CN204270909U - 一种三位置操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三位置操作机构，用于高压开关设备，驱动隔离开关和接地开关组合型三位置开关完成合闸、分闸和接地操作，所述操作机构具体包含对称安装于上安装板（13）和下安装板（14）之间的：两只电动机（8），两只丝杆（10），两只丝杆螺母（3），两只辅助连接杆（1），两只辅助开关（6），两只位置指示器（9）；其中，一丝杆螺母销钉（2）连接在传动连杆（5）端部的传动连杆滑槽（b）内，并推动传动连杆（5）运动。本实用新型采取了上述方案以后，其与三位置开关的三个操作功能对应。既能提供足够的驱动力使触头运动，又能将触头保持在所设定的操作位置，可靠地实现开关的各个功能。

Description

一种三位置操作机构

技术领域

本实用新型属于一种用于驱动高压电力系统的组合型隔离开关和接地开关（即三位置开关）的三位置操作机构。

背景技术

电力系统中隔离开关和接地开关是很常用的元件，用来实现带电回路的隔离和接地功能。随着电力系统元件集成化的提高，出现了新型的组合式型隔离开关和接地开关（即三位置开关）。

三位置开关将隔离开关和接地开关集成到一个开关单元内，集成了隔离开关合闸操作，接地开关合闸操作，共用的分闸操作。

新型的三位置开关需要配套的三位置操作机构来驱动触头单元，具体连接示意见图4。

这种操作机构要求具有三个可靠的操作位置，与三位置开关的三个操作功能对应。既能提供足够的驱动力使触头运动，又能将触头保持在所设定的操作位置，可靠地实现开关的各个功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三位置操作机构。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种三位置操作机构，用于高压开关设备，驱动隔离开关和接地开关组合型三位置开关完成合闸、分闸和接地操作，所述操作机构具体包含对称安装于上安装板（13）和下安装板（14）之间的：两只电动机（8），两只丝杆（10），两只丝杆螺母（3），两只辅助连接杆（1），两只辅助开关（6），两只位置指示器（9）；其中，一丝杆螺母销钉（2）连接在传动连杆（5）端部的传动连杆滑槽（b）内，并推动传动连杆（5）运动，传动连杆（5）中部的一输出销钉（4）沿下安装板上的下安装板滑槽（c）和上安装板上的上安装板滑槽（d）前后滑动，并对外驱动三位置开关的触头运动；所述丝杆螺母销钉（2）又连接在所述辅助连接杆（1）端部的辅助连接杆滑槽（a）内，所述丝杆螺母销钉（2）通过辅助连接杆上的辅助连接杆滑槽（a）使辅助连接杆（1）转动，并由此驱动辅助开关传动装置（7）转动，所述辅助连接杆（1）的转轴又与一辅助开关（6）、位置指示器（9）的转轴互相垂直，并驱动辅助开关（6）和位置指示器（9）的转轴转动。

优选的结构是，所述电动机（8）还连接一电动机传动装置（11），通过所述电动机传动装置（11）驱动所述丝杆（10）转动，所述丝杆（10）推动丝杆螺母（3）沿下安装板滑槽（c）和上安装板滑槽（d）中前后移动。

优选的结构是，所述上安装板上安装板滑槽（d）和上安装板下安装板滑槽（c）分别包括三条彼此平行且上下对齐的滑槽，且两侧的滑槽的中心分别与丝杆（10）的轴线对齐，输出销钉沿中间的滑槽移动。

优选的结构是，所述丝杆（10）为普通的滚珠丝杆，T型螺纹丝杆或普通螺纹丝杆。

优选的结构是，所述输出销钉（4）直接驱动平移运动三位置开关的触头；

或者，通过齿条齿轮传动输出转动力矩驱动三位置开关的触头；或者，推动摆杆转动并使摆杆的转轴对外输出转动力矩驱动三位置开关的触头。

优选的结构是，所述电动机传动装置（11）内安装有起保护作用的离合装置（12），其超过设定转矩后电动机（8）将空转。

优选的结构是，所述电动机传动装置（11）选取一辅助开关传动装置，其采用两只啮合在一起的锥齿轮实现传动，传动比在3：1到1：3之间。

优选的结构是，所述锥齿轮采用直齿锥齿或者弧齿锥齿。

优选的结构是，所述电动机传动装置（11）选取一辅助开关传动装置，所述辅助开关传动装置采用带有球形接头的传动连杆完成传动，角度传动比在3：1到1：3之间。

本实用新型采取了上述方案以后，其与三位置开关的三个操作功能对应。既能提供足够的驱动力使触头运动，又能将触头保持在所设定的操作位置，可靠地实现开关的各个功能。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。其中，

