CN112201531B - 一种有载调压开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有载调压开关，包括固定座、挡位选择机构及直线永磁切换机构、以及控制组件；所述挡位选择机构包括电机、齿轮组件以及直线传动组件，所述直线传动组件上连接有挡位触头；所述直线永磁切换机构包括双工位永磁机构、驱动杆组件，真空开关组件及切换开关组件；所述双工位永磁机构、驱动杆组件真空开关组件及切换开关组件平行设置；所述驱动杆组件包括导向滑座以及驱动杆；所述驱动杆上连接有切换板、主驱动板及辅助驱动板，所述导向滑座上还连接有微动开关；所述控制组件能接收所述挡位触头及微动开关的导通信号，以控制电机及双工位永磁机构的启闭，从而实现闭环控制。实施本发明，可实现切换闭环控制，结构紧凑。

Description

一种有载调压开关

技术领域

本发明涉及多挡位分接开关技术领域，尤其涉及一种有载调压开关。

背景技术

供电部门所采用的有载分接开关大都是筒式结构，它由圆柱形绝缘筒、主轴、安装支架、导电环、动触头和静触头组成，它的静触头分布在绝缘筒的内壁上，相邻的静触头之间必须保持合适的间隙，防止漏电或电弧击穿，因此绝缘筒内壁的直径及周长直接决定了该分接开关所能设置的最大挡位数，挡位数越多的分接开关，所需要的绝缘筒直径越大，开关的体积也越大，整体重量增加。

中国专利申请(名称为：永磁真空有载调压分接开关，公布号：CN108376621A)公开了一种永磁真空有载调压分接开关，包括挡位选择机构和电路切换机构，所述挡位选择机构上设置有多个定触头和与之配合的第一动触头；所述电路切换机构包括永磁机构、切换开关、真空管及过渡电阻；所述挡位选择机构和电路切换机构平行设置，其特征在于：所述切换开关包括转轴、切换触头机构和杠杆式机构，所述永磁机构带动转轴转动，所述转轴驱动杠杆式机构闭合或者断开真空管，且转轴驱动切换触头机构运动。该装置切换过程容易失效，且为开环控制，制造难度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种有载调压开关，可实现切换闭环控制，结构紧凑。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种有载调压开关，包括固定座、设于固定座上的挡位选择机构及直线永磁切换机构、以及控制组件；

所述挡位选择机构包括电机、与所述电机连接的齿轮组件以及与所述齿轮组件连接的直线传动组件，所述直线传动组件上连接有挡位触头；

所述直线永磁切换机构包括双工位永磁机构、由所述双工位永磁机构带动往复运动的驱动杆组件，真空开关组件及切换开关组件；所述双工位永磁机构、驱动杆组件真空开关组件及切换开关组件平行设置；

所述驱动杆组件包括导向滑座以及滑动设于所述导向滑座上的驱动杆；所述驱动杆上连接有切换板、主驱动板及辅助驱动板，所述切换板用于控制所述切换开关组件导通单数回路或双数回路，所述主驱动板及辅助驱动板用于控制真空开关组件按预定顺序合闸及分闸，以在换挡时灭弧；所述导向滑座上还连接有用于检测驱动杆的运动位置的微动开关；

