CN203931930U - 户外高压真空断路器合、分闸一体化机构 - Google Patents

Abstract

户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，包括由左夹板、右夹板和固定柱构成的框架，固定柱设在左夹板和右夹板之间，所述框架上设有合闸系统、分闸系统、联锁装置、信号输出装置、电气控制元件、输出拐臂和驱动主轴，驱动主轴平行设在左夹板和右夹板之间，输出拐臂由呈Y型结构布置的连接臂、第一联动臂和第二联动臂构成合。本实用新型采用整体双夹板结构设计，左夹板和右夹板设有导向限位孔提高了分合闸的精准度，采用变加速度运动规律的凸轮和驱动主轴集成工艺设计，集合合闸弹簧和分闸弹簧装配、信号转换输出、缓冲器于机构一体。既保证了装配质量、简化了装配工艺又保证了非技术人员的误操作损坏元件的情况，也大大方便了检测作业。

Description

户外高压真空断路器合、分闸一体化机构

技术领域

本实用新型属于高压电气控制技术领域，尤其涉及一种户外高压真空断路器合、分闸一体化机构。

背景技术

户外高压真空断路器主要用于开断、关合电力系统中的负荷电流、过载电流及短路电流；适用于电力系统（包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户）的控制和保护，在城市配电网及农网应用最为广泛，高压真空断路器设备近年发展趋势为加大节能环保、加强小型化、高可靠性少（免）维护开关设备的研究和开发；其中核心部分操动动机构其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。

现有高压真空断路器的构件如上所述：开关本体部分主要由导电回路（由进、出线导电杆，进、出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成）；绝缘与框架部分（上、下绝缘套筒）；灭弧装置部分(真空泡)和操动机构部分（为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能；整个结构由合闸弹簧，储能系统，合、分闸系统，过流脱扣器，分合闸线圈等部件组成）组成。其中导电回路、灭弧装置部分、操动机构部分由现代的加工工艺多为可控元件，绝缘与框架部分部分则多为金属中、组焊加工，箱体内灭弧室运动导向支架的定位槽精准度难以保证，加之除机构以外其他散件又多，装配质量难以保证；加之机构本身没有加装分闸簧，如误操作：储能后释放合闸则易将防二次合闸联锁装置损坏。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种设计合理、结构紧凑、易于操控、可防止误操作、可靠性强的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，包括由左夹板、右夹板和固定柱构成的框架，固定柱设在左夹板和右夹板之间，所述框架上设有合闸系统、分闸系统、联锁装置、信号输出装置、电气控制元件、输出拐臂和驱动主轴，驱动主轴平行设在左夹板和右夹板之间，输出拐臂由呈Y型结构布置的连接臂、第一联动臂和第二联动臂构成，连接臂、第一联动臂和第二联动臂的内端连接处通过第一销轴设在左夹板和右夹板之间，驱动主轴下端与连接臂外端铰接，驱动主轴上端与分闸系统传动连接，驱动主轴上部、中部和下部分别设有一个输出连板，驱动主轴中部与信号输出装置传动连接，第一联动臂和和第二联动臂分别与合闸系统和分闸系统传动配合。

所述合闸系统包括储能电机、储能套、储能轴、逆止棘轮、凸轮、磙子、合闸掣子、合闸弹簧、挂簧拐臂、合闸拨板和合闸半轴，储能轴两端转动连接在左夹板和右夹板上，储能套和储能电机均设在右夹板右侧并与储能轴右端连接传动，逆止棘轮、凸轮、磙子、合闸掣子和合闸半轴均位于左夹板和右夹板之间，逆止棘轮和凸轮设在储能轴上，磙子设在凸轮上，凸轮与第一联动臂配合传动，合闸掣子位于储能轴右侧下方，合闸半轴位于合闸掣子左侧下方，合闸掣子下端与合闸半轴传动配合，合闸拨板与合闸半轴一端连接，合闸掣子上端与磙子配合传动，合闸弹簧设在左夹板的左侧，合闸弹簧下端通过连接件设在左夹板上，合闸弹簧上端通过挂簧拐臂连接在储能轴左端，挂簧拐臂上设有与信号输出装置配合传动的脱口顶杆。

