CN200953288Y

CN200953288Y - 开关设备用电动操动机构

Info

Publication number: CN200953288Y
Application number: CN 200620078755
Authority: CN
Inventors: 苏菊芳; 申春红; 王传川; 姜章兰
Original assignee: XI'AN XIKAI HIGH-VOLTAGE ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: Xian XD Switchgear Electric Co Ltd
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-04-07

Abstract

本实用新型涉及一种开关设备用电动操动机构，其特征是：在操动机构箱体(16)正面有隔离开关分合指示牌(17)和接地开关的分合指示牌(20)，右侧有门装置(18)，底部有电缆孔(19)，在操动机构箱体(16)内有接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器和驱动装置(15)，驱动装置(15)是一呈对称布置结构相同的两套独立动力源驱动机构，驱动装置(15)与三工位隔离开关/接地开关通过传动件连接，同时驱动装置(15)通过接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器与三工位隔离开关/接地开关电连接，实现分闸、合闸电动操作。

Description

开关设备用电动操动机构

技术领域

本实用新型涉及一种高压开关设备中使用的电动操动机构。

背景技术

原高压开关设备中隔离开关、接地开关分别由一台不同的电动操动机构驱动而实现开关分、合闸操作功能。这种操作方式结构复杂、成本高，并且上述两种开关由电气元件实现互锁要求，安全可靠性较差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种开关设备用电动操动机构，此电动操动机构分别实现隔离开关、接地开关开分、合闸操作功能的要求。它结构简单、成本低，同时可实现隔离开关、接地开关之间的机械互锁，安全可靠性较高。

本实用新型的技术方案是：设计一种开关设备用电动操动机构，其特征是：在操动机构箱体16正面有隔离开关分合指示牌17和接地开关的分合指示牌20，右侧有门装置18，底部有电缆孔19，在操动机构箱体16内有接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器和驱动装置15，驱动装置15是一呈对称布置结构完全相同的两套驱动机构，每套驱动机构带有独立动力源，驱动装置15与三工位隔离开关/接地开关通过传动件连接，同时驱动装置15通过接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器与三工位隔离开关/接地开关电连接，实现分闸、合闸电动操作。

所述驱动装置15的电机2、2a固定在机构架11上，电机2、2a通过齿轮1、1a与齿轮13、13a啮合连接，齿轮13、13a经离合器12、12a与滚珠丝杠副3、3a相连，滚珠丝杠副3、3a与螺母块4、4a螺纹连接，导向杆22、22a穿过螺母块4、4a的偏心孔固定在机构架11上，拨销5、5a通过螺母块4、4a上的另外一孔与开口销固定，拨叉10通过平键固定在机构输出轴21上，连接在机构输出轴21上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8相啮合，在机构架11上对称固定有四个缓冲器7、7a、7b、7c，手摇活门6与凸轮开关Q2 14连接。

所述的缓冲器7、7a、7b、7c，是碟簧结构，用于吸收螺母块4、4a运动到位时剩余能量，起缓冲作用。

所述的传动件主要包括滚珠丝杠副3、3a及拨叉10，滚珠丝杠副3、3a中螺母采用内外螺纹结构，内螺纹与滚珠丝杠连接，外螺纹与螺母块4、4a连接。

所述的拨叉10采用左右对称结构，它的上半部是半圆形，中心有孔，以拨叉10的水平轴向下与水平轴呈45°夹角的夹角线为对称轴有两个斜槽，斜槽开口处两边连着互相垂直的平面。

本实用新型的特点是：这种开关设备用电动操动机构，它采用一台操动机构驱动实现隔离开关及接地开关的分、合闸操作功能，它将滚珠丝杠副及槽轮机构有机结合，充分利用两种运动特点实现了开关准确停位要求，提高了开关运行的安全性及可靠性。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。

