CN113113243B - 一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器以及有载分接开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器以及有载分接开关，蓄能器中驱动轴能够在电动机构的驱动下沿任意方向旋转，通过可变瞬时传动比的驱动传动机构将驱动轴任意方向的旋转转换为单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，进而带动驱动装置转动，由驱动装置的转动实现不同机械储能装置的张紧或松弛状态，机械储能装置到位后带动从动装置转动，进而实现从动轴所需转动角度。本发明避免了蓄能器进行旋转运动与直线运动之间繁琐的运动变换，从而使其运动传递效率更高、可靠性更高。此外，本发明避免了偏心轮与上滑架之间的摩擦，减小了产生磨屑的可能性，具有磨损小、可靠性高的优点。

Description

一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器以及有载 分接开关

技术领域

本发明涉及有载分接开关技术领域，特别涉及一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器以及有载分接开关。

背景技术

有载分接开关用于在有负载的情况下通过有载切换开关从当前的绕组抽头切换到由无载分接选择器预选好的新的绕组抽头，从而在有负载地情况下实时地、不间断地调整变压器的输出电压。在有负载特别是超高压有负载的情况下，有载切换开关需要实现阶跃式的快速动作，因此有载分接开关需要蓄能器将电动机构连续缓慢的转动运动转换成有载切换开关短暂快速的转动运动。

德国发明专利DE1956369和DE2806282、中国发明专利授权公告号CN102024552B以及中国实用新型授权公告号CN2891237分别描述了一种用于有载分接开关的蓄能器。上述蓄能器具有相似的机械结构和相同的工作原理。在机械结构上，上述蓄能器都包括偏心轮、上滑架、储能弹簧、下滑架、具有导杆的支架以及限位装置，其中上滑架和下滑架可以沿支架上的导杆彼此无关地在两个终端位置之间往复直线运动。在工作原理上，上述蓄能器都是通过偏心轮将驱动轴任意方向的旋转运动转换成上滑架的直线运动，并且通过限位装置锁定下滑架的运动，从而通过上滑架与下滑架之间产生的位移差使两者之间的储能弹簧储能。在上滑架即将移动到终端位置并且此时储能弹簧储能到最大程度时，由上滑架触发限位装置，使得下滑架进行与上滑架直线运动同方向地阶跃式地快速直线运动，然后通过转换机构将下滑架的快速直线运动转换成有载切换开关驱动轴的快速旋转运动。

综上所诉，为了产生有载切换开关短暂快速的转动运动，上述蓄能器都需要先将旋转运动转换成直线运动，然后再将直线运动转换成旋转运动，繁琐的运动转换使得上述蓄能器具有所需空间大、构件复杂繁多等缺点。为了限定从动轴的转动，上述蓄能器的限位装置都是对进行直线运动的下滑架进行限位，然而下滑架与从动轴之间还存在直线运动与旋转运动的运动转换，因此导致上述限位装置的限位对象不够直接，限位效果不够可靠。并且，在限位卡钩与下滑架脱离后，由于结构的限制，限位卡钩与快速运动的下滑架之间一直会存在滑动摩擦，这将影响限位卡钩的使用寿命，同时也存在产生磨屑、引发事故的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于有载分接开关的蓄能器以及有载分接开关，其中蓄能器不需要进行旋转运动与直线运动之间繁琐的运动变换，特别是具有减少构件间摩擦的特点。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器，包括驱动轴、从动轴、机械储能装置；还包括机械传动装置、驱动装置、从动装置；所述机械传动装置包括连接在所述驱动轴与所述驱动装置之间的可变瞬时传动比的驱动传动机构，以及连接在所述从动装置与所述从动轴之间的可变瞬时传动比的从动传动机构；所述驱动装置和从动装置之间安装至少两组机械储能装置，且在有载分接开关一次切换过程中，至少存在两组机械储能装置处于不同的张紧和或松弛状态；

所述驱动轴能够在电动机构的驱动下沿任意方向旋转，通过所述可变瞬时传动比的驱动传动机构将驱动轴任意方向的旋转转换为单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，进而带动驱动装置转动，机械储能装置到位后带动从动装置转动，由从动装置通过可变瞬时传动比的从动传动机构实现从动轴所需转动角度。

优选的，所述驱动装置包括具有中心轴的转动轮以及滚轮，至少两组机械储能装置的一端分别安装在所述中心轴的两侧，所述滚轮安装在转动轮上且其位置不处于一次切换过程中转动轮转角范围的中心线的垂直线上。

