CN202126942U

CN202126942U - 一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构

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Publication number: CN202126942U
Application number: CN2011202218192U
Authority: CN
Inventors: 唐志宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2021-06-28

Abstract

本实用新型在现有弹簧操动机构的基础上进行模块化、优化设计，其储能操作功分别可达6000至12000焦耳，适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构。机构的电机及齿轮通过链条及链轮带动凸轮，同时压缩合闸组合弹簧而贮能，凸轮驱动输出拐臂，输出拐臂的下方设有分闸脱扣装置，凸轮下方设有合闸脱扣装置.所述操动机构的上方设置有合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块(或只含合闸组合弹簧模块)，两模块中都含有主力弹簧和辅助弹簧；传动连接的输出拐臂上联接并带动强力油缓冲器模块；在双排小链轮处增设了齿轮与齿轮套一体式模块；在机构两侧夹板上高强度受力区域增设了双侧夹板局部加强板模块。

Description

一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构

技术领域

本实用新型涉及一种弹簧操动机构，特别涉及一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构。

背景技术

在高压电器行业，提高产品质量和可靠性，节约能源，降低生产成本是厂家的首要问题。随着人们对断路器品质要求的日渐提升，各生产厂家为适应市场的需要，将重心放在对传统技术的改进上。当前126kV断路器均配用弹簧操动机构，现有弹簧操动机构的合闸功最大只能达到4000焦耳，所以252kV及以上断路器由于操作功大，只能配用液压操动机构，而液压操动机构经常漏油漏气，高压管道爆裂，事故频发，影响电力系统的安全和用电的可靠性。

由于弹簧操动机构安全可靠，制造工艺成熟，又无液压机构漏油漏气及管道爆裂等缺陷，现已广泛为12kV，126kV断路器所配用，其储能操作功(可合、分一次)一般为4000焦耳以下。而252kV及以上的断路器所需合闸操作功大多在6000焦耳以上，只能配用液压操动机构。急需研制一种4000焦耳以上的大功率弹簧操动机构，促进我国高压电器行业的发展，以期达到世界先进水平。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，在现有弹簧操动机构的基础上进行模块化、优化设计，其储能操作功分别可达6000焦耳、8000焦耳，10000焦耳及12000焦耳，大大超过现有弹簧机构4000焦耳合闸功水平，适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，包括与外接电源连接的电机及齿轮，电机及齿轮通过链条及链轮带动凸轮反时针转动，同时压缩合闸组合弹簧而贮能，凸轮驱动带有滚轮的输出拐臂，输出拐臂的下方设有分闸脱扣装置，凸轮上设置有与其一起转动的另一滚轮，该另一滚轮下方设有合闸脱扣装置.所述操动机构的上方设置有合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块；传动连接的输出拐臂上联接并带动强力油缓冲器模块；在双排小链轮处增设了齿轮与齿轮套一体式模块；在机构两侧夹板上高强度受力区域增设了双侧夹板局部加强板模块。

所述合闸组合弹簧块模块和分闸组合弹簧模块(或只含合闸组合弹簧模块)中的弹簧分别由主力弹簧和辅助弹簧组成。

所述强力油缓冲器模块的油缓器冲活塞两侧为斜凸形，缓冲器油缸两端有相对应的缓冲孔。

所述双侧夹板局部加强板模块为在原夹板外侧各增加至少一块加强夹板。

所述齿轮与齿轮套一体式模块即齿轮与齿轮套两者为一体式齿轮套。

本实用新型采用上述技术方案后，可以达到以下有益效果：

1、设置了合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块，增大了合闸功：

本实用新型设置了合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块(根据需要，或不含分闸组合弹簧模块)，由于模块是自成一体，空间大，根据需要，弹簧力(操作功)可以大大增大，合闸组合弹簧的合闸功分别可以达到6000焦耳、8000焦耳、10000焦耳及12000焦耳。

2、优异的分闸、合闸出力特性：合闸组合弹簧模块或分闸组合弹簧模块都含有主力弹簧(1或2根以上)和辅助弹簧(1或2根以上)：

主力弹簧是合闸或分闸主要驱动力，在合闸或分闸全程中起作用，而辅助弹簧的驱动力只是在合闸或分闸的起始阶段和加速阶段起作用。当配用的断路器达到预期的合闸或分闸速度后，需要缓冲时，则辅助弹簧的驱动力停止，从而大大减少了无用功，提高了效率，也大大提高了断路器的开断特性，提高开断能力。

