CN117095960A - 一种位置信号传动结构及开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多相开关分合闸位置监测技术领域，尤其是一种位置信号传动结构及开关设备，包括外壳，外壳内设动力轴，动力轴的一端连接机构相，另一端连接非机构相，动力轴上设置第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮上啮合有第三锥齿轮和第四锥齿轮；第三锥齿轮的齿轮轴连接驱动开关本体；第四锥齿轮的齿轮轴连接信号监测装置；通过机构相为动力轴提供动力，将动力传递至驱动开关本体和信号监测装置，通过信号监测装置中传动轴将动力传输给分、合闸凸轮，分、合闸凸轮转动到分、合闸位置开关时，触发分、合闸位置开关发出分、合闸位置信号。解决现有技术中存在的多相开关本体的分合闸位置信息判断不准确、不可靠的问题。

Description

一种位置信号传动结构及开关设备

技术领域

本发明涉及多相开关分合闸位置监测技术领域，具体为一种位置信号传动结构及开关设备。

背景技术

智能化变电站是结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能，智能化变电站是智能电网运行与控制的关键，作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施。

随着智能化变电站的技术发展，为了进一步降低误操作风险，对于多相机械联动的开关设备如隔离开关、接地开关、隔离接地开关和快速接地开关等要求多相均能发出分合闸位置信号，以保证多相开关位置同期且统一。开关本体-高压开关设备隔离开关或者接地开关，以A、B和C三相开关为例，其中一侧边相为机构相，另外两相为连接机构相，连接机构通过机构机械驱动，当前行业内普遍在机构相上可以引出位置信号来判断分合闸位置信号，仅依据机构相分合闸位置信号判断多相开关本体的分合闸位置信息是不全面也是不准确不可靠的。

因此，能够在非机构相也能引出分合闸位置信号，对准确判断多相开关分合闸位置信息具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的仅依靠机构相分合闸位置信号判断其他多相开关本体的分合闸位置信息，导致的多相开关本体的分合闸位置信息判断不准确、不可靠的问题，本发明提供一种位置信号传动结构及开关设备。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种位置信号传动结构，包括开关驱动装置和信号监测装置；

所述开关驱动装置包括外壳，所述外壳内部贯穿有动力轴，所述动力轴的一端连接机构相，动力轴的另一端连接非机构相；所述动力轴上设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相对设置，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮之间啮合有第三锥齿轮和第四锥齿轮；所述第三锥齿轮的齿轮轴连接驱动开关本体；所述第四锥齿轮的齿轮轴连接信号监测装置；

所述信号监测装置包括基座、行星减速器和传动轴，所述行星减速器设置于基座上，所述行星减速器的动力输入端与第四锥齿轮的齿轮轴相连接，行星减速器的动力输出端与传动轴连接；所述传动轴上套设连接有分闸凸轮和合闸凸轮；所述基座上设置有分闸位置开关和合闸位置开关。

