CN212485211U - 一种断路器的操作机构及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种断路器的操作机构，包括固定架；动力源，设置在固定架上；其特征在于，还包括有：驱动杆，与所述动力源的输出轴基本平行；连杆组件，其第一端设置在所述驱动杆上，第二端用来与断路器的真空泡的动触头相连接，其邻近中间的位置被布置成相对所述固定架转动；传动组件，其动力输入端与所述动力源的输出轴传动连接，该传动组件的动力输出端与所述驱动杆相传动连接，用来带动所述驱动杆绕自身轴线转动，从而使所述连杆组件的第二端向上推动动触头继而使断路器处于合闸状态，或者，使所述连杆组件的第二端向下运动而脱离所述动触头继而使断路器处于分闸状态。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：整个过程运行可靠且操作方便。

Description

一种断路器的操作机构及断路器

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，具体涉及一种用于断路器的操作机构及断路器。

背景技术

断路器是供配电设备中的动力线路开关设备，断路器是一种具有控制功能以及过载保护功能的电气元件，而真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；并且真空断路器具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修等优点，在配电网中应用较为普及。

真空断路器通常包括有真空泡触头(真空泡触头包括动触头和静触头)及用于控制真空泡动触头的操纵机构，目前的操作机构如中国实用新型专利《一种模块化弹簧操纵装置以及一种真空断路器》，其专利号为ZL201220473328.1(授权公告号为CN202957195U)公开了一种模块化弹簧操纵装置，包括装置安装架、储能弹簧和驱动电机组，还包括：可转动地设置于装置安装架上的转动轴，转动轴上设置有直接与驱动电机组啮合的转动齿轮和用于动力输出的凸轮；设置于转动轴上并可随转动轴转动的摆臂部件，储能弹簧的一端与装置安装架连接，储能弹簧的另一端与摆臂部件的可转动部分连接。凸轮设置于转动轴上，能够随转动轴转动并对外输出动力。上述专利中的模块化弹簧操纵装置在长期使用过程中，储能弹簧及其齿轮啮合传动部件可能因齿面胶合腐蚀而出现失效的情况，从而无法完成分闸和合闸动作，其工作不可靠并且弹簧可能会使得真空泡的动触头反弹，产生拉弧，影响真空泡内动触头和静触头的寿命；此外，凸轮长期受强大的静压力，容易发生损坏，导致动作失效。

因此，需要对现有的操作机构作进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种操作方便且可靠性高的断路器的操作机构。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是，提供了一种能控制多个真空泡同时完成合闸或分闸动作的操作机构。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是，提供一种操作方便且可靠性高的断路器。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种断路器的操作机构，包括

固定架；

动力源，设置在固定架上；

其特征在于，还包括有：

驱动杆，与所述动力源的输出轴基本平行；

连杆组件，其第一端设置在所述驱动杆上，第二端用来与断路器的真空泡的动触头相连接，其邻近中间的位置被布置成相对所述固定架转动；

传动组件，其动力输入端与所述动力源的输出轴传动连接，该传动组件的动力输出端与所述驱动杆相传动连接，用来带动所述驱动杆绕自身轴线转动，从而使所述连杆组件的第二端向上推动动触头继而使所述断路器处于合闸状态，或者，使所述连杆组件的第二端带动所述动触头向下运动继而使所述断路器处于分闸状态。

如此，传动组件作用在驱动杆上而使驱动杆绕自身轴线转动，驱动杆转动时，带动连杆组件的第二端向上运动继而推动真空泡的动触头向上运动，使动触头与真空泡内部的静触头相接触并压紧而完成合闸；当驱动杆反向转动，带动连杆组件的第二端向下运动继而带动动触头向下运动而使动触头和真空泡内部的静触头分离，从而完成分闸动作。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：所述驱动杆有两根，且同轴设置，每根所述驱动杆上至少设置有一组连杆组件。

操作机构可以控制三个真空泡的开合闸，具体地，其中一根所述驱动杆上设置有两组连杆组件，另一根所述驱动杆上设置有一组连杆组件。

优选地，所述传动组件包括有

主动齿轮，安装在所述动力源的输出轴上，且在所述动力源的驱动下转动；

联动组件，其动力输入端具有与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮，该联动组件的动力输出端与所述驱动杆相传动连接。