优选的，所述驱动装置还包括两个触发装置，两个触发装置安装在转动轮的中心轴的两侧，其下方安装向下伸出的滚轮，用于在转动轮转动过程中触发限位装置。

优选的，所述的从动装置为具有中心轴的转动轮，至少两组机械储能装置的另一端分别安装在所述中心轴的两侧，转动轮上设置扇形齿轮，用于与可变瞬时传动比的从动传动机构进行配合。

优选的，所述可变瞬时传动比的从动传动机构包括传动齿轮、输出齿轮、飞轮；

所述传动齿轮分别与从动装置上的扇形齿轮以及输出齿轮啮合，用于将从动装置的转动角度转换成从动轴所需转动角度，输出齿轮与飞轮固连，飞轮与从动轴固连。

优选的，有载分接开关切换过程中，通过限位装置实现限位；所述限位装置包括设置在飞轮上的两个卡钩凸起、两个卡钩、两个卡钩限位挡块以及限位挡块；其中卡钩、卡钩限位挡块以及限位挡块均安装在下支架上；所述限位挡块用于对飞轮的转动实现限位；所述两个卡钩分别用于与卡钩凸起配合实现两次切换中对飞轮到位后的转动限制；所述卡钩限位挡块用于对卡钩未钩住卡钩凸起的状态进行限位。

优选的，所述卡钩主体为带弯钩的杆件、该杆件两侧分别设置碰撞杆以及限位杆；卡钩限位挡块与带弯钩的杆件之间安装压簧，弯钩钩住卡钩凸起时，所述压簧处于压缩状态，所述碰撞杆能够通过设置在驱动装置上触发滚轮触发完成弯钩与卡钩凸起之间的脱离；在弯钩与卡钩凸起脱离后，由所述压簧向带弯钩的杆件提供推力，由限位杆与卡钩限位挡块配合实现卡钩的限位，并保证此时，碰撞杆位置与所述触发滚轮不发生干涉。

优选的，弯钩与卡钩凸起的接触面上存在一受力点与卡钩转动中心处于以飞轮中心轴为中心的同一个圆弧面上。

优选的，可变瞬时传动比的驱动传动机构为下端面设置曲线槽的曲线槽盘，所述曲线槽上具有两个与中心轴的中心在同一条直线上的终端角度位置，使得曲线槽盘从任一方向转动180°，驱动装置上的滚轮能够从一终端角度位置转动到另一个终端角度位置。

优选的，所述曲线槽的曲线以两个终端角度位置为界，一侧曲线方程为x′＝Rcos(ω+β)，y′＝Rsin(ω+β)；另一侧曲线方程为x″＝Rcos(ω-β)，y″＝Rsin(ω-β)；其中，以曲线槽盘旋转中心为坐标原点，x′、x″为曲线上各点的横坐标，y′、y″为曲线上各点的纵坐标；R为驱动装置的滚轮的矢径长度其中，x、y分别为驱动装置的滚轮的横坐标和纵坐标，r为驱动装置的滚轮与驱动装置旋转中心轴的间距，θ为驱动装置起止位置倾角，L为曲线槽盘旋转中心轴与驱动装置旋转中心轴的间距，α为驱动装置的转动角度，ω为驱动装置的滚轮的矢径倾斜角度/>β为曲线槽盘的转动角度。

优选的，机械储能装置包括弹性储能套筒以及两个弹性储能导杆；弹性储能元件套装在两个弹性储能导杆外部，小直径弹性储能导杆一端铰接在驱动装置上，另一端插入另一大直径弹性储能导杆内腔，大直径弹性储能导杆插入弹性储能套筒，使得弹性储能元件处于弹性储能套筒内腔，大直径弹性储能导杆和弹性储能套筒均与从动装置铰接。

优选的，弹性储能元件储能过程中压缩到最大状态时，小直径弹性储能导杆的端部与弹性储能套筒的端部产生机械接触。

一种有载分接开关，包括电动机构、有载切换开关和无载分接选择器以及所述蓄能器；所述电动机构为蓄能器驱动轴提供驱动旋转动力，蓄能器的从动轴驱动有载分接开关；蓄能器、有载分接开关与无载分接选择器串行连接；所述无载分接选择器用于无负载地预选到要被切换到的绕组抽头，有载切换开关用于从当前的绕组抽头有负载地切换到预选的新的绕组抽头。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比存在如下优点：