所述控制组件能接收所述挡位触头及微动开关的导通信号，以控制电机及双工位永磁机构的启闭，从而实现闭环控制。

作为上述技术方案的改进，所述双工位永磁机构包括与所述固定座连接的永磁机构本体以及永磁机构本体驱动往复运动的驱动架组件，所述驱动架组件与所述驱动杆连接。

作为上述技术方案的改进，所述固定座上设有多个导向支撑座，所述导向支撑座用于在驱动杆运动时导向。

作为上述技术方案的改进，所述驱动架本体包括与所述操动杆连接的连接杆以及与所述连接杆连接的连接横杆。

作为上述技术方案的改进，所述真空开关组件包括主真空管、控制所述主真空管通断的第一杠杆组件、辅助真空管、控制所述辅助真空管通断的第二杠杆组件以及过渡电阻；

所述主驱动板驱动所述第一杠杆组件运动，所述辅助驱动板驱动所述第二杠杆组件运动。

作为上述技术方案的改进，所述切换开关组件包括顺序设置的单数回路触头、公共触头及双数回路触头；

所述公共触头、单数回路触头及主真空管连通以导通单数回路；

所述公共触头、双数回路触头及主真空管连通以导通双数回路。

作为上述技术方案的改进，所述第一杠杆组件及第二杠杆组件均包括第一支座、设于所述第一支座上的第一杠杆以及由所述主驱动板或辅助驱动板驱动升降的第一滚轮压杆组合体；

所述第一杠杆的一端与所述主真空管或辅助真空管的动触头连接，其另一端与所述第一滚轮压杆组合体连接。

作为上述技术方案的改进，所述主驱动板的底面包括依次连接的第一导向面段、第一压紧平面段及第二导向面段；

所述第一导向面段倾斜向下设置，所述第二导向面段倾斜向上设置；

在所述第一压紧平面段，所述主驱动板能驱动所述第一滚轮压杆组合体下压。

作为上述技术方案的改进，所述辅助驱动板的底面包括依次连接的第二压紧平面段、第三导向面段、过渡段、第四导向面段及第三压紧平面段；所述第二压紧平面段倾斜向上设置，所述第三压紧平面段倾斜向下设置；

在所述第二压紧平面段及第三压紧平面段，所述辅助驱动板能驱动所述第二滚轮压杆组合体下压。

作为上述技术方案的改进，所述第一压紧平面段与所述第一滚轮压杆组合体的滚轮抵接时，所述第二滚轮压杆组合体的滚轮位于所述过渡段的下方；所述第二压紧平面段及第三压紧平面段与所述第二滚轮压杆组合体的滚轮抵接时，所述第一滚轮压杆组合体的滚轮位于所述主驱动板的外部。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明通过所述控制组件接收的外部调节信号，控制所述电机驱动，所述电机通过齿轮组件传动及直线传动组件带动挡位触头调节，当挡位触头调节到位后，会反馈信号给所述控制组件使电机停止运动。

所述控制组件能发送信号，使所述双工位永磁机构通电，所述双工位永磁机构带动所述驱动杆组件运动，控制所述切换开关连通单数回路或双数回路，控制所述真空开关组件的真空管按预定顺序合闸及分闸；在所述电路切换完成后，所述控制组件接收到驱动杆调节到位的信号，控制所述双工位永磁机构断电，从而实现电路切换闭环控制，提高本装置切换时的安全性。

此外，所述双工位永磁机构、驱动杆组件、真空开关组件及切换开关组件平行设置，所述双工位永磁机构能驱动所述驱动杆组件沿左右方向运动，从而直接驱动所述真空开关组件及切换开关组件按时序动作。采用直线驱动的方式，结构紧凑、装配难度低；且对所述真空开关组件及切换开关组件的动作控制可靠。

附图说明

图1是本发明涉及的有载调压开关的组装图；

图2是本发明涉及的有载调压开关的分解图；

图3是本发明涉及的微动开关的结构图；

图4是本发明涉及的双工位永磁机构的结构图；

图5是本发明涉及的双工位永磁机构的分解图；

图6及图7是本发明涉及的直线永磁切换机构的局部视图；

图8是本发明涉及的有载调压开关的局部控制电路；

图9是本发明涉及的直线永磁切换机构的局部分解视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1、图2、图6、图8及图9，本发明提供了一种有载调压开关，包括固定座100、设于固定座100上的挡位选择机构200及直线永磁切换机构300、以及控制组件400；

所述挡位选择机构200包括电机1、与所述电机1连接的齿轮组件2以及与所述齿轮组件2连接的直线传动组件3，所述直线传动组件3上连接有挡位触头4；

所述直线永磁切换机构300包括双工位永磁机构5、由所述双工位永磁机构5带动往复运动的驱动杆组件6，真空开关组件7及切换开关组件8；所述双工位永磁机构5、驱动杆组件6真空开关组件7及切换开关组件8平行设置；