图1 是本实用新型三位置操作机构整体结构图，是本实用新型操作机构的一个具体实施例，由中间的驱动模块和两侧的两个辅助开关及位置指示器构成；

图2 是去掉上安装板的操作机构内部结构图，去掉上安装板后，可以看到驱动模块的内部结构；

图3是本实用新型分闸位置操作机构内部结构图，相对图1和图2的分闸位置，图3中，左侧的丝杆螺母运动到前侧，此时操作机构对应于合闸位置，具体是隔离开关或接地开关的合闸位置依据操作机构与三位置开关的相对布置方式有关；

图4 是现有技术一个三位置开关及其操作机构连接示意图，操作机构的三个位置之间的转换驱动开关三个位置之间的转换，一一对应。

上述图中各个部件及各个部分的名称如下：

1  辅助连接杆、2  丝杆螺母销钉、3  丝杆螺母、4  输出销钉、5  传动连杆、6  辅助开关、7  辅助开关传动装置、8  电动机、9  位置指示器、10 丝杆、11 电动机传动装置、12离合装置、13上安装板、14下安装板、a  辅助连接杆滑槽、b  传动连杆滑槽、c  下安装板滑槽、d  上安装板滑槽

 具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

针对背景技术中提及的操作功能，本实用新型提出了一种简易低成本的解决方案，可靠地驱动三位置开关的触头，完成隔离合闸，分闸和接地合闸三个功能。

具体来说，一种三位置操作机构，用于高压开关设备，驱动隔离开关和接地开关组合型三位置开关完成合闸、分闸和接地操作，所述操作机构具体包含对称安装于上安装板13和下安装板14之间的：两只电动机8，两只丝杆10，两只丝杆螺母3，两只辅助连接杆1，两只辅助开关6，两只位置指示器9；其中，一丝杆螺母销钉2连接在传动连杆5端部的传动连杆滑槽b内，并推动传动连杆5运动，传动连杆5中部的一输出销钉4沿下安装板上的下安装板滑槽c和上安装板上的上安装板滑槽d前后滑动，并对外驱动三位置开关的触头运动；所述丝杆螺母销钉2又连接在所述辅助连接杆1端部的辅助连接杆滑槽a内，所述丝杆螺母销钉2通过辅助连接杆上的辅助连接杆滑槽a使辅助连接杆1转动，并由此驱动辅助开关传动装置7转动，所述辅助连接杆1的转轴又与一辅助开关6、位置指示器9的转轴互相垂直，并驱动辅助开关6和位置指示器9的转轴转动。

优选的结构是，所述电动机8还连接一电动机传动装置11，通过所述电动机传动装置11驱动所述丝杆10转动，所述丝杆10推动丝杆螺母3沿下安装板滑槽c和上安装板滑槽d中前后移动。

优选的结构是，所述上安装板上安装板滑槽d和上安装板下安装板滑槽c分别包括三条彼此平行且上下对齐的滑槽，且两侧的滑槽的中心分别与丝杆10的轴线对齐，输出销钉沿中间的滑槽移动。

