CN112420437B - 一种具有辅助支撑的双闭锁装置及大容量开关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有辅助支撑的双闭锁装置及大容量开关设备，该双闭锁装置包括支座，连板，动触头，静触头，拐臂，以及设置在支座上的第一绝缘支撑和第二绝缘支撑；其中，动触头在水平方向上连接在第一绝缘支撑上，动触头在水平方向上连接在第二绝缘支撑上，拐臂的底部与支座铰接，顶部与连板的一端铰接，连板的另一端与动触头铰接，当拐臂进行分闸运动方向或合闸运动方向动作时，能够实现动触头与静触头的分闸或合闸；动触头与静触头的合闸处设置有第一闭锁单元，拐臂的底部与支座铰接处设置有第二闭锁单元。该大容量开关设备采用了所述的双闭锁装置。

Description

一种具有辅助支撑的双闭锁装置及大容量开关设备
技术领域
本发明属于高压电器技术领域，具体涉及一种具有辅助支撑的双闭锁装置及大容量开关设备。
背景技术
目前，针对开关装置的大容量动热稳定参数需要，解决以下问题：a)在峰值耐受电流试验中，对动触头闭锁问题；b)触头在合闸过程中的沉头问题。创造性设计了触头传动系统装置，在传动连板上设置闭锁头，与拐臂上的闭锁面进行贴合，同时在拐臂的下端设置闭锁杆，克服在峰值耐受电流试验时动静触头之间产生的巨大电动力；通过对传动连板和拐臂上销杆的运动轨迹的设计，对动触头前端有一个斜向上的辅助支撑力，用来克服动触头由于重力作用产生的沉头问题；在动触头前端，设置防沉孔，静触头上设置防沉杆，通过防沉杆和防沉孔的提前接触将动触头挑起来，实现对动触头矫正，从而保证开关的合闸可靠性；同时在大容量峰值耐受电流试验时，产生剧烈震动情况下，通过防沉杆和防沉孔的配合，对动触头的对动触头进行限制，避免动静触头接触点的受力不均匀。
在开关设计的过程中，水平运动的动触头，由于结构和断口绝缘空间限制，时常以悬臂形式出现，在重力的作用下，触头的前端出现沉头问题，导致动静触头对中出现偏差，甚至磕碰的现象；作为开关产品，在动热稳定试验中动静触头之间产生巨大的电动力，为满足产品性能，需要通过操动机构或相关结构来克服电动力。
现有技术中，开关产品的电动力克服主要是通过传动系统，将电动力传递到操动机构，通过操动机构的闭锁结构或锁紧能力，来实现对电动力的克服。这样每一个传动和支撑环节，都要承受巨大的电动力，对相关的零部件都有较高的强度要求，因此生产成本就高。
发明内容
本发明目的是提供一种具有辅助支撑的双闭锁装置及大容量开关设备，以减少动触头上产生的电动力。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种具有辅助支撑的双闭锁装置，包括支座，连板，动触头，静触头，拐臂，以及设置在支座上的第一绝缘支撑和第二绝缘支撑；其中，
动触头在水平方向上连接在第一绝缘支撑上，动触头在水平方向上连接在第二绝缘支撑上，拐臂的底部与支座铰接，顶部与连板的一端铰接，连板的另一端与动触头铰接，当拐臂进行分闸运动方向或合闸运动方向动作时，能够实现动触头与静触头的分闸或合闸；
动触头与静触头的合闸处设置有第一闭锁单元，拐臂的底部与支座铰接处设置有第二闭锁单元。
拐臂包括转轴、绝缘转子和U型支撑，绝缘转子的底部通过转轴安装在支座上的支座圆心处，U型支撑的一端与绝缘转子的顶部连接，另一端通过第一销杆分别与两个连板的一端铰接，两个连板的另一端通过第二销杆与动触头铰接。
本发明进一步的改进在于，第一销杆和第二销杆之间的连线与第二销杆与支座圆心之间的连线之间的夹角为钝角。
本发明进一步的改进在于，第一闭锁单元包括设置在连板上的闭锁头，以及开设在U型支撑上的闭锁槽，在合闸位置时，闭锁头和闭锁槽相贴合，使得闭锁槽对闭锁头产生支撑反力。
本发明进一步的改进在于，闭锁槽孔径比闭锁头直径大1mm。
本发明进一步的改进在于，第二闭锁单元包括开设在支座上的支座上闭锁孔，以及在支座上闭锁孔位置安装的闭锁杆，在合闸位置时，拐臂下部靠近闭锁杆。
