CN117877916A - 一种断路器合闸定位机构及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器合闸定位机构及定位方法，通过凸轮机构提供动力，驱动主拐臂的转动，且凸轮机构在转动过程中能够与主拐臂保持接触或分离两种状态，主拐臂在转动时，由于主拐臂转动连接扣接拐臂，因此在扣接销的作用下会沿着主拐臂转动，此时在扣接拐臂的安装处设置有与其配合的弹性定位机构和复位弹簧，扣接拐臂转动过程中，弹性定位机构和复位弹簧呈压缩状态，当凸轮机构与主拐臂分离时，扣接拐臂停止转动，此时弹性定位机构和复位弹簧均复位，弹性定位机构伸入至定位槽中，配合复位弹簧扣接拐臂进行定位，定位槽与弹性定位机构的配合，提高了扣接拐臂定位的稳定性，定位槽的刚性配合避免了摆动现象，提高了扣接拐臂定位的稳定性。

Description

一种断路器合闸定位机构及定位方法

技术领域

本发明属于断路器合闸定位技术领域，涉及一种断路器合闸定位机构及定位方法。

背景技术

高压断路器是指能够开断、关合及承载运行线路的正常电流，也能在规定时间内承载、开断与关合异常电流的机械开关装置，是电力系统中最重要的控制和保护设备。而断路器中触头的分合动作是靠操动机构来带动的，操动机构的工作性能直接影响断路器分、合闸特性及动作可靠性。高压断路器的操动机构主要有液压操动机构、弹簧操动机构以及气动操动机构。由于弹簧操动机构具有反应快、体积小、重量轻、结构简单、操作噪声小、对环境无污染等特点，已广泛应用于操作功相对较小的各种自能式和半自能式灭弧室中，尤其是在126～252kV这个电压等级中，弹簧操动机构以其众多的优点而成为首选机构。

随着工业技术的不断发展，以及开关技术研究水平的不断提高，一方面，断路器也在向小型化、集约化、低成本、高可靠方向发展，开断能力不断提高，所需机构操作功也相对减小；另一方面，由于弹簧机构多年的发展，积累了一些设计和应用经验，大操作功弹簧机构应运而生，但是依靠弹簧机构在进行合闸定位的过程中，定位机构会因弹簧带来的较大振动产生摆动，造成定位失效，降低合闸定位的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术受振动影响，存在摆动，导致定位失效的问题，提供一种断路器合闸定位机构及定位方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种断路器合闸定位机构，包括支架，所述支架上转动连接主拐臂，所述主拐臂上转动设置扣接拐臂，主拐臂上设置有弹性定位机构，弹性定位机构位于扣接拐臂的两侧，扣接拐臂上开设有与弹性定位机构对应的定位槽，扣接拐臂转动过程中，弹性定位机构能够伸入至定位槽中，扣接拐臂和主拐臂之间还设置有复位弹簧，所述主拐臂与支架之间设置分闸弹簧；