优选的结构是，所述丝杆10为普通的滚珠丝杆，T型螺纹丝杆或普通螺纹丝杆。

优选的结构是，所述输出销钉4直接驱动平移运动三位置开关的触头；

或者，通过齿条齿轮传动输出转动力矩驱动三位置开关的触头；或者，推动摆杆转动并使摆杆的转轴对外输出转动力矩驱动三位置开关的触头。

优选的结构是，所述电动机传动装置11内安装有起保护作用的离合装置12，其超过设定转矩后电动机8将空转。

优选的结构是，所述电动机传动装置11选取一辅助开关传动装置，其采用两只啮合在一起的锥齿轮实现传动，传动比在3：1到1：3之间。

优选的结构是，所述锥齿轮采用直齿锥齿或者弧齿锥齿。

优选的结构是，所述电动机传动装置11选取一辅助开关传动装置，所述辅助开关传动装置采用带有球形接头的传动连杆完成传动，角度传动比在3：1到1：3之间。

本实用新型采取了上述方案以后，其与三位置开关的三个操作功能对应。既能提供足够的驱动力使触头运动，又能将触头保持在所设定的操作位置，可靠地实现开关的各个功能。

更进一步地，本实用新型中所述操作机构的三个位置依靠电动机8带动丝杆螺母3移动，使与丝杆螺母3连接的传动连杆5移动，当两个丝杆螺母3都在后侧时操作机构输出隔离开关合闸位置，一个位于前侧一个位于后侧时操作机构输出分闸位置，两个都位于前侧时操作机构输出接地合闸位置；上述位置之间的切换通过电动机8的正反转来实现，当丝杆螺母3运动到规定的位置后，触发微动开关切除电动机8电源，实现自动停止。丝杆螺母3同时驱动辅助开关6和位置指示器9，在操作机构上显示机构本身所处的工作位置，同时对外输出开关的位置信号。

在图1 操作机构整体结构图中，详细描述本实用新型操作机构的一个具体实施例的结构，本操作机构由中间的驱动模块和两侧的两个辅助开关6及位置指示器9构成。为了更清楚地说明本实用新型操作机构内部的结构和原理，去掉图1中的上安装板13后，如图2所示，清晰地显示本实用新型操作机构的内部结构。

本实用新型操作机构包含中间的驱动模块和两侧的两个辅助模块。驱动模块的功能是电动机8带动传动系统最后通过输出销钉4对外输出驱动力，辅助模块就是正确指示操作机构所处的位置，对外输出位置电信号并为观测者直接显示所处位置。图2中两个丝杆螺母3都在后侧，操作机构输出隔离开关合闸位置。在图3中，左侧的丝杆螺母3位于前侧右侧丝杆螺母3位于后侧，此时操作机构输出分闸位置。

下面详细介绍操作机构由图2中的隔离开关合闸位置到图3中的分闸位置的运动过程。

整个操作机构的动作过程是，左侧电动机8通电开始运转，通过电动机传动机构11内含离合装置12带动左侧的丝杆10转动，由于丝杆螺母3上的丝杆螺母销钉2处于上下安装板13、14的滑槽c、d内，使丝杆螺母3无法转动，只能沿上下安装板的滑槽移动，就使丝杆螺母销钉2直接推动传动连杆滑槽b，使传动连杆5运动，由于传动连杆5右侧的滑槽内的丝杆螺母销钉2处于固定的位置无法移动，成为转动轴，就使左侧丝杆螺母3向机构前侧运动的同时，输出销钉4也沿上下安装板中间的滑槽向前运动，直到输出销钉4运动到设定位置，左侧丝杆螺母3触发微动开关切除电动机8的电源，完成分闸操作。

在上述分闸操作过程中，丝杆螺母销钉2在带动传动连杆5运动的同时，也压迫辅助连接杆滑槽a内壁，推动辅助连杆5转动，在辅助连接杆5转轴上带动辅助开关传动装置7传动，其输出轴驱动辅助开关6和位置指示器9的转轴转动。为了实现上述功能，将辅助开关传动装置7的两个转轴设计成相互垂直的结构，以节省空间，并将丝杆螺母3的移转转换为辅助开关5转轴的转动。

为了实现上述操作功能，在上下安装板13、14相对应的位置设置三个直线滑槽，两侧的滑槽容纳丝杆螺母销钉2滑动，中间的滑槽容纳输出销钉4滑动。在上下安装板都设置滑槽的优点是可以避免丝杆螺母销钉2和输出销钉4受到偏心力的作用，避免丝杆10受到侧向力，保护丝杆10。同时，两侧滑槽的中心与丝杆10的中心一致，保证丝杆螺母3顺利滑动。

在本实用新型的操作机构中，丝杆10是很重要的部件，其功能是将电动机8的转动转化为直线滑动，要求传动效率高，结构可靠。滚珠丝杆是传动效率很高的一种丝杆，而且允许轴向输出推力大，可以很好满足本实用新型操作机构的要求。为了进一步降低成本，在输出力较小时，也可以在本实用新型操作机构中选用T型螺纹或普通粗牙螺纹丝杆，这两种丝杆的传动效率低于滚珠丝杆。

