CN112382968B - 一种断路器机构不停电更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器机构不停电更换装置，该断路器机构不停电更换装置包括本体、断路器机构和机械手；本体设置有传动箱；传动箱设置有外拐臂，外拐臂的首端设置在传动箱的外表面，外拐臂的首端具有沿外拐臂首端的轴心转动的运动特征；外拐臂和传动箱分别设置有固定孔，外拐臂包括锁定销；基于固定孔和锁定销；断路器机构设置有传动杆，传动杆的首端连接在断路器机构处，传动杆的末端与外拐臂的末端连接，基于外拐臂和传动杆的连接，断路器机构和本体连接；机械手用于对断路器机构的转移与安装至本体处。通过锁定销对外拐臂的锁定，同时对连接在传动杆的断路器机构进行更换，从而实现不断电进行更换断路器机构同时缩短更换所需时间。

Description

一种断路器机构不停电更换装置

技术领域

本发明涉及断路器变电设备技术领域，尤其涉及一种断路器机构不停电更换装置。

背景技术

断路器是电网重要的保护设备，在各变电站应用极其广泛，断路器机构零部件多，且这些部分动作相对频繁。其中，断路器包括至少一对可分离触头，其或通过设置在外壳外侧的手柄手动操作；或响应于过流工况自动操作。在自动操作方式中，触头可或由操作机构打开或由磁推斥元件打开。磁推斥元件使触头在相当高的短路电流工况下分离，更具体地说，磁推斥元件连于可绕轴旋转地安装的触头臂和静触头之间。磁推斥元件实际上是由两条脚构成的V型机构。当高水平短路工况时，由于电流流过磁推斥元件使磁推斥机构的两条腿之间产生了磁斥力，从而使可绕轴旋转安装的触头臂打开。

在这种情况下，由断路器操作机构将其他两相跳闸。这样防止了单相断开情况，该情况会出现于连接到旋转负载，例如电动机的断路器。在这种情况下，除非所有的相都跳闸，电动机将作为发电机并馈送故障电流。

在传统的断路器中，现场更换断路器是件既困难又费时的事。更具体地说，更换需要在现场对断路器广泛拆除，消耗了相当高的劳力费用和代价高的修理时间。研究统计表明断路器一半以上的维护检修工作与机构相关，现阶段机构更换不仅需要停电且更换时间较长。

发明内容

针对现有更换断路器需要停电且更换时间长的问题，本专利设置了一种断路器机构不停电更换装置，从固定断路器本体，统一断路器机构输出和优化断路器机构更换流程三个方面进行设计，以达到减少断路器机构检修人力、时间和缩短停电时间的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：所述断路器机构不停电更换装置包括本体、断路器机构和机械手；

所述机械手用于转移并安装所述断路器机构于所述本体处，所述本体设置有传动箱；所述传动箱设置有外拐臂，所述外拐臂的首端设置在所述传动箱的外表面，所述外拐臂的首端具有沿所述外拐臂首端的轴心转动的运动特征；所述外拐臂和所述传动箱分别设置有固定孔，所述外拐臂包括锁定销；基于所述固定孔和所述锁定销，锁定所述外拐臂沿所述外拐臂轴心的首端沿转动的自由度；

所述断路器机构设置有传动杆，所述传动杆的首端连接在所述断路器机构处，所述传动杆的末端与所述外拐臂的末端连接，基于所述外拐臂和所述传动杆的连接，所述断路器机构和所述本体连接；

所述机械手用于对所述断路器机构的转移与安装至所述本体处。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锁定销为直径为8mm的轴销。

作为本发明的一种优选技术方案，所述断路器机构设置有传动部件、弹簧、分合闸线圈和连杆；

基于所述分合闸线圈控制所述连杆使得所述传动部件与所述传动杆连接，所述传动部件与所述弹簧连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动部件包括凸轮；基于所述凸轮，所述连杆的输出行程保持一致。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机械手设置有可用于连接断路器机构的数据传输接口，可对断路器机构进行运输周转以及操动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机械手设置有无线遥控模块和有线控制面板模块，基于所述无线遥控模块和所述有线控制面板模块实现对所述机械手的控制。