所述分闸系统包括分闸弹簧、分闸挂簧杆、分闸拨板、分闸掣子和分闸半轴，分闸弹簧设有两根，两根分闸弹簧分别设在左夹板左侧和右夹板右侧的上部，分闸弹簧上端通过固定杆分别与左夹板和右夹板连接，分闸挂簧杆垂直穿过左夹板和右夹板，分闸挂簧杆中部与驱动主轴连接，分闸挂簧杆两端分别对应与一根分闸弹簧连接，分闸半轴和分闸掣子均设在左夹板和右夹板之间，分闸掣子位于输出拐臂下方，分闸半轴位于分闸掣子右侧，分闸拨板与分闸半轴一端连接，分闸掣子上部与第二联动臂配合传动，分闸掣子右部与分闸半轴配合传动。

所述联锁装置包括杠杆、复位弹簧和脱口销，杠杆中部通过第二销轴转动连接在左夹板和右夹板之间，所述第一销轴同轴连接有外半轴，杠杆右上端与外半轴的平面配合连接，脱口销垂直连接到合闸半轴左端，杠杆左下端与脱口销配合传动，复位弹簧位于杠杆下方，复位弹簧两端分别与杠杆上部和左夹板外侧连接。

所述信号输出装置包括辅助开关和缓冲器，辅助开关设在右夹板右侧面，缓冲器设在左夹板左侧面，驱动主轴通过压板与缓冲器连接传动，驱动主轴通过拨叉与辅助开关连接传动。

所述电气控制元件包括设在右夹板右侧的合闸线圈、分闸线圈、过流线圈和过电流脱扣器，合闸线圈通电后驱动合闸半轴，分闸线圈通电后驱动分闸半轴，过流线圈和过电流脱扣器连接，过电流脱扣器通电后驱动分闸半轴。

所述左夹板和右夹板上对应设有导向限位孔，驱动主轴上设有穿过输出连板并伸入到导向限位孔内的导向限位柱。

所述合闸半轴径向设有插孔，脱口销外表面设有外螺纹，脱口销插设到插孔内并通过两个螺母与合闸半轴固定连接，两个螺母位于合闸半轴两侧，合闸半轴在插孔两端与螺母接触配合面为平面。

采用上述技术方案，进行合闸操作是通过储能电机或手动转动储能套转动，驱动储能轴转动，储能轴上逆止棘轮的作用是防止储能轴反转，储能轴转动通过挂簧拐臂转动拉伸合闸弹簧蓄能，当储能轴转至凸轮上的磙子推动合闸掣子，使合闸掣子扣接到合闸半轴后，挂簧拐臂上的脱口顶杆使信号输出装置的行程开关常开触点到位，储能电机停止，储能终止。（此时可以进行合闸操作）进行合闸操作时，拉动合闸拉环（外置）带动合闸拨板或给合闸线圈（相当于电磁铁）施加电压，驱动合闸半轴顺时针旋转，使得合闸掣子脱扣，合闸弹簧释放能量，合闸弹簧通过挂簧拐臂带动储能轴解除储能保持，储能轴上的凸轮旋转并带动冲击输出拐臂上的第一联动臂，使输出拐臂旋转，连接臂带动驱动主轴向上运动（驱动主轴带动输出连板驱动三相使之合闸完成，输出连板上的导向限位柱沿导向限位孔移动）及信号输出元件（通过拨叉驱动辅助开关进行触点转换；通过压板驱动缓冲器释放能量动作）、（驱动主轴与分闸挂簧杆连接）带动分闸弹簧使分闸弹簧蓄能，合闸将完成时，分闸弹簧反力作用驱动主轴，驱动主轴带动使输出拐臂转动，输出拐臂的第二联动臂作用于分闸掣子，使分闸掣子与分闸半轴扣接，使高压真空断路器处于合闸状态，分闸掣子与分闸半轴的扣接量为1.5~2.5mm（此时可以进行分闸操作）。机构在合闸已储能状态下，（由于合闸操作后，合闸弹簧能量释放，挂簧拐臂上的脱口顶杆让位，储能回路行程开关常闭触点闭合，储能电机就可再次启动）即处于重合闸准备状态下，可实现“分—0.3S—合、分”一次重合闸操作。