优选地，行星减速器的动力输入端与第四锥齿轮的齿轮轴之间通过过渡接头连接。

优选地，所述信号监测装置还包括壳体，所述壳体设置于基座的外部。

优选地，所述壳体与外壳之间通过法兰连接。

优选地，所述分闸位置开关和合闸位置开关均通过电缆接头与电源或控制系统连接。

优选地，所述合闸凸轮或分闸凸轮与基座之间设置有第一轴套。

优选地，所述合闸凸轮与分闸凸轮之间设置有第二轴套。

优选地，所述分闸位置开关或合闸位置开关与基座之间设置有垫块。

优选地，所述合闸凸轮、分闸凸轮以及基座上对应设置有位置标记。

一种机械联动的开关设备，包括上述位置信号传动结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种位置信号传动结构，包括动力轴，动力轴的一端连接机构相，另一端连接非机构相，动力轴上设置第一锥齿轮第二锥齿轮，以及与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合有第三锥齿轮和第四锥齿轮；第三锥齿轮的齿轮轴连接驱动开关本体；所述第四锥齿轮的齿轮轴连接信号监测装置；通过机构相为动力轴提供动力，带动非机构相运动，通过第三锥齿轮以及第四锥齿轮的啮合，将动力传递至驱动开关本体和信号监测装置，通过信号监测装置中基座、行星减速器、传动轴、分闸凸轮、合闸凸轮、分闸位置开关和合闸位置开关的设置，使传动轴转动时带动行星减速器运转，行星减速器将信号监测装置输入端的转动多圈的大行程减小并输出至传动轴，使得行星减速器输出端连接的传动轴转动角度减小至一圈以内的某一个具体角度。传动轴在这个具体角度内顺时针或者逆时针转动时，带动套穿在传动轴上的分闸凸轮和合闸凸轮转动。当传动轴带动分闸凸轮逆时针转动分闸到位时，分闸凸轮触发分闸位置开关切换发出分闸位置信号；当传动轴带动合闸凸轮顺时针转动时，合闸凸轮触发合闸位置开关切换发出合闸位置信号。从而实现对开关本体的分合闸驱动同时对其分合闸位置信号的反映。该位置信号传动机构的设置可实现对非机构相引出分闸位置信号，从而同机构相引出分合闸位置信号一起辅助判断开关主体的分合闸位置信号，信号反应更全面更准确，保障设备安全稳定运行。该结构可以随着开关本体机械联动的数量递增沿着动力轴轴线方向进一步复制延伸，实现对多个开关本体的同时分合闸驱动及位置信号反馈。

过渡接头的设置实现了行星减速器与第四锥齿轮的齿轮轴之间的连接。

信号监测装置中壳体的设置，实现了对信号监测装置的保护和防尘，提高装置的使用寿命。

所述壳体与外壳之间通过法兰连接，为装置的拆卸和安装及防护提供便利。

所述分闸位置开关和合闸位置开关均通过电缆接头与电源或控制系统连接，实现了对分闸位置开关和合闸位置开关信号和电源线缆的保护和布局。

所述合闸凸轮或分闸凸轮与基座之间的轴套的设置，可有效防止合闸凸轮或分闸凸轮轴向窜动，提高凸轮运动稳定性。

合闸凸轮与分闸凸轮之间轴套的设置，可有效防止合闸凸轮和分闸凸轮轴向窜动，进一步提升凸轮运动稳定性。

所述分闸位置开关或合闸位置开关与基座之间垫块的设置，可有效避免分、合闸凸轮触发分、合闸位置开关时产生相互干扰。

所述合闸凸轮、分闸凸轮以及基座上对应设置有位置标记，可使分、合闸位置显示更直观，便于安装和位置识别。

本发明还提供一种机械联动开关设备，包括如上述位置信号传动结构。该机械联动的开关设备可更准确、全面地识别判断分合闸位置信息，运行更稳定更安全。

附图说明

图1为本发明的一种位置信号传动结构的示意图。

图2为本发明的一种位置信号传动结构的剖视图

图3为本发明的一种位置信号传动结构的开关驱动装置结构图。

图4为本发明的一种位置信号传动结构的信号监测装置结构图。

图5为本发明的一种位置信号传动结构的信号监测装置轴侧结构图。

图6为本发明的一种位置信号传动结构的信号监测装置拆解结构图。

图7为本发明的一种位置信号传动结构的信号监测装置部分结构图。

图8为本发明的一种位置信号传动结构的行星减速器结构图。

图9为本发明的一种位置信号传动结构的仰视图。

其中，1-开关驱动装置，2-信号监测装置，3-过渡接头，4-法兰，5-电缆接头，11-基座，12-外壳，13-轴承，14-第一锥齿轮，15-第三锥齿轮，16-第二锥齿轮，17-第四锥齿轮，18-动力轴，21-壳体，22-盖板，23-基座，24-行星减速器，25-合闸位置开关，26-合闸凸轮，27-分闸凸轮，28-分闸位置开关，29-垫块，210-传动轴，211-第一轴套，212-第二轴套，213-位置标记，241-内齿圈，242-行星架，243-行星轮，244-太阳轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1和图2，本发明公开了一种位置信号传动结构，包括开关驱动装置1和信号监测装置2；