所述主拐臂的一侧设置有能够周向转动的凸轮机构，另一侧设置有扣接销，所述凸轮机构与支架之间设置合闸弹簧；

所述凸轮机构在转动过程中能够与主拐臂接触或分离，当凸轮机构与主拐臂接触时，主拐臂沿扣接销转动，当凸轮机构与主拐臂分离时，扣接拐臂与扣接销扣接。

本发明的进一步改进在于：

所述主拐臂的外端面包括第一凸起部、第二凸起部、第三凸起部和第四凸起部

所述第一凸起部用于连接分闸弹簧；

所述第二凸起部处设置有滚轮，所述滚轮轮机构滚动连接；

所述第三凸起部用于连接复位弹簧；

所述第四凸起部用于连接扣接拐臂。

所述第四凸起部上开设有安装槽，所述扣接拐臂设置在安装槽内；

所述弹性定位机构设置在安装槽的两个侧壁上；

所述复位弹簧一端与扣接拐臂远离扣接销的一侧连接，另一端与第三凸起部连接。

所述弹性定位机构包括间隔分布的第一球头座和第二球头座，所述第一球头座和第二球头座之间设置有弹簧；

所述第一球头座、第二球头座和弹簧配合贯穿安装槽的侧壁，所述第一球头座的端部能够伸入至定位槽内。

所述第一球头座和第二球头座相靠近的端部开设弹簧槽，所述弹簧槽用于安装弹簧；

所述第二球头座远离第一球头座的一端连接固定螺栓。

所述安装槽的侧壁上开设定位孔，所述第一球头座、第二球头座和弹簧布置在定位孔内，所述固定螺栓固定在定位孔远离扣接拐臂的一端。

所述凸轮机构包括凸轮轴，所述凸轮轴与支架连接，所述凸轮轴上设置凸轮；

所述凸轮轴连接连杆，所述合闸弹簧一端与连杆连接，另一端与支架连接。

所述支架上设置拐臂轴，所述主拐臂设置在拐臂轴上。

一种断路器合闸定位方法，包括以下步骤：

转动凸轮机构，此时凸轮机构与主拐臂接触，凸轮机构带动主拐臂转动，主拐臂开始沿着扣接销转动；

当主拐臂转动至扣接拐臂与扣接销接触时，扣接拐臂开始转动，且扣接拐臂在扣接销的挤压下向内侧挤压复位弹簧，此时弹性定位机构的端部与扣接拐臂的侧壁相抵；

当主拐臂与凸轮机构分离时，扣接拐臂的端部与扣接销扣接，此时复位弹簧弹开，分闸弹簧为压缩状态，弹性定位机构的端部伸入至定位槽中，主拐臂和扣接拐臂均停止转动，实现定位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种断路器合闸定位机构，通过凸轮机构提供动力，驱动主拐臂的转动，且凸轮机构在转动过程中能够与主拐臂保持接触或分离两种状态，主拐臂在转动时，由于主拐臂转动连接扣接拐臂，因此在扣接销的作用下会沿着主拐臂转动，此时在扣接拐臂的安装处设置有与其配合的弹性定位机构和复位弹簧，扣接拐臂转动过程中，弹性定位机构和复位弹簧呈压缩状态，当凸轮机构与主拐臂分离时，扣接拐臂停止转动，此时弹性定位机构和复位弹簧均复位，弹性定位机构伸入至定位槽中，配合复位弹簧扣接拐臂进行定位，定位槽与弹性定位机构的配合，提高了扣接拐臂定位的稳定性，定位槽的刚性配合避免了摆动现象，提高了扣接拐臂定位的稳定性，本发明公开的装置在定位时通过弹性定位机构、复位弹簧和分闸弹簧三者配合，形成了稳定的定位体系，降低了外部环境对定位机构的影响，提高了整体定位的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的弹性定位机构结构图；

图3为本发明的主拐臂局部结构图；

图4为本发明的图3的A-A向剖视图，具体为安装槽和定位孔结构图；

图5为本发明的扣接拐臂结构图；

图6为本发明的图5的B-B向剖视图；

图7为本发明的第一球头座剖视图；

图8为本发明的第一球头座立体图；

图9为本发明的固定螺栓剖视图；

图10为本发明的固定螺栓立体图；

图11为本发明的转动过程各部件相对位置示意图；

图12为本发明的合闸状态最终位置示意图。

其中：1-支架；2-主拐臂；3-扣接拐臂；4-定位槽；5-复位弹簧；6-扣接销；7-分闸弹簧；8-合闸弹簧；9-第一凸起部；10-第二凸起部；11-第三凸起部；12-第四凸起部；13-滚轮；14-第一球头座；15-第二球头座；16-弹簧；17-安装槽；18-固定螺栓；19-凸轮轴；20-凸轮；21-连杆；22-拐臂轴；23-定位孔。

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。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明公开了一种断路器合闸定位机构，包括支架1，所述支架1上转动连接主拐臂2，所述主拐臂2上转动设置扣接拐臂3，主拐臂2上设置有弹性定位机构，弹性定位机构位于扣接拐臂3的两侧，扣接拐臂3上开设有与弹性定位机构对应的定位槽4，扣接拐臂3转动过程中，弹性定位机构能够伸入至定位槽4中，扣接拐臂3和主拐臂2之间还设置有复位弹簧5，所述主拐臂2与支架1之间设置分闸弹簧7；所述主拐臂2的一侧设置有能够周向转动的凸轮机构，另一侧设置有扣接销6，所述凸轮机构与支架1之间设置合闸弹簧8；所述凸轮机构在转动过程中能够与主拐臂2接触或分离，当凸轮机构与主拐臂2接触时，主拐臂2沿扣接销6转动，当凸轮机构与主拐臂2分离时，扣接拐臂3与扣接销6扣接。