进行分闸操作时，拉动手动分闸拉环（外置）带动分闸拨板或给分闸线圈施加电压，使分闸半轴顺时针旋转，分闸掣子解扣，分闸弹簧作用，通过分闸挂簧杆拉动驱动主轴带动输出连板驱动三相使之分闸完成，同样当过电流线圈通过的电流达到5A时，过电流脱扣器动作，带动分闸拨板或给分闸线圈施加电压，使分闸半轴顺时针旋转，分闸掣子解扣，分闸弹簧作用，拉动驱动主轴带动输出连板驱动三相使之分闸完成，使分闸掣子解扣，分闸弹簧能量释放带动驱动主轴（驱动主轴带动输出连板驱动三相使之分闸完成）及信号输出元件（辅助开关进行触点转换；缓冲器完成吸能动作），（输出拐臂复位至分闸状态）使高压真空断路器分闸。

联锁装置的动作过程为：当处于合闸状态时，驱动主轴被分闸弹簧复位，输出拐臂外端同轴连接的外半轴的平面与杠杆接触，杠杆下端顶住合闸半轴上的脱口销，使得合闸半轴不得转动，从而实现联锁功能。当处于分闸状态时，杠杆被外半轴的圆弧面顶起，杠杆转动脱开合闸半轴的脱口销，合闸半轴可以转动。复位弹簧可确保杠杆与外半轴始终保持压紧状态。

联锁装置采用杠杆原理，在合闸后（分闸前）限制合闸半轴动作来实现误合闸操作对断路器空合闸带来的危害。保护本实用新型在使用过程中的安全性能，使之高压真空断路器更安全，更稳定可靠，寿命更长。

综上所述，本实用新型采用整体双夹板结构设计，夹板设有导向限位孔（采用数控激光切割技术）提高了分合闸的精准度（摒弃了壳体自身焊接工艺缺陷），采用变加速度运动规律的凸轮设计,以扣接结构为技术核心，采用了驱动主轴集成工艺设计，集合合闸弹簧和分闸弹簧装配、信号转换输出、缓冲器于机构一体。既保证了装配质量、简化了装配工艺又保证了非技术人员的误操作损坏元件的情况，也大大方便了检测作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1中去掉右夹板和驱动主轴后的右视图；

图5是本实用新型中联锁装置在合闸状态的示意图；

图6是本实用新型中联锁装置在分闸状态的示意图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本实用新型的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，包括由左夹板40、右夹板41和固定柱42构成的框架，固定柱42设在左夹板40和右夹板41之间，固定柱42用于将左夹板41和右夹板42连接并限定两者的距离，框架上设有合闸系统、分闸系统、联锁装置、信号输出装置、电气控制元件、输出拐臂和驱动主轴12，驱动主轴12平行设在左夹板40和右夹板41之间，输出拐臂由呈Y型结构布置的连接臂43、第一联动臂44和第二联动臂45构成，连接臂43、第一联动臂44和第二联动臂45的内端连接处通过第一销轴24设在左夹板40和右夹板41之间，驱动主轴12下端与连接臂43外端铰接，驱动主轴12上端与分闸系统传动连接，驱动主轴12上部、中部和下部分别设有一个输出连板15，驱动主轴12中部与信号输出装置传动连接，第一联动臂44和和第二联动臂45分别与合闸系统和分闸系统传动配合。