1、本发明避免了蓄能器进行旋转运动与直线运动之间繁琐的运动变换，从而使其运动传递效率更高、可靠性更高。

2、本发明避免了偏心轮与上滑架之间的摩擦，减小了产生磨屑的可能性，具有磨损小、可靠性高的优点。

3、本发明的限位装置直接对与从动轴无相对转动的飞轮进行限位，限位对象更加直接，限位效果更加可靠。

4、本发明的限位装置的两个卡钩分开布置，并且在一次切换中，限位卡钩与对应的卡钩凸起脱离后，两者之间不会再产生机械接触，从而有利于保证限位卡钩的使用寿命，也降低了使用风险。

附图说明

图1是本发明的具有蓄能器的有载分接开关的第一优选实施方式；

图2为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第一视图；

图3为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第二视图；

图4为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第三视图；

图5为本发明的用于蓄能器的曲线槽盘的一种优选实施方式的仰视图；

图6为本发明的用于蓄能器的驱动装置处于α₁角度位置的俯视图；

图7为本发明的用于蓄能器的驱动装置处于α₂角度位置的俯视图；

图8为本发明的用于蓄能器的驱动装置处于α₃角度位置的俯视图；

图9为本发明的用于蓄能器的驱动装置处于α₅角度位置的俯视图。

具体实施方式

图1示出本发明的有载分接开关10的第一优选实施方式，所述有载分接开关包括电动机构11、蓄能器13、有载切换开关14和无载分接选择器15。蓄能器驱动轴131能够在电动机构11的驱动下沿任意方向旋转。蓄能器从动轴132能够驱动有载切换开关14旋转。并且，通过蓄能器13的作用，蓄能器从动轴132能驱动有载切换开关14在有载分接开关10的一次切换中沿单方向旋转，以及在有载分接开关10的下一次切换中沿相反方向旋转。有载切换开关14和无载分接选择器15采用现有技术构造，因此在本发明中没有详细示出。其中，一次切换示例性地理解为所述有载分接开关10完成无负载地预选到要被切换到的绕组抽头(n、n+1)以及从当前的绕组抽头有负载地切换到预选的新的绕组抽头(n、n+1)的完整切换过程。所述有载分接开关10的下一次切换示例性地理解为所述有载分接开关10完成无负载地预选到下一个要被切换到的绕组抽头(n、n+1)以及从当前的绕组抽头有负载地切换到下一个预选的新的绕组抽头(n、n+1)的完整切换过程。蓄能器13和有载切换开关14被包围在切换芯子壳体121中，并且共同组合成为切换芯子12。在有载分接开关10的工作过程中，蓄能器驱动轴131同时驱动蓄能器13和无载分接选择器15，并且蓄能器13、有载切换开关14和无载分接选择器15串行连接，从而使得切换芯子12与无载分接选择器15形成串联一体式分布。

本发明蓄能器包括驱动轴、从动轴、机械储能装置、机械传动装置、驱动装置、从动装置；

驱动轴能够在所述电动机构的驱动下沿任意方向旋转；从动轴能够驱动所述有载切换开关旋转；所述机械传动装置包括连接在所述驱动轴与所述驱动装置之间的可变瞬时传动比的驱动传动机构，以及连接在所述从动装置与所述从动轴之间的可变瞬时传动比的从动传动机构；所述驱动装置和从动装置之间安装至少两组机械储能装置，至少两组储能装置在所述驱动轴和或所述从动轴转动时能够具有至少两种不同的张紧和或松弛状态(即有不同的状态即可，可以包含两个都是张紧的，一个张紧、一个松弛，两个都是松弛的)；所述驱动装置与机械储能装置连接并且在所述驱动轴转动时能够压紧和或释放所述机械储能装置；所述从动装置与机械储能装置连接并且在所述机械储能装置释放时驱动所述从动轴转动；

在这里，驱动传动机构的瞬时传动比示例性地定义为i₁＝v₁:v₂，其中，v₁是瞬时输入速度，具体为所述驱动轴的瞬时转速；v₂是瞬时输出速度，具体为所述驱动装置的瞬时运动速度。从动传动机构的瞬时传动比示例性地定义为i₂＝v₃:v₄，其中，v₃是瞬时输入速度，具体为所述从动装置的瞬时运动速度；v₄是瞬时输出速度，具体为所述从动轴的瞬时转速。进一步可以得出，瞬时输出速度的计算公式为v₂＝v₁:i₁、v₄＝v₃:i₂。因此，传动机构的传动比发生变化能够导致输出速度发生变化，具体为传动比i₁、i₂越大，输出速度v₂、v₄越小。

