CN114256023A - 直动式隔离接地机构 - Google Patents
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Abstract
一种直动式隔离接地机构，包括支撑架，所述支撑架上安装有第一操作杆和第二操作杆，所述第一操作杆与接地传动机构的输入端连接，所述接地传动机构的输出端与至少一个接地排及接地杆连接，所述第二操作杆与隔离传动机构的输入端连接，所述隔离传动机构的输出端与至少一个隔离绝缘拉杆连接，当转动第一操作杆时，可带动接地传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现接地开关的合、分闸操作，当转动第二操作杆时，可带动隔离传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现隔离开关的合、分闸操作。本发明能够保证隔离和接地开关的分、合闸位置和指示的准确，同时能保证接地开关分、合闸速度，满足接地开关的关合功能，同时能实现开关设备的五防联锁要求。
Description
技术领域
本发明涉及配电开关设备技术领域，尤指一种直动式隔离接地机构。
背景技术
隔离开关是电力系统中用量最多的一种开关设备，其需用量约为断路器的3倍。当隔离开关处于合闸状态时，既能通过正常工作电流又能安全地通过短路故障电流。当隔离开关处于分闸状态时，具有明显的隔离断口，使处于其后的馈电线路、变压器、电抗器等电力设备或带电母线隔离。
接地开关是电力系统中常用的一种开关设备。当接地开关处于合闸状态时，可实现馈线回路的可靠接地，保障线路的可靠接地，提高检修工作的安全。当接地开关处于分闸状态时，具有接地断口，能够实现断口开关设备的电气绝缘要求。
如何设计一种隔离接地机构，能够保证隔离和接地开关的分、合闸位置和指示的准确，同时能够保证接地开关分、合闸的速度，以满足接地开关的关合功能，同时能够实现开关设备五防联锁要求，是本发明人潜心研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直动式隔离接地机构，其能够保证隔离和接地开关的分、合闸位置和指示的准确，同时能够保证接地开关分、合闸的速度，满足接地开关的关合功能，同时能够实现开关设备的五防联锁要求。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种直动式隔离接地机构，其中包括支撑架，所述支撑架上安装有第一操作杆和第二操作杆，所述第一操作杆与接地传动机构的输入端连接，所述接地传动机构的输出端与至少一个接地排及接地杆连接，所述第二操作杆与隔离传动机构的输入端连接，所述隔离传动机构的输出端与至少一个隔离绝缘拉杆连接，当转动所述第一操作杆时，可带动所述接地传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现接地开关的合闸或分闸操作，当转动所述第二操作杆时，可带动所述隔离传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现隔离开关的合闸或分闸操作。
优选地，所述接地传动机构包括与所述第一操作杆连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮安装于第一轴上，所述第一轴可滑动的穿置在所述支撑架上，所述第一轴与所述第一操作杆垂直，所述第一轴的一端安装有第一拐臂，所述第一拐臂的另一端与动力储备机构一端连接，所述第一轴的另一端安装有第一直齿轮，所述第一直齿轮与第二直齿轮啮合，所述第二直齿轮与第二拐臂的一端连接，所述第二拐臂的另一端与至少一个所述接地排及接地杆连接。
优选地，所述隔离传动机构包括与所述第二操作杆连接的第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，所述第四锥齿轮安装于第二轴上，所述第二轴可滑动的穿置在所述支撑架上，所述第二轴与所述第二操作杆垂直，所述第二轴的一端安装有第三拐臂，所述第三拐臂的另一端与所述动力储备机构另一端连接，所述第二轴的另一端与第四拐臂的一端连接，所述第四拐臂的另一端与至少一个所述隔离绝缘拉杆连接。
优选地，所述动力储备机构包括过中簧支座，所述过中簧支座包括固定于所述第一拐臂和第三拐臂上的支座块，其中一个所述支座块的内侧面设置有连杆，所述连杆的自由端穿过另一个所述支座，两个所述支座块之间的连杆上滑动安装有压缩弹簧。