进一步的，本发明实施例中，凸轮机构包括凸轮轴19，凸轮轴19与支架1连接，凸轮轴19上设置连接连杆21，连杆21转动连接合闸弹簧8，合闸弹簧8与支架1连接，凸轮20套设在凸轮轴19上，在凸轮20的转动过程中，合闸弹簧8配合在连杆21的带动下被压缩或释放。

进一步的，本发明实施例中，主拐臂2为异形结构，凸轮20的外侧端面为弧形结构，主拐臂2安装在拐臂轴22上，在转动的过程中，主拐臂2会随着凸轮20的转动与其分离。

进一步的主拐臂2的外轮廓包括第一凸起部9、第二凸起部10、第三凸起部11和第四凸起部12，其中，第一凸起部9与分闸弹簧7连接，第二凸起部10处安装滚轮13，当凸轮20转动时，凸轮20的外轮廓与滚轮13点相抵，通过滚轮13带动主拐臂2绕拐臂轴22顺时针转动。

参见图2至图10，第四凸起部12上开设安装槽17，扣接拐臂3通过转轴安装在安装槽17内，安装槽17的两个侧壁上开设定位孔23，定位孔23内穿设弹性定位机构，弹性定位机构包括第一球头座14、第二球头座15和弹簧16，第一球头座14和第二球头座15横向间隔分布，在第一球头座14和第二球头座15相靠近的端部开设有弹簧槽，弹簧16的两端分别于对应的弹簧槽连接，定位孔23远离扣接拐臂3的端口设置固定螺栓18，固定螺栓18与第二球头座15连接，第一球头座14远离第二球头座15的端部与扣接拐臂3相抵，随着扣接拐臂3的转动，第一球头座14能够伸入至定位槽4中，进一步对扣接拐臂3进行限位。

进一步的，在初步转动过程中，扣接拐臂3的外端面与扣接销6相抵，复位弹簧5一端与扣接拐臂3的内端面连接，另一端与第三凸起部11连接，随着主拐臂2的转动，扣接拐臂3逐渐与扣接销6相抵，在扣接销6的作用下，扣接拐臂3向内侧转动并压缩复位弹簧5，在扣接拐臂3的外端面与扣接销6分离后，复位弹簧5弹开。

进一步的，本发明还公开了一种断路器合闸定位方法，包括以下步骤：

参见图11至图12，合闸弹簧8处于压缩储能状态，得到合闸指令后，合闸弹簧8释放能量向左运动，合闸弹簧8的能量通过连杆21作用到凸轮轴19上，凸轮轴19带动凸轮20沿着顺时针方向开始转动；

此时，凸轮20与滚轮13相抵，凸轮20的驱动力通过滚轮13作用到主拐臂2上，主拐臂2与扣接销6相抵，并沿着扣接销6顺时针转动；

在转动的过程中，由于主拐臂2和扣接销6之间的距离限制，且扣接销6的位置固定，因此当扣接拐臂3与扣接销6相抵时，扣接拐臂3会在扣接销6的作用下被压缩，此时复位弹簧5压缩，第一球头座14与扣接拐臂3的侧壁相抵，弹簧16在第一球头座14和第二球头座15的作用下处于压缩状态；

凸轮20继续推动主拐臂2转动，当扣接拐臂3转动到扣接销6上方时，凸轮20与滚轮13分离，主拐臂2停止转动，复位弹簧5弹开，扣接拐臂3空间释放，扣接拐臂3在复位弹簧5的推动下弹开，此时第一球头座14的端部伸入至定位槽4；

弹开后在惯性的带动下，主拐臂2会逆时针转动一定角度，扣接拐臂3此时会扣接在扣接销6上，此过程分闸弹簧7被压缩储能。

本装置在定位中，第一球头座14的端部伸入至定位槽4避免了扣接拐臂3因外界振动而产生的自身摆动，弹性定位机构对称分布在扣接拐臂3的两侧，整体结构采用双侧布置，结构对称、布置合理，在运动过程中的受力状态较好，提高系统的稳定性。