在这里，可变瞬时传动比的驱动传动机构示例性地理解为在驱动装置从α₁角度转动到α₂角度过程中和或从α₂角度转动到α₃角度过程中和或从α₃角度转动到α₄角度过程中和或从α₄角度转动到α₅角度过程中，驱动传动机构的瞬时传动比i₁可以保持相等或变大或变小或改变正负或无穷大。同理，可变瞬时传动比的从动传动机构示例性地理解为在从动装置从α₅角度转动到α₄角度过程中和或从α₄角度转动到α₃角度过程中和或从α₃角度转动到α₂角度过程中和或从α₂角度转动到α₁角度过程中，从动传动机构的瞬时传动比i₂可以保持相等或变大或变小或改变正负或无穷大。

所述驱动装置和所述机械储能装置构造成，使得所述驱动装置

·从α₁角度转动到α₂角度时逐渐释放所述至少一组另外的储能装置直至其处于松弛状态，并且在这个过程中所述从动轴静止，以及所述至少一组储能装置处于松弛状态。

·从α₂角度转动到α₃角度时逐渐压缩所述至少一组储能装置，并且在这个过程中所述从动轴仍然静止，以及所述至少一组另外的储能装置处于松弛状态。

·从α₄角度转动到α₅角度时逐渐压紧所述至少一组储能装置，并且在这个过程中所述从动轴静止，以及所述至少一组另外的储能装置处于松弛状态。

所述机械储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构构造成，使得所述至少一组储能装置在所述驱动装置从α₃角度转动到α₄角度时逐渐松弛，并且在这个过程中所述从动轴从β₁角度转动到β₂角度，以及所述至少一组另外的储能装置处于松弛状态。

特别地，在驱动装置从α₁角度转动到α₂角度时和或从α₂角度转动到α₃角度时，从动轴在β₁角度保持静止。在驱动装置从α₄角度转动到α₅角度时，从动轴在β₂角度保持静止。

所述驱动装置和所述机械储能装置构造成，使得所述驱动装置

·从α₅角度转动到α₄角度时逐渐释放所述至少一组储能装置直至其处于松弛状态，并且在这个过程中所述从动轴静止，以及所述至少一组另外的储能装置处于松弛状态。

·从α₄角度转动到α₃角度时逐渐压缩所述至少一组另外的储能装置，并且在这个过程中所述从动轴仍然静止，以及所述至少一组储能装置处于松弛状态。

·从α₂角度转动到α₁角度时逐渐压紧所述至少一组另外的储能装置，并且在这个过程中所述从动轴静止，以及所述至少一组储能装置处于松弛状态。

所述机械储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构构造成，使得所述至少一组另外的储能装置在所述驱动装置从α₃角度转动到α₂角度时逐渐松弛，并且在这个过程中所述从动轴从β₂角度转动到β₁角度，以及所述至少一组储能装置处于松弛状态。

特别地，在驱动装置从α₅角度转动到α₄角度时和或从α₄角度转动到α₃角度时，从动轴在β₂角度保持静止。在驱动装置从α₂角度转动到α₁角度时，从动轴在β₁角度保持静止。

所述至少一组储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构构造成，使得所述至少一组储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构一起

·在所述驱动装置从α₃角度转动到α₄角度时，使所述从动轴从β₁角度或从β₁角度与β₂角度之间的中间角度位置转动或者能够转动到β₂角度；

和或所述驱动装置构造成，使得所述驱动装置

·从α₃角度转动到α₄角度时，取代所述至少一组储能装置的储能元件，使所述从动轴从β₁角度或从β₁角度与β₂角度之间的中间角度位置转动或者能够转动到β₂角度。

所述至少一组另外的储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构构造成，使得所述至少一组另外的储能装置、所述从动装置和所述从动传动机构一起

·在所述构件从α₃角度转动到α₂角度时，使所述从动轴从β₂角度或从β₁角度与β₂角度之间的中间角度位置转动或者能够转动到β₁角度；

和或所述驱动装置构造成，使得所述驱动装置

·从α₃角度转动到α₂角度时，取代所述至少一组另外的储能装置的储能元件，使所述从动轴从β₂角度或从β₁角度与β₂角度之间的中间角度位置转动或者能够转动到β₁角度。