作为本发明的一种优选技术方案，所述断路器机构还包括缓冲器；

所述缓冲器采用油缓冲方式，通过控制油量保障缓冲器的缓冲特性一致。

综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：通过锁定销对外拐臂的锁定，同时对连接在传动杆的断路器机构进行更换，从而实现不断电进行更换断路器机构同时缩短更换所需时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的断路器机构不停电更换装置的结构示意图；

图2是本发明的断路器机构不停电更换装置的传动箱的结构示意图；

图3是本发明的断路器机构不停电更换装置的传动机构的结构示意图；

图4是本发明的断路器机构不停电更换装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以使直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以使直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例的特征可以相互组合。

请参阅图1至图4，图1示出的本发明的断路器机构不停电更换装置的结构示意图；图2示出的本发明的断路器机构不停电更换装置的传动箱的结构示意图；图3示出的本发明的断路器机构不停电更换装置的传动机构的结构示意图；图4示出的本发明的断路器机构不停电更换装置的俯视图。

具体的，本实验新型实施例所示的断路器机构不停电更换装置包括本体1、断路器机构2和机械手3；所述机械手3用于转移安装所述断路器机构2于所述本体1处，所述本体1设置有传动箱4；所述传动箱4设置有外拐臂41，所述外拐臂41的首端设置在所述传动箱4的外表面，所述外拐臂41的首端具有沿所述外拐臂41首端的轴心转动的运动特征；所述外拐臂41和所述传动箱4分别设置有固定孔42，所述外拐臂41包括锁定销44；基于所述固定孔42和所述锁定销44，锁定所述外拐臂41沿所述外拐臂41轴心的首端沿转动的自由度；所述断路器机构2设置有传动杆43，所述传动杆43的首端连接在所述断路器机构2处，所述传动杆43的末端与所述外拐臂41的末端连接，基于所述外拐臂41和所述传动杆43的连接，所述断路器机构2和所述本体1连接；所述机械手3用于对断路器机构2的转移与安装至所述本体1处。

基于固定孔42和锁定销44的配合，外拐臂41不能沿着外拐臂41的前端转动，使得外拐臂41得到固定，使得本体1不用受到断路器机构2影响而继续工作，此刻拆除连接在外拐臂41末端的传动杆43也不会影响本体1的继续运转。则对断路器机构2的任何操作也不会对本体1产生任何影响。

具体的，所述锁定销44为直径为8mm的轴销。

具体的，所述断路器机构2设置有传动部件46、弹簧45、分合闸线圈47和连杆48；基于所述分合闸线圈47控制所述连杆48使得所述传动部件46与所述传动杆43连接，所述传动部件46与所述弹簧45连接。

本体1的合闸能源从根本上讲是来自人力或电力。这两种能源还可以转变为其他能量形式，如电磁能、弹簧位能、重力位能、气体或液体的压缩能等。

本体1的分闸操动可以依靠安装在断路器机构2上的弹簧45来提供能量，但有些气动操作机构与液压操作机构也可利用操作机构本身提供的能量来完成本体的分闸操作。断路器机构2为独立产品，本体1可以与几种不同型号的断路器机构2相配装；同样，一种型号的本体1也可以与几种不同型号的断路器机构2相配装。还有部分本体1只装配其专用的断路器机构2。

断路器机构2是带动本体1的传动箱4的外拐臂41和传动杆43运动的机构。它能使传动杆43按照一定的轨迹运动，通常为直线运动或近似直线运动。传动箱4是连接本体1和断路器机构2的中间环节。由于断路器机构2与本体1之间常常相隔一定距离，而且它们的运动方向往往也不一致，因此需要增设传动箱4。

具体的，所述传动部件46包括凸轮49；基于所述凸轮49，所述连杆48的输出行程保持一致。

进一步的，断路器机构2还包括有用于远程有线连接的航空插头、用于插拔式小端子排的接线和用于辅助开关接线的插接系统模块。

具体的，所述机械手3设置有可用于连接断路器机构2的数据传输接口，可对断路器机构2进行运输周转以及操动。基于数据传输接口与外界控制电脑的机构，机械手3可以运输周转操动机构，也能吊装操动机构，机械手3能够实现200mm内的水平调整。