所述驱动杆组件6包括导向滑座61以及滑动设于所述导向滑座61上的驱动杆62；所述驱动杆62上连接有切换板63、主驱动板64及辅助驱动板65，所述切换板63用于控制所述切换开关组件8导通单数回路A或双数回路B，所述主驱动板64及辅助驱动板65用于控制真空开关组件7按预定顺序合闸及分闸，以在换挡时灭弧；所述导向滑座61上还连接有用于检测驱动杆62的运动位置的微动开关66；

所述控制组件400能接收所述挡位触头4及微动开关66的导通信号，以控制电机1及双工位永磁机构5的启闭，从而实现闭环控制。

具体地，所述控制组件400接收的外部调节信号，控制所述电机1驱动，所述电机1通过齿轮组件2传动及直线传动组件3带动挡位触头4调节，当挡位触头4调节到位后，会反馈给所述控制组件400信号使电机1停止运动。此后，所述控制组件400向所述双工位永磁机构5通电，使所述双工位永磁机构5能向左或向右运动，从而带动所述驱动杆组件6相应运动。通过切换板63控制所述切换开关组件8连通单数回路A或双数回路B。其中，所述单数回路A及双数回路B分别为开关换挡时原连通回路及预连通回路。所述驱动杆组件6通过主驱动板64及辅助驱动板65能控制所述真空开关组件7的真空管按预定顺序合闸及分闸，从而在换挡时能安全灭弧。所述驱动杆62上还连接有动触片67，在所述电路切换完成后，所述微动开关66与所述动触片67接触，所述控制组件400接收到驱动杆62调节到位的信号，控制所述双工位永磁机构5断电，从而实现电路切换闭环控制，提高本装置切换时的安全性。

为便于安装所述挡位选择机构200及直线永磁切换机构300，所述固定座100包括底板101及设于底板101上的侧板102。所述电机1固定在所述侧板102上，所述齿轮组件2为与所述电机1连接锥齿轮组件。所述直线传动组件3用于驱动所述挡位触头4直线运动，所述直线传动组件3可以是齿轮齿条传动、直线电机传动或螺杆传动，但不限于此。在本实施例中，所述直线传动组件3包括与所述底板101连接的两个连接座31、设于所述连接座31上的梯形螺杆32以及套设在所述梯形螺杆32上的螺母33。所述螺母33上连接有所述挡位触头4，所述底板101上设有与所述挡位触头4配合设置的挡位接口103。采用梯形螺杆32便于自锁，提高本装置挡位选择的可靠性。

所述双工位永磁机构5、驱动杆组件6、真空开关组件7及切换开关组件8平行设置，所述双工位永磁机构5能驱动所述驱动杆组件6沿左右方向运动，从而直接驱动所述真空开关组件7及切换开关组件8按时序动作。采用直线驱动的方式，结构紧凑、装配难度低；且对所述真空开关组件7及切换开关组件8的动作控制可靠。

参见图4及图5，所述双工位永磁机构5包括与所述固定座100连接的永磁机构本体51以及永磁机构本体51驱动往复运动的驱动架组件52，所述驱动架组件52与所述驱动杆62连接；所述永磁机构本体51包括静铁芯512，密封设于所述静铁芯512内部的第一线圈513及第二线圈514，设于所述第一线圈513及第二线圈514之间的永磁铁511，套设于所述第一线圈513及第二线圈514内侧的动铁芯515，以及对称设于所述动铁芯515两侧的操动杆516；所述操动杆516穿过所述静铁芯512与所述驱动架组件52连接；所述驱动架组件52包括驱动架本体53以及设于所述永磁机构本体51与驱动架本体53之间的储能机构54。所述储能机构54能提供断电后所述驱动架本体53复位的回复力。

所述驱动架本体53包括与所述操动杆516连接的连接杆531、与所述连接杆531连接的连接横杆532，所述驱动杆62与所述连接横杆532连接。其中，所述连接杆531设有两个，两个所述连接杆531分别与所述动铁芯515两端的操动杆516连接以形成L形结构。所述连接横杆532与两个所述连接杆531连接，以形成相对稳固的框形结构。

