻挡时又可以不再继续随离合器片205转动，从而避免卡环208阻碍转动轴201转动而使得无法带动机构操作轴400转动，保证整个机构运行的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，参照图4所示，所述第一齿轮202与所述离合器片205之间还设置有分离压簧206，常态下分离压簧206受压缩，也就是分离压簧206始终给离合器片205提供一个相对远离第一齿轮202的作用力，从而保证在顶接块204撤销对离合器片205的顶升力后，离合器片205能够快速地与第一齿轮202分离，实现转动轴201与机构操作轴400之间传动力快速、彻底的分离。

在一些实施例中，参照图4所示，所述离合器片205上相对靠近所述第一齿轮202的端面设置有啮合齿209，所述第一齿轮202上设置有与所述啮合齿209相配合的齿槽，进一步的，所述啮合齿209呈梯形，所述第一齿轮202上与所述啮合齿209相配合的齿槽也相应设置呈梯形槽，其目的在于，在顶接块204顶升离合器片205，使得离合器片205与第一齿轮202相接合的过程中，通过梯形的啮合齿209与齿槽逐步接合，避免离合器片205与第一齿轮202刚性接合，从而有效保证该机构运行的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，参照图4所示，所述顶接块204呈球形，在本实施例中，该顶接块204可以为钢珠，所述转动轴201上设置有用于放置顶接块204的放置槽，所述离合器片205上相对靠近所述顶接块204的一端设置有与所述顶接块204相配合的卡位，具体的，所述转动轴201上设置有凸环，所述放置槽有若干个沿周向设置在所述凸环上，本实施例根据实际情况设置为沿周向均布的四个，并且该四个放置槽上对应设置有顶接块204，而所述卡位可以是设置在所述离合器片205下端面的圆槽，并且圆槽的槽边倒圆设置，其目的在于保证顶接块204相对离合器片205转动时能够自卡位中转出，使得顶接块204的顶部抵接离合器片205的下端面而实现顶升离合器片205，而在需要分离离合器片205和第一齿轮202时，顶接块204能够随转动轴201相对离合器片205转动至卡位处，从而使得离合器片205能够朝下移动一个卡位深度的距离以实现离合器片205与第一齿轮202分离。

一种充气柜的分合闸操作方法，可以分为合闸操作方法和分闸操作方法，具体的，分闸操作方法与合闸操作方法的区别点在于，在相同流程节点中转动轴201的转动方向相反，以下通过合闸操作方法进行说明，具体包括如下步骤：

驱动机构200驱使转动轴201自转，顶接块204随转动轴201转动并顶接离合器片205；具体的，驱动机构200通过齿轮啮合或减速器驱使转动轴201正向转动一定角度，在转动轴201正向转动过程中，顶接块204随转动轴201转动，并且顶接块204的顶部自离合器片205下端面的卡位处移动至顶接离合器片205的下端面；

离合器片205朝上移动并接合第一齿轮202，具体的，离合器片205上的啮合齿209卡接到第一齿轮202下端面的齿槽中，从而保证离合器片205能够稳定带动第一齿轮202转动，离合器片205随转动轴201转动并带动第一齿轮202转动，并且卡环208随离合器片205转动以靠近或抵接正反转感应组件207，并且，在卡环208抵接或压接正反转感应组件207后，转动轴201继续驱使离合器片205转动，即，卡环208在抵接正反转感应组件207后，由于正反转感应组件207的阻挡作用，卡环208不再继续随离合器片205转动；

第二齿轮101由第一齿轮202带动并驱使机构操作轴400正向转动以实现合闸动作，具体的，第二齿轮101通过中间齿轮102与第一齿轮202相啮合，从而保证第二齿轮101与第一齿轮202的转动方向一致，感应块104随第二齿轮101转动至靠近或抵接分合闸感应组件103，电路板300控制驱动机构200停止转动；

延时S秒后，电路板300控制驱动机构200反向转动至卡环208断开或远离正反转感应组件207，离合器片205朝下移动以远离第一齿轮202；

驱动机构200停止转动。

在一些实施例中，上述实施例所述的S秒通常是在0.5秒至2秒之间，其目的在于通过延时S秒后在控制驱动机构200反向转动，能够降低由于电动机正转与反转之间迅速切换时，反电动势过高可能造成对电动机以及控制回路继电器触点的影响，提升机构的稳定性和可靠性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，包括：

转动轴，连接有驱动机构，所述驱动机构用于驱使所述转动轴自转；

第一齿轮，设置在所述转动轴上；

离合组件，包括顶接块以及离合器片，所述离合器片套接在所述转动轴上，所述顶接块可随所述转动轴转动并顶起所述离合器片，所述离合器片能够与所述第一齿轮接合并带动所述第一齿轮转动；

机构操作轴，用于驱使充气柜分闸或合闸，通过第二齿轮与所述第一齿轮啮合连接；

电路板，所述驱动机构与所述电路板电连接；

所述离合器片的周侧设置有正反转感应组件，所述离合器片上设置有卡环，所述卡环随所述离合器片转动并靠近或抵接所述正反转感应组件；

所述第二齿轮的周侧设置有分合闸感应组件，所述第二齿轮上设置有感应块，所述感应块随所述第二齿轮转动并靠近或抵接所述分合闸感应组件；

并且，所述正反转感应组件以及所述分合闸感应组件分别与所述电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述正反转感应组件包括对应设置在所述离合器片两侧的正转感应件以及反转感应件。

3.根据权利要求1或2所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述分合闸感应组件包括对应设置在所述第二齿轮两侧的分闸感应件以及合闸感应件。

4.根据权利要求1所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述卡环采用弹性材料制成并卡套在所述离合器片上。

5.根据权利要求1所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述第一齿轮与所述离合器片之间还设置有分离压簧，所述分离压簧常态下受压缩。

6.根据权利要求1所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述离合器片上相对靠近所述第一齿轮的端面设置有啮合齿，所述第一齿轮上设置有与所述啮合齿相配合的齿槽。

7.根据权利要求6所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述啮合齿呈梯形。

8.根据权利要求1所述的一种充气柜的离合电动机构，其特征在于，所述顶接块呈球状，所述转动轴上设置用于放置顶接块的放置槽，所述离合器片上相对靠近所述顶接块的一端设置有与所述顶接块相配合的卡位。

9.一种充气柜的分合闸操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

驱动机构驱使转动轴自转，顶接块随转动轴转动并顶接离合器片；

离合器片朝上移动并接合第一齿轮，离合器片随转动轴转动并带动第一齿轮转动，并且卡环随离合器片转动以靠近或抵接正反转感应组件；

第二齿轮由第一齿轮带动并驱使机构操作轴转动以实现分闸或合闸动作，感应块随第二齿轮转动至靠近或抵接分合闸感应组件，电路板控制驱动机构停止转动；

延时S秒后，电路板控制驱动机构反向转动至卡环断开或远离正反转感应组件，离合器片朝下移动以远离第一齿轮；

驱动机构停止转动。

10.根据权利要求9所述的一种充气柜的分合闸操作方法，其特征在于，所述S秒的范围在0.5秒至2秒之间。

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