在这里，考虑到有载分接开关在实际运行中，遇到弹性储能装置的弹力不足或者发生故障或者无法松弛到预定的状态或者处于过载状态或者处于低温使得机构周围的油非常粘稠等不利情况，由弹性储能装置驱动的从动装置和或从动轴的运行速度比正常情况下的运行速度缓慢。当从动装置和或从动轴的运行速度缓慢到一定程度时，驱动装置将会追上从动装置并且以机械接触的方式直接驱动从动装置，进而驱动从动轴转动。

所述驱动传动机构构造成，使得

·所述驱动轴沿任意方向持续转动能够使驱动装置从α₁角度转动到α₂角度，再转动到α₃角度，再转动到α₄角度，再转动到α₅角度。

·所述驱动轴沿任意方向持续转动能够使驱动装置从α₅角度转动到α₄角度，再转动到α₃角度，再转动到α₂角度，再转动到α₁角度。

驱动传动机构可以按照需求以任意方式构造，例如曲柄摇杆机构或者曲线槽轮机构。

所述驱动传动机构包含曲线槽盘，所述曲线槽盘连接在驱动轴和驱动装置之间并且包含曲线槽。特别地，所述驱动装置包括具有中心轴的转动轮并且在其径向方向固定连接一个能够在曲线槽中运动的滚轮。所述滚轮能够被曲线槽驱动进而使得驱动装置转动。

所述曲线槽构造成，使得所述驱动轴沿任意方向持续转动能够使所述驱动装置从α₁角度转动到α₅角度或从α₅角度转动到α₁角度并且在上述两个过程中对应的运动彼此镜像对称地进行。所述曲线槽的曲线是封闭的。

所述机械传动装置包括限位装置，所述限位装置作用到所述从动轴上。所述限位装置构造成，使得所述限位装置

·在所述驱动装置从α₃角度转动到α₄角度(或从α₃角度转动到α₂角度)时，防止所述驱动轴正向和/或反向旋转离开β₂角度(或β₁角度)；

·在所述从动轴在β₁角度(或β₂角度)时，防止从动轴从β₁角度(或β₂角度)两侧离开β₁角度(或β₂角度)；

所述机械传动装置包括触发机构，所述触发机构作用到所述从动轴上。所述触发机构构造成，使得所述触发机构在所述驱动装置在α₃角度或从α₃角度转动到α₄角度过程中或从α₃角度转动到α₂角度过程中松开所述限位装置。

上述α₁～α₅为有载分接开关一次切换过程中驱动装置的几个角度位置，β₁、β₂为蓄能器从动轴的极限角度位置。

实施例

图2、图3、图4以不同角度的视图示出本发明的用于有载分接开关10的蓄能器13的一种优选实施方式。蓄能器13包括支架16、曲线槽盘17、驱动装置18、机械储能装置19、从动装置20、传动齿轮21、输出装置22、限位装置23。具体地，支架16包括上支架板161、下支架板162以及两者之间的支撑柱。曲线槽盘17位于上支架板161下方，并且与储能器驱动轴131无相对转动地连接。曲线槽盘17具有曲线槽，曲线槽包括第一终端角度位置171、第二终端角度位置172。

驱动装置18包括具有中心轴的转动轮181并且在径向方向固定连接一个能够在曲线槽中运动的滚轮182。所述滚轮182能够被曲线槽盘17驱动进而使得驱动装置18转动。驱动装置18还包括第一触发装置183和第二触发装置184。第一触发装置183和第二触发装置184具有向下伸出的滚轮，并在特定位置固定连接在转动轮181上，用于在转动轮181转动过程中触发限位装置23。

机械储能装置19包括两个结构相同的弹性储能装置，分别为第一弹性储能装置191和第二弹性储能装置192。第一弹性储能装置191包括第一弹性储能导杆1911和第一弹性储能套筒1912。相应地，第二弹性储能装置192包括第二弹性储能导杆1921和第二弹性储能套筒1922。弹性储能导杆1911、1921的端部可转动地连接在转动轮181的两个处于一条直线上的伸出臂上。弹性储能套筒1912、1922的端部可转动地连接在从动扇齿20的两个处于一条直线上的伸出臂上。并且，在两个弹性储能装置的储能压簧压缩到最大状态时，弹性储能导杆1911、1921的另外的端部能够与对应的弹性储能套筒1912、1922另外的端部产生机械接触。

