CN113113244B - 一种用于有载分接开关的串联式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串联式蓄能器以及有载分接开关，蓄能器中串联间歇运动机构包括中心轴在同一条直线上，并且按上、中、下的位置串行连接的驱动轮、压缩轮、从动轮；所述从动轮与从动轴之间无相对转动地连接；所述可变瞬时传动比的驱动传动机构连接在所述驱动轴与驱动轮之间，用于将驱动轴任意方向的旋转转化成单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，并传递至驱动轮；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以及避免了采用较多级的齿轮传动，从而使其运动传递效率更高、可靠性更高。此外，本发明避免了复杂的机械结构，特别具有结构简单、所需空间小、生产成本低的优点。

Description

一种用于有载分接开关的串联式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串联式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。

综上所述，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。

中国发明专利授权公告号CN107438889B描述了另一种用于有载分接开关的蓄能器。为实现间歇运动功能，该蓄能器包含驱动齿轮、两个耦联装置以及从动齿轮。驱动齿轮与第一耦联装置的上齿轮之间、第一耦联装置的下齿轮与第二耦联装置的上齿轮之间、第二耦联装置的下齿轮与从动齿轮之间均采用齿轮传动。该蓄能器的上述传动机构存在以下不足之处：第一，较多级的齿轮传动降低了机构的运动传动效率，提高了制作成本。尤其在释能阶段，弹性储能装置需要同时带动第一耦联装置的下齿轮、第二耦联装置的上齿轮、从动齿轮、与从动齿轮固连的飞轮以及从动轴的转动，降低了运动传动效率，同时对弹性储能装置的性能提出了更高的要求。第二，两个耦联装置在空间上采用并行连接，增加了机构的占用空间。第三，由于两个耦联装置采用并行连接的方式，第二耦联装置的上齿轮的直径较小，导致一端铰接在第二耦联装置的上齿轮上的弹性储能元件的张紧和松弛的行程较短，对弹性储能元件的性能提出了较高的要求。此外，该蓄能器的锁定机构的两个锁定爪共用一个旋转中心轴地铰接在与从动轴无相对转动连接的飞轮上。为了保证两个锁定爪都能顺利地锁定和脱离卡钩凸起，锁定机构的两个碰撞杆上下分布，且在顺时针和逆时针方向均需要一定的开阔空间。上述设计导致一个锁定爪脱离一个卡钩凸起后，两个锁定爪会发生联动，并且机构无法可靠地对联动的两个锁定爪的位置进行快速地限定，从而增加了另一个锁定爪快速锁定另一个卡钩凸起的难度，甚至导致无法锁定。

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，特别是具有结构简单的特点。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：用于有载分接开关的串联式蓄能器，包括驱动轴、从动轴、可变瞬时传动比的驱动传动机构、机械储能装置；还包括串联间歇运动机构；

所述串联间歇运动机构包括中心轴在同一条直线上，并且按上、中、下的位置串行连接的驱动轮、压缩轮、从动轮；所述从动轮与从动轴之间无相对转动地连接；所述可变瞬时传动比的驱动传动机构连接在所述驱动轴与驱动轮之间，用于将驱动轴任意方向的旋转转化成单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，并传递至驱动轮；

所述压缩轮为上下带有扇形挡块的转动轮，下部扇形挡块上通过下支撑柱与机械储能装置的一端转动连接；所述驱动轮上设置与压缩轮上部扇形挡块配合的扇形凹槽，所述从动轮为扇形轮，所述扇形凹槽的两侧面为止挡面，用于带动压缩轮转动实现储能，以及在压缩轮释能阶段转动过程中提供帮助压缩轮转动的可能性；扇形轮的两侧面为止挡面用于在机械储能装置作用下使得从动轮转动实现从动轴转动。

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从动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从动轮的转动实现限位；所述的两个卡钩分别用于与卡钩凸起配合实现两次切换中对从动轮到位后的转动限制；所述的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轮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串联间歇运动机构中心轴为中心的同一个圆弧面上。