优选地，所述支撑架上位于所述第一拐臂拉伸所述压缩弹簧到最大位置的外侧端及压缩所述压缩弹簧到最大位置的外侧端分别设有第一限位柱，所述支撑架上位于所述第三拐臂拉伸所述压缩弹簧到最大位置的外侧端及压缩所述压缩弹簧到最大位置的外侧端分别设有第二限位柱。
优选地，所述支撑架上安装有至少一个第一导向杆和至少一个第二导向杆，所述第一导向杆与第二导向杆平行，至少一个所述第一导向杆的一端安装在第一支撑板上，至少一个所述第二导向杆的一端安装在第二支撑板上，各所述第一导向杆的一端穿过所述第一支撑板后与所述接地排及接地杆连接，各所述第二导向杆的一端穿过所述第二支撑板后与所述隔离绝缘拉杆连接，所述第一支撑板与所述第二拐臂的一端铰接，所述第二支撑板与所述第四拐臂的一端铰接。
优选地，所述第一支撑板与各所述第一导向杆之间分别安装有第一直线轴承，所述第二支撑板与各所述第二导向杆之间分别安装有第二直线轴承。
优选地，所述第二拐臂上设置有长条形第一通孔，所述第一支撑板上设置有第一凸柱，所述第一凸柱滑动设置于所述第一通孔内，所述第四拐臂上设置有长条形第二通孔，所述第二支撑板上设置有第二凸柱，所述第二凸柱滑动设置于所述第二通孔内。
优选地，还包括联锁机构，所述联锁机构包括设置于所述第一操作杆上的第一联锁拐臂及所述第二操作杆上的第二联锁拐臂，所述第一联锁拐臂与第二联锁拐臂之间设置有联锁片，所述联锁片滑动安装于所述支撑架上，当所述第一联锁拐臂绕所述第一操作杆转动时，所述第一联锁拐臂的自由端推动所述联锁片移动，直至挡在所述第二操作杆的上面，当所述第二联锁拐臂绕所述第二操作杆转动时，所述第二联锁拐臂的自由端推动所述联锁片移动，直至挡在所述第一操作杆的上面。
优选地，所述联锁片上设置有相互平行的长条形第三通孔和第四通孔，所述第三通孔与第四通孔呈左右分布、前后交错设置，所述联锁片通过两个销轴与所述支撑架连接，两个所述销轴分别设置于第三通孔和第四通孔内，当所述第一联锁拐臂或第二联锁拐臂推动所述联锁片时，所述联锁片沿所述第三通孔或第四通孔的长度方向移动。
采用上述方案后，本发明直动式隔离接地机构具有以下有益效果：
1、本发明将隔离机构和接地机构一体设计在支撑架上，且通过共用一个动力储备机构实现对隔离开关和接地开关的控制，缩小了机构的体积，降低了产品的成本；
2、将隔离传动机构、接地传动机构与联锁机构采用一体式模块化设计，提高了产品的一致性和安装效率；
3、通过联锁机构的设计，实现了隔离操作与接地操作的五防联锁要求，确保了机构的安全性、稳定性；
4、将第一支撑板、第二支撑板通过直线轴承安装于第一操作杆、第二操作杆的设计，保证了隔离开关、接地开关三相的同期性。
附图说明
图1是本发明直动式隔离接地机构的立体结构示意图；
图2是本发明直动式隔离接地机构的俯视结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视结构示意图；
图4是图2的B-B向剖视结构示意图；
图5是图2的C-C向剖视结构示意图；
图6是图2的D-D向剖视结构示意图；
图7是图2的E-E向剖视结构示意图。
下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步的说明；
具体实施方式
隔离接地开关是一种开关设备，隔离接地机构可实现隔离接地开关的分、合闸动作。当隔离接地机构在隔离分闸位置时，能够实现隔离开关设备的电气绝缘距离；当隔离接地机构在合闸位置时，能够实现隔离开关设备的连通；当隔离接地机构在接地分闸位置时，能够实现接地开关设备的电气绝缘距离；当隔离接地机构在合闸位置时，能够实现接地开关设备的连通，实现开关设备的整体接地。隔离接地机构是将手动操作通过一系列传动部件传到隔离开关和接地开关上，实现隔离开关和接地开关的分、合闸功能，同时提供准确的隔离和接地开关分合闸指示。
如图1及图2所示，本发明直动式隔离接地机构包括支撑架1，本实施例支撑架1包括由前向后呈竖直向设置的前板2、前中板3、后中板4及后板5，其中前板2与前中板3之间设置有水平向的横板6。该支撑架1的横板6上垂直安装有第一操作杆7和第二操作杆8，本实施例第一操作杆7与第二操作杆8呈左、右间隔设置。在支撑架1的后板5的上、下端分别连接有横板，在该两个横板上安装有两个竖直向设置的第一导向杆9和两个第二导向杆10，第一导向杆9与第二导向杆10相互平行。两个第一导向杆9的一端安装于第一支撑板11上，各第一导向杆9与第一支撑板11之间分别安装有第一直线轴承13。两个第二导向杆10的一端安装于第二支撑板11上，各第二导向杆10与第二支撑板12之间分别安装有第二直线轴承45。各第一导向杆9的下端穿过第一支撑板11后与接地排14及接地杆15连接，各第二导向杆10的下端穿过第二支撑板12后与隔离绝缘拉杆16连接。