本发明进一步的改进在于，静触头包括外壳，设置在外壳内的防沉杆，以及设置在外壳内与防沉杆之间的触指，在动触头的前端面开设有防沉孔，合闸后，防沉孔和防沉杆的中心线在同一水平线上，在合闸运动到动触头和静触头接近时，防沉杆与防沉孔先接触。
本发明进一步的改进在于，防沉孔的入口处为锥形面，防沉杆的端头为锥形头(34)，且锥形面和锥形头相互配合。
本发明进一步的改进在于，触指的锥度大于锥形头的锥度。
一种大容量开关设备，采用所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明通过对动触头靠近的传动环节进行闭锁设计，去实现大容量的峰值耐受电流参数，将承受巨大电动力零件缩小到最小范围，从而降低设计难度，减小零件成本；通过对拐臂和连板的设计，规划出运动轨迹，使连板在必要的位置对动触头产生斜向上辅助支撑力，克服了动触头的部分重力，同时配合防沉杆和防沉孔的使用，解决了长悬臂触头的沉头问题，提高了产品运行可靠性。进一步，防沉杆和防沉孔的设计也避免了峰值耐受电流试验时，静触头一圈触指受力的不均匀性。
综上，本发明的优势在于：a)从靠近动触头的传动环节实现闭锁功能，以克服在峰值耐受电流试验中产生的巨大电动力；b)通过传动连板运动轨迹的设计，对动触头前端有一个斜向上的辅助支撑力，用来克服动触头由于重力作用产生的沉头问题；c)在大容量峰值耐受电流试验时，产生剧烈震动情况下，通过防沉杆和防沉孔的配合，对动触头的对动触头进行限制，避免动静触头接触点的受力不均匀。
附图说明
图1本发明的整体结构图。
图2为第一闭锁单元局部结构及零件图，其中图2(a)为第一闭锁单元局部结构图，图2(b)为U型支撑的结构图，图2(c)为连板的结构图。
图3为第二闭锁单元局部结构及零件图，其中图3(a)为局部结构图，图3(b)为零件图。
图4为本发明运动结构简图。
图5为防沉结构局部图。
图6为开关动静触头处于合闸状态示意图。
图中：1-支座；2-转轴；3-绝缘转子；4-U型支撑；5-连板；6-动触头；7-静触头；8-支座圆心；9-第一绝缘支撑；10-第二绝缘支撑；11-拐臂；12-分闸运动方向；13-合闸运动方向；14-第一销杆；15-第二销杆；16-合闸方向；17-分闸方向；20-支座上闭锁孔；21-闭锁杆；22-闭锁头；23-闭锁槽；25-第二销杆与支座圆心之间的连线方向的力；26-作用反力；27-电动力；28-曲线；29-水平直线；30-外壳；31-防沉孔；32-防沉杆；33-触指；34-锥形头；35-锥形面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，开关处于合闸状态，转轴2、绝缘转子3、U型支撑4安装成拐臂11，转轴2安装在支座1上的支座圆心8处，拐臂11以支座圆心8为轴心旋转实现分闸运动方向12和合闸运动方向13；U型支撑4和连板5之间通过第一销杆14连接，连板5和动触头6之间通过第二销杆15连接；当拐臂11进行分闸运动方向12和合闸运动方向13动作时，U型支撑4通过第一销杆14带动连板5运动；连板5通过第一销杆14带动动触头6运动，从而实现动触头6的合闸方向16和合闸方向17运动。
在进行峰值耐受电流试验时，开关处于合闸状态，一般开关通过传动系统将该电动力传到操动机构，让操动机构克服电动力，这样每一个传动和支撑环节，都要承受巨大的电动力，对相关的零部件都有较高的强度要求，同时也对操动机构有较高的自锁要求。
本发明在靠近动触头的传动环节，创造性的设计了双闭锁结构。闭锁结构如图1所示，开关处于合闸状态；第一销杆14和第二销杆15之间的连线与第二销杆15与支座圆心8之间的连线之间的夹角设计为钝角，电流通过静触头7和动触头6，在动触头6上产生巨大的分闸方向17电动力，此时电动力就成为原动力，通过第二销杆15带动连板5绕着第一销杆14转动趋势；同时连板5通过第一销杆14对拐臂11有斜向下的沿第二销杆与支座圆心之间的连线方向的力，使拐臂11有沿着合闸运动方向13转动的趋势，为了阻止以上两种运动趋势发生设计了双闭锁结构。