动力源和联动组件的结构形式有多种，联动组件可以采用齿轮组件的形式，还可以采用其他的结构形式，但是优选地，所述动力源为伺服电机，所述联动组件包括有

转轴，与动力源的输出轴基本并排布置，且转动设置在所述固定架上，并位于所述输出轴之下，所述从动齿轮为安装在所述转轴上的扇形齿轮；

凸轮，具有偏心设置在所述转轴上的偏心孔，且随所述转轴同步转动，该凸轮在位于所述偏心孔的一侧开设有弧形孔；

滚轮，沿着所述弧形孔的长度方向来回滑动地约束在所述弧形孔内，其中心穿固有安装轴，在自弧形孔的第一端向其第二端滑动的路径上，所述滚轮的中心与所述偏心孔的中心之间的间距逐渐增大，且在滚轮位于所述弧形孔的第一端时使断路器处于分闸状态，在所述滚轮位于所述弧形孔的第二端时使所述断路器处于合闸状态；

两根摆杆，沿着驱动杆的长度方向位于所述滚轮的两侧，且两根摆杆的第一端设置在所述安装轴的对应端，两根摆杆的第二端分别与对应的驱动杆固定连接。

为了使联动组件更加地可靠，所述固定架竖向设置，且呈环状，所述伺服电机固定在所述固定架之上，所述凸轮及两根摆杆均位于所述固定架的环形敞口内，且所述固定架的相对两竖板上对应开设有安装所述转轴的第一安装孔及安装所述驱动杆的第二安装孔。

连杆组件的结构形式有多种，但是优选地，还包括有与固定架相对固定的安装架，所述驱动杆在对应连杆组件的位置上设置有与该驱动杆交叉布置的固定杆部，所述连杆组件包括有

第一连杆，其第一端转动连接在所述固定杆部上；及

第二连杆，其一端与所述第一连杆的第二端转动连接，该第二连杆邻近中间的位置转动设置在所述安装架上，该第二连杆的第二端设置有用来供动触头插设的插孔。

为了实现对断路器的开闭进行检测，还包括有用来检测断路器合闸或分闸动作的辅助开关，所述辅助开关的开关输出端通过摆杆组件与所述驱动杆传动连接。

摆杆组件的结构形式有多种，所述辅助开关的开关输出端与所述驱动杆基本并排布置，所述摆杆组件包括有

第一杆，其第一端相对固定安装在所述驱动杆上；

第二杆，基本呈C形，该第二杆的第一端与所述第一杆的第二端转动连接；

第三杆，其一端与所述第二杆的第二端转动连接，该第三杆的另一端与所述辅助开关的开关输出端相连接。

本实用新型解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述的操作机构的断路器，其特征在于：还包括有真空泡和机箱，所述操作机构位于所述机箱内，所述真空泡竖向固定在所述机箱对应位置之上，且该真空泡的动触头穿过机箱的对应壁板后安装在对应的连杆组件的第二端上。

与现有技术相比，本实用新型的断路器的操作机构的动力源通过传动组件驱动驱动杆转动，驱动杆转动将带动连杆组件的第二端上下运动，从而在连杆组件的第二端处于向上推动动触头的状态下使断路器处于合闸状态，在连杆组件的第二端处于向下移动脱离动触头的状态下使断路器处于分闸状态，整个驱动过程无需设置弹簧，运行可靠且操作方便；传动组件中的联动组件通过弧形孔与滚轮的滑动配合在实现断路器合闸或分闸时，能够保持断路器保持在合闸状态和分闸状态；此外，当实际有三个真空泡时，该断路器能够同时控制三个真空泡，结构设计更加地合理且实用性强。

