CN1399295A - 一种带有行程邻接端用于手动切换断路器的致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于断路器的致动器，其有三个切换位置，包括一个闭合位置、一个打开位置和一个接地位置，该致动器包括一个转动主轴(1)和两个手动切换元件(10、11)，该转动主轴(1)被连接到断路器的一个移动触点，两个手动切换元件(10、11)可由一个曲柄(M)致动。这些切换元件受到限制，和主轴(1)一起移动，将曲柄的转动传递到主轴(1)，将断路器从一个切换位置手动切换到另一个切换位置，其中之一是将断路器在打开和闭合位置之间切换，另一个是将断路器在打开和接地位置之间切换。致动器包括固定装置(7)，当断路器从其闭合位置或者其接地位置到达其打开位置时，固定装置用来阻止曲柄的转动。

Description

一种带有行程邻接端用于手动切换断路器的致动器

技术领域

本发明涉及了一种用于断路器的致动器，它能够电动或者手动地致动该断路器，该断路器有三个切换位置，即一个闭合位置、一个打开位置和一个接地位置。该致动器包括一个转动主轴，它被连接到断路器的移动触点。在切换操作过程中，可以通过一个电动机转动主轴或者通过一个曲柄来手动转动主轴，电动转动主轴时，电动机需要适当地通以电流，手动转动主轴时，曲柄被连接到一个手动切换元件，该手动切换元件受到限制并随着主轴移动。

本发明特别涉及了一种用于下述断路器的致动器，该断路器使用在高压(72.5到145千伏)金属封闭的变电站中。

背景技术

为了手动地将该类型断路器从其闭合位置切换到其打开位置，或者从其接地位置切换到其打开位置，操作员将曲柄插入到曲柄入口中，该曲柄入口形成于一个外壳壁中，该外壳内部存放致动器，该曲柄入口面向手动切换元件，使得曲柄能被连接到该手动切换元件上。曲柄转动时，切换元件将转动，带动主轴转动，从而操纵断路器的移动触点。切换元件的转动相对致动器主轴的转动而言，通常有非常显著的倍减。因而，操作员必须转动曲柄许多次，才能将断路器从其闭合或者接地位置移动到其打开位置。

操作员难于准确知道何时应该停止转动曲柄以将断路器放到一个精确的打开位置，从而完全保证断路器触点的绝缘强度。如果断路器开始位于其闭合位置，那么曲柄经过特定次数的转动后，比如沿着顺时针方向转动后，断路器将到达其打开位置。沿着同一方向进一步转动曲柄，使断路器移向其接地位置。同样地，如果断路器开始位于其接地位置，那么曲柄沿着相反方向经过特定次数的转动后，断路器将再次到达其打开位置，如果沿着相反方向进一步转动曲柄，断路器将移向其闭合位置。

如果操作员预先知道必须转动曲柄多少次才能将断路器从一个位置切换到另一个位置，那么他就可以计算曲柄转动的次数，从而将断路器转动到一个精确的切换位置。

另一种解决方案是提供一个视觉指示器，它用来指示致动器主轴的精确角位置，进而指示了断路器的精确角位置。然而，这两种解决方案都不能防止操作员将断路器停留在一个中间位置，该中间位置或多或少偏离断路器的最佳打开位置。

因此本发明的目的是为了补救该缺点。

发明内容

本发明提出了一种用于断路器的致动器，它有三个切换位置，即一个闭合位置、一个打开位置和一个接地位置，该致动器还包括一个转动主轴，它被连接到断路器的一个移动触点上。

根据本发明，该致动器包括一个第一手动切换元件，该第一手动切换元件受到限制，随着一个第二手动切换元件移动，该第二手动切换元件又受到限制，随着主转动轴移动，从而将一个曲柄的转动传送到该主转动轴上，该曲柄与两个切换元件中的一个或另一个啮合在一起，其中一个元件用来将断路器在其打开和闭合位置之间切换，反之亦然，另一个元件用来将断路器在其打开和接地位置之间切换，反之亦然，该致动器还包括一个固定装置，当断路器从其闭合位置或其接地位置到达其打开位置时，固定装置用来阻止曲柄进一步转动。