组合弹簧分闸、合闸出力特性与断路器要求的行程特性达到最佳配合，模块结构见图3。

模块出力特性见图4。

现有的同类夾板式弹簧操动机构只能装置合闸储能弹簧，弹簧装在两夾板中、空间受限制，而且只有主力弹簧、无辅助弹簧，受结构限制，合闸功只能达到4000焦耳。且弹簧分、合闸出力特性与断路器要求的行程特性达很难达到最佳配合。

3、设置了强力油缓冲模块，改善了缓冲特性：

常规的油缓冲器活塞为平面丁字形油缓冲器，其缓冲特性可调性差，不能满足高压断路器开断特性的要求，本实用新型设置了缓冲器活塞为双侧斜凸形油缓冲器(参见图5)，当斜凸形进入和分闸或合闸对应插入孔时，其缓冲力突增，加大缓冲力。满足断路器分闸或合闸特性的要求。

4、设置了双侧夹板局部加强板模块，提高了机构的机械强度和稳定性：

在原双侧夹板的外侧各增加一块(或一块以上)局部加强夹板(参见图6)，使高负荷部位得以加强.从而大大增加机构的机械强度和稳定性。

5、设置了齿轮与齿轮套一体式模块，提高了传动力矩：

常规结构齿轮与齿轮套为两个单独的零件用镙钉组装，齿轮套内安置的单向轴承离合器的内径和外径受到限制，不能大幅增大，传动力矩受限制，本实用新型设计为一体式结构(参见图2)，所以齿轮套中装设的单向轴承离合器的内径、外径可以大幅加大，可大大提高了传动力矩，从而大大提高了合闸组合弹簧的储能合闸功。

附图说明

图1为本实用新型弹簧操动机构优化模块系统图；

图2为本实用新型中齿轮与齿轮套一体式模块的结构示意图；

图3为本实用新型中分闸(或合闸)组合弹簧模块的结构示意图；

图4为本实用新型中分闸(或合闸)组合弹簧模块出力特性原理图；

图5为本实用新型中强力油缓冲器模块的结构示意图；

图6为本实用新型中双侧夹板局部加强板模块的结构示意图。

附图标记说明

1、分闸组合弹簧模块 2、合闸组合弹簧模块 3、强力油缓冲器模块 4、双侧夹板局部加强板模块 5、齿轮与齿轮套一体式模块 6、电机及齿轮 7、链条及链轮 8、凸轮9、输出拐臂 10、滚轮 11、输出拉杆 12、拉动压缩弹簧链轮 13、合闸组合弹簧 14、分闸组合弹簧 15、滚轮 16、合闸脱扣装置 17、分闸脱扣装置 18、双排小链轮19、双排小链轮轴 20、一体式齿轮套 21、单向轴承离合器22、主力弹簧 23、辅助弹簧 24缓冲器活塞25、缓冲器油缸 26、原夹板 27、局部加强夹板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实例对本实用新型作进一步详细说明：参见

参见图1

图1为本实用新型弹簧操动机构优化模块系统图。在图1中，一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，包括与外接电源连接的电机及齿轮6，电机及齿轮6通过链条及链轮7带动凸轮8反时针转动，同时压缩合闸组合弹簧13而贮能，凸轮8驱动带有滚轮10的输出拐臂9，输出拐臂9的下方设有分闸脱扣装置17，凸轮8上设置有与其一起转动的另一滚轮15，该另一滚轮15下方设有合闸脱扣装置16.弹簧操动机构的上方设置合闸组合弹簧模块2和分闸组合弹簧模块1；传动连接的输出拐臂上联接并带动强力油缓冲器模块3；在双排小链轮18处增设了齿轮与齿轮套一体式模块5；在机构两侧夹板上高强度受力区域增设了双侧夹板局部加强板模块4。

其工作流程：

参见图1

储能时接通电源，电机转动，带动电机及齿轮6，通过齿轮、链条及链轮7的减速传动，带动凸轮8反时针转动，同时压缩合闸组合弹簧13而贮能。

合闸时，合闸半轴转动，合闸脱扣装置16脱扣，凸轮8带动输出拐臂9顺时针转动、带动输出拉杆11合闸；

同时，分闸组合弹簧14被压缩而储能.分闸时，分闸半轴转动，分闸脱扣装置17脱扣，分闸组合弹簧14带动输出拐臂9反时针方向转动，带动输出拉杆11分闸。

根据产品结构需要，分闸组合弹簧模块1也可设置在弹簧操动机构以外，安置在断路器的底座或操作杆下端。

参见图2

图2为本实用新型中齿轮与齿轮套一体式模块的结构示意图。在双排小链轮轴19与一体式齿轮套20之间设有单向轴承离合器21。

现有技术中，齿轮与齿轮套由两个单独的零件用螺钉联接组装而成，齿轮套内安置的单向轴承离合器的内径和外径受到限制，体积小，传动力矩小，提高传动力矩受限制。

本实用新型设计为齿轮与齿轮套一体式模块的结构，所以齿轮套中装设的单向轴承离合器的内径、外径可以大幅加大，可大大提高了传动力矩，从而大大提高了合闸组合弹簧的储能合闸功。