为使所述驱动杆62平稳运动，所述驱动杆62的顶部设有导向槽621，所述导向滑座61内设有与所述导向槽621适配的导向滑轨611。具体地，所述导向滑座61与所述驱动杆62的顶部连接，所述导向槽621沿水平方向设置，所述导向滑轨611嵌入所述导向槽621内。为进一步减少摩擦阻力，所述导向槽621及导向滑轨611的截面为相适配的圆弧面。

进一步地，所述固定座100上还设有导向支撑座104，所述导向支撑座104用于支撑所述驱动杆的下端面，以提高所述驱动杆运动的平稳性。

参见图2、图7及图9，所述真空开关组件7包括主真空管71、控制所述主真空管71通断的第一杠杆组件72、辅助真空管73、控制所述辅助真空管73通断的第二杠杆组件74以及过渡电阻75；所述主驱动板64驱动所述第一杠杆组件72运动，所述辅助驱动板65驱动所述第二杠杆组件74运动。具体地，所述主驱动板64及辅助驱动板65随驱动杆62滑动时，所述主驱动板64通过远离或下压所述第一杠杆组件72使主真空管71的合闸或分闸状态；所述辅助驱动板65下压或远离所述第二杠杆组件74使所述辅助真空管73处于分闸或合闸状态。

参见图6，所述切换开关组件8包括顺序设置的单数回路触头81、公共触头82及双数回路触头83，所述公共触头82、单数回路触头81及主真空管71连通以导通单数回路A；所述公共触头82、双数回路触头83及主真空管71连通以导通双数回路B。具体地，所述切换板63随驱动杆62滑动时，所述切换板63连接所述公共触头82及单数回路触头81使所述单数回路A导通或连接所述公共触头82及双数回路触头83使所述双数回路B连通。所述切换板63在同一时间只能连通公共触头82与单数回路触头81或公共触头82与双数回路触头83，从而实现单数回路A与双数回路B其中一路导通、一路断开的状态，形成机械互锁，提高切换的安全性。

参见图2及图8，电路由单数回路A切换为双数回路B，本装置的切换状态如下：所述主真空管71合闸、所述辅助真空管73分闸，所述单数回路A导通；所述主真空管71分闸、所述辅助真空管73合闸，所述单数回路A导通；所述切换板63滑动后连接所述公共触头82及双数回路触头83；所述主真空管71合闸、所述辅助真空管73合闸，所述过渡电阻75阻碍环流以避免短路；所述主真空管71合闸、所述辅助真空管73分闸，所述双数回路B导通。通过调节所述驱动杆62的速度可控制时序时间。通过驱动杆62滑动完成所述上述动作，减少电控设备的使用，安全可靠。进一步地，本装置还可包括多组真空开关组件7及切换开关组件8，且所述驱动杆62上设有多组主驱动板64、辅助驱动板65及切换板63，可同步控制多组开关，提高本装置的电路切换效率。

参见图9，所述第一杠杆组件72及第二杠杆组件74均包括第一支座721、设于所述第一支座721上的第一杠杆722以及由所述主驱动板64或辅助驱动板65驱动升降的第一滚轮压杆组合体或第二滚轮压杆组合体；所述第一杠杆722的一端与所述主真空管71的动触头连接，其另一端与所述第一滚轮压杆组合体连接；所述第一杠杆722的一端与所述辅助真空管73的动触头连接，其另一端与所述第一滚轮压杆组合体的动触头连接。其中，所述第一滚轮压杆组合体及所述第二滚轮压杆组合体均包括安装座723、活动设于所述安装座723上的压杆724及设于所述压杆724的顶部的滚轮725。其中，所述安装座723与所述固定座100可拆卸连接，所述压杆724能相对于所述安装座723升降。所述压杆724的顶部设有滚轮725，以减少与所述主驱动板64及辅助驱动板65滑动时的摩擦阻力，从而提高驱动杆62运动所需的驱动力。