图1是实施例结构示意图；

图2是表示开关均处于分闸位置驱动装置示意图；

图3是隔离开关处于合闸位置时驱动装置示意图；

图4是接地开关处于合闸位置时驱动装置示意图；

图5是驱动装置处于图2位置(开关分闸位置)时电路图；

图6是输出轴21处于分闸位置时微动开关SL1、SL3状态示意图；

图7是输出轴21处于分闸位置时微动开关SL2、SL4状态示意图；

图8是驱动装置隔离开关操作手柄与微动开关SPD状态示意图；

图9是驱动装置接地开关操作手柄与微动开关SPE状态示意图；

图10是驱动装置15中手摇活门6位置与凸轮开关Q2状态示意图；

图11是直流接触器K1的接线图；

图12是直流接触器K2的接线图；

图13是直流接触器K3的接线图；

图14是直流接触器K4的接线图；

图15是电机热继电器KT的接线图；

图16是联锁电磁铁IL的线圈示意图；

图17是拨叉结构示意图。

图中：1、1a、齿轮；2、2a、电机；3、3a、滚珠丝杠副；4、4a、螺母块；5、5a拨销；6、手摇活门；7、7a、7b、7c、缓冲器；8、开关输入齿轮；9、机构输出齿轮；10、拨叉；11、机构架；12、12a、离合器；13、13a、齿轮；14、凸轮开关Q2；15、驱动装置；16、操动机构箱体；17、隔离开关分合指示牌；18、门装置；19、电缆孔；20、接地开关分合指示牌；21、机构输出轴；22、22a、导向杆。

具体实施方式

实施例如图1所示，在操动机构箱体16内装有驱动装置15，驱动装置15是一对呈对称布置结构完全相同的两套驱动机构，即第一驱动机构和第二驱动机构，每套驱动机构带有独立动力源，驱动机构与三工位隔离开关/接地开关通过齿轮连接。并通过电气二次元件控制，实现电机正、反转，从而完成三工位隔离开关/接地开关分闸、合闸电动操作。驱动装置的两套独立动力源机构在正常工作状态下即可电动操作，也可手动操作，手动操作用于检修及调试时使用。操动机构箱体16正面有隔离开关分合指示牌17和接地开关的分合指示牌20，右侧有门装置18，门装置18是可开启用于密封手动操作装置的通口，底部有电缆孔19，供电缆穿过。在操动机构箱体16内有89LR转换开关；57LR转换开关；IL联锁电磁铁；K1直流接触器；K2直流接触器；K3直流接触器；K4直流接触器；KT电机热继电器；SL1微动开关；SL2微动开关；SL3微动开关；SL4微动开关；SPD微动开关；SPE微动开关。

驱动装置15结构如图2所示，驱动装置15中的第一套驱动机构中电机2固定在机构架11上，电机2通过齿轮1与齿轮13啮合连接，齿轮13经离合器12与滚珠丝杠副3相连，滚珠丝杠副3与螺母块4螺纹连接，导向杆22穿过螺母块4的偏心孔固定在机构架11上，拨销5通过螺母块4上的另外一孔与开口销固定，拨叉10通过平键固定在机构输出轴21上，连接在机构输出轴21上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8相啮合。

驱动装置15中的第二驱动机构中电机2a固定在机构架11上，电机2a通过齿轮1a与齿轮13a啮合连接，齿轮13a经离合器12a与滚珠丝杠副3a相连，滚珠丝杠副3a与螺母块4a螺纹连接，导向杆22a穿过螺母块4a的偏心孔固定在机构架11上，拨销5a通过螺母块4a上的另外一孔与开口销固定，拨叉10通过平键固定在机构输出轴21上，连接在机构输出轴21上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8相啮合。

在机构架11左右两个内侧壁上且对称、平行于机构架11水平轴线上下固定有两组4个缓冲器7、7a、7b、7c，手摇活门6与凸轮开关Q2 14连接，两个滚珠丝杠副3、3a经导向杆22、导向杆22a将旋转运动变成直线运动，带动经螺纹连接与其直筒型螺母固定的螺母块4、4a直线运动，固定于螺母块4、4a的拨销5、5a拨动经平键连接固定于机构输出轴的拨叉10顺时针或逆时针旋转90°，从而带动同样方式固定在同一机构输出轴21机构输出齿轮9同步顺时针或逆时针旋转90°，机构输出齿轮9与开关输入齿轮8啮合传动，实现开关分、合闸操作功能。机构运动到位时分别由滚珠丝杠副3和滚珠丝杠副3a两端固定在机构架11的微动开关切断电器控制回路，使电机2和电机2a断电，机构停止运动。由于运动惯性，螺母块4、4a继续直线运动，最终由缓冲器7、7a、7b、7c定位并吸收其剩余能量。当传动扭矩超过一定数值时，两个离合器12、12a脱开，切断传动，达到保护电机作用。