参见图3

图3为本实用新型中分闸(或合闸)组合弹簧模块的结构示意图。在图3中，一种用于高压和超高压的大功率弹簧操动机构的分闸(或合闸)组合弹簧模块，每种模块均包括主力弹簧22(1或2根以上)，和辅助弹簧23(1或2根以上)。

主力弹簧22是合闸或分闸主要驱动力，在合闸或分闸全程中起作用，而辅助弹簧23的驱动力只是在合闸或分闸的起始阶段和加速阶段起作用。

当配用的断路器达到预期的合闸或分闸速度后，需要缓冲时，则辅助弹簧23的驱动力停止，从而大大减少了无用功，提高了效率，也大大提高了断路器的开断特性，提高开断能力。分、合闸出力特性与断路器要求的行程特性达到最佳配合。

参见图4

图4为本实用新型中分闸(或合闸)组合弹簧模块出力特性原理图。以图表的型式形象地显示分闸或合闸过程中弹簧的出力特性。

现有的同类夾板式弹簧操动机构只能装置合闸储能弹簧，合闸储能弹簧装在两夾板中，空间受限制，弹簧力不能加大，而且只有主力弹簧22，无辅助弹簧23，受结构限制，合闸功只能达到4000焦耳。而且分、合闸出力特性不能与断路器要求的行程特性达到最佳配合。

本实用新型增设的合闸组合弹簧模块2和分闸组合弹簧模块1，均设置有主力弹簧22和辅助弹簧23构成，且安置于弹簧操动机构的上端，空间不受限制，弹簧力可加大，合闸功可以达到6000焦耳、8000焦耳、10000焦耳至12000焦耳。且能减少无用功，提高效率。其分、合闸出力特性与断路器要求的行程特性达到最佳配合。

参见图5

图5为本实用新型中强力油缓冲器模块的结构示意图。在图5中，一种用于高压和超高压的大功率弹簧操动机构的强力油缓冲器模块，该模块设置了缓冲器活塞24为两侧斜凸形，缓冲器油缶25两侧设有相对应的孔，当缓冲器活塞24的斜凸进入缓冲器油缶25的孔内时，其缓冲力突增，加大缓冲力，满足断路器分闸或合闸特性的要求。

现有技术的油缓冲器活塞为平面丁字形油缓冲器，其缓冲特性可调性差，不能满足高压断路器开断特性的要求。

参见图6

图6为本实用新型中双侧夹板局部加强板模块的结构示意图。在图6中，一种用于高压和超高压的大功率弹簧操动机构的双侧夹板局部加强板模块，在原夹板26的外侧各增加至少一块局部加强夹板27，使高负荷受力区得以加强，从而大大增加机构的机械强度。

本实用新型的其他技术可采用现有技术。

本实用新型的最佳实施例已经阐明，本领域的普通技术人员根据本实用新型做出的进一步拓展均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，包括与外接电源连接的电机及齿轮，电机及齿轮通过链条及链轮带动凸轮反时针转动，同时压缩合闸组合弹簧而贮能，凸轮驱动带有滚轮的输出拐臂传动连接，输出拐臂的下方设有分闸脱扣装置，凸轮上设置有与其一起转动的另一滚轮，该滚轮下方设有合闸脱扣装置，其特征在于：所述操动机构的上方设置有合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块；传动连接的输出拐臂上联接并带动强力油缓冲器模块；在双排小链轮处增设了齿轮与齿轮套一体式模块；在机构两侧夹板上高负荷受力区域增设了双侧夹板局部加强板模块。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，其特征在于：所述合闸组合弹簧模块和分闸组合弹簧模块中，都含有主力弹簧和辅助弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，其特征在于：根据产品结构设计的需要，也可以只设置合闸组合弹簧模块，分闸组合弹簧模块设置于断路器本体下部的底座处。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，其特征在于：所述强力油缓冲器模块中缓冲器活塞两侧为斜凸形，缓冲器油缸两端有相对应的缓冲孔。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，其特征在于：所述双侧夹板局部加强板模块为在双侧夹板外侧高负荷受力区各增加至少一块局部加强夾板。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构，其特征在于：所述齿轮与齿轮套一体式模块即齿轮与齿轮套两者为一体式结构。