在本实用新型的操作机构中，输出销钉4可以直接驱动平移运动三位置开关的触头，也可以通过齿条齿轮传动输出转动力矩驱动三位置开关的触头，还可以推动摆杆转动并使摆杆的转轴对外输出转动力矩驱动三位置开关的触头。上述三种输出驱动方式中，输出销钉直接驱动三位置开关触头最简单，效率最高，但是只适用于三位置开关触头可以直线驱动的开关，实际使用中很少采用；同样，第三种推动摆杆传动来驱动三位置开关也因为传动角度比较小一般小于90°，在实际使用中也受限制；第二种驱动方式，驱动齿条再带动齿轮转动输出方式，可以很方便地调节输出角度，甚至输出360°以上的转动角度，容易与三位置开关触头运动的要求匹配，是一种常用的驱动方式。

在本实用新型的操作机构中，电动机8与丝杆10间安装有电动机传动装置11，为避免电机输出转矩超过额定值引起电动机8过载或损坏丝杆10，电动机传动装置11内安装有起保护作用的离合装置12，超过设定转矩后电动机8将空转；

在本实用新型的操作机构中，辅助开关传动装置11，一般采用两只啮合在一起的锥齿轮实现传动，传动比一般在3：1到1：3之间，可以是直齿锥齿，也可以是弧齿锥齿；根据需要，所述辅助开关传动装置11也可以采用带有球形接头的传动连杆完成传动，角度传动比仍处于上述传动比范围内。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三位置操作机构，用于高压开关设备，驱动隔离开关和接地开关组合型三位置开关完成合闸、分闸和接地操作，其特征在于，所述操作机构具体包含对称安装于上安装板（13）和下安装板（14）之间的：两只电动机（8），两只丝杆（10），两只丝杆螺母（3），两只辅助连接杆（1），两只辅助开关（6），两只位置指示器（9）；其中，一丝杆螺母销钉（2）连接在传动连杆（5）端部的传动连杆滑槽（b）内，并推动传动连杆（5）运动，传动连杆（5）中部的一输出销钉（4）沿下安装板上的下安装板滑槽（c）和上安装板上的上安装板滑槽（d）前后滑动，并对外驱动三位置开关的触头运动；所述丝杆螺母销钉（2）又连接在所述辅助连接杆（1）端部的辅助连接杆滑槽（a）内，所述丝杆螺母销钉（2）通过辅助连接杆上的辅助连接杆滑槽（a）使辅助连接杆（1）转动，并由此驱动辅助开关传动装置（7）转动，所述辅助连接杆（1）的转轴又与一辅助开关（6）、位置指示器（9）的转轴互相垂直，并驱动辅助开关（6）和位置指示器（9）的转轴转动。

2.根据权利要求1所述的三位置操作机构，其特征在于，所述电动机（8）还连接一电动机传动装置（11），通过所述电动机传动装置（11）驱动所述丝杆（10）转动，所述丝杆（10）推动丝杆螺母（3）沿下安装板滑槽（c）和上安装板滑槽（d）中前后移动。

3.根据权利要求1或2所述的三位置操作机构，其特征在于，所述上安装板上安装板滑槽（d）和上安装板下安装板滑槽（c）分别包括三条彼此平行且上下对齐的滑槽，且两侧的滑槽的中心分别与丝杆（10）的轴线对齐，输出销钉沿中间的滑槽移动。

4.根据权利要求1或2所述的三位置操作机构，其特征在于，所述丝杆（10）为普通的滚珠丝杆，T型螺纹丝杆或普通螺纹丝杆。

5.根据权利要求1或2所述的三位置操作机构，其特征在于，所述输出销钉（4）直接驱动平移运动三位置开关的触头；

或者，通过齿条齿轮传动输出转动力矩驱动三位置开关的触头；或者，推动摆杆转动并使摆杆的转轴对外输出转动力矩驱动三位置开关的触头。

6.根据权利要求2所述的三位置操作机构，其特征在于，所述电动机传动装置（11）内安装有起保护作用的离合装置（12），其超过设定转矩后电动机（8）将空转。

7.根据权利要求6所述的三位置操作机构，其特征在于，所述电动机传动装置（11）选取一辅助开关传动装置，其采用两只啮合在一起的锥齿轮实现传动，传动比在3：1到1：3之间。

8.根据权利要求7所述的三位置操作机构，其特征在于，所述锥齿轮采用直齿锥齿或者弧齿锥齿。

9.根据权利要求6所述的三位置操作机构，其特征在于，所述电动机传动装置（11）选取一辅助开关传动装置，所述辅助开关传动装置采用带有球形接头的传动连杆完成传动，角度传动比在3：1到1：3之间。