具体的，所述机械手3设置有无线遥控模块和有线控制面板模块，基于所述无线遥控模块和所述有线控制面板模块实现对所述机械手3的控制。

进一步的，机械手3还包括有平衡助力装置、动力输出机构、立柱、控制器和底座。无线遥控模块和所述有线控制面板模块分别与所述控制器电性连接，另外，动力输出机构与控制器电性连接；具备安全自锁功能，保证当断电或其它突发情况时，机械手3或工件不能突然下坠。

进一步的，机械手3的底部设置有滑轮，底座基于滑轮的作用下具有短途自走的能力以及方向控制的能力。

进一步的，平衡助力装置保证在空载或负载状态下机械手3在其行程范围内任何位置均处于浮动状态，但不会出现振荡现象，便于操作和精确定位。

进一步的，基于立柱的支撑，机械手3能绕立柱360°旋转，并且旋转时能够实现停留任意位置。

进一步的，利用机械手3，安装人员便于对断路器机构2进行快速拆卸以及更换断路器机构2等操作。

具体的，所述断路器机构2还包括缓冲器5，所述缓冲器5采用油缓冲方式，通过控制油量保障缓冲器5的缓冲特性一致。

为了实现断路器机构2输出标准化，进一步的，断路器机构2统一输出位置和行程，保证和本体1一致。断路器机构2性能主要体现在分合闸线圈47的分合闸时间和分合闸速度以及分合闸位置等方面，因此，影响这几方面的关键零部件为分合闸线圈47、弹簧45、传动机构和缓冲器5。其中，分合闸线圈47控制匝数相同、气隙一致和配合件之间润滑至无卡滞，并通过测试线圈特征电流保证分合闸线圈47一致，并通过测试线圈电流曲线进行验证；对弹簧45进行压力检测，保证弹簧45刚度相同，通过本体1所需操作功，固化弹簧45装配时的压缩量，保证弹簧45的输出能量一致；通过控制机构凸轮49间隙误差在0.01毫米范围内，保证机构的输出行程相同；通过控制油缓冲器5油量，保证机构缓冲特性相同，缓冲器5采用油缓冲，通过控制油量保障缓冲器5的缓冲特性一致。目的在于只要确定分合闸线圈47的分闸或合闸位置即可保证更换后断路器机构2的分合闸位置不变。

需要说明的是，断路器本体1的顶部由4个M20螺栓连接固定。在对断路器机构2的拆除的过程中，需要先控制机械手3对断路器机构2进行抓取固定，然后人为地将断路器本体1的顶部的4个M20螺栓进行拆除，以免对断路器机构2掉落。

断路器机构2运作时的速度很高。为了减少撞击，避免零部件的损坏，需要设置机构合闸缓冲工装。机构合闸缓冲工装大多装在断路器机构2的近旁。

进一步的，断路器机构2在安装之前需要对断路器机构2进行通过机构合闸缓冲工装对断路器机构2从存储运输中的分闸未储能状态转换为合闸储能状态。合闸缓冲工装对断路器机构2进行能量的吸收和冲击的消除，避免机构空动作对机构结构造成剧烈冲击，严重影响使用寿命和性能。

需要说明的是，为了控制断路器机构2输出的一致性，以达到更换后免调试的目的，在安装断路器机构2之前需要对断路器机构2进行一系列的操作，例如：通过设定统一的弹簧45压缩量和弹簧45的刚度，以实现断路器机构2中的弹簧45的输出力一致的问题；通过模拟进行机械操作的调整，并进行多达200次的机械磨合操作，消除产品的装配差异；通过设置统一规格的凸轮49，并调整为统一的凸轮49间隙，使得凸轮49之间的间隙差异达到0.01毫米的范围内，以保证断路器机构2的输出行程的一致性；通过控制分合闸线圈47的匝数和调整线圈中的铁芯的间隙保持一致，并通过线圈电流曲线进行验证，以保证分合闸线圈47之间保持一致。