在根据本发明的断路器致动器的一个特别实施例中，所述固定装置由一个固定元件组成，该固定元件被连接到致动器的主转动轴并随其转动，当曲柄与两个切换元件中的一个或另一个啮合在一起时，所述转动部件布置得能扫出一个平面，该平面与曲柄相交，当断路器到达其打开位置时，所述转动部件紧靠曲柄。

所述固定部件最好有一个第一肩，当曲柄与第二切换元件啮合且断路器到达其打开位置时，该第一肩紧靠曲柄上的一个键。固定部件还有一个第二肩，当曲柄与第一切换元件啮合且断路器到达其打开位置时，该第二肩紧靠曲柄上的键。根据这种安排，获得了清楚定义了的相对于固定部件的曲柄固定情况，而没有向致动器主轴强加手动驱动机构的风险。

根据本发明，固定部件与一个轮盘相对应，其包括一个开口，允许一个曲柄穿过该开口，两个肩沿着一个直径布置在一个实心部分的边缘，分别接近和位于轮盘转动轴的对边，以减少阻止曲柄转动时曲柄施加到部件上的力矩。

在下文中，结合附图显示，对本发明作了更为详细的说明。

附图说明

图1是根据本发明致动器的一个实施例的简要透视图。

图2显示了一个转动固定部件的位置，它在断路器的手动闭合/打开切换位置的末端紧靠曲柄。

图3显示了转动固定部件的位置，它在断路器的手动接地/打开切换位置的末端紧靠曲柄。

具体实施方式

参照图1，一个带有三个切换位置的断路器的致动器包括一个转动主致动轴1，它被连接到断路器的移动触点处(图中未示出)。电动致动断路器时，一个电机2通过一个齿轮系3驱动主轴1转动。主轴1的转动通过齿轮组4传递到一个第二转动轴5，该第二转动轴5面向一个外壳前壁6，该外壳内部存放致动器。第二轴5传动一个部件7，在这儿它显示为一个轮盘，特别用于联锁(interlocking)目的。部件7可拆卸地安装在第二轴5上，在所示实施方式中它被固定到轴5的一个自由末端上。

致动器外壳前壁6有两个分离的曲柄入口8和9。这两个曲柄入口8和9面向断路器的两个相应的手动切换元件10、11，这两个手动切换元件10、11在致动器外壳内部通过机械方式连接在一起，且由一个曲柄M来转动。在所示实施方式中，两个切换元件都有一个方端，作为曲柄M的一部分的一个驱动套可以临时套在该方端上。两个方端都有转动轴，其垂直朝向前壁6和形成部件7的轮盘平面。为了更加精确起见，轮盘位于元件10、11的方端和曲柄入口8、9之间，与前壁6平行，当该轮盘被穿套住并与元件10、11上的方端中的一个或另一个相互啮合时，它扫出一个与曲柄M相交的平面。因此，在所示实施方式中有一个开口26，在下文指定的特定情况下，它可以使一个曲柄M穿过形成部件7的轮盘。

两个切换元件10、11通过一个传动系统机械地连接在一起，通过此传动系统，传递到两个切换元件中的一个的转动将被传递到另一个上，并传递到两个轴1和5上。

在所示实施方式中，两个元件10、11都被固定到一个皮带轮组12、13上，两个皮带轮通过一个带有凹槽的环带14机械地连接在一起。通过一个皮带轮16、一根皮带17和一个皮带轮15将这对皮带轮12、13连接到电动机2的一个传动轴上，该皮带轮16固定在该传动轴上，这里皮带轮15被固定到皮带轮13和元件11的组合体上。因此，每一个带有凹槽的皮带轮12、13的转动都将传递到主致动轴1和致动器的第二轴5上，反之亦然。

当主轴1和第二轴5不是通过开动电动机2而电动地转动时，通过套在方端上的曲柄，手动转动元件10、11中的一个，从而转动电动机2的轴，并转动主轴1和第二轴5，该方端固定在元件上。