优选的，驱动轮扇形凹槽的扇形角为压缩轮扇形挡块的扇形角与从动轮所需转动角度之和。

优选的，压缩轮上部扇形挡块在切换前后均处于所述扇形凹槽的中间位置。

优选的，所述可变瞬时传动比的驱动传动机构包括曲线槽盘、驱动扇齿、滚轮、中心齿轮；曲线槽盘与驱动轴无相对转动地连接，曲线槽盘的下端面设置曲线槽；驱动扇齿的径向方向固连一个能够在所述曲线槽内运动的滚轮，滚轮能够被曲线槽盘驱动进而使得驱动扇齿转动，驱动扇齿与中心齿轮啮合，所述中心齿轮的中心轴与驱动轴在同一条直线上；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°，所述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为驱动扇齿的滚轮的矢径长度其中，x、y分别为驱动扇齿的滚轮的横坐标和纵坐标，r为驱动扇齿的滚轮与驱动扇齿旋转中心轴的间距，θ为驱动扇齿起止位置倾角，L为曲线槽盘旋转中心轴与驱动扇齿旋转中心轴的间距，α为驱动扇齿的转动角度；ω为驱动扇齿的滚轮的矢径倾斜角度β为曲线槽盘的转动角度。

优选的，所述可变瞬时传动比的驱动传动机构包括曲柄摇杆机构以及中心齿轮；驱动轴与曲柄连接，带齿轮的摇杆与中心齿轮连接。

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压缩轮上，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下支架铰接。

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；所述的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以及避免了采用较多级的齿轮传动，从而使其运动传递效率更高、可靠性更高。

2、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。

3、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。

4、本发明的弹性储能元件张紧轮松弛的行程较大，无需对弹性储能元件提出过高的性能要求，有利于保证弹性储能元件的可靠性和寿命。

5、本发明的限位装置的两个卡钩分开布置，使得一个卡钩与卡钩凸起脱离后另一个卡钩能够保持静止状态，并且限位装置具有两个卡钩限位挡块分别用于快速可靠地对两个卡钩未钩住卡钩凸起的状态进行限位，从而保证了两个卡钩能够容易可靠地钩住对应的卡钩凸起。

6、本发明避免了复杂的机械结构，特别具有结构简单、所需空间小、生产成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第一视图；

图2为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第二视图；

图3为本发明的用于有载分接开关的蓄能器的第三视图；

图4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5为本发明的用于蓄能器的驱动轮的一种优选实施方式的示意图；

图6为本发明的用于蓄能器的压缩轮的一种优选实施方式的示意图；

图7为本发明的用于蓄能器的驱动轮处于α₁角度位置的仰视图；

图8为本发明的用于蓄能器的驱动轮处于α₂角度位置的仰视图；

图9为本发明的用于蓄能器的驱动轮处于α₃角度位置的仰视图；

图10为本发明的用于蓄能器的驱动轮处于α₄角度位置的仰视图；

图11为本发明的有载分接开关的示意图。

具体实施方式

本发明提出一种用于有载分接开关的蓄能器，所述蓄能器包括

蓄能器驱动轴，所述蓄能器驱动轴能够在所述电动机构的驱动下沿任意方向旋转；蓄能器从动轴，所述蓄能器从动轴能够驱动所述有载切换开关旋转；串联间歇运动机构，所述串联间歇运动机构包括驱动轮、压缩轮、从动轮，所述驱动轮、压缩轮、从动轮的中心轴在同一条直线上，并且按上、中、下的位置串行连接；可变瞬时传动比的驱动传动机构，所述可变瞬时传动比的驱动传动机构连接在所述驱动轴与驱动轮之间；机械储能装置，所述机械储能装置一端可旋转地连接在压缩轮上。所述蓄能器从动轴能够驱动有载切换开关在所述有载分接开关的一次切换中沿单方向旋转，并且在所述有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转。所述驱动轮、压缩轮、从动轮均具有止挡面，压缩轮能在驱动轮和/或从动轮的止挡面之间受限制地空转。

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，具体为所述驱动轮的瞬时运动速度。进一步可以得出，瞬时输出速度的计算公式为v₂＝v₁:i₁。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越大，输出速度v₂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轮从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，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。

在这里，所述有载分接开关的一次切换示例性地理解为所述有载分接开关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。所述有载分接开关的下一次切换示例性地理解为所述有载分接开关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。

所述串联间歇运动机构构造成，使得驱动轮和从动轮均具有两个止挡面。压缩轮具有上挡块和下挡块，上挡块的左右两侧和下挡块的左右两侧共同构成压缩轮的四个止挡面。压缩轮的上挡块能够在驱动轮的两个止挡面之间受限制地空转。压缩轮的下挡块能够在压缩轮的两个止挡面之间受限制地空转。