第一闭锁单元：在连板5上设计闭锁头22，U型支撑4设计闭锁槽23，如图2所示，在合闸位置时，闭锁头22和闭锁槽23相贴合，闭锁槽23孔径比闭锁头22直径大1mm，以保证闭锁头22和闭锁槽23相互可靠贴合；当动触头6上承受的电动力27，通过第二销杆15带动连板5产生绕第一销杆14转动的力，闭锁槽23对闭锁头22产生支撑反力，从而阻止连板5绕着第一销杆14的转动，实现了靠近动触头6的第一个传动环节的闭锁。
第二闭锁单元：如图3所示，在支座上闭锁孔20位置安装闭锁杆21，在合闸位置时，拐臂11下部靠近闭锁杆21，在第二销杆与支座圆心之间的连线方向的力的作用下，转轴2对拐臂11产生作用反力26，以阻止拐臂11往合闸运动方向13转动趋势，达到对拐臂11闭锁目的。
通过第一闭锁单元和第二闭锁单元这两个环节闭锁，为靠近动触头6的传动环节，从两个维度克服了对动触头6承受巨大电动力，有以下两个优点：1)保证了峰值耐受试验的顺利实施，提高了产品的可靠性；2)在开关的传动系统中，靠近动触头6的传动环节转轴2、绝缘转子3、U型支撑4、连板5、第一销杆14、第二销杆15承受了所有电动力，在操动机构到转轴2之间的传动环节均不需要承受相应电动力，对零件的要求相对降低，从而降低相应传动环节零件的生产成本。
在开关产品中，开关产品的动触头在合闸的过程中，由于悬臂较长，动触头前端在重力作用下，会出现沉头问题，导致开关动静触头对中出现偏差，导致动静触头损伤或无法正常合闸。
本发明中，由于创造性的设计了拐臂11、连板5、动触头6的运动轨迹，如图4所示，在拐臂11的带动下，使第一销杆14绕支座圆心8在曲线28上运动；使第二销杆15在水平直线29上运动。在合闸过程中，拐臂11沿合闸运动方向13运动，在动触头6在靠近静触头7的阶段，通过连板5使第二销杆15对动触头6产生斜向上的辅助支撑力27，与动触头6的重力进行抵消，从而抑制动触头6的部分重力，减轻了触头前端由于重力而产生的沉头问题。
本发明中，为提升产品的可靠性，在静触头中间增加了防沉杆，在动触头前端面设计了防尘孔，当动触头靠近静触头时，防沉杆先与防尘孔接触，把动触头先挑起来，从而保证了动触头不会与静触头产生硬性碰撞。同时为了保证运动顺利，在防沉杆和防尘孔的接触前端均设计了锥形接触面，以保证防沉杆顺利滑入防尘孔，通过其锥面长度和锥度大小，决定可包容沉头的偏移尺寸。具体实施如下：
本发明中，静触头7包括外壳30、防沉杆32和触指33；在动触头6的前端面设置防沉孔31；合闸后，防沉孔31和防沉杆32的中心线在同一水平线上；在合闸运动到动触头6和静触头7接近时，保证防沉杆32与防沉孔31先接触，把动触头6先挑起来，从而保证了动触头6不会与静触头7的外壳30产生硬性碰撞。在防沉孔31的入口设计锥形面35，在防沉杆32的端头设计锥形头34，在防沉孔31和防沉杆32的最先接触面为锥形面35和锥形头34，锥形面35和锥形头34相互配合，且触指33的锥度略大于锥形头34的锥度，以保证锥形头34顺利滑入锥形面35；锥形面35和锥形头34的锥面长度和准度大小，决定了锥形头34可包容动触头6的沉头偏移尺寸大小。
本发明中，峰值耐受电流试验过程中，开关动静触头处于合闸状态，如图6所示，当动触头6和静触头7通过大容量峰值电流时，相互之间产生剧烈震动情况下，若没有防沉杆32和防沉孔31环节，将会导致动触头6和静触头7中的一圈触指33的接触压力不均匀，同时外壳30也会承受较大的力，通过防沉杆32和防沉孔31的配合，对动触头6进行限制，避免动静触头接触点的受力不均匀，同时减轻了外壳30的强度要求。