致动器包括移动保护罩18、19，它们形成操作模式选择器。

在所示实施方式中，保护罩18、19分别固定到轴30、31上，图中仅显示了轴30、31的一端。这些轴有平行的轴线XX’和YY’，允许保护罩在转动的同时与壁6保持平行，这些轴穿过壁6，这些保护罩位于壁6上与轴1、5和部件7相对的一侧上。每个保护罩18、19有一个圆底，例如，该圆底在其圆周上有一个局部的缺口，曲柄穿过该缺口。这里此缺口为半月形，其尺寸和位置的选择为已知技术方式，它与壁6上那些曲柄入口一起确定，这些曲柄入口与包括缺口的保护罩相配合。只有当保护罩转动到其缺口位于入口的前方，并因而打开时，每个保护罩才允许将曲柄M插入到相应的曲柄入口中。

在所示实施方式中，每个选择器保护罩18、19与一个枢转盖27、28协作，枢转盖27、28安装在壁6上靠近相应的曲柄入口，保护盖转动时闭合或打开该入口。每个盖子位于与其协作的保护罩相对的位置，使得只有当该入口与关联的保护罩的缺口对准时，才能抬高盖子，打开该曲柄入口。在所示实施方式中，为达到该目的，将盖子的转动轴放置于曲柄入口上与保护罩相对的一侧，当缺口与入口没有对准时，保护罩覆盖了盖子，阻止抬高盖子。

而且，保护罩18、19安装在转动轴30、31上，转动轴30、31带动锁臂22、23，它们位于壁6上与保护罩相对的一侧，并随着安装在同一轴上的保护罩转动而转动。每个锁臂有一个自由端，上面有一个凸起24、25，限制在部件7的轨道P1、P2中。每个臂都受到限制，随着保护罩移动，根据部件7转动时到达的位置，每个臂的移动由部件7的轨道控制，其凸起限制在轨道中，此轨道在一个特定位置用来固定保护罩。轨道P1、P2为凸轮槽，其形成在轮盘的顶面上，该轮盘组成部件7。

由于部件7与主驱动轴1同时转动，并通过第二轴5与它连接到一起，其角位置代表了主轴的角位置。因此，在部件7上形成这些轨道，能够允许保护罩18、19移动，使主轴到达一些特定的角位置，例如当断路器切换到一个特定切换位置时主轴所占据的位置。

在电动驱动实现方式中，一个断路器有三个位置，即一个闭合位置、一个打开/断开位置和一个接地位置，第一步通过转动主驱动轴1，断路器将从其闭合位置逐步移动到其打开位置，进一步转动同一主轴1，断路器将从其打开位置移动到其接地位置。

根据本发明，断路器的手动致动分为两部分，即用于闭合/打开切换的第一手动致动和用于打开/接地切换的第二手动致动。为了更加精确而言，可通过插入到曲柄入口8的曲柄M操纵方端10，断路器的手动致动将其从闭合位置切换到其打开位置，反之亦然；可通过插入到曲柄入口9的曲柄M操纵方端11，断路器的手动致动将其从打开位置切换到其接地位置，反之亦然。因此，通过适当地选择布置轨道P1、P2，在特定条件下固定保护罩18、19，通过禁止或者允许两个保护罩中的一个或者另一个转动，从而禁止或者允许将曲柄插入到两个曲柄入口中的一个或者另一个，能够允许或者禁止断路器的特定手动切换顺序。