输出装置22包括输出齿轮221、飞轮222、第一卡钩凸起223以及第二卡钩凸起224。从动扇齿20以固定的传动比驱动传动齿轮21转动，传动齿轮21也以固定的传动比驱动输出齿轮221转动。输出齿轮221的旋转中心轴与蓄能器驱动轴131在一条直线上。转动轮181、从动扇齿20、传动齿轮21的旋转中心轴与蓄能器驱动轴131在同一个平面内。飞轮222固定连接在输出齿轮221上，并且在其圆弧面的中间区域具有第一卡钩凸起223和第二卡钩凸起224。

限位装置23包括第一卡钩231、第二卡钩232、第一卡钩限位挡块233、第二卡钩限位挡块234以及限位挡块235。第一卡钩231和第二卡钩232能够通过弯钩部位钩住对应的卡钩凸起223和224，从而从正向或反向两个旋转方向限定飞轮222的转动。限位挡块235在与飞轮222的两个碰撞面上具有停顿阻尼，用于防止飞轮222的旋转角度超过所需角度。

第一卡钩231和第二卡钩232的结构形式相同，卡钩的主体均为带弯钩的杆件、该杆件两侧分别设置碰撞杆以及限位杆；卡钩限位挡块与带弯钩的杆件之间安装压簧，弯钩钩住卡钩凸起时，所述压簧处于压缩状态，所述碰撞杆能够通过设置在驱动装置上触发滚轮触发完成弯钩与卡钩凸起之间的脱离；在弯钩与卡钩凸起脱离后，由所述压簧向带弯钩的杆件提供推力，由限位杆与卡钩限位挡块配合实现卡钩的限位，并保证此时，碰撞杆位置与所述触发滚轮不发生干涉。弯钩与卡钩凸起的接触面上存在一受力点与卡钩转动中心处于以飞轮中心轴为中心的同一个圆弧面上。

卡钩凸起223和224的外侧碰撞面与对应的卡钩231和232的外侧碰撞面相配合，使其在飞轮222运动过程中能够挤压进对应的卡钩231和232，并且通过其内侧弯钩面与对应的卡钩231和232的内侧弯钩面能够使其被对应的卡钩231和232稳定地锁定。在卡钩231(或232)没有钩住飞轮222的时候，两个小压簧和卡钩限位挡块233(或234)配合在一起避免触发装置183(或184)碰撞到对应的卡钩231(或232)。在卡钩231(或232)钩住飞轮222的时候，两个小压簧和卡钩限位挡块233(或234)配合在一起使卡钩231(或232)稳定地钩住飞轮222，并且能够被对应的触发装置183(或184)触发，从而释放飞轮222。

图5示出本发明的蓄能器13的曲线槽盘17的一种优选实施方式。具体地，第一终端角度位置171和第二终端角度位置172与曲线槽盘17的旋转中心点处于同一条直线上，因此曲线槽盘17当前的第一终端角度位置171转动到当前的第二终端角度位置172或当前的第二终端角度位置172转动到当前的第一终端角度位置171两个过程中旋转的角度均为180°。在分接开关10的一次切换过程中，蓄能器驱动轴131沿任意方向旋转180°，使得所述滚轮182能够从一终端角度位置171(或172)转动到另一个终端角度位置172(或171)。

图6、图7、图8、图9示出本发明的蓄能器13的部分关键构件(储能压簧未示出)在工作过程中四个关键时刻的姿态图。本发明的蓄能器13的工作方式如下：如图6所示，驱动装置18处于α₁角度位置。飞轮222的第一卡钩凸起223被第一卡钩231钩住。蓄能器从动轴132处于β₁角度位置。转动轮181和从动扇齿20的伸出臂的两个端点所在的直线与俯视图平面竖直方向分别成一定的角度。第一弹性储能装置191的储能压簧处于松弛状态，第二弹性储能装置192的储能压簧处于张紧状态。滚轮182处于曲线槽盘17的第一终端角度位置171。运动过程中，曲线槽盘17将沿任意旋转方向不间断地匀速转动。运动开始后，在曲线槽盘17的驱动下转动轮181沿逆时针方向旋转。因为飞轮222被第一卡钩231钩住以及被限位挡块235挡住，所以从动扇齿20在初始位置保持静止。因此，第一弹性储能装置191的储能压簧逐渐张紧，第二弹性储能装置192的储能压簧逐渐松弛，直至蓄能器13达到如图7所示的位置。