总之，通过对动触头靠近的传动环节进行闭锁设计，去实现大容量的峰值耐受电流参数，将承受巨大电动力零件缩小到最小范围，从而降低设计难度，减小零件成本；通过对拐臂和连板的设计，规划出运动轨迹，使连板在必要的位置对动触头产生斜向上辅助支撑力，克服了动触头的部分重力，同时配合防沉杆和防沉孔的使用，解决了长悬臂触头的沉头问题，提高了产品运行可靠性。防沉杆和防沉孔的设计也避免了峰值耐受电流试验时，静触头一圈触指受力的不均匀性。

Claims (8)

1.一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，包括支座(1)，连板(5)，动触头(6)，静触头(7)，拐臂(11)，以及设置在支座(1)上的第一绝缘支撑(9)和第二绝缘支撑(10)；其中，
动触头(6)在水平方向上连接在第一绝缘支撑(9)上，动触头(6)在水平方向上连接在第二绝缘支撑(10)上，拐臂(11)的底部与支座(1)铰接，顶部与连板(5)的一端铰接，连板(5)的另一端与动触头(6)铰接，当拐臂(11)进行分闸运动方向(12)或合闸运动方向(13)动作时，能够实现动触头(6)与静触头(7)的分闸或合闸；
动触头(6)与静触头(7)的合闸处设置有第一闭锁单元，拐臂(11)的底部与支座(1)铰接处设置有第二闭锁单元；
拐臂(11)包括转轴(2)、绝缘转子(3)和U型支撑(4)，绝缘转子(3)的底部通过转轴(2)安装在支座(1)上的支座圆心(8)处，U型支撑(4)的一端与绝缘转子(3)的顶部连接，另一端通过第一销杆(14)分别与两个连板(5)的一端铰接，两个连板(5)的另一端通过第二销杆(15)与动触头(6)铰接；
第一闭锁单元包括设置在连板(5)上的闭锁头(22)，以及开设在U型支撑(4)上的闭锁槽(23)，在合闸位置时，闭锁头(22)和闭锁槽(23)相贴合，使得闭锁槽(23)对闭锁头(22)产生支撑反力。
2.根据权利要求1所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，第一销杆(14)和第二销杆(15)之间的连线与第一销杆(14)与支座圆心(8)之间的连线之间的夹角为钝角。
3.根据权利要求1所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，闭锁槽(23)孔径比闭锁头(22)直径大1mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，第二闭锁单元包括开设在支座(1)上的支座上闭锁孔(20)，以及在支座上闭锁孔(20)位置安装的闭锁杆(21)，在合闸位置时，拐臂(11)下部靠近闭锁杆(21)。
5.根据权利要求1所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，静触头(7)包括外壳(30)，设置在外壳(30)内的防沉杆(32)，以及设置在外壳(30)内与防沉杆(32)之间的触指(33)，在动触头(6)的前端面开设有防沉孔(31)，合闸后，防沉孔(31)和防沉杆(32)的中心线在同一水平线上，在合闸运动到动触头(6)和静触头(7)接近时，防沉杆(32)与防沉孔(31)先接触。
6.根据权利要求5所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，防沉孔(31)的入口处为锥形面(35)，防沉杆(32)的端头为锥形头(34)，且锥形面(35)和锥形头(34)相互配合。
7.根据权利要求6所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置，其特征在于，触指(33)的锥度大于锥形头(34)的锥度。
8.一种大容量开关设备，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的一种具有辅助支撑的双闭锁装置。
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