合闸系统包括储能电机18、储能套20、储能轴5、逆止棘轮21、凸轮28、磙子29、合闸掣子30、合闸弹簧19、挂簧拐臂4、合闸拨板7和合闸半轴31，储能轴5两端转动连接在左夹板40和右夹板41上，储能套20和储能电机18均设在右夹板41右侧并与储能轴5右端连接传动，逆止棘轮21、凸轮28、磙子29、合闸掣子30和合闸半轴31均位于左夹板40和右夹板41之间，逆止棘轮21和凸轮28设在储能轴5上，磙子29设在凸轮28上，凸轮28与第一联动臂44配合传动，合闸掣子30位于储能轴5右侧下方，合闸半轴31位于合闸掣子30左侧下方，合闸掣子30下端与合闸半轴31传动配合，合闸拨板7与合闸半轴31一端连接，合闸掣子30上端与磙子29配合传动，合闸弹簧19设在左夹板40的左侧，合闸弹簧19下端通过连接件设在左夹板40上，合闸弹簧19上端通过挂簧拐臂4连接在储能轴5左端，挂簧拐臂4上设有与信号输出装置配合传动的脱口顶杆17。

分闸系统包括分闸弹簧11、分闸挂簧杆13、分闸拨板1、分闸掣子27和分闸半轴32，分闸弹簧11设有两根，两根分闸弹簧11分别设在左夹板40左侧和右夹板41右侧的上部，分闸弹簧11上端通过固定杆10分别与左夹板40和右夹板41连接，分闸挂簧杆13垂直穿过左夹板40和右夹板41，分闸挂簧杆13中部与驱动主轴12连接，分闸挂簧杆13两端分别对应与一根分闸弹簧11连接，分闸半轴32和分闸掣子27均设在左夹板40和右夹板41之间，分闸掣子27位于输出拐臂下方，分闸半轴32位于分闸掣子27右侧，分闸拨板1与分闸半轴32一端连接，分闸掣子27上部与第二联动臂45配合传动，分闸掣子27右部与分闸半轴32配合传动。

联锁装置包括杠杆22、复位弹簧47和脱口销33，杠杆22中部通过第二销轴49转动连接在左夹板40和右夹板41之间，第一销轴24同轴连接有外半轴50，杠杆22右上端与外半轴50的平面配合连接，脱口销33垂直连接到合闸半轴31左端，杠杆22左下端与脱口销33配合传动，复位弹簧47位于杠杆22下方，复位弹簧47两端分别与杠杆22上部和左夹板40外侧连接。

合闸半轴31径向设有插孔，脱口销33外表面设有外螺纹，脱口销33插设到插孔内并通过两个螺母51与合闸半轴31固定连接，两个螺母51位于合闸半轴两侧，合闸半轴31在插孔两端与螺母51接触配合面为平面。这种结构便于拆装并调整脱口销33的长度。

信号输出装置包括辅助开关14和缓冲器3，辅助开关14设在右夹板41右侧面，缓冲器3设在左夹板40左侧面，驱动主轴12通过压板2与缓冲器3连接传动，驱动主轴12通过拨叉48与辅助开关14连接传动。

电气控制元件包括设在右夹板41右侧的合闸线圈9、分闸线圈8、过流线圈6和过电流脱扣器，合闸线圈9通电后驱动合闸半轴31，分闸线圈8通电后驱动分闸半轴32，过流线圈6和过电流脱扣器连接，过电流脱扣器通电后驱动分闸半轴32。

左夹板40和右夹板41上对应设有导向限位孔23，驱动主轴12上设有穿过输出连板15并伸入到导向限位孔23内的导向限位柱25。

本实用新型在工作使用时，进行合闸操作是通过储能电机18或手动转动储能套20转动，驱动储能轴5转动，储能轴5上逆止棘轮21的作用是防止储能轴5反转，储能轴5转动通过挂簧拐臂4转动拉伸合闸弹簧19蓄能，当储能轴5转至凸轮28上的磙子29推动合闸掣子30，使合闸掣子30扣接到合闸半轴31后，挂簧拐臂4上的脱口顶杆17使信号输出装置的行程开关16常开触点到位，储能电机18停止，储能终止。此时可以进行合闸操作。

