CN113643910A - 用于gis三工位隔离机构的自动变位共轴结构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构及其控制方法,其中操作装置包括:控制开关、共用操作轴、传动组件和状态芯轴;控制开关与共用操作轴连接,其在外力带动下可移动至合闸位置、分闸位置或接地位置,并相应地带动共用操作轴移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;共用操作轴通过传动组件与状态芯轴连接;共用操作轴在移动时通过传动组件带动状态芯轴转动。还公开了一种GIS开关柜直动式三工位隔离开关。通过将隔离和接地的和分闸操作通过共用操作轴来实现,并使共用操作轴位置随控制开关位置的变化而变化,克服了双轴互锁结构带来的结构复杂性,并且杜绝了误操作带来的安全隐患,提升了隔离开关的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备制造领域,特别涉及一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构及其控制方法、GIS开关柜直动式三工位隔离开关。
背景技术
气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有绝缘性能和灭弧性能优异的SF6(六氟化硫)气体作为绝缘和灭弧介质,故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用,而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比,GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强,维护工作量很小,其主要部件的维修间隔不小于20年。
现有的GIS开关柜中使用的三工位隔离开关均设置有隔离操作轴和接地操作轴,在使用过程中容易出现误操作隔离操作轴或接地操作轴的问题,带来极大的安全隐患;此外,采用双操作轴结构的三工位隔离开关存在如下不足:一是结构复杂,零部件多且小,操作时,因机构强度不足易产生变形;二是整体体积较大,安装空间受限,不利于安装、调整及维护;三是闭锁、指示经多级传动,结构复杂且位置不准确;四是机构在分闸位置时,分闸限位保持结构复杂,频繁操作时易产生较大磨损。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构及其控制方法,通过将隔离和接地的和分闸操作通过共用操作轴来实现,并使共用操作轴的位置随控制开关位置的变化而变化,克服了双轴互锁结构带来的结构复杂性,促使开关位置信号的采集和控制信号的传输下达更精准可靠,通过数据信号采集分析自动变位及所提出的安全控制方法,有效杜绝误操作带来的安全隐患,提升了三工位隔离开关的安全性,预防了电网故障的产生;配套开关的自动操控模块的使用,为自动操控模块终端的主控CPU芯片需要采集的开关位置信号、操作历史数据、控制信号处理提供了可靠的数据源,支持了主控CPU芯片对所需要的数据信号进行采集和处理。
为解决上述技术问题,本发明实施例第一方面提供了一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,包括:控制开关、共用操作轴、传动组件和状态芯轴;
所述控制开关与所述共用操作轴连接,其在外力带动下可移动至合闸位置、分闸位置或接地位置,并相应地带动所述共用操作轴移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;
所述共用操作轴通过所述传动组件与所述状态芯轴连接;
所述共用操作轴在移动时通过所述传动组件带动所述状态芯轴转动。
进一步地,所述传动组件包括:转动连接的第一传动单元和第二传动单元;
所述共用操作轴与所述第一传动单元固定连接;
所述状态芯轴与所述第二传动单元固定连接;
所述共用操作轴通过所述第一传动单元和所述第二传动单元带动所述状态芯轴转动。
进一步地,所述第一传动单元包括:若干个输入行星轮;
一所述输入行星轮套设于所述共用操作轴上且与其固定连接;
所述第二传动单元包括:输出太阳轮;
所述输出太阳轮套设于所述状态芯轴上且与其固定连接;
所述若干个输入行星轮分别与所述输出太阳轮转动连接。
进一步地,所述用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构还包括:传动框架;
所述传动框架内设置有固定内齿套,其中,所述固定内齿套为圆形;
所述若干个输入行星轮分别与所述固定内齿套转动连接;
所述若干个输入行星轮的轴向分别与所述固定内齿套的轴向平行。
进一步地,所述传动框架为平面片状结构。
进一步地,所述第一传动单元包括:一个所述输入行星轮;
所述输入行星轮分别与所述输出太阳轮和所述固定内齿套转动连接,所述输入行星轮在所述共用操作轴转动时带动所述输出太阳轮和所述状态芯轴转动。
进一步地,所述第一传动单元包括:多个结构相同的所述输入行星轮;
多个所述输入行星轮均匀设置于所述输出太阳轮的周向。
相应地,本发明实施例第二方面提供了一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构控制方法,用于控制上述任一用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,包括如下步骤:
将控制开关移动至合闸位置、分闸位置或接地位置;
带动共用操作轴相应移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;
所述共用操作轴转动时通过所述传动组件带动状态芯轴转动。