需要说明的是，在所述主真空管71合闸状态，所述主驱动板64与所述第一滚轮压杆组合体分离；在所述主真空管71分闸状态，所述主驱动板64能驱动所述第一滚轮压杆组合体下压，这就需要所述主驱动板64及辅助驱动板65的底面低于所述第一滚轮压杆组合体或所述第二滚轮压杆组合体的滚轮725顶部所在的平面。

具体地，所述主驱动板64的底面包括依次连接的第一导向面段641、第一压紧平面段642及第二导向面段643；所述第一导向面段641倾斜向下设置，所述第二导向面段643倾斜向上设置；在所述第一压紧平面段642，所述主驱动板64能驱动所述第一滚轮压杆组合体下压。其中，所述第一导向面段641与第二导向面段643对称设置，所述主驱动板64与滚轮725趋近或远离时，所述第一导向面段641及第二导向面段643能平缓推动滚轮725下压或释放滚轮725，提高主真空管71分闸及合闸的稳定性，减少滚轮725与主驱动板64接触时的作用力及减少滚轮725与主驱动板64的磨损。在所述第一压紧平面段642与滚轮725抵接时，所述主真空管71处于稳定的分闸状态。

所述辅助驱动板65的底面包括依次连接的第二压紧平面段651、第三导向面段652、过渡段653、第四导向面段654及第三压紧平面段655；所述第二压紧平面段651倾斜向上设置，所述第三压紧平面段655倾斜向下设置；在所述第二压紧平面段651及第三压紧平面段655，所述辅助驱动板65能驱动所述第二滚轮压杆组合体下压。其中，在所述第二压紧平面段651及第三压紧平面段655，所述辅助驱动板65与滚轮725抵接，以使辅助真空管73分闸。所述第三导向面段652与第四导向面段654对称设置，所述辅助驱动板65与滚轮725趋近或远离时，所述第三导向面段652及第四导向面段654能平缓释放滚轮725或下压滚轮725，提高辅助真空管73分闸及合闸的稳定性，减少滚轮725与辅助驱动板65接触时的作用力及减少滚轮725与主驱动板64的磨损。在所述过渡段653，所述滚轮725与所述辅助驱动板65分离，从而实现辅助真空管73的合闸。

进一步地，所述第一导向面段641、第二导向面段643、第三导向面段652及第四导向面段654为倾斜设置的平面段、圆弧面段或平面段与圆弧面段的组合。所述第一导向面段641、第二导向面段643、第三导向面段652及第四导向面段654采用平面段、圆弧面段或平面段与圆弧面段，使得第一导向面段641、第二导向面段643、第三导向面段652及第四导向面段654与滚轮725线接触，从而减少摩擦阻力。

进一步地，所述第一压紧平面段642与所述第一滚轮压杆组合体的滚轮725抵接时，所述第二滚轮压杆组合体的滚轮725位于所述过渡段653的下方；所述第二压紧平面段651及第三压紧平面段655与所述第二滚轮压杆组合体的滚轮725抵接时，所述第一滚轮压杆组合体的滚轮725位于所述主驱动板64的外部，以实现主真空管71及辅助真空管73开闸及分闸的时序控制，提高单数回路及双数回路的切换的安全性。

所述主真空管71与辅助真空管73的间距大于所述第一压紧平面段642与所述第二压紧平面段651上任意两点的间距。在所述第一压紧平面段642下压滚轮725时，所述第二压紧平面段651位于滚轮725的上方，以使主真空管71与辅助真空管73不会同时导通或断开。所述切换板63的长度不大于所述单数回路触头81与双数回路触头83上任意两点的间距，以使所述切换板63不能同时连通公共触头82、单数回路触头81及双数回路触头83，导致单数回路A及双数回路B均连通的情况，从而实现机械互锁。

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 (8)

1.一种有载调压开关，其特征在于，包括固定座、设于固定座上的挡位选择机构及直线永磁切换机构、以及控制组件；

所述挡位选择机构包括电机、与所述电机连接的齿轮组件以及与所述齿轮组件连接的直线传动组件，所述直线传动组件上连接有挡位触头；

所述直线永磁切换机构包括双工位永磁机构、由所述双工位永磁机构带动往复运动的驱动杆组件，真空开关组件及切换开关组件；所述双工位永磁机构、驱动杆组件、真空开关组件及切换开关组件平行设置；