在如图7所示的位置，驱动装置18处于α₂角度位置。第一弹性储能装置191和第二弹性储能装置192的储能压簧均处于压缩量为0的临界状态，从动扇齿20仍然在初始位置保持静止。继续运动后，在曲线槽盘17的驱动下驱动装置18继续沿逆时针方向旋转，从动扇齿20仍然在初始位置保持静止。第一弹性储能装置191的储能压簧继续逐渐张紧，第二弹性储能装置192的储能压簧一直处于松弛状态，直至蓄能器13达到如图8所示的位置。

在如图8所示的位置，驱动装置18处于α₃角度位置。第一弹性储能装置191的储能压簧达到最大的张紧状态并且第一储能导杆1911和第一储能套筒1912产生机械接触。第二弹性储能装置192的储能压簧一直处于松弛状态。驱动装置18的第一触发装置183即将与第一卡钩231碰撞。继续运动后，第一卡钩231在第一触发装置183的碰撞下释放飞轮222，从动扇齿20在第一弹性储能装置191的储能压簧的驱动下阶跃式地迅速地转动，通过一定传动比驱动传动齿轮21转动，进而使得蓄能器从动轴132从β₁角度快速转动到β₂角度。此时，驱动装置18转动到α₃角度位置。然而在曲线槽盘17的驱动下驱动装置18仍然沿逆时针方向旋转，直至蓄能器13达到如图9所示的位置。在这个过程中，如果遇到弹性储能装置的弹力不足或者发生故障或者无法松弛到预定的状态或者处于过载状态或者处于低温使得机构周围的油非常粘稠等不利情况，由第一弹性储能装置191驱动的从动扇齿20和蓄能器从动轴132的运行速度比正常情况下的运行速度缓慢。当从动扇齿20和蓄能器从动轴132的运行速度缓慢到一定程度时，第一储能导杆1911会追赶上第一储能套筒1912，从而使得驱动装置18代替储能压簧直接驱动从动扇齿20转动。

在如图9所示的位置，驱动装置18处于α₅角度位置。飞轮222的第二卡钩凸起224被第二卡钩232钩住，飞轮222的另一侧被限位挡块235挡住。蓄能器从动轴132处于β₂角度位置。转动轮181和从动扇齿20与初始位置相比均逆时针转动一定角度。第一弹性储能装置191的储能压簧处于张紧状态，第二弹性储能装置192的储能压簧处于松弛状态。滚轮182处于曲线槽盘17的第二终端角度位置172。至此，蓄能器完成了有载分接开关10的一次切换过程中的全部动作，并处于下一次切换的初始位置。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (11)

1.一种用于有载分接开关的多机械储能装置的蓄能器，包括驱动轴、从动轴、机械储能装置；其特征在于：还包括机械传动装置、驱动装置、从动装置；所述机械传动装置包括连接在所述驱动轴与所述驱动装置之间的可变瞬时传动比的驱动传动机构，以及连接在所述从动装置与所述从动轴之间的可变瞬时传动比的从动传动机构；所述驱动装置和从动装置之间安装至少两组机械储能装置，且在有载分接开关一次切换过程中，至少存在两组机械储能装置处于不同的张紧和或松弛状态；

所述驱动轴能够在电动机构的驱动下沿任意方向旋转，通过所述可变瞬时传动比的驱动传动机构将驱动轴任意方向的旋转转换为单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，进而带动驱动装置转动，机械储能装置到位后带动从动装置转动，由从动装置通过可变瞬时传动比的从动传动机构实现从动轴所需转动角度；

可变瞬时传动比的驱动传动机构为下端面设置曲线槽的曲线槽盘，所述曲线槽上具有两个与中心轴的中心在同一条直线上的终端角度位置，使得曲线槽盘从任一方向转动180°，驱动装置上的滚轮能够从一终端角度位置转动到另一个终端角度位置；所述曲线槽的曲线以两个终端角度位置为界，一侧曲线方程为x′＝Rcos(ω+β)，y′＝Rsin(ω+β)；另一侧曲线方程为x″＝Rcos(ω-β)，y″＝Rsin(ω-β)；其中，以曲线槽盘旋转中心为坐标原点，x′、x″为曲线上各点的横坐标，y′、y″为曲线上各点的纵坐标；R为驱动装置的滚轮的矢径长度其中，x、y分别为驱动装置的滚轮的横坐标和纵坐标，r为驱动装置的滚轮与驱动装置旋转中心轴的间距，θ为驱动装置起止位置倾角，L为曲线槽盘旋转中心轴与驱动装置旋转中心轴的间距，α为驱动装置的转动角度，ω为驱动装置的滚轮的矢径倾斜角度/>β为曲线槽盘的转动角度。