相应地,本发明实施例第三方面提供了一种GIS开关柜直动式三工位隔离开关,包括上述任一所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
通过将隔离和接地的和分闸操作通过共用操作轴来实现,并使共用操作轴的位置随控制开关位置的变化而变化,克服了双轴互锁结构带来的结构复杂性,并且杜绝了误操作带来的安全隐患,提升了三工位隔离开关的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构示意图;
图2是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关合闸状态示意图;
图3是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关分闸状态示意图;
图4是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关接地状态示意图;
图5是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关结构示意图。
附图标记:
1、共用操作轴,2、传动组件,21、输入行星轮,22输出太阳轮,23、传动框架,231、固定内齿套,3、状态芯轴。
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明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构示意图;
图2是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关合闸状态示意图;
图3是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关分闸状态示意图;
图4是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关接地状态示意图。
请参照图1、图2、图3和图4本发明实施例第一方面提供了一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,包括:控制开关、共用操作轴1、传动组件2和状态芯轴3;控制开关与共用操作轴1连接,其在外力带动下可移动至合闸位置、分闸位置或接地位置,并相应地带动共用操作轴1移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;共用操作轴1通过传动组件2与状态芯轴3连接;共用操作轴1在移动时通过传动组件2带动状态芯轴3转动。
随着控制开关位置的变化,共用操作轴1也移动至相应位置。其中,控制开关的合闸位置、分闸位置和接地位置分别与共用操作轴1的合闸操作孔位、分闸操作孔位和接地操作孔位相对应。具体的,当控制开关位于合闸位置时,共用操作轴1相应地位于合闸操作孔位,此时分闸操作孔位和接地操作孔位的位置均无操作轴,杜绝了出现误操作的可能。相似地,当控制开关位于分闸位置时,共用操作轴1相应地位于分闸操作孔位,此时合闸操作孔位和接地操作孔位的位置均无操作轴;当控制开关位于接地位置时,共用操作轴1相应地位于接地操作孔位,此时合闸操作孔位和分闸操作孔位的位置均无操作轴。
如图1所示,图1左侧虚框中为辅助开关,用于给出开关状态信号;其右侧为链轮丝杠结构的直动式开关传动。
上述技术方案通过将隔离和接地的和分闸操作通过共用操作轴1来实现,并使共用操作轴1的位置随控制开关位置的变化而变化,克服了双轴互锁结构带来的结构复杂性,并且杜绝了误操作带来的安全隐患,提升了三工位隔离开关的安全性。
进一步地,传动组件2包括:转动连接的第一传动单元和第二传动单元;共用操作轴1与第一传动单元固定连接;状态芯轴3与第二传动单元固定连接;共用操作轴1通过第一传动单元和第二传动单元带动状态芯轴3转动。
第一传动单元与第二传动单元为转动连接,共用操作轴1与第一传动单元固定连接,状态芯轴3则与第二传动单元固定连接。在共用操作轴1转动时,第一传动单元与共用操作轴1同步转动,并进一步带动第二传动单元转动,状态芯轴3则随第二传动单元同步转动。
在本发明实施例的一个实施方式中,第一传动单元包括:若干个输入行星轮21;一输入行星轮21套设于共用操作轴1上且与其固定连接;第二传动单元包括:输出太阳轮22,输出太阳轮22套设于状态芯轴3上且与其固定连接。若干个输入行星轮21分别与输出太阳轮22转动连接。
输出太阳轮22和若干个输入行星轮21位于同一平面,当共用操作轴1随控制开关发生位置移动时,共用操作轴1相对于状态芯轴3的周向发生位置变化,位置的变化与合闸操作孔位、分闸操作孔位、接地操作孔位相对应。当共用操作轴1沿其轴向转动时,通过输入行星轮21和输出太阳轮22的转动连接带动状态芯轴3转动。
进一步地,用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构还包括:传动框架23。传动框架23内设置有固定内齿套231,其中,固定内齿套231为圆形。若干个输入行星轮21分别与固定内齿套231转动连接;若干个输入行星轮21的轴向分别与固定内齿套231的轴向平行。
更进一步地,传动框架23为平面片状结构。
可选的,当第一传动单元包括一个输入行星轮21。输入行星轮21分别与输出太阳轮22和固定内齿套231转动连接,输入行星轮21在共用操作轴1转动时带动输出太阳轮22和状态芯轴3转动。
可选的,第一传动单元包括多个结构相同的输入行星轮21;多个输入行星轮21均匀设置于输出太阳轮22的周向。
相应地,本发明实施例第二方面提供了一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构控制方法,用于控制上述任一用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,包括如下步骤:
S100,将控制开关移动至合闸位置、分闸位置或接地位置。
S200,带动共用操作轴1相应移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位。
S300,共用操作轴1转动时通过传动组件2带动状态芯轴3转动。
当控制开关分别转动至合闸位置、分闸位置或者接地位置时,带动共用操作轴1移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位和接地操作孔位。此时,共用操作轴1转动即可带动状态芯轴3转动。
图5是本发明实施例提供的直动式三工位隔离开关结构示意图。
相应地,请参照图5,本发明实施例第三方面提供了一种GIS开关柜直动式三工位隔离开关,包括上述用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构。
本发明实施例旨在保护一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构及其控制方法,其中操作装置包括:控制开关、共用操作轴、传动组件和状态芯轴;控制开关与共用操作轴连接,其在外力带动下可移动至合闸位置、分闸位置或接地位置,并相应地带动共用操作轴移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;共用操作轴通过传动组件与状态芯轴连接;共用操作轴在移动时通过传动组件带动状态芯轴转动。还保护了保护一种GIS开关柜直动式三工位隔离开关。上述技术方案具备如下效果:
通过将隔离和接地的和分闸操作通过共用操作轴来实现,并使共用操作轴的位置随控制开关位置的变化而变化,克服了双轴互锁结构带来的结构复杂性,并且杜绝了误操作带来的安全隐患,提升了三工位隔离开关的安全性。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,包括:控制开关、共用操作轴(1)、传动组件(2)和状态芯轴(3);
所述控制开关与所述共用操作轴(1)连接,其在外力带动下可移动至合闸位置、分闸位置或接地位置,并相应地带动所述共用操作轴(1)移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;
所述共用操作轴(1)通过所述传动组件(2)与所述状态芯轴(3)连接;
所述共用操作轴(1)在移动时通过所述传动组件(2)带动所述状态芯轴(3)转动。
2.根据权利要求1所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,
所述传动组件(2)包括:转动连接的第一传动单元和第二传动单元;
所述共用操作轴(1)与所述第一传动单元固定连接;
所述状态芯轴(3)与所述第二传动单元固定连接;
所述共用操作轴(1)通过所述第一传动单元和所述第二传动单元带动所述状态芯轴(3)转动。
3.根据权利要求2所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,
所述第一传动单元包括:若干个输入行星轮(21);
一所述输入行星轮(21)套设于所述共用操作轴(1)上且与其固定连接;
所述第二传动单元包括:输出太阳轮(22);
所述输出太阳轮套(22)设于所述状态芯轴(3)上且与其固定连接;
所述若干个输入行星轮(21)分别与所述输出太阳轮(22)转动连接。
4.根据权利要求3所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,所述传动组件(2)还包括:传动框架(23);
所述传动框架(23)内设置有固定内齿套(231),其中,所述固定内齿套(231)为圆形;
所述若干个输入行星轮(21)分别与所述固定内齿套(231)转动连接;
所述若干个输入行星轮(21)的轴向分别与所述固定内齿套(231)的轴向平行。
5.根据权利要求4所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,
所述传动框架(23)为平面片状结构。
6.根据权利要求3所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,
所述第一传动单元包括:一个所述输入行星轮(21);
所述输入行星轮(21)分别与所述输出太阳轮(22)和所述固定内齿套(231)转动连接,所述输入行星轮(21)在所述共用操作轴(1)转动时带动所述输出太阳轮(22)和所述状态芯轴(3)转动。
7.根据权利要求3所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,其特征在于,
所述第一传动单元包括:多个结构相同的所述输入行星轮(21);
多个所述输入行星轮(21)均匀设置于所述输出太阳轮(22)的周向。
8.一种用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构控制方法,其特征在于,用于控制权利要求1-7任一所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构,包括如下步骤:
将控制开关移动至合闸位置、分闸位置或接地位置;
带动共用操作轴(1)相应移动至合闸操作孔位、分闸操作孔位或接地操作孔位;
所述共用操作轴(1)转动时通过所述传动组件(2)带动状态芯轴(3)转动。
9.一种GIS开关柜直动式三工位隔离开关,其特征在于,包括权利要求1-7任一所述的用于GIS三工位隔离机构的自动变位共轴结构。
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