如前所述，部件7有一个开口26，当由关联的保护罩18、19打开与方端对应的曲柄入口8、9时，曲柄M穿过此开口将它连接到元件10、11的方端上。

图1显示了位于某位置下的保护罩18，此时它打开了曲柄入口8，将断路器从一个打开位置手动切换到一个闭合位置，反之亦然。图中显示保护罩19位于一个位置，此时部件7上的轨道P2固定了该保护罩并闭合了曲柄入口9。当曲柄M转动元件10时，部件7将一直转动，直到曲柄紧靠开口26的内侧边缘。该手动操作完成时，断路器已经被切换到一个特定位置。曲柄M可以从曲柄入口8上拆除保护罩18可以移动到一个位置，此时它闭合曲柄入口8。根据部件7上的轨道P1、P2的形状，该断路器的手动切换操作完成时，可以固定或者释放保护罩19。在后一种情况下，保护罩19可以移动，从而能够打开曲柄入口9，使得能够将曲柄M插入到那里，通过元件11继续断路器的手动切换顺序。通过曲柄M移动元件11，导致部件7进一步转动，部件上的轨道将固定保护罩18，直到将断路器切换到一个打开位置为止。因此部件7上的轨道的形状能够禁止特定断路器切换顺序。

如图1所示，部件7位于第二轴5的末端，从而容易更换。这些轨道可以加工或铸造到部件7中。

每个移动子部件包括一个保护罩18、19和一个锁臂22、23，它们由同一个轴30、31传动，该锁臂22、23与部件7配合，可以直接或间接操作一些继电器，图中未示出，以确定子部件占据的位置，从而确定断路器占据的位置，达到控制的目的，特别是在电动致动断路器时更是如此。这些继电器可特别用来禁止电动切换断路器，将它打开/闭合或者接地。从而，处于一个特定位置的保护罩能够禁止电动切换断路器，其可以并入到插在部件7中的联锁逻辑中。

由于现有技术可用来解释如何布置和控制这些继电器，这儿对此没有作进一步介绍。

部件7还用于固定目的，更加特别地，作为行程邻接的一端，通过一个穿过部件开口26的曲柄M，用来将断路器手动切换到其中间打开位置。在图1所示实施方式中，开口26遍布部件7构成的轮盘的一半扇面，另一半轮盘是实心的并带有一些凹槽，形成轨道P1和P2。

第二轴5和元件10、11的方端位于等腰三角形的两个角上，使得断路器位于打开位置时，实心的半轮盘边缘将开口26限定在部件7内部，其边缘与穿过两个元件10、11的转动轴的直线垂直，允许曲柄被啮合到两个元件10、11中的一个或另一个的方端上。例如，在图1中，致动器的主轴1占据了与断路器闭合位置对应的角位置。在此位置，部件7允许曲柄M通过曲柄入口8啮合到元件10的方端，而部件7位于曲柄入口9和元件11的方端之间，从而起到固定的功能，阻止曲柄M被啮合到那个方端上。当转动与元件10的方端啮合的曲柄M时，曲柄M的转动被传递到主轴1，将断路器从其闭合位置切换到其打开位置。主轴1的转动被传递到第二轴5，它将转动部件7，如部件上的箭头所示。接着部件7形成的轮盘扫出一个与曲柄M相交的平面，并紧靠曲柄M。当断路器到达其打开位置时，通过部件7调节第二轴5与主轴1之间的倍减因子(demultiplication ratio)以固定曲柄M，使其停止转动。特别地，当将断路器从其闭合位置手动切换到其打开位置时，轮盘大约转动了四分之一圈。当断路器占据其打开位置时，曲柄M能够啮合到元件11的方端。如果接着转动啮合到元件11的方端的曲柄M，曲柄M的转动将被传递到主轴1，将断路器从其打开位置切换到其接地位置。主轴1的转动被传递到第二轴5，它将转动部件7，如图1中箭头所示。从而，形成部件7的轮盘进一步转动了大约四分之一圈。当断路器位于其接地位置时，实心半轮盘将开口26限定在部件7内部，轮盘的角位置使得实心半轮盘的边缘与穿过两个元件10、11的转动轴的直线大体上垂直。接着部件7位于曲柄入口8和元件10的方端之间，阻止曲柄M通过入口8与该方端啮合。反向转动方端11上的曲柄M将断路器从其接地位置切换到其打开位置。从而，当断路器到达其打开位置时，部件7大约反向转动了四分之一圈，与部件上的箭头方向相反，并紧靠曲柄M，阻止曲柄转动。