参见图3，所述开关驱动装置1包括外壳12，所述外壳12内部贯穿有动力轴18，所述动力轴18的一端连接机构相，动力轴18的另一端连接非机构相；所述动力轴18上设置有第一锥齿轮14和第二锥齿轮16，所述第一锥齿轮14和第二锥齿轮16相对设置，所述第一锥齿轮14和第二锥齿轮16之间啮合有第三锥齿轮15和第四锥齿轮17；第一锥齿轮14、第三锥齿轮15、第二锥齿轮16、第四锥齿轮17，相邻锥齿轮相互啮合形成封闭的啮合链，保证啮合链上的四个锥齿轮转动稳定性。所述第三锥齿轮15的齿轮轴连接驱动开关本体；所述第四锥齿轮17的齿轮轴连接信号监测装置2；优选地，所述第一锥齿轮14与第二锥齿轮16相对同轴设置，锥齿轮齿形参数相同；所述第三锥齿轮15与第四锥齿轮17相对同轴线设置，锥齿轮齿形参数相同；且第三锥齿轮15与第四锥齿轮17均垂直啮合于第一锥齿轮14与第二锥齿轮16之间；所述第一锥齿轮14、第二锥齿轮16、第三锥齿轮15和第四锥齿轮17的齿轮轴均通过轴承13支撑安装在外壳12上。

参见图4至图9，所述信号监测装置2包括基座23、传动轴210、行星减速器24和壳体21；

所述行星减速器24设置于机架上，包括太阳轮244和行星架242，所述太阳轮244的轮轴与第四锥齿轮17的齿轮轴通过过渡接头3相连接；所述行星架242上设置有行星轮243，所述行星轮243与太阳轮244啮合，所述行星轮243外啮合有内齿圈241，所述内齿圈241与基座23固定连接；

所述传动轴210与行星架242固定连接，传动轴210上设置有分闸凸轮27和合闸凸轮26；所述基座上设置有分闸位置开关28和合闸位置开关25；所述分闸位置开关28或合闸位置开关25与基座23之间设置有垫块29；

所述壳体21设置于基座23的外部，且与外壳12之间通过法兰4连接，壳体21底部设置有盖板22，所述盖板22上设置有电缆接头5；所述分闸位置开关28和合闸位置开关25均通过电缆接头5与电源或控制系统连接，用于电源输入或信号传输。

优选地，所述合闸凸轮26、分闸凸轮27以及基座23上对应设置有位置标记213，当三者间位置标记在一条线上时，表示此时开关本体处于合闸或者分闸位置，便于定位安装和位置识别；参见图7，所述合闸凸轮27与基座23之间设置有第一轴套211；所述合闸凸轮26与分闸凸轮27之间设置有第二轴套212。

工作原理：

机构相为动力轴18提供动力，动力轴18旋转，带动与其键连接的第二锥齿轮16旋转，同时与第二锥齿轮16啮合的第三锥齿轮15和第四锥齿轮17为从动旋转；第一锥齿轮14套穿在动力轴18上且啮合于第三锥齿轮15和第四锥齿轮17为从动旋转；第一锥齿轮14、第三锥齿轮15、第二锥齿轮16和第四锥齿轮17，相邻齿轮相互啮合形成封闭的啮合链，保证啮合链上的四个锥齿轮转动稳定性。第三锥齿轮15的齿轮轴转动，对本体开关进行分合闸操作；同时，第四锥齿轮17齿轮轴转动并通过位置监测装置2中行星减速器24减速并带动传动轴210旋转，传动轴210在这个具体角度内顺时针或者逆时针转动时，带动套穿在传动轴210上的分闸凸轮27和合闸凸轮26转动。当传动轴210带动分闸凸轮27逆时针转动分闸到位时，分闸凸轮27触发分闸位置开关28切换发出分闸位置信号；当传动轴210带动合闸凸轮26顺时针转动时，合闸凸轮26触发合闸位置开关25切换发出合闸位置信号。