附图说明

图1为本实施例的断路器处于合闸状态下的结构示意图；

图2为图1的部分结构示意图；

图3为图2的部分结构示意图；

图4为图3的部分结构示意图；

图5为图3的剖视图；

图6为图3的另一角度的剖视图；

图7为图1的剖视图；

图8为图1中的凸轮的结构示意图；

图9为本实施例的断路器处于分闸状态下的部分结构示意图；

图10为图9的部分结构示意图；

图11为图10的部分结构示意图；

图12为图9的部分结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图12所示，本实施例的断路器包括真空泡8、操作机构和机箱9，操作机构位于机箱9内，真空泡8竖向固定在机箱9对应位置的顶面之上，且该真空泡8具有自上向下穿过机箱9对应壁板的动触头81。

如图2至图11所示，本实施例的操作机构包括固定架1、动力源2、驱动杆3、连杆组件4、传动组件5、摆杆组件6及用来检测断路器开闭的辅助开关7。

如图9所示，固定架1设置在机箱9内的底壁上，且竖向设置，并呈环形。动力源2为伺服电机，伺服电机能实时响应和反馈状态，为操作机构的基础功能提供技术支持。如图2、图9和图10所示，该伺服电机通过安装座12设置在固定架1的顶板上，则该伺服电机位于固定架1之上。

如图2至图6、图10和图11所示，传动组件5的动力输入端与动力源2的输出轴21传动连接，该传动组件5的动力输出端与驱动杆3相传动连接，用来带动驱动杆3绕自身轴线转动，从而使连杆组件4的第二端向上推动动触头81继而使断路器处于合闸状态，或者，使连杆组件4的第二端带动动触头81向下运动继而使断路器处于分闸状态。真空泡8内部具有位于动触头81之上的静触头，真空泡8采用现有结构本申请中将不再详细赘述。前述的传动组件5包括传动组件5包括有主动齿轮51和联动组件，主动齿轮51安装在动力源2的输出轴21上，且在动力源2的驱动下转动；联动组件的动力输入端具有与主动齿轮51相啮合的从动齿轮52，该联动组件的动力输出端与驱动杆3相传动连接。

如图2至图6、图10和图11所示，上述的联动组件包括有转轴53、凸轮54、滚轮55及两根摆杆56。转轴53与动力源2的输出轴21基本并排布置，固定架1的相对两个竖板11上对应开设有位于第二安装孔112之上的第一安装孔111，转轴53穿设在两个第一安装孔111内，且相对固定架1绕自身轴线转动，且该转轴53位于输出轴21之下。如图6所示，为了减小转轴53与第一安装孔111之间的转动摩擦，前述转轴53与两个第一安装孔111之间均设置有第二轴承531。上述的从动齿轮52为安装在转轴53上的扇形齿轮；凸轮54位于固定架1的环形敞口1a内，且该凸轮54具有偏心设置在转轴53上的偏心孔541，且随转轴53同步转动，该凸轮54在位于偏心孔541的一侧开设有弧形孔542；如图11所示，滚轮55沿着弧形孔542的长度方向来回滑动地约束在弧形孔542内，该滚轮55中心穿固有安装轴551，前述滚轮55的外周面与弧形孔542内侧面的对应位置相接触，从而在实现断路器合闸或分闸时，能够使断路器保持在合闸状态和分闸状态，无需另外的保持机构进行位置状态的保持。如图8所示，在自弧形孔542的第一端5421朝弧形孔542的第二端5422方向滑动的路径上，滚轮55的中心与偏心孔541的中心之间的间距逐渐增大。本实施例中，如图11所示，在滚轮55位于弧形孔542的第一端5421时使断路器处于分闸状态，如图4所示，在滚轮55位于弧形孔542的第二端5422时使断路器处于合闸状态。

如图3至图5所示，驱动杆3有两根，且同轴布置，并均与伺服电机的输出轴21基本平行。两根摆杆56位于固定架1的环形敞口1a内，且两根摆杆56沿着驱动杆3的长度方向位于滚轮55的两侧，如此，滚轮55限位在两根摆杆56之间。两根驱动杆3分别安装在两根摆杆56上，具体地，两根摆杆56的第一端设置在安装轴551的对应端，且随安装轴551同步运动，两根摆杆56的第二端与对应的驱动杆3固定连接。具体地，驱动杆3的对应端安装在对应侧的摆杆56第二端的内孔中，且固定架1的两个竖板11上分别开设有供对应摆杆56的第二端穿过的第二安装孔112，为了减小摆杆56与第二安装孔之间的转动摩擦，第二安装孔112与摆杆56第二端之间设置有第一轴承32。