进行合闸操作时，拉动合闸拉环（外置）带动合闸拨板7或给合闸线圈9（相当于电磁铁）施加电压，驱动合闸半轴31顺时针旋转，使得合闸掣子30脱扣，合闸弹簧19释放能量，合闸弹簧19通过挂簧拐臂4带动储能轴5解除储能保持，储能轴5上的凸轮28旋转并带动冲击输出拐臂上的第一联动臂44，使输出拐臂旋转，连接臂43带动驱动主轴12向上运动（驱动主轴12带动输出连板15驱动三相使之合闸完成，输出连板15上的导向限位柱25沿导向限位孔23移动）及信号输出元件（通过拨叉48驱动辅助开关14进行触点转换；通过压板2驱动缓冲器3释放能量动作）、（驱动主轴12与分闸挂簧杆13连接）带动分闸弹簧11使分闸弹簧11蓄能，合闸将完成时，分闸弹簧11反力作用驱动主轴12，驱动主轴12带动使输出拐臂转动，输出拐臂的第二联动臂45作用于分闸掣子27，使分闸掣子27与分闸半轴32扣接，使高压真空断路器处于合闸状态，分闸掣子27与分闸半轴32的扣接量为1.5~2.5mm。此时可以进行分闸操作。

机构在合闸已储能状态下，（由于合闸操作后，合闸弹簧19能量释放，挂簧拐臂4上的脱口顶杆17让位，储能回路行程开关16常闭触点闭合，储能电机18就可再次启动）即处于重合闸准备状态下，可实现“分—0.3S—合、分”一次重合闸操作。

进行分闸操作时，拉动手动分闸拉环（外置）带动分闸拨板1或给分闸线圈8施加电压，使分闸半轴32顺时针旋转，分闸掣子27解扣，分闸弹簧11作用，通过分闸挂簧杆13拉动驱动主轴12带动输出连板15驱动三相使之分闸完成，同样当过电流线圈通过的电流达到5A时，过电流脱扣器动作，带动分闸拨板1或给分闸线圈8施加电压，使分闸半轴32顺时针旋转，分闸掣子27解扣，分闸弹簧11作用，拉动驱动主轴12带动输出连板15驱动三相使之分闸完成，使分闸掣子27解扣，分闸弹簧11能量释放带动驱动主轴12（驱动主轴12带动输出连板15驱动三相使之分闸完成）及信号输出元件（辅助开关14进行触点转换；缓冲器3完成吸能动作），（输出拐臂复位至分闸状态）使高压真空断路器分闸。

联锁装置的动作过程为：当处于合闸状态时，驱动主轴12被分闸弹簧11复位，输出拐臂外端同轴连接的外半轴50的平面与杠杆22接触，杠杆22下端顶住合闸半轴31上的脱口销33，使得合闸半轴31不得转动，从而实现联锁功能。当处于分闸状态时，杠杆22被外半轴50的圆弧面顶起，杠杆22转动脱开合闸半轴31的脱口销33，合闸半轴31可以转动。复位弹簧47可确保杠杆22与外半轴50始终保持压紧状态。

联锁装置采用杠杆原理，在合闸后（分闸前）限制合闸半轴31动作来实现误合闸操作对断路器空合闸带来的危害。保护本实用新型在使用过程中的安全性能，使之高压真空断路器更安全，更稳定可靠，寿命更长。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，包括由左夹板、右夹板和固定柱构成的框架，固定柱设在左夹板和右夹板之间，其特征在于：所述框架上设有合闸系统、分闸系统、联锁装置、信号输出装置、电气控制元件、输出拐臂和驱动主轴，驱动主轴平行设在左夹板和右夹板之间，输出拐臂由呈Y型结构布置的连接臂、第一联动臂和第二联动臂构成，连接臂、第一联动臂和第二联动臂的内端连接处通过第一销轴设在左夹板和右夹板之间，驱动主轴下端与连接臂外端铰接，驱动主轴上端与分闸系统传动连接，驱动主轴上部、中部和下部分别设有一个输出连板，驱动主轴中部与信号输出装置传动连接，第一联动臂和和第二联动臂分别与合闸系统和分闸系统传动配合。

