CN203026441U - 一种断路器的操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器的操作机构，包括一对彼此面对面设置的侧板、枢转设置在一对侧板之间的储能部件和转动地设置在一对侧板之间的分合闸部件，储能部件包括用于进行储能的储能弹簧，分合闸部件包括合分闸动作机构、合分闸联锁机构、脱扣机构，脱扣机构为一个三级解锁机构，从上至下依次包括合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴、合闸脱扣板、分闸脱扣板、联动杆一、联动杆二、联动杆三、大脱扣半轴、大脱扣板、解扣转子、止动件。采用了整体模块化结构设计，模块程度高，模块本身已包含并可实施完成断路器所需要的合闸、分闸和储能操作功能，结构紧凑，其体积大小只有传统断路器操作机构的三分之一。

Description

一种断路器的操作机构

技术领域

    本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种断路器操作机构结构。

背景技术

随着真空灭弧技术的不断发展并成熟，真空断路器在中高压输配电开关领域的运用也日益广泛。在融合环氧树脂浇注技术后，发展而来的环氧浇注式极柱已经具有极高的性能和可靠性，可终身免维护，实现了真空断路器主回路的模块化，减小了安装、维修、更换操作工作量和时间。而从行业统计数据显示，制约了断路器使用的寿命和可靠性的恰恰是断路器操作机构的可靠性。目前在整个真空断路器领域弹簧操作机构是使用最广泛的操作机构类型，然而其大都设计于七八十年代，结构复杂，零件数量多，体积大，装配、维修、更换操作难度大，故障率高，可靠性不理想，不适应现代化流水生产作业，故障时维修恢复故障时间长，成本高。

此外，当今时代是一个信息化的时代，信息化延伸领域越来越广。在输配电领域国内外均开始提出发展智能化输配电电力开关设备的研究。目前现有的真空断路器操作机构由于体积大，占用空间大，无法提供智能化元器件的安装空间，因此，无法实现现有断路器向智能化断路器升级。

综上所述，我们需要发展一种同时具有模块化，小型化特点和极高可靠性的新型操作机构，以提高真空断路器操作机构的可靠性、互换性，使其适于现代化生产和智能化升级的发展需要。 其将代表未来真空断路器操作机构的发展方向。

发明内容

本实用新型针对上述存在的技术问题，提供了一种结构简单，体积小、操控灵活方便、拆卸安装便捷、高可靠性的断路器的操作机构。

本实用新型的技术方案为：一种断路器的操作机构，所述操作机构是一个完整的独立模块单元，包括一对彼此面对面设置的侧板、枢转设置在一对侧板之间的储能部件和转动地设置在一对侧板之间的分合闸部件，所述储能部件包括用于进行储能的储能弹簧，所述分合闸部件包括合分闸动作机构、合分闸联锁机构、脱扣机构，所述脱扣机构为一个三级解锁机构，从上至下依次包括合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴、合闸脱扣板、分闸脱扣板、联动杆一、联动杆二、联动杆三、大脱扣半轴、大脱扣板、解扣转子、止动件。

优选的，所述第一级解锁机构包括止动件和解扣转子，所述解扣转子设置在大脱扣板上，与止动件相接触；所述第二级解锁机构位于第一级解锁机构上方，包括大脱扣板和大脱扣半轴，所述大脱扣半轴枢转设置在侧板上，位于大脱扣板的一端；所述第三级解锁机构位于第二级解锁机构上方，包括合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴、合闸脱扣板、分闸脱扣板、联动杆一、联动杆二、联动杆三、和大脱扣半轴，所述合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴枢转设置在侧板之间，其下方的合闸脱扣板的一端与联动杆一活动连接，分闸脱扣板的一端与联动杆二活动连接，联动杆一与联动杆二活动连接于联动杆三的一端，联动杆三的另一端与大脱扣半轴活动连接。

进一步的，所述第三级解锁机构为对称双四连杆机构，包括旋转轴，所述合闸脱扣板与分闸脱扣板可转动的固定在旋转轴上，所述联动杆一与联动杆二与联动杆三连接于同一点上。

进一步的，所述止动件有2个凸缘，所述解扣转子与止动件凸缘相配合。

进一步的，所述储能部件包括手动储能机构、传动轴、传动齿轮一、传动齿轮二和卷簧盒组件，所述卷簧盒组件和传动齿轮一分别安装在传动轴上，并能绕所述传动轴转动，传动齿轮一固定在卷簧盒组件一侧，所述传动轴固定在操作机构的侧板上，储能弹簧位于所述卷簧盒组件中，所述传动齿轮二与传动齿轮一相互咬合，传动齿轮二与手动储能机构固定。