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轮从α₁角度转动到α₂

角度，再转动到α₃角度，再转动到α₄角度。

·所述驱动轴沿任意方向持续转动能够使驱动轮从α₄角度转动到α₃

角度，再转动到α₂角度，再转动到α₁角度。

在这里，驱动传动机构可以按照需求以任意方式构造，例如包含曲柄摇杆机构或者曲线槽轮机构的传动机构。

所述驱动传动机构包含曲线槽盘、驱动扇齿、滚轮和中心齿轮，所述曲线槽盘连接在驱动轴和驱动扇齿之间并且包含曲线槽。特别地，所述驱动扇齿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扇齿、中心齿轮和驱动轮转动。

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轮从α₁角度转动到α₄角度或从α₄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

·在所述驱动轮从α₃角度转动到α₄角度(或从α₂角度转动到α₁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轮在α₃角度或α₂角度或从α₃角度转动到α₄角度过程中或从α₂角度转动到α₁角度过程中松开所述限位装置。

上述α₁～α₄为有载分接开关一次切换过程中驱动轮的几个角度位置，β₁、β₂为蓄能器从动轴的极限角度位置。

图1、图2、图3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包括蓄能器驱动轴131、支架16、曲线槽盘17、驱动扇齿18、中心齿轮19、驱动轮20、压缩轮21、从动轮22、机械储能装置23、限位装置24、蓄能器从动轴132。具体地，蓄能器驱动轴131能够在有载分接开关10的电动机构11的驱动下沿任意方向旋转。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171，曲线槽171包括第一终端角度位置172、第二终端角度位置173。在驱动扇齿18的径向方向固定连接一个能够在曲线槽171中运动的滚轮181。所述滚轮181能够被曲线槽盘17驱动进而使得驱动扇齿18转动。中心齿轮19的中心轴与蓄能器驱动轴131在同一条直线上，驱动扇齿18以固定的传动比驱动中心齿轮19转动。驱动轮20与中心齿轮19同轴固定且轴向不接触。蓄能器从动轴132与从动轮22无相对转动地连接。在后面会详细说明驱动轮20、压缩轮21、从动轮22的结构。

图4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172和第二终端角度位置173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172转动到当前的第二终端角度位置173或当前的第二终端角度位置173转动到当前的第一终端角度位置172的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181能够从一终端角度位置172(或173)转动到另一个终端角度位置173(或172)。

图5、图6分别示出本发明的蓄能器13的驱动轮20、压缩轮21的一种优选实施方式。驱动轮20、压缩轮21和从动轮22共同组成串联间歇运动机构。具体地，驱动轮20下方包括第一触发滚轮203、第二触发滚轮204和环形槽。触发滚轮203和204固定连接在驱动轮20的特定位置，并且向下延伸直至达到可以触发对应的卡钩241和242的长度。环形槽两侧具有第一止挡面201和第二止挡面202。压缩轮21包括上挡块、下挡块和下支撑柱。上挡块的两侧具有第二止挡面212和第四止挡面214。下挡块的两侧具有第一止挡面211和第三止挡面213。机械储能装置23的一端可旋转地连接在压缩轮21的下支撑柱上，另一端可旋转地连接在下支架板162的下方。从动轮22包括第一止挡面221、第二止挡面222、第一卡钩凸起223和第二卡钩凸起224。卡钩凸起223和224位于从动轮18的圆弧面的中间区域。串联间歇运动机构构造为，驱动轮20、压缩轮21、从动轮22的中心轴在同一条直线上，并且按上、中、下的位置串行连接。其中，压缩轮21的上挡块能够在驱动轮20向下的环形槽中受限制地空转。当压缩轮21空转到环形槽的极限位置时，压缩轮21第二止挡面212贴靠到驱动轮20的第一止挡面201或者压缩轮21第四止挡面214贴靠到驱动轮20的第二止挡面202。压缩轮21的下挡块能够在从动轮22的两个止挡面221和222之间受限制地空转。当压缩轮21空转到从动轮22的极限位置时，压缩轮21第一止挡面211贴靠到从动轮22的第一止挡面221或者压缩轮21第三止挡面213贴靠到从动轮22的第二止挡面222。

限位装置24包括第一卡钩241、第二卡钩242、第一卡钩限位挡块243、第二卡钩限位挡块244以及限位挡块245。第一卡钩241和第二卡钩242能够通过弯钩部位钩住对应的卡钩凸起223和224，从而从正向或反向限定从动轮22的转动。