在伺服电机正反转时，将带动扇形齿轮的正反转动，从而在转轴53、凸轮54、滚轮55及两根摆杆56的传动下，将带动两根驱动杆3绕自身轴线转动。

如图1、图2、图9和图10所示，本实施例中，真空泡8有三个，为了实现对三个真空泡8的同时控制，每个真空泡8的动触头81均通过各自的连杆组件4与驱动杆3相连接，则连杆组件4有三组，每组连杆组件4对应有一个固定杆部31。具体地，其中一根驱动杆3上设置有两个沿其长度方向间隔布置的固定杆部31，另一根驱动杆3上设置有一个固定杆部31，各固定杆部31基本并排布置，且与对应的驱动杆3互成角度，即各固定杆部31与对应的驱动杆3交叉布置。

为了实现连杆组件4邻近中部的转动连接，如图9所示，每组连杆组件4对应有一个安装架15，安装架15则有三个，且位于机箱9内，三个安装架15沿着驱动杆3的长度方向并排间隔布置在机箱9的底壁上，上述的固定架1位于相邻两个安装架15之间，且与安装架15并排布置且相对固定。

如图4至图6及图11所示，三组连杆组件4与对应固定杆部31的连接方式相同，以下以其中一组连杆组件为例进行说明。连杆组件4包括有第一连杆41和第二连杆42。第一连杆41的第一端转动连接在对应固定杆部31上；第二连杆42的一端与第一连杆41的第二端转动连接，该第二连杆42邻近中间的位置通过固定轴422转动设置在安装架15的相对两个竖向板上，如图12所示，该第二连杆42的第二端设置有用来供动触头81插设的插孔421，即真空泡8的动触头81自上而下穿过机箱9而插设在对应的插孔421内而实现与第二连杆42的连接。在驱动杆3的转动驱动下将带动连杆组件4的第二连杆42的第二端上下移动，继而带动动触头81上下移动而实现合闸或分闸。

如图4、图5及图7所示，辅助开关7的开关输出端71与驱动杆3基本并排布置，辅助开关7的开关输出端71通过摆杆组件6与驱动杆3传动连接，则该开关输出端71能在驱动杆3的传动下能绕自身轴线转动。前述的摆杆组件6包括第一杆61、第二杆62及第三杆63。其中，第一杆61的第一端相对固定安装在驱动杆3上；第二杆62基本呈C形，且C形开口朝向驱动杆3，该第二杆62的第一端与第一杆61的第二端转动连接；第三杆63的一端与第二杆62的第二端转动连接，该第三杆63的另一端与辅助开关7的开关输出端71相连接。如此，当伺服电机的转动和辅助开关的转动信号一致，则说明断路器处于合闸状态或处于分闸状态。

在本实用新型的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。

Claims (10)

1.一种断路器的操作机构，包括

固定架(1)；

动力源(2)，设置在固定架(1)上；

其特征在于，还包括有：

驱动杆(3)，与所述动力源(2)的输出轴(21)基本平行；

连杆组件(4)，其第一端设置在所述驱动杆(3)上，第二端用来与断路器的真空泡(8)的动触头(81)相连接，其邻近中间的位置被布置成相对所述固定架(1)转动；

传动组件(5)，其动力输入端与所述动力源(2)的输出轴(21)传动连接，该传动组件(5)的动力输出端与所述驱动杆(3)相传动连接，用来带动所述驱动杆(3)绕自身轴线转动，从而使所述连杆组件(4)的第二端向上推动动触头(81)继而使所述断路器处于合闸状态，或者，使所述连杆组件(4)的第二端带动所述动触头(81)向下运动继而使所述断路器处于分闸状态。

2.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：所述驱动杆(3)有两根，且同轴设置，每根所述驱动杆(3)上至少设置有一组连杆组件(4)。