优选的，所述储能弹簧为一涡卷弹簧，其一端固定在所述卷簧盒组件上，另一端固定在所述传动轴上。

进一步的，所述储能部件还包括储能连锁机构，所述储能连锁机构包括储能控制盘和储能闭锁件，所述储能控制盘固定在卷簧盒组件另一侧，所述储能闭锁件位于储能控制盘的上方。

进一步的，所述手动储能机构还包括一手动操作杆。

进一步的，还包括止动凸轮、联动杆和复位推杆，所述传动轴枢转设置在一对侧板上，止动凸轮位于止动件两侧一同固定于传动轴上，止动凸轮外侧设置有特定的不规则凸轮凹槽，所述联动杆一端卡在传动轴两侧，并有一突起活动地设置在止动凸轮的内凹槽里，联动杆的另一端与复位推杆的一端活动连接。

进一步的，在侧板外侧设置有外接的脱扣器接口和储能电机接口。

进一步的，在侧板外侧的传动轴两端设置有凸轮作为传动输出。

本实用新型具有以下优点：采用了整体模块化结构设计，模块程度高，模块本身已包含并可实施完成断路器所需要的合闸、分闸和储能操作功能，结构紧凑，其体积大小只有传统断路器操作机构的三分之一。装配在断路器机构箱体内部后，占用空间小，预留操作空间大，安装拆卸都极为便捷。预留的空间使得断路器用来能够安装更多的功能单元，例如，安装传感、测量和控制单元以实现智能化断路器升级等等；操作机构采用三级脱扣解锁装置，脱扣力矩小，动作可靠，分闸、合闸操作公用了同一解锁机构，减少了操作机构数量，使得操作机构结构更紧凑，体积更小，同时可以实现合分闸操作顺序互锁，即：在合闸/分闸动作没有结束时，操作机构不允许分/合闸操作，以凸轮为传动输出，安装时可直接推入机构箱内，无需其他任何联接，安装简单无需调整；两凸轮对称布置于机构两侧，有利于改善机构内零件的受力状态，保证输出时三相力矩均衡，提高机构和整机的机械可靠性和机械寿命。储能弹簧安装于一密闭的盒子内，力值可调安全可靠。具有结构紧凑、体积小、安装维修简单、与其他附件联接简易便捷等特点；操作机构结构相对标准，通用性、互换性大，适合现代化的流水线生产，有利于提高生产效率，降低生产成本，也有利于减少用户备料数量，降低使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的左侧的内部结构示意图；

图3为本实用新型的右侧的内部结构示意图；

图4为本实用新型的联动杆和复位推杆的部分结构示意图；

图5为本实用新型的止动件的结构示意图；

图6为本实用新型的储能部件的结构示意图；

图7为本实用新型的储能连锁机构的结构示意图；

图8 为本实用新型的储能连锁机构的平面示意图；

附图标记说明：

1、侧板；2、储能部件；21、手动储能机构；211、手动操作杆；22、传动轴；23、传动齿轮一；24、传动齿轮二；25、储能弹簧；26、卷簧盒组件；27、储能连锁机构；271、储能控制盘；272、储能闭锁件；273、连杆；274、半轴；275、推杆；3、合分闸动作机构；4、合分闸联锁机构；5、脱扣机构；51、合闸脱扣半轴；52、分闸脱扣半轴；53、合闸脱扣板；54、分闸脱扣板；551、联动杆一；552、联动杆二、553、联动杆三；554、旋转轴；56、大脱扣半轴；57、大脱扣板；58、解扣转子；59、止动件；591、凸缘；6止动凸轮；61、凸轮凹槽；7、联动杆；71、突起；8、复位推杆；9、凸轮；10、脱扣器接口；11、储能电机接口；12、合闸推杆；13、分闸推杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图7所示，本实用新型为一种断路器的操作机构，操作机构是一个完整的独立模块单元，包括一对彼此面对面设置的侧板1、枢转设置在一对侧板之间的储能部件2和转动地设置在一对侧板之间的分合闸部件，储能部件包括用于进行储能的储能弹簧25，分合闸部件包括合分闸动作机构3、合分闸联锁机构4、脱扣机构5，脱扣机构5为一个三级解锁机构，从上至下依次包括合闸脱扣半轴51、分闸脱扣半轴52、合闸脱扣板53、分闸脱扣板54、联动杆一551、联动杆二552、联动杆三553、大脱扣半轴56、大脱扣板57、解扣转子58、止动件59。

第一级解锁机构包括止动件59和解扣转子58，解扣转子58设置在大脱扣板57上，与止动件59相接触；第二级解锁机构位于第一级解锁机构上方，包括大脱扣板57和大脱扣半轴56，大脱扣半轴56枢转设置在侧板1上，位于大脱扣板57的一端；第三级解锁机构位于第二级解锁机构上方，包括合闸脱扣半轴51、分闸脱扣半轴52、合闸脱扣板53、分闸脱扣板54、联动杆一551、联动杆二552、联动杆三553、和大脱扣半轴56，合闸脱扣半轴51、分闸脱扣半轴52枢转设置在侧板1之间，其下方的合闸脱扣板53的一端与联动杆一551活动连接，分闸脱扣板54的一端与联动杆二552活动连接，联动杆一551与联动杆二552活动连接于联动杆三553的一端，联动杆三553的另一端与大脱扣半轴56活动连接。