第一卡钩241和第二卡钩242的结构形式相同，卡钩的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轮上触发滚轮的触发完成弯钩与卡钩凸起之间的解锁；在弯钩与卡钩凸起解锁后，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串联间歇运动机构中心轴为中心的同一个圆弧面上

限位挡块245在与从动轮22的两个碰撞面上具有停顿阻尼，用于防止从动轮22的旋转角度超过所需角度。

卡钩凸起223和224的外侧碰撞面与对应的卡钩241和242的外侧碰撞面相配合，使其在从动轮22运动过程中能够挤压进对应的卡钩241和242，并且通过其内侧弯钩面与对应的卡钩241和242的内侧弯钩面使其能够被对应的卡钩241和242稳定地锁定。在卡钩241(或242)没有钩住从动轮22的时候，两个小压簧和卡钩限位挡块243(或244)配合在一起避免触发滚轮203(或204)碰撞到对应的卡钩241(或242)。在卡钩241(或242)钩住从动轮22的时候，两个小压簧和卡钩限位挡块243(或244)配合在一起使卡钩241(或242)稳定地钩住从动轮22，并且能够被对应的触发滚轮203(或204)触发，从而释放从动轮22。

图7、图8、图9、图10示出本发明的蓄能器13的部分关键构件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7所示，驱动轮20处于α₁位置。驱动扇齿18的滚轮181处于曲线槽盘17的第一终端角度位置172。压缩轮21的上挡块位于驱动轮20的环形槽的中间位置。机械储能装置23的储能压簧处于松弛状态。压缩轮21的下挡块的止挡面211贴靠在从动轮22的止挡面221上。从动轮22的第一卡钩凸起223被第一卡钩241钩住，从动轮22的另一侧被限位挡块245挡住。蓄能器从动轴132处于β₁角度位置。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的驱动下驱动扇齿18沿顺时针方向旋转。在驱动扇齿18的驱动下中心齿轮19沿逆时针旋转，从而带动驱动轮20沿逆时针旋转。驱动轮20的止挡面201逐渐靠近压缩轮21的止挡面212，直至驱动轮20达到如图8所示的位置。这个过程中，压缩轮21和从动轮22保持静止，进而蓄能器从动轴132在β₁角度位置保持静止。

如图8所示，驱动轮20处于α₂位置。驱动轮20持续转动使得压缩轮21的上挡块到达驱动轮20的环形槽的极限位置。此时，驱动轮20的止挡面201贴靠在压缩轮21的止挡面212上。继续运动后，在曲线槽盘17的驱动下驱动轮20继续沿逆时针方向旋转。驱动轮20通过贴靠在一起的止挡面201和212驱动压缩轮21沿逆时针方向转动。压缩轮21的止挡面211离开并逐渐远离从动轮22的止挡面221，并且压缩轮21的止挡面213逐渐靠近从动轮22的止挡面222，直至压缩轮21的止挡面213达到如图9所示的位置。在压缩轮21的驱动下机械储能装置23的储能压簧逐渐张紧，直至机械储能装置23达到如图9所示的位置。

如图9所示，驱动轮20处于α₃位置。在驱动轮20的持续驱动下压缩轮21持续沿逆时针方向旋转，使得压缩轮21的止挡面213贴靠在从动轮22的止挡面222上。机械储能装置23的储能压簧恰好被压缩到死点位置并且压缩量达到最大值。继续运动后，在曲线槽盘17的驱动下驱动轮20继续沿逆时针方向旋转。机械储能装置23越过死点位置并带动压缩轮21阶跃式地迅速地沿逆时针方向转动。同时，压缩轮21通过贴靠在一起的止挡面213和222驱动从动轮22阶跃式地迅速地沿逆时针方向转动，直至从动轮22达到如图10所示的位置。在曲线槽盘17的驱动下驱动轮20继续沿逆时针方向旋转一定的角度。在正常情况下，由于驱动轮20在电动机构11的驱动下的转速比压缩轮21的转速小，因此压缩轮21的止挡面212逐渐远离驱动轮20的止挡面201，并且驱动轮20的环形槽足够大以至于压缩轮21的上挡块的止挡面214在任何情况下都无法贴靠在驱动轮20的止挡面202上。特别地，考虑到有载分接开关在实际运行中，遇到机械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，在压缩轮21释能阶段转动的前半程，如果压缩轮21的转速在机械储能装置23的驱动下缓慢到一定程度，驱动轮20的止挡面201将追上并贴靠上压缩轮21的止挡面212，从而以机械接触的方式直接地不延迟地驱动压缩轮21转动，进而驱动蓄能器从动轴132转动。