3.根据权利要求2所述的操作机构，其特征在于：其中一根所述驱动杆(3)上设置有两组连杆组件(4)，另一根所述驱动杆(3)上设置有一组连杆组件(4)。

4.根据权利要求2所述的操作机构，其特征在于：所述传动组件(5)包括有

主动齿轮(51)，安装在所述动力源(2)的输出轴(21)上，且在所述动力源(2)的驱动下转动；

联动组件，其动力输入端具有与所述主动齿轮(51)相啮合的从动齿轮(52)，该联动组件的动力输出端与所述驱动杆(3)相传动连接。

5.根据权利要求4所述的操作机构，其特征在于：所述动力源(2)为伺服电机，所述联动组件包括有

转轴(53)，与动力源(2)的输出轴(21)基本并排布置，且转动设置在所述固定架(1)上，并位于所述输出轴(21)之下，所述从动齿轮(52)为安装在所述转轴(53)上的扇形齿轮；

凸轮(54)，具有偏心设置在所述转轴(53)上的偏心孔(541)，且随所述转轴(53)同步转动，该凸轮(54)在位于所述偏心孔(541)的一侧开设有弧形孔(542)；

滚轮(55)，沿着所述弧形孔(542)的长度方向来回滑动地约束在所述弧形孔(542)内，其中心穿固有安装轴(551)，在自弧形孔(542)的第一端(5421)向其第二端(5422)滑动的路径上，所述滚轮(55)的中心与所述偏心孔(541)的中心之间的间距逐渐增大，且在滚轮(55)位于所述弧形孔(542)的第一端(5421)时使断路器处于分闸状态，在所述滚轮(55)位于所述弧形孔(542)的第二端(5422)时使所述断路器处于合闸状态；

两根摆杆(56)，沿着驱动杆(3)的长度方向位于所述滚轮(55)的两侧，且两根摆杆(56)的第一端设置在所述安装轴(551)的对应端，两根摆杆(56)的第二端分别与对应的驱动杆(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的操作机构，其特征在于：所述固定架(1)竖向设置，且呈环状，所述伺服电机固定在所述固定架(1)之上，所述凸轮(54)及两根摆杆(56)均位于所述固定架(1)的环形敞口(1a)内，所述固定架(1)的相对两竖板(11)上对应开设有安装所述转轴(53)的第一安装孔(111)及安装所述驱动杆(3)的第二安装孔(112)。

7.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：还包括有与固定架(1)相对固定的安装架(15)，所述驱动杆(3)在对应连杆组件(4)的位置上设置有与该驱动杆(3)交叉布置的固定杆部(31)，所述连杆组件(4)包括有

第一连杆(41)，其第一端转动连接在所述固定杆部(31)上；及

第二连杆(42)，其一端与所述第一连杆(41)的第二端转动连接，该第二连杆(42)邻近中间的位置转动设置在所述安装架(15)上，该第二连杆(42)的第二端设置有用来供动触头(81)插设的插孔(421)。

8.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：还包括有用来检测断路器合闸或分闸动作的辅助开关(7)，所述辅助开关(7)的开关输出端(71)通过摆杆组件(6)与所述驱动杆(3)传动连接。

9.根据权利要求8所述的操作机构，其特征在于：所述辅助开关(7)的开关输出端(71)与所述驱动杆(3)基本并排布置，所述摆杆组件(6)包括有

第一杆(61)，其第一端相对固定安装在所述驱动杆(3)上；

第二杆(62)，基本呈C形，该第二杆(62)的第一端与所述第一杆(61)的第二端转动连接；

第三杆(63)，其一端与所述第二杆(62)的第二端转动连接，该第三杆(63)的另一端与所述辅助开关(7)的开关输出端(71)相连接。

10.一种具有权利要求1至9中任一项权利要求所述的操作机构的断路器，其特征在于：还包括有真空泡(8)和机箱(9)，所述操作机构位于所述机箱(9)内，所述真空泡(8)竖向固定在所述机箱(9)对应位置之上，且该真空泡(8)的动触头(81)穿过机箱(9)的对应壁板后安装在对应的连杆组件(4)的第二端上。

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