第三级解锁机构为对称双四连杆机构，包括旋转轴554，合闸脱扣板53与分闸脱扣板54可转动的固定在旋转轴554上，联动杆一551与联动杆二552与联动杆三553连接于同一点上。

止动件59有2个凸缘591，解扣转子58与止动件凸缘591相配合。

储能部件2包括手动储能机构21、传动轴22、传动齿轮一23、传动齿轮二24和卷簧盒组件26，卷簧盒组件26和传动齿轮一23分别安装在传动轴22上，并能绕所述传动轴22转动，传动齿轮一23固定在卷簧盒组件26一侧，传动轴22固定在操作机构的侧板1上，储能弹簧25位于所述卷簧盒组件26中，传动齿轮二24与传动齿轮一23相互咬合，传动齿轮二24与手动储能机构21固定。

储能弹簧25为一涡卷弹簧，其一端固定在卷簧盒组件26上，另一端固定在传动轴22上。

储能部件2还包括储能连锁机构27，储能连锁机构27包括储能控制盘271和储能闭锁件272，储能控制盘271固定在卷簧盒组件26另一侧，储能闭锁件272位于储能控制盘的271的上方。

手动储能机构21还包括一手动操作杆211。

止动凸轮6、联动杆7和复位推杆8，传动轴22枢转设置在一对侧板1上，止动凸轮6位于止动件59两侧一同固定于传动轴22上，止动凸轮6外侧设置有特定的不规则凸轮凹槽61，联动杆7一端卡在传动轴22两侧，并有一突起71活动地设置在止动凸轮凹槽61里，联动杆7的另一端与复位推杆8的一端活动连接。

在侧板1外侧设置有外接的脱扣器接口10和储能电机接口11。

在侧板1外侧的传动轴22两端设置有凸轮9作为传动输出。

本实用新型的工作原理如下：

分合闸动作原理：

止动件59有两个特定的凸缘591，让操作机构在操作时停止在对应的合闸或分闸位置，取决于止动件59停止的位置。如图5所示。合闸操作的工作过程如下：当操作机构处于分闸已储能的状态时，推动合闸推杆12，合闸脱扣半轴51即旋转让开位置，合闸脱扣板53失去支撑，其所在的第三级解锁机构的右侧四连杆机构开始动作，联动杆一551和联动杆三553向上运动，第二级解锁机构中的大脱扣半轴56随之逆时针旋转，直至与大脱扣板57分离，大脱扣板57在止动件59的预压力下抬起，最终第一级解锁机构中大脱扣板57上的解扣转子58抬起，止动件59失去解扣转子58的限位进入自由运动状态，在储能弹簧25的驱动下顺指针旋转，完成合闸操作；最终止动件的运动将在分闸位置的凸缘591处停止，操作机构出于合闸状态。

在合闸操作过程中，止动件59所在组件上的止动凸轮6同时驱动联动杆7和复位推杆8，如图4所示，推动合闸脱扣板53，使其回到合闸操作前的位置，以为下一次合闸操作做准备。复位推杆8还与合分闸状态指示件联动，在完成合闸操作后使指示件显示“断路器已合闸”；与此同时，止动凸轮6外侧设置有特定的不规则凸轮凹槽61，联动杆7一端卡在传动轴22两侧，并有一突起71活动地设置在止动凸轮凹槽61里，联动杆7的另一端与复位推杆8的一端活动连接。止动凸轮凹槽61通过带动联动杆7运动，从而带动大脱扣板57，使其尾部缓慢同步抬起，直至大脱扣板57在完成合闸操作后复位。此时操作机构可随时进行分闸操作。

分闸操作由分闸推杆13驱动，分闸脱扣半轴52旋转让开位置，分闸脱扣板54失去支撑，联动件二552和联动件三553向上运动，其后的动作过程与合闸操作过程原理一致。

分、闸操作公用了同一解锁机构，减少了操作机构数量，使得操作机构结构更紧凑，体积更小，同时可以实现合分闸操作顺序互锁，即：在合闸/分闸动作没有结束时，操作机构不允许分/合闸操作，这是其他操作机构所不具备的。