图6是拨叉结构示意图，如图6所示，由于拨叉10采用左右对称结构，它的上半部是半圆形，中心有孔，以拨叉10的水平轴向下与水平轴呈45°夹角的夹角线为对称轴有两个斜槽，斜槽开口处两边连着互相垂直的平面。拨叉10的结构特点决定，机构分、合定位准确，开关不会出现误操作现象。导向杆22、22a保证螺母块4、4a只随滚珠丝杠副3、3a作水平运动螺母块4、4a自身不转动即螺母块4、4a随滚珠丝杠副3、3a作水平运动的同时沿导向杆22、22a移动。

操动机构的三工位实现如下：

1)隔离开关合、分闸操作

合闸操作：正接通交直流两用电机2(顺时针旋转)，通过电机2输出轴及滚珠丝杠副3一端上的齿轮1、13啮合传动，将旋转运动传递到滚珠丝杠副3，经滚珠丝杠副3、螺母块4及导向杆22传动，使旋转运动转换为螺母块4向右直线运动。由固定在螺母块4上的拨销5拨动拨叉10顺时针旋转90°，同时带动固定在同一机构输出轴21上的机构输出齿轮9顺时针旋转90°，机构输出齿轮9与固定在开关本体输入轴的齿轮8啮合运动，实现开关合闸操作。图3为隔离开关处于合闸位置时驱动装置状态。

分闸操作如图2所示：反相接通交直流两用电机2(逆时针旋转)，通过电机2输出轴及滚珠丝杠副3一端上的齿轮1、13啮合传动，将旋转运动传递到滚珠丝杠副3，经滚珠丝杠副3、螺母块4及导向杆22传动，使旋转运动转换为螺母块4向左直线运动。由固定在螺母块4上的拨销5拨动拨叉10逆时针旋转90°，同时带动固定在同一机构输出轴21上的机构输出齿轮9逆时针旋转90°，机构输出齿轮9与固定在开关本体输入轴的齿轮8啮合运动，实现隔离开关分闸操作。图2为隔离开关处于分闸位置时驱动装置状态。

2)接地开关合、分闸操作：

合闸操作如图4所示：正接通交直流两用电机2a(顺时针旋转)，通过电机2a输出轴及滚珠丝杠副3a一端上的齿轮1a、13a啮合传动，将旋转运动传递到滚珠丝杠副3a，经滚珠丝杠副3a、螺母块4a及导向杆22a传动，使旋转运动转换为螺母块4a向右直线运动。由固定在螺母块4a上的拨销5a拨动拨叉10逆时针旋转90°，同时带动固定在同一机构输出轴上的机构输出齿轮9逆时针旋转90°，机构输出齿轮9与固定在开关本体输入轴的齿轮8啮合运动，实现开关合闸操作。图4为接地开关处于合闸位置时驱动装置状态。

分闸操作如图3所示：反接通交直流两用电机2a(逆时针旋转)，通过电机2a输出轴及滚珠丝杠副3a一端上的齿轮1a、13a啮合传动，将旋转运动传递到丝杠副3a，经滚珠丝杠副3a、螺母块4a及导向杆22a传动，使旋转运动转换为螺母块4a向左直线运动。由固定在螺母块4a上的拨销5a拨动拨叉10顺时针旋转90°，同时带动固定在同一机构输出轴上的机构输出齿轮9顺时针旋转90°，机构输出齿轮9与固定在开关本体输入轴的齿轮8啮合运动，实现开关分闸操作。图2为接地开关处于分闸位置时驱动装置状态。