如图10所示，驱动轮20处于α₄位置。驱动扇齿18的滚轮181处于曲线槽盘17的第二终端角度位置173。在驱动轮20从α₃位置转动到α₄位置的过程中，驱动轮20和压缩轮21各自的运动角度，使得压缩轮21的上挡块再次位于驱动轮20的环形槽的中间位置。机械储能装置23的储能压簧再次处于松弛状态。压缩轮21的下挡块的止挡面213贴靠在从动轮22的止挡面222上。从动轮22的第二卡钩凸起224被第二卡钩242钩住，从动轮22的另一侧被限位挡块245挡住。蓄能器从动轴132处于β₂角度位置。至此，蓄能器13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。

图11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，无载分接选择器15用于无负载地预选到要被切换到的绕组抽头(n、n+1)，有载切换开关14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(n、n+1)。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。

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.用于有载分接开关的串联式蓄能器，包括驱动轴、从动轴、可变瞬时传动比的驱动传动机构、机械储能装置；其特征在于：还包括串联间歇运动机构；

所述串联间歇运动机构包括中心轴在同一条直线上，并且按上、中、下的位置串行连接的驱动轮、压缩轮、从动轮；所述从动轮与从动轴之间无相对转动地连接；所述可变瞬时传动比的驱动传动机构连接在所述驱动轴与驱动轮之间，用于将驱动轴任意方向的旋转转化成单方向旋转，并在有载分接开关的下一次切换中沿相反方向旋转，并传递至驱动轮；

所述压缩轮为上下带有扇形挡块的转动轮，下部扇形挡块上通过下支撑柱与机械储能装置的一端转动连接；机械储能装置的另一端可旋转地连接在下支架板的下方；所述的驱动轮上设置与压缩轮上部扇形挡块配合的扇形凹槽，所述的从动轮为扇形轮，所述扇形凹槽的两侧面为止挡面，用于带动压缩轮转动实现储能，以及在压缩轮释能阶段转动过程中提供帮助压缩轮转动的可能性；扇形轮的两侧面为止挡面用于在机械储能装置作用下使得从动轮转动实现从动轴转动。

2.根据权利要求1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从动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从动轮的转动实现限位；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从动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。

3.根据权利要求2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轮上的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。

4.根据权利要求3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串联间歇运动机构中心轴为中心的同一个圆弧面上。

5.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于：驱动轮扇形凹槽的扇形角为压缩轮扇形挡块的扇形角与从动轮所需转动角度之和。

6.根据权利要求5所述的蓄能器，其特征在于：压缩轮上部扇形挡块在切换前后均处于所述扇形凹槽的中间位置。

7.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于：所述可变瞬时传动比的驱动传动机构包括曲线槽盘、驱动扇齿、滚轮、中心齿轮；

曲线槽盘与驱动轴无相对转动地连接，曲线槽盘的下端面设置曲线槽；驱动扇齿的径向方向固连一个能够在所述曲线槽内运动的滚轮，滚轮能够被曲线槽盘驱动进而使得驱动扇齿转动，驱动扇齿与中心齿轮啮合，所述中心齿轮的中心轴与驱动轴在同一条直线上；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°，所述滚轮能够从一终端角度位置转动到另一个终端角度位置。

8.根据权利要求7所述的蓄能器，其特征在于：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为驱动扇齿的滚轮的矢径长度其中，x、y分别为驱动扇齿的滚轮的横坐标和纵坐标，r为驱动扇齿的滚轮与驱动扇齿旋转中心轴的间距，θ为驱动扇齿起止位置倾角，L为曲线槽盘旋转中心轴与驱动扇齿旋转中心轴的间距，α为驱动扇齿的转动角度；ω为驱动扇齿的滚轮的矢径倾斜角度/>β为曲线槽盘的转动角度。

9.根据权利要求1所述的蓄能器，其特征在于：所述可变瞬时传动比的驱动传动机构包括曲柄摇杆机构以及中心齿轮；驱动轴与曲柄摇杆机构中的曲柄连接，带齿轮的摇杆与中心齿轮连接。

10.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压缩轮上，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下支架铰接。

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；

所述的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。