2.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于：所述驱动装置包括具有中心轴的转动轮以及滚轮，至少两组机械储能装置的一端分别安装在所述中心轴的两侧，所述滚轮安装在转动轮上且其位置不处于一次切换过程中转动轮转角范围的中心线的垂直线上。

3.根据权利要求2所述的蓄能器，其特征在于：所述驱动装置还包括两个触发装置，两个触发装置安装在转动轮的中心轴的两侧，其下方安装向下伸出的滚轮，用于在转动轮转动过程中触发限位装置。

4.根据权利要求2所述的蓄能器，其特征在于：所述的从动装置为具有中心轴的转动轮，至少两组机械储能装置的另一端分别安装在所述中心轴的两侧，转动轮上设置扇形齿轮，用于与可变瞬时传动比的从动传动机构进行配合。

5.根据权利要求4所述的蓄能器，其特征在于：所述可变瞬时传动比的从动传动机构包括传动齿轮、输出齿轮、飞轮；

所述传动齿轮分别与从动装置上的扇形齿轮以及输出齿轮啮合，用于将从动装置的转动角度转换成从动轴所需转动角度，输出齿轮与飞轮固连，飞轮与从动轴固连。

6.根据权利要求5所述的蓄能器，其特征在于：有载分接开关切换过程中，通过限位装置实现限位；所述限位装置包括设置在飞轮上的两个卡钩凸起、两个卡钩、两个卡钩限位挡块以及限位挡块；其中卡钩、卡钩限位挡块以及限位挡块均安装在下支架上；所述限位挡块用于对飞轮的转动实现限位；所述两个卡钩分别用于与卡钩凸起配合实现两次切换中对飞轮到位后的转动限制；所述卡钩限位挡块用于对卡钩未钩住卡钩凸起的状态进行限位。

7.根据权利要求6所述的蓄能器，其特征在于：所述卡钩主体为带弯钩的杆件、该杆件两侧分别设置碰撞杆以及限位杆；卡钩限位挡块与带弯钩的杆件之间安装压簧，弯钩钩住卡钩凸起时，所述压簧处于压缩状态，所述碰撞杆能够通过设置在驱动装置上触发滚轮触发完成弯钩与卡钩凸起之间的脱离；在弯钩与卡钩凸起脱离后，由所述压簧向带弯钩的杆件提供推力，由限位杆与卡钩限位挡块配合实现卡钩的限位，并保证此时，碰撞杆位置与所述触发滚轮不发生干涉。

8.根据权利要求7所述的蓄能器，其特征在于：弯钩与卡钩凸起的接触面上存在一受力点与卡钩转动中心处于以飞轮中心轴为中心的同一个圆弧面上。

9.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于：机械储能装置包括弹性储能套筒以及两个弹性储能导杆；弹性储能元件套装在两个弹性储能导杆外部，小直径弹性储能导杆一端铰接在驱动装置上，另一端插入另一大直径弹性储能导杆内腔，大直径弹性储能导杆插入弹性储能套筒，使得弹性储能元件处于弹性储能套筒内腔，大直径弹性储能导杆和弹性储能套筒均与从动装置铰接。

10.根据权利要求9所述的蓄能器，其特征在于：弹性储能元件储能过程中压缩到最大状态时，小直径弹性储能导杆的端部与弹性储能套筒的端部产生机械接触。

11.一种有载分接开关，其特征在于：包括电动机构、有载切换开关和无载分接选择器以及权利要求1-10任一所述蓄能器；

所述电动机构为蓄能器驱动轴提供驱动旋转动力，蓄能器的从动轴驱动有载切换开关；蓄能器、有载切换开关与无载分接选择器串行连接；所述无载分接选择器用于无负载地预选到要被切换到的绕组抽头，有载切换开关用于从当前的绕组抽头有负载地切换到预选的新的绕组抽头。