第一操作杆7与接地传动机构的输入端连接。接地传动机构的输出端与各接地排14及接地杆15连接。第二操作杆8与隔离传动机构的输入端连接，隔离传动机构的输出端与各隔离绝缘拉杆16连接。
参考图3、图4及图5所示，接地传动机构包括与第一操作杆7固定连接的第一锥齿轮17，第一锥齿轮17与第二锥齿轮18啮合，第二锥齿轮18安装于第一轴19上，第一轴19由轴承支撑。第一轴19可滑动的穿置在支撑架1的前板2、前中板3及后中板4上，第一轴19与第一操作杆7垂直，第一轴19的前端与第一拐臂20铰接，第一拐臂20的另一端与动力储备机构的一端连接。
动力储备机构包括过中簧支座21，过中簧支座21包括固定于第一拐臂20和隔离传动机构上的两个支座块22，固定于隔离传动机构上的支座块22的内侧面设置有连杆，连杆的自由端穿过另一个支座块22，两个支座块22之间的连杆上滑动安装有压缩弹簧23。
第一轴14的后端安装有第一直齿轮24。第一直齿轮24与第二直齿轮25啮合。第二直齿轮25与第二拐臂26的一端铰接，第二拐臂26的另一端与第一支撑板11铰接。第二拐臂26上设置有长条形第一通孔27，第一支撑板11上设置有第一凸柱28，第一凸柱28滑动设置于第一通孔27内。
参考图6及图7所示，隔离传动机构包括与第二操作杆8连接的第三锥齿轮29，第三锥齿轮29与第四锥齿轮30啮合，第四锥齿轮30安装于第二轴31上，第二轴31由轴承支撑。第二轴31可滑动的穿置在支撑架1的前板2、前中板3及后中板4上，第二轴31与第二操作杆8垂直，第二轴31的前端安装有第三拐臂32，第三拐臂32的另一端与过中簧支座21的一个支座块22固定。第二轴31的后端与第四拐臂33的一端铰接，第四拐臂33的另一端与第二支撑板12铰接。第四拐臂33上设置有长条形第二通孔34，第二支撑板12上设置有第二凸柱35，第二凸柱35滑动设置于第二通孔34内。
参考图5所示，支撑架1上位于第一拐臂20拉伸压缩弹簧23到最大位置的外侧端(图中左上侧)及压缩压缩弹簧23到最大位置的外侧端(图中右下侧)分别设有第一限位柱36。支撑架1上位于第三拐臂32拉伸压缩弹簧23到最大位置的外侧端(图中右下侧)及压缩压缩弹簧23到最大位置的外侧端(图中左上侧)分别设有第二限位柱37。
参考图2所示，本发明还包括联锁机构，联锁机构包括设置于第一操作杆7上的第一联锁拐臂38及第二操作杆8上的第二联锁拐臂39，第一联锁拐臂38与第二联锁拐臂39之间设置有联锁片40。联锁片40滑动安装于支撑架1的前中板3上端连接的支座41上。联锁片40上设置有相互平行的长条形第三通孔42和第四通孔43，第三通孔42与第四通孔43呈左右分布、上下交错设置。联锁片40通过两个销轴44与支座41连接，两个销轴44分别设置于第三通孔42和第四通孔43内。当第一联锁拐臂38绕第一操作杆7转动时，第一联锁拐臂38的自由端推动联锁片40时，联锁片40沿第三通孔42的长度方向向右移动，直至挡在第二操作杆8的上面；当第二联锁拐臂39绕第二操作杆8转动时，第二联锁拐臂39的自由端推动联锁片40时，联锁片40沿第四通孔43的长度方向向左移动，直至挡在第一操作杆7的上面，从而实现隔离机构、接地机构自身的联锁。
参考图3及图5所示，当进行接地操作分闸时，将操作手柄插入第一操作杆7中，然后逆时针转动第一操作杆7，第一操作杆7带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17带动第二锥齿轮18转动，第二锥齿轮18带动第一轴19逆时针转动，第一轴19带动第一拐臂20转动，第一拐臂20带动过中簧支座21运动。过中簧支座21逆时针转动压缩弹簧23储能，当压缩弹簧23储能过其中点后瞬间释放，在其到位时有右下侧的第一限位柱36限位。