在开关调试中可利用手摇装置进行机构手动分合闸操作。拨动手摇活门6时，通过凸轮开关Q2 14、SPD微动开关或SPE微动开关动作，闭锁电动操动回路，同时IL手动联锁电磁铁吸合而最终打开手摇活门，将手摇柄插入滚珠丝杠副3或3a四方轴一端，旋转手摇柄即可进行手动分合闸操作。

两个独立的指示器与各自89LR转换开关、57LR转换开关直连，通过螺母块4、4a运动，带动固定在转换开关上的连板运动，使其旋转切换。固定在转换开关上的分合合指示牌可分别指示隔离开关和接地开关的位置状态，转换开关也可达到联锁、闭锁控制回路的目的。由于辅助开关的接点仅在主触头到达最终位置的瞬间才会转换，因此位置指示器能可靠地指示主触头的实际位置。

图5中DSON表示隔离开关合闸操作回路，DSOFF表示隔离开关分闸操作回路，ESON表示接地开关合闸操作回路，ESOFF表示接地开关分闸操作回路，INTERCLOCK(虚线框)表示手动联锁操作回路，MOTOR表示电机运转回路。OFF表示开关处于分闸位置，0N表示开关处于合闸位置。1位置表示微动开关处于闭合位置，0位置表示微动开关处于断开位置，I表示手柄插入位置，II表示手柄取出位置，III表示手摇活门未拨开位置，IV表示手摇活门拨开位置，89a、89b分别表示转换开关89LR的常开接点、常闭接点，57a、57b表示转换开关57LR的常开接点、常闭接点，DC220V表示直流电压220V，DC/AC220V表示直流电压或交流电压220V。

图5-(A)表示驱动装置15中机构输出轴21处于分闸位置时，微动开关SL1、SL3的状态；图5-(B)表示驱动装置15中机构输出轴21处于分闸位置时，微动开关SL2、SL4的状态；图5-(C)表示驱动装置15中隔离开关操作手柄位置与微动开关SPD的状态关系；图5-(D)表示驱动装置15中接地开关操作手柄位置与微动开关SPE的状态关系；图5-(E)表示驱动装置15中手摇活门6位置与凸轮开关Q2状态关系；图5-(F)表示直流接触器K1的接线图；图5-(G)表示直流接触器K2的接线图；图5-(H)表示直流接触器K3的接线图；图5-(I)表示直流接触器K4的接线图；图5-(J)表示电机热继电器KT的接线图，图5-(K)表示联锁电磁铁IL的线圈。

图5中各符号所代表的电器元件名称分别如下：

转换开关89LR；转换开关57LR；联锁电磁铁IL；直流接触器K1；直流接触器K2；直流接触器K3；直流接触器K4；电机热继电器KT；微动开关SL1；微动开关SL2；微动开关SL3；微动开关SL4；微动开关SPD；微动开关SPE；交直流两用电机M1；交直流两用电机M2。

电动操作隔离开关/接地开关合分闸过程：

隔离开关合闸

1号端子接到隔离开关合命令后，K1直流接触器带电，K1接点闭合，K3直流接触器带电，K3接点闭合，M1交直流两用电机顺时针启动旋转，固定在M1交直流两用电机上的齿轮1与齿轮13啮合传动，经离合器12、滚珠丝杠副3、螺母块4、拨叉10带动机构输出轴21旋转，通过固定在机构输出轴上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8啮合传动实现开关合闸。开关到位时SL3微动开关动作，切断K1自保持回路，使K1直流接触器断电，K3直流接触器失电，K3接点断开，M1交直流两用电机停转，驱动装置15运动到位。这时89LR转换开关接点89b断开，89a闭合。

隔离开关分闸

3号端子接到隔离开关分命令后(这时89a闭合)，K2直流接触器带电，K2接点闭合，K3直流接触器带电，K3接点闭合，M1交直流两用电机逆时针启动旋转，固定在M1电机上的齿轮1与齿轮13啮合传动，经离合器12、滚珠丝杠副3、螺母块4、拨叉10带动机构输出轴21旋转，通过固定在机构输出轴上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8啮合传动实现开关分闸。到位时SL1微动开关动作，切断K2自保持回路，使K2直流接触器断电，K3直流接触器失电，K3接点断开，M1交直流两用电机36停转，驱动装置15运动到位。这时转换开关接点89b闭合，89a断开。