2.根据权利要求1所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述合闸系统包括储能电机、储能套、储能轴、逆止棘轮、凸轮、磙子、合闸掣子、合闸弹簧、挂簧拐臂、合闸拨板和合闸半轴，储能轴两端转动连接在左夹板和右夹板上，储能套和储能电机均设在右夹板右侧并与储能轴右端连接传动，逆止棘轮、凸轮、磙子、合闸掣子和合闸半轴均位于左夹板和右夹板之间，逆止棘轮和凸轮设在储能轴上，磙子设在凸轮上，凸轮与第一联动臂配合传动，合闸掣子位于储能轴右侧下方，合闸半轴位于合闸掣子左侧下方，合闸掣子下端与合闸半轴传动配合，合闸拨板与合闸半轴一端连接，合闸掣子上端与磙子配合传动，合闸弹簧设在左夹板的左侧，合闸弹簧下端通过连接件设在左夹板上，合闸弹簧上端通过挂簧拐臂连接在储能轴左端，挂簧拐臂上设有与信号输出装置配合传动的脱口顶杆。

3.根据权利要求2所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述分闸系统包括分闸弹簧、分闸挂簧杆、分闸拨板、分闸掣子和分闸半轴，分闸弹簧设有两根，两根分闸弹簧分别设在左夹板左侧和右夹板右侧的上部，分闸弹簧上端通过固定杆分别与左夹板和右夹板连接，分闸挂簧杆垂直穿过左夹板和右夹板，分闸挂簧杆中部与驱动主轴连接，分闸挂簧杆两端分别对应与一根分闸弹簧连接，分闸半轴和分闸掣子均设在左夹板和右夹板之间，分闸掣子位于输出拐臂下方，分闸半轴位于分闸掣子右侧，分闸拨板与分闸半轴一端连接，分闸掣子上部与第二联动臂配合传动，分闸掣子右部与分闸半轴配合传动。

4.根据权利要求2或3所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述联锁装置包括杠杆、复位弹簧和脱口销，杠杆中部通过第二销轴转动连接在左夹板和右夹板之间，所述第一销轴同轴连接有外半轴，杠杆右上端与外半轴的平面配合连接，脱口销垂直连接到合闸半轴左端，杠杆左下端与脱口销配合传动，复位弹簧位于杠杆下方，复位弹簧两端分别与杠杆上部和左夹板外侧连接。

5.根据权利要求2或3所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述信号输出装置包括辅助开关和缓冲器，辅助开关设在右夹板右侧面，缓冲器设在左夹板左侧面，驱动主轴通过压板与缓冲器连接传动，驱动主轴通过拨叉与辅助开关连接传动。

6.根据权利要求2或3所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述电气控制元件包括设在右夹板右侧的合闸线圈、分闸线圈、过流线圈和过电流脱扣器，合闸线圈通电后驱动合闸半轴，分闸线圈通电后驱动分闸半轴，过流线圈和过电流脱扣器连接，过电流脱扣器通电后驱动分闸半轴。

7.根据权利要求2或3所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述左夹板和右夹板上对应设有导向限位孔，驱动主轴上设有穿过输出连板并伸入到导向限位孔内的导向限位柱。

8.根据权利要求4所述的户外高压真空断路器合、分闸一体化机构，其特征在于：所述合闸半轴径向设有插孔，脱口销外表面设有外螺纹，脱口销插设到插孔内并通过两个螺母与合闸半轴固定连接，两个螺母位于合闸半轴两侧，合闸半轴在插孔两端与螺母接触配合面为平面。