操作机构两侧均匀对称安装了2个凸轮9，在机构合分闸操作过程中随主轴转动，从而驱动传动杆组件，推动极柱拉杆做相应的上下运动，即真空灭弧室动触头进行闭合和分断动作。

如图6所示，储能部件2由手动储能机构21、传动齿轮一23、传动齿轮二24以及卷簧盒组件26组成。储能时，扳动手动操作杆211，带动手动储能机构21和传动齿轮二24转动，传动齿轮二24带动传动齿轮一23转动，与传动齿轮一23连接固定的卷簧盒组件26，也随之开始转动，对装在其内的涡卷弹簧25进行卷缩储能，直至储能完成后停止。

如图7和图8所示，储能过程中卷簧盒组件26转动到特定位置时，储能控制盘271缺口到达储能闭锁件272的下方，储能闭锁件272在复位弹簧的力的作用下，掉入控制盘271缺口内并向下运动，从而一次带动连杆273、半轴274和推杆275转动，到位后半轴274让开闭锁位置，使合闸脱扣板53可以通过，反之，则合闸脱扣板53无法通过，即实现了断路器只有在储能完成后方能进行合闸操作的闭锁功能；推杆275用于解除储能电机，在储能完成后解除储能电机与储能机构的传动联接。同时储能闭锁件272对储能控制盘271进行制动，此时储能操作不再被允许，从而确定了断路器的储能完成状态的位置。

在断路器完成合闸操作时，主轴带动合闸机构的联动件转动，联动件在合闸操作完成后会将储能闭锁件272抬起复位，闭锁解除，可进入下一个储能操作循环。

操作机构右侧分别预留外接的脱扣器接口10和储能电机接口11，可实现两个模块与机构的快速简易的联接安装。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器的操作机构，其特征在于，所述操作机构是一个完整的独立模块单元，包括一对彼此面对面设置的侧板、枢转设置在一对侧板之间的储能部件和转动地设置在一对侧板之间的分合闸部件，所述储能部件包括用于进行储能的储能弹簧，所述分合闸部件包括合分闸动作机构、合分闸联锁机构、脱扣机构，所述脱扣机构为一个三级解锁机构，从上至下依次包括合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴、合闸脱扣板、分闸脱扣板、联动杆一、联动杆二、联动杆三、大脱扣半轴、大脱扣板、解扣转子、止动件。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述第一级解锁机构包括止动件和解扣转子，所述解扣转子设置在大脱扣板上，与止动件相接触；所述第二级解锁机构位于第一级解锁机构上方，包括大脱扣板和大脱扣半轴，所述大脱扣半轴枢转设置在侧板上，位于大脱扣板的一端；所述第三级解锁机构位于第二级解锁机构上方，包括合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴、合闸脱扣板、分闸脱扣板、联动杆一、联动杆二、联动杆三、和大脱扣半轴，所述合闸脱扣半轴、分闸脱扣半轴枢转设置在侧板之间，其下方的合闸脱扣板的一端与联动杆一活动连接，分闸脱扣板的一端与联动杆二活动连接，联动杆一与联动杆二活动连接于联动杆三的一端，联动杆三的另一端与大脱扣半轴活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述第三级解锁机构为对称双四连杆机构，包括旋转轴，所述合闸脱扣板与分闸脱扣板可转动的固定在旋转轴上，所述联动杆一与联动杆二与联动杆三连接于同一点上。

4.根据权利要求3所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述止动件有2个凸缘，所述解扣转子与止动件凸缘相配合。

5.根据权利要求4所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述储能部件包括手动储能机构、传动轴、传动齿轮一、传动齿轮二和卷簧盒组件，所述卷簧盒组件和传动齿轮一分别安装在传动轴上，并能绕所述传动轴转动，传动齿轮一固定在卷簧盒组件一侧，所述传动轴固定在操作机构的侧板上，储能弹簧位于所述卷簧盒组件中，所述传动齿轮二与传动齿轮一相互咬合，传动齿轮二与手动储能机构固定。

6.根据权利要求5所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述储能弹簧为一涡卷弹簧，其一端固定在所述卷簧盒组件上，另一端固定在所述传动轴上。

7.根据权利要求6所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述储能部件还包括储能连锁机构，所述储能连锁机构包括储能控制盘和储能闭锁件，所述储能控制盘固定在卷簧盒组件另一侧，所述储能闭锁件位于储能控制盘的上方。

8.根据权利要求6所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，所述手动储能机构还包括一手动操作杆。

9.根据权利要求6所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，还包括止动凸轮、联动杆和复位推杆，所述传动轴枢转设置在一对侧板上，止动凸轮位于止动件两侧一同固定于传动轴上，止动凸轮外侧设置有特定的不规则凸轮凹槽，所述联动杆一端卡在传动轴两侧，并有一突起活动地设置在止动凸轮凹槽里，联动杆的另一端与复位推杆的一端活动连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种断路器的操作机构，其特征在于，在侧板外侧设置有外接的脱扣器接口和储能电机接口，并在传动轴两端设置有凸轮作为传动输出。

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