本发明的定位机构中可以被压缩和伸开，因此，主拐臂和扣接销之间的距离可以减小，进而应用该结构的机构体积相对较小，结构紧凑，能节省更多空间，本结构具有通用性，在500kV以下用弹簧机构都可以应用，可通过调整凸轮轮廓、主拐臂大小等零部件，满足不同机构形态，本发明扣接拐臂3及主拐臂2采用特殊设计，第一球头座14和第二球头座15中间通过弹簧16的配合，能够减小合闸扣接过程中扣接拐臂3的振动，进而确保更高的合闸概率，提高了整机系统的可靠性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种断路器合闸定位机构，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)上转动连接主拐臂(2)，所述主拐臂(2)上转动设置扣接拐臂(3)，主拐臂(2)上设置有弹性定位机构，弹性定位机构位于扣接拐臂(3)的两侧，扣接拐臂(3)上开设有与弹性定位机构对应的定位槽(4)，扣接拐臂(3)转动过程中，弹性定位机构能够伸入至定位槽(4)中，扣接拐臂(3)和主拐臂(2)之间还设置有复位弹簧(5)，所述主拐臂(2)与支架(1)之间设置分闸弹簧(7)；

所述主拐臂(2)的一侧设置有能够周向转动的凸轮机构，另一侧设置有扣接销(6)，所述凸轮机构与支架(1)之间设置合闸弹簧(8)；

所述凸轮机构在转动过程中能够与主拐臂(2)接触或分离，当凸轮机构与主拐臂(2)接触时，主拐臂(2)沿扣接销(6)转动，当凸轮机构与主拐臂(2)分离时，扣接拐臂(3)与扣接销(6)扣接。

2.根据权利要求1所述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述主拐臂(2)的外端面包括第一凸起部(9)、第二凸起部(10)、第三凸起部(11)和第四凸起部(12)

所述第一凸起部(9)用于连接分闸弹簧(7)；

所述第二凸起部(10)处设置有滚轮(13)，所述滚轮(13)轮机构滚动连接；

所述第三凸起部(11)用于连接复位弹簧(5)；

所述第四凸起部(12)用于连接扣接拐臂(3)。

3.根据权利要求2述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述第四凸起部(12)上开设有安装槽(17)，所述扣接拐臂(3)设置在安装槽(17)内；

所述弹性定位机构设置在安装槽(17)的两个侧壁上；

所述复位弹簧(5)一端与扣接拐臂(3)远离扣接销(6)的一侧连接，另一端与第三凸起部(11)连接。

4.根据权利要求3述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述弹性定位机构包括间隔分布的第一球头座(14)和第二球头座(15)，所述第一球头座(14)和第二球头座(15)之间设置有弹簧(16)；

所述第一球头座(14)、第二球头座(15)和弹簧(16)配合贯穿安装槽(17)的侧壁，所述第一球头座(14)的端部能够伸入至定位槽(4)内。

5.根据权利要求4述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述第一球头座(14)和第二球头座(15)相靠近的端部开设弹簧槽，所述弹簧槽用于安装弹簧(16)；

所述第二球头座(15)远离第一球头座(14)的一端连接固定螺栓(18)。

6.根据权利要求5述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述安装槽(17)的侧壁上开设定位孔(23)，所述第一球头座(14)、第二球头座(15)和弹簧(16)布置在定位孔(23)内，所述固定螺栓(18)固定在定位孔(23)远离扣接拐臂(3)的一端。

7.根据权利要求2述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述凸轮机构包括凸轮轴(19)，所述凸轮轴(19)与支架(1)连接，所述凸轮轴(19)上设置凸轮(20)；

所述凸轮轴(19)连接连杆(21)，所述合闸弹簧(8)一端与连杆(21)连接，另一端与支架(1)连接。

8.根据权利要求1述的一种断路器合闸定位机构，其特征在于，所述支架(1)上设置拐臂轴(22)，所述主拐臂(2)设置在拐臂轴(22)上。

9.一种断路器合闸定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

转动凸轮机构，此时凸轮机构与主拐臂(2)接触，凸轮机构带动主拐臂(2)转动，主拐臂(2)开始沿着扣接销(6)转动；

当主拐臂(2)转动至扣接拐臂(3)与扣接销(6)接触时，扣接拐臂(3)开始转动，且扣接拐臂(3)在扣接销(6)的挤压下向内侧挤压复位弹簧(5)，此时弹性定位机构的端部与扣接拐臂(3)的侧壁相抵；

当主拐臂(2)与凸轮机构分离时，扣接拐臂(3)的端部与扣接销(6)扣接，此时复位弹簧(5)弹开，分闸弹簧(7)为压缩状态，弹性定位机构的端部伸入至定位槽(4)中，主拐臂(2)和扣接拐臂(3)均停止转动，实现定位。