所述驱动杆组件包括导向滑座以及滑动设于所述导向滑座上的驱动杆；所述驱动杆上连接有切换板、主驱动板、辅助驱动板以及动触片，所述切换板用于控制所述切换开关组件导通单数回路或双数回路，所述主驱动板及辅助驱动板用于控制真空开关组件按预定顺序合闸及分闸，以在换挡时灭弧；所述导向滑座上还连接有用于检测驱动杆的运动位置的微动开关，所述微动开关与所述动触片接触，以使所述控制组件接收到驱动杆调节到位的信号；

所述控制组件能接收所述挡位触头及微动开关的导通信号，以控制电机及双工位永磁机构的启闭，从而实现闭环控制；

所述双工位永磁机构包括与所述固定座连接的永磁机构本体以及永磁机构本体驱动往复运动的驱动架组件，所述驱动架组件与所述驱动杆连接；

所述永磁机构本体包括静铁芯，密封设于所述静铁芯内部的第一线圈及第二线圈，设于所述第一线圈及第二线圈之间的永磁铁，套设于所述第一线圈及第二线圈内侧的动铁芯，以及对称设于所述动铁芯两侧的操动杆；所述操动杆穿过所述静铁芯与所述驱动架组件连接；

所述驱动架组件包括驱动架本体以及设于所述永磁机构本体与驱动架本体之间的储能机构；所述驱动架本体包括与所述操动杆连接的连接杆、与所述连接杆连接的连接横杆，所述驱动杆与所述连接横杆连接。

2.如权利要求1所述的有载调压开关，其特征在于，所述固定座上设有多个导向支撑座，所述导向支撑座用于在驱动杆运动时导向。

3.如权利要求1所述的有载调压开关，其特征在于，所述真空开关组件包括主真空管、控制所述主真空管通断的第一杠杆组件、辅助真空管、控制所述辅助真空管通断的第二杠杆组件以及过渡电阻；

所述主驱动板驱动所述第一杠杆组件运动，所述辅助驱动板驱动所述第二杠杆组件运动。

4.如权利要求3所述的有载调压开关，其特征在于，所述切换开关组件包括顺序设置的单数回路触头、公共触头及双数回路触头；

所述公共触头、单数回路触头及主真空管连通以导通单数回路；

所述公共触头、双数回路触头及主真空管连通以导通双数回路。

5.如权利要求4所述的有载调压开关，其特征在于，所述第一杠杆组件及第二杠杆组件均包括第一支座、设于所述第一支座上的第一杠杆以及由所述主驱动板或辅助驱动板驱动升降的第一滚轮压杆组合体或第二滚轮压杆组合体；

所述第一杠杆的一端与所述主真空管或辅助真空管的动触头连接，其另一端与所述第一滚轮压杆组合体连接。

6.如权利要求5所述的有载调压开关，其特征在于，所述主驱动板的底面包括依次连接的第一导向面段、第一压紧平面段及第二导向面段；

所述第一导向面段倾斜向下设置，所述第二导向面段倾斜向上设置；

在所述第一压紧平面段，所述主驱动板能驱动所述第一滚轮压杆组合体下压。

7.如权利要求6所述的有载调压开关，其特征在于，所述辅助驱动板的底面包括依次连接的第二压紧平面段、第三导向面段、过渡段、第四导向面段及第三压紧平面段；所述第二压紧平面段倾斜向上设置，所述第三压紧平面段倾斜向下设置；

在所述第二压紧平面段及第三压紧平面段，所述辅助驱动板能驱动所述第二滚轮压杆组合体下压。

8.如权利要求7所述的有载调压开关，其特征在于，所述第一压紧平面段与所述第一滚轮压杆组合体的滚轮抵接时，所述第二滚轮压杆组合体的滚轮位于所述过渡段的下方；所述第二压紧平面段及第三压紧平面段与所述第二滚轮压杆组合体的滚轮抵接时，所述第一滚轮压杆组合体的滚轮位于所述主驱动板的外部。