当压缩弹簧23释放过程中，带动第一轴19顺时针转动，第一轴19由轴承支撑转动，这样可降低旋转过程中的摩擦系数。第一轴19转动带动第一直齿轮24转动，第一直齿轮24带动第二直齿轮25逆时针转动，第二直齿轮25带动第二拐臂26逆时针摆动，第二拐臂26在摆动过程中带动第一支撑板11沿第一导向杆9向上运动，第一支撑板11运动带动接地排14及接地杆15向上运动，实现接地开关的分闸操作。
当进行接地操作合闸时，将操作手柄插入第一操作杆7中，然后顺时针转动第一操作杆7，第一操作杆7带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17带动第二锥齿轮18转动，第二锥齿轮18带动第一轴19顺时针转动，第一轴19带动第一拐臂20转动，第一拐臂20带动过中簧支座21运动。过中簧支座21顺时针转动压缩弹簧23储能，当压缩弹簧23储能过其中点后瞬间释放，在其到位时有左上侧的第一限位柱36限位。
当压缩弹簧23释放过程中，带动第一轴19逆时针转动，第一轴19由轴承支撑转动，这样可降低旋转过程中的摩擦系数。第一轴19转动带动第一直齿轮24转动，第一直齿轮24带动第二直齿轮25顺时针转动，第二直齿轮25带动第二拐臂26摆动，第二拐臂26在摆动过程中带动第一支撑板11沿第一导向杆9向下运动，第一支撑板11运动带动接地排14及接地杆15向下运动，实现接地开关的合闸操作。
当操作手柄顺时针操作时，第一操作杆7带动第一联锁拐臂38转动，第一联锁拐臂38的自由端推动联锁片40，联锁片40沿第三通孔42的长度方向向右移动，当接地开关合闸到位后，联锁片40向右运动到最大位置，挡在了第二操作杆8的上面，实现了机构自身的联锁。
参考图5及图6所示，当进行隔离操作分闸时，将操作手柄插入第二操作杆8中，然后逆时针转动第二操作杆8，第二操作杆8带动第三锥齿轮29转动，第三锥齿轮29带动第四锥齿轮30转动，第四锥齿轮30带动第二轴31逆时针转动，第二轴31带动第三拐臂32逆时针转动，第三拐臂32带动过中簧支座21运动。过中簧支座21逆时针转动压缩弹簧23储能，当压缩弹簧23储能过其中点后瞬间释放，在其到位时有左上侧的第二限位柱37限位。
当压缩弹簧23释放过程中，带动第二轴31顺时针转动，第二轴31由轴承支撑转动，这样可降低旋转过程中的摩擦系数。第二轴19转动带动第三拐臂32顺时针摆动，第三拐臂32在摆动过程中带动第二支撑板12沿第二导向杆10向上运动，第二支撑板12运动带动隔离绝缘拉杆16向上运动，实现隔离开关的分闸操作。
当进行隔离操作合闸时，将操作手柄插入第二操作杆8中，然后顺时针转动第二操作杆8，第二操作杆8带动第三锥齿轮29转动，第三锥齿轮29带动第四锥齿轮30转动，第四锥齿轮30带动第二轴31顺时针转动，第二轴31带动第三拐臂32转动，第三拐臂32带动过中簧支座21运动。过中簧支座21顺时针转动压缩弹簧23储能，当压缩弹簧23储能过其中点后瞬间释放，在其到位时有右下侧的第二限位柱37限位。
当压缩弹簧23释放过程中，带动第二轴31逆时针转动，第二轴31由轴承支撑转动，这样可降低旋转过程中的摩擦系数。第二轴19转动带动第三拐臂32逆时针摆动，第三拐臂32在摆动过程中带动第二支撑板12沿第二导向杆10向下运动，第二支撑板12运动带动隔离绝缘拉杆16向上运动，实现隔离开关的合闸操作。
当操作手柄顺时针操作时，第二操作杆8带动第二联锁拐臂39转动，第二联锁拐臂39的自由端推动联锁片40，联锁片40沿第四通孔43的长度方向向左移动，当隔离开关合闸到位后，联锁片40向左运动到最大位置，挡在了第一操作杆7的上面，实现了机构自身的联锁。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种直动式隔离接地机构，其特征在于：包括支撑架，所述支撑架上安装有第一操作杆和第二操作杆，所述第一操作杆与接地传动机构的输入端连接，所述接地传动机构的输出端与至少一个接地排及接地杆连接，所述第二操作杆与隔离传动机构的输入端连接，所述隔离传动机构的输出端与至少一个隔离绝缘拉杆连接，当转动所述第一操作杆时，可带动所述接地传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现接地开关的合闸或分闸操作，当转动所述第二操作杆时，可带动所述隔离传动机构的输出端向外伸出或缩回，从而实现隔离开关的合闸或分闸操作。