需要说明的是，机械手3的底部设置有用于固定机械手的支脚。

断路器机构2的拆卸步骤：

一、准备好机械手3和相应工具，断开断路器二次侧电源：通过设置在底座下的滑轮，将机械手3转移至检修工位，同时转运已合闸的断路器机构2至本体1的下方位置。将机械手3停止在合适位置，断开底座电源，并可靠刹车固定在一定位置上固体，具体为：将底座上的支腿伸出，使机械手3整体固定牢固，然后接通机械手3的电源，使其得以正常工作。

二、锁定断路器机构2的合闸位置，拆除连接断路器机构2的连杆48。将断路器机构2中的远控出线用的航空插头拔出，再用小平口螺丝刀将断路器机构2中的插拔式小端子排上的接线拆出，然后将断路器机构2中的辅助开关接线的插接系统拔出。

断路器机构2的拆卸大约需要用时约20分钟。

断路器机构2的安装步骤：

一、启动机械手3，将抓手转移到机构等高位置，利用机械手3的水平位移能力，连续微调直至调正抓手位置，使接口位置和机构螺孔精准对应后，用螺栓连接牢固。然后拆除机构顶部的螺栓，即可将机构转移出机构箱并置于指定位置。

调整机械手3和拆除已使用的断路器机构2大约需要用时30分钟。

二、拆除原断路器机构2后，利用机械手3的升降功能，将待更换的新断路器机构2从包装箱中吊出，协助检修人员将断路器机构2由卧置改为立置，便于和抓手连接。

调整待更换的断路器机构2的位置大约需要用时10分钟。

三、使用螺栓将机构和机械手3可靠连接，将断路器机构2转移至本体1的安装位置，利用机械手3的水平位移能力，连续微调直至调正抓手位置，使本体1和机构顶部的螺孔精准对应后，用螺栓将本体1和断路器机构2连接牢固，此时即可将机构和抓手脱开。

安装断路器机构2至本体1需要用时约20分钟。

四、使用力矩扳手固定断路器机构2与本体1，然后使用扳手将断路器机构2和本体1之间的连杆48连接好。

安装固定需要用时约20分钟。

五、复装辅助开关，然后将断路器机构2中的插拔式小端子排、插拔系统和航空插头重新插牢。

检测排除需要用时约20分钟。

综上所述，通过该断路器机构2不停电更换的方法，本体1能在不断电的情况下对断路器机构2进行更换，且更换时间控制在2小时内，对于断路器机构2维护，减少停电时间具有重要作用。

以上对本发明的实施例所提供的一种断路器机构不停电更换装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述的断路器机构不停电更换装置包括本体、断路器机构和机械手；

所述机械手用于转移并安装所述断路器机构于所述本体处，所述本体设置有传动箱；所述传动箱设置有外拐臂，所述外拐臂的首端设置在所述传动箱的外表面，所述外拐臂的首端具有沿所述外拐臂首端的轴心转动的运动特征；所述外拐臂和所述传动箱分别设置有固定孔，所述外拐臂包括锁定销；基于所述固定孔和所述锁定销，锁定所述外拐臂沿所述外拐臂的轴心的首端转动的自由度；

所述断路器机构设置有传动杆，所述传动杆的首端连接在所述断路器机构处，所述传动杆的末端与所述外拐臂的末端连接，基于所述外拐臂和所述传动杆的连接，所述断路器机构和所述本体连接。

2.根据权利要求1所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述锁定销为直径为8mm的轴销。

3.根据权利要求2所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述断路器机构设置有传动部件、弹簧、分合闸线圈和连杆；

基于所述分合闸线圈控制所述连杆使得所述传动部件与所述传动杆连接，所述传动部件与所述弹簧连接。

4.根据权利要求3所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述传动部件包括凸轮；基于所述凸轮，所述连杆的输出行程保持一致。

5.根据权利要求4所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述机械手设置有可用于连接断路器机构的数据传输接口；

通过数据传输接口可对断路器机构进行运输周转以及操控。

6.根据权利要求5所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述机械手设置有无线遥控模块和有线控制面板模块，基于所述无线遥控模块和所述有线控制面板模块实现对所述机械手的控制。

7.根据权利要求6所述的断路器机构不停电更换装置，其特征在于：所述断路器机构还包括缓冲器；

所述缓冲器采用油缓冲方式，通过控制油量保障缓冲器的缓冲特性一致。

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