图2显示了断路器已经从其接地位置被手动切换到其打开位置时，部件7紧靠曲柄M时的位置。图3显示了断路器已经从其闭合位置被手动切换到其打开位置时，部件7紧靠曲柄M时的位置。

如图1到3所示，曲柄包括一个舌或键34，它径向延伸，当将断路器从其接地位置手动切换到其打开位置，曲柄M啮合到一个切换元件的一个方端时，该舌或键紧靠部件7上的第一肩20。肩20位于开口26的内部边缘和形成部件7的实心半轮盘之间的边界上，接近该部件的转动轴。当曲柄啮合到元件10、11的两个方端中的一个或者另一个时，舌或键34穿过轮盘7扫出的平面。部件7有一个第二肩21，当将断路器从其闭合位置手动切换到其打开位置时，舌或键34紧靠该第二肩21。两个肩20、21同样地位于部件7的一个直径上，在部件7的转动轴的各自对边，部件7的转动轴与第二轴5一致；它们最好尽可能接近该轴，从而减少当曲柄M紧靠部件7时曲柄M施加到部件7的力矩。舌或键34和两个肩20、21调节得恰当，使得当曲柄转动一圈时，舌或键34穿过并到达一个肩的前面，曲柄接着转一圈时，它紧靠另一肩。

最后，在所示实施方式中，在已知技术方案中，每个保护罩17、18与一个锁S1、S2协作。为此目的，它有一个底，底上有一个局部的外围边缘，其带有一个或多个开口32和33，它们与一个锁或者保护罩固定器上的闩35配合，此闩35可通过键来操作。在已知技术方案中，这些开口布置恰当，使得能够用键来禁止通过致动器对断路器的特定手动或者电动切换顺序。

Claims (5)

1.一种用于断路器的致动器，断路器有三个切换位置，即一个闭合位置、一个打开位置和一个接地位置，该致动器包括一个转动主轴(1)，它被连接到断路器的一个移动触点，其特征在于它包括一个第一手动切换元件(11)，其受到限制，随着一个第二手动切换元件(10)移动，第二手动切换元件又受到限制，随着主转动轴移动，将一个曲柄(M)的转动传递到主转动轴，该曲柄(M)与两个切换元件中的一个或者另一个啮合，一个元件(10)用来将断路器在打开和闭合位置之间切换，反之亦然，另一个元件(11)用来将断路器在打开和接地位置之间切换，反之亦然，当断路器从其闭合位置或者其接地位置到达其打开位置时，固定装置(7)用来阻止曲柄转动。

2.如权利要求1所述的致动器，其中所述固定装置(7)包括一个固定元件，固定元件被连接到致动器的转动主轴(1)，与转动主轴一起转动，当曲柄(M)与两个切换元件(10、11)中的一个或者另一个啮合时，所述转动部件被设置以扫出一个与曲柄(M)相交的平面，当断路器到达其打开位置时，所述转动部件紧靠曲柄。

3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于所述固定装置(7)有一个第一肩(20)，当曲柄与第二切换元件(10)啮合且断路器到达其打开位置时，第一肩(20)紧靠曲柄上的一个键(34)，所述转动部件(7)还有一个第二肩(21)，当曲柄与第一切换元件(11)啮合且断路器到达其打开位置时，第二肩(21)紧靠曲柄上的键(34)。

4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于所述固定装置(7)与一个轮盘相应，并且包括一个开口(26)，它允许一个曲柄(M)穿过该开口，两个肩(21、22)沿着一个直径布置在一个实心部分的边缘，接近和位于轮盘转动轴各自的对边。

5.如权利要求3或4所述的致动器，它包括一个第一曲柄入口(8)和一个第二曲柄入口(9)，它们分别面向第一手动切换元件(10)和第二手动切换元件(11)，其中所述固定部件(7)位于两个曲柄入口和两个切换元件之间，当将断路器切换到一个接地位置时，所述固定部件(7)位于第一曲柄入口(8)和第一切换元件(10)之间，当将断路器切换到一个闭合位置时，所述固定部件(7)位于第二曲柄入口(9)和第二切换元件(11)之间。