接地开关合闸

4号端子接到接地开关合命令后，K2直流接触器带电，K2接点闭合，K4直流接触器带电，K4接点闭合，M2交直流两用电机顺时针启动旋转，固定在M2交直流两用电机上的齿轮1a与齿轮13a啮合传动，经离合器12a、滚珠丝杠副3a、螺母块4a、拨叉10带动机构输出轴21旋转，通过固定在机构输出轴上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8啮合传动实现开关合闸。开关到位时SL4微动开关动作，切断K2自保持回路，使K2直流接触器断电，K4直流接触器失电，K4接点断开，M2交直流两用电机停转，驱动装置15运动到位。这时转换开关接点57b断开，57a闭合。

接地开关分闸

2号端子接到接地开关分命令后(这时57a闭合)，K1直流接触器带电，K1接点闭合，K4直流接触器带电，K4接点闭合，M2交直流两用电机逆时针启动旋转，固定在M2交直流两用电机上的齿轮1a与齿轮13a啮合传动，经离合器12a、滚珠丝杠副3a、螺母块4a、拨叉10带动机构输出轴21旋转，通过固定在机构输出轴上的机构输出齿轮9与开关输入齿轮8啮合传动实现开关分闸。到位时SL2微动开关动作，切断K1自保持回路，使K1直流接触器断电，K4直流接触器失电，K4接点断开，M2电机37停转，驱动装置15运动到位。这时转换开关接点57b闭合，57a断开。

Claims

1、开关设备用电动操动机构，其特征是：在操动机构箱体(16)正面有隔离开关分合指示牌(17)和接地开关的分合指示牌(20)，右侧有门装置(18)，底部有电缆孔(19)，在操动机构箱体(16)内有接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器和驱动装置(15)，驱动装置(15)是一呈对称布置结构完全相同的两套驱动机构，每套驱动机构带有独立动力源，驱动装置(15)与三工位隔离开关/接地开关通过传动件连接，同时驱动装置(15)通过接触器、转换开关、微动开关、电机热继电器与三工位隔离开关/接地开关电连接，实现分闸、合闸电动操作。

2、根据权利要求1所述的开关设备用电动操动机构，其特征是：所述驱动装置(15)的电机(2、2a)固定在机构架(11)上，电机(2、2a)通过齿轮(1、1a)与齿轮(13、13a)啮合连接，齿轮(13、13a)经离合器(12、12a)与滚珠丝杠副(3、3a)相连，滚珠丝杠副(3、3a)与螺母块(4、4a)螺纹连接，导向杆(22、22a)穿过螺母块(4、4a)的偏心孔固定在机构架(11)上，拨销(5、5a)通过螺母块(4、4a)上的另外一孔与开口销固定，拨叉(10)通过平键固定在机构输出轴(21)上，连接在机构输出轴(21)上的机构输出齿轮(9)与开关输入齿轮(8)相啮合，在机构架(11)上对称固定有四个缓冲器(7、7a、7b、7c)，手摇活门(6)与凸轮开关Q2(14)连接。

3、根据权利要求2所述的开关设备用电动操动机构，其特征是：所述的缓冲器(7、7a、7b、7c)，是碟簧结构，用于吸收螺母块(4、4a)运动到位时剩余能量，起缓冲作用。

4、根据权利要求1所述的开关设备用电动操动机构，其特征是：所述的传动件主要包括滚珠丝杠副(3、3a)及拨叉(10)，滚珠丝杠副(3、3a)中螺母采用内外螺纹结构，内螺纹与滚珠丝杠连接，外螺纹与螺母块(4、4a)连接。

5、根据权利要求3所述的开关设备用电动操动机构，其特征是：所述的拨叉(10)采用左右对称结构，它的上半部是半圆形，中心有孔，以拨叉(10)的水平轴向下与水平轴呈45°夹角的夹角线为对称轴有两个斜槽，斜槽开口处两边连着互相垂直的平面。