优选地，分闸凸轮27和合闸凸轮26的外形呈圆柱形片状结构，圆弧面上有一段凸起的台阶，分闸位置开关28和合闸位置开关25均为微动开关，当凸轮转动至其台阶面与位置开关触发结构接触时，微动开关被触发切换，微动开关内部的接点状态发生转换，发出位置信号。

可以通过调整分闸凸轮27和合闸凸轮26间的相对角度，调整微动开关的切换时序，进而控制分合闸位置信号的时序。

一种机械联动的开关设备，包括如上述位置信号传动结构。上述连接结构可以随着开关本体机械联动的数量递增沿着动力轴轴线方向进一步复制延伸，实现对多个开关本体的同时分合闸驱动及位置信号反馈。

所述位置信号传动结构可设置为多个，可分别位于各个个非机构相上，其中一个的位置信号传动结构的动力轴18的一端连接机构相或上一个位置信号传动结构的动力轴18的动力输出端，另一端连接另一非机构相的位置信号传动结构的动力轴18的动力输入端，该机械联动的开关设备可将非机构相引出开关本体分合闸位置信号独立或辅助机构相分合闸位置信号对开关主体分合闸位置信息进行判断，可更准确、全面地识别判断分合闸位置信息，运行更稳定更安全。

以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种位置信号传动结构，其特征在于，包括开关驱动装置(1)和信号监测装置(2)；

所述开关驱动装置(1)包括外壳(12)，所述外壳(12)内部贯穿有动力轴(18)，所述动力轴(18)的一端连接机构相，动力轴(18)的另一端连接非机构相；所述动力轴(18)上设置有第一锥齿轮(14)和第二锥齿轮(16)，所述第一锥齿轮(14)和第二锥齿轮(16)相对设置，所述第一锥齿轮(14)和第二锥齿轮(16)之间啮合有第三锥齿轮(15)和第四锥齿轮(17)；所述第三锥齿轮(15)的齿轮轴连接驱动开关本体；所述第四锥齿轮(17)的齿轮轴连接信号监测装置(2)；

所述信号监测装置(2)包括基座(23)、行星减速器(24)和传动轴(210)，所述行星减速器(24)设置于基座(23)上，所述行星减速器(24)的动力输入端与第四锥齿轮(17)的齿轮轴相连接，行星减速器(24)的动力输出端与传动轴(210)连接；所述传动轴(210)上套设连接有分闸凸轮(27)和合闸凸轮(26)；所述基座上设置有分闸位置开关(28)和合闸位置开关(25)。

2.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，行星减速器(24)的动力输入端与第四锥齿轮(17)的齿轮轴之间通过过渡接头(3)连接。

3.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述信号监测装置(2)还包括壳体(21)，所述壳体(21)设置于基座(23)的外部。

4.根据权利要求3所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述壳体(21)与外壳(12)之间通过法兰(4)连接。

5.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述分闸位置开关(28)和合闸位置开关(25)均通过电缆接头(5)与电源或控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述合闸凸轮(27)或分闸凸轮(26)与基座(23)之间设置有第一轴套(211)。

7.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述合闸凸轮(26)与分闸凸轮(27)之间设置有第二轴套(212)。

8.根据权利要求1所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述分闸位置开关(28)或合闸位置开关(25)与基座(23)之间设置有垫块(29)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的位置信号传动结构，其特征在于，所述合闸凸轮(26)、分闸凸轮(27)以及基座(23)上对应设置有位置标记(213)。

10.一种机械联动的开关设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的位置信号传动结构。