2.如权利要求1所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述接地传动机构包括与所述第一操作杆连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮安装于第一轴上，所述第一轴可滑动的穿置在所述支撑架上，所述第一轴与所述第一操作杆垂直，所述第一轴的一端安装有第一拐臂，所述第一拐臂的另一端与动力储备机构一端连接，所述第一轴的另一端安装有第一直齿轮，所述第一直齿轮与第二直齿轮啮合，所述第二直齿轮与第二拐臂的一端连接，所述第二拐臂的另一端与至少一个所述接地排及接地杆连接。
3.如权利要求2所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述隔离传动机构包括与所述第二操作杆连接的第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，所述第四锥齿轮安装于第二轴上，所述第二轴可滑动的穿置在所述支撑架上，所述第二轴与所述第二操作杆垂直，所述第二轴的一端安装有第三拐臂，所述第三拐臂的另一端与所述动力储备机构另一端连接，所述第二轴的另一端与第四拐臂的一端连接，所述第四拐臂的另一端与至少一个所述隔离绝缘拉杆连接。
4.如权利要求3所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述动力储备机构包括过中簧支座，所述过中簧支座包括固定于所述第一拐臂和第三拐臂上的支座块，其中一个所述支座块的内侧面设置有连杆，所述连杆的自由端穿过另一个所述支座，两个所述支座块之间的连杆上滑动安装有压缩弹簧。
5.如权利要求4所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述支撑架上位于所述第一拐臂拉伸所述压缩弹簧到最大位置的外侧端及压缩所述压缩弹簧到最大位置的外侧端分别设有第一限位柱，所述支撑架上位于所述第三拐臂拉伸所述压缩弹簧到最大位置的外侧端及压缩所述压缩弹簧到最大位置的外侧端分别设有第二限位柱。
6.如权利要求3所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述支撑架上安装有至少一个第一导向杆和至少一个第二导向杆，所述第一导向杆与第二导向杆平行，至少一个所述第一导向杆的一端安装在第一支撑板上，至少一个所述第二导向杆的一端安装在第二支撑板上，各所述第一导向杆的一端穿过所述第一支撑板后与所述接地排及接地杆连接，各所述第二导向杆的一端穿过所述第二支撑板后与所述隔离绝缘拉杆连接，所述第一支撑板与所述第二拐臂的一端铰接，所述第二支撑板与所述第四拐臂的一端铰接。
7.如权利要求6所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述第一支撑板与各所述第一导向杆之间分别安装有第一直线轴承，所述第二支撑板与各所述第二导向杆之间分别安装有第二直线轴承。
8.如权利要求6所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述第二拐臂上设置有长条形第一通孔，所述第一支撑板上设置有第一凸柱，所述第一凸柱滑动设置于所述第一通孔内，所述第四拐臂上设置有长条形第二通孔，所述第二支撑板上设置有第二凸柱，所述第二凸柱滑动设置于所述第二通孔内。
9.如权利要求1所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，还包括联锁机构，所述联锁机构包括设置于所述第一操作杆上的第一联锁拐臂及所述第二操作杆上的第二联锁拐臂，所述第一联锁拐臂与第二联锁拐臂之间设置有联锁片，所述联锁片滑动安装于所述支撑架上，当所述第一联锁拐臂绕所述第一操作杆转动时，所述第一联锁拐臂的自由端推动所述联锁片移动，直至挡在所述第二操作杆的上面，当所述第二联锁拐臂绕所述第二操作杆转动时，所述第二联锁拐臂的自由端推动所述联锁片移动，直至挡在所述第一操作杆的上面。
10.如权利要求9所述的直动式隔离接地机构，其特征在于，所述联锁片上设置有相互平行的长条形第三通孔和第四通孔，所述第三通孔与第四通孔呈左右分布、前后交错设置，所述联锁片通过两个销轴与所述支撑架连接，两个所述销轴分别设置于第三通孔和第四通孔内，当所述第一联锁拐臂或第二联锁拐臂推动所述联锁片时，所述联锁片沿所述第三通孔或第四通孔的长度方向移动。
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