CN217823939U - 一种开关柜设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力控制设备领域，尤其是涉及一种开关柜设备，其技术方案要点是：包括柜体、设置在柜体上的三工位开关和真空断路器，以及操作机构；操作机构包括固定在柜体内部的安装板、与安装板相铰接的第一连片、与第一连片相铰接的连杆，以及用于带动第一连片在安装板上转动的驱动组件，连杆上铰接有用于固定真空断路器的动触头的固定组件，连杆上设置有导向销，安装板上开设有导向孔，导向销能够在导向孔内部沿真空断路器的动触头移动方向滑动；达到了降低开关柜设备的整体加工难度并提高开关柜设备的使用寿命的目的；此外，本申请的操作机构缩小了整个柜体的整体尺寸，减小了开关柜设备的外置空间占用。

Description

一种开关柜设备

技术领域

本申请涉及电力控制设备领域，尤其是涉及一种开关柜设备。

背景技术

高压开关柜是电力系统中电网电能传输与分配的重要设备之一，开关柜设备操作机构是高压开关柜内用于保障电网系统电能传输与分配的极重要的操作装置。

参照图1，相关技术中记载的一种开关柜设备操作机构，包括与真空断路器6的动触头固接的第一连杆13、固定在开关柜设备即柜体10内部的安装板1，以及与第一连杆13上端相铰接的第二连杆14；第二连杆14远离第一连杆13的一端固接有水平设置的支撑销12，安装板1上开设有渐开线形状的导向孔8，支撑销12插入导向孔8内部并能够在导向孔8内部滑动，柜体10内部设置有用于限制第一连杆13仅能够在竖直方向上下移动的限位件；动触头与三工位开关11接口处的导电端子111之间通过动端铜排9实现电连接。

当需要控制真空断路器6关断时，驱动支撑销12在导向孔8内部滑动，在此过程中支撑销12带动第二连杆14的上端沿导向孔8的延伸方向移动，第二连杆14的下端继而带动第一连杆13在限位件的作用下向上移动1-2mm，第一连杆13带动真空断路器6的动触头向上脱离静触头以实现真空断路器6的关断。

针对上述相关技术方案，发明人发现：一方面，由于导向孔8的加工精度要求较高，而导向孔8的形状较为复杂，因此导向孔8加工难度较高，即增加了开关柜设备的加工难度；另一方面，支撑销12在导向孔8内部滑移的过程中，支撑销12时刻与导向孔8的孔壁相贴合并与之滑动摩擦，经过一段时间后导向孔8的孔壁将产生磨损，这样将使第一连杆13的上下移动精度下降，由于第一连杆13带动动触头的移动行程精度在毫米级，因此导向孔8孔壁的磨损将会对真空断路器6的精准开合造成不良影响，操作机构的使用寿命较短，即开关柜设备的整体使用寿命较短。

实用新型内容

为了降低开关柜设备的整体加工难度并提高开关柜设备的使用寿命，本申请提供一种开关柜设备。

本申请提供的一种开关柜设备采用如下的技术方案：

一种开关柜设备，包括柜体、设置在柜体上的三工位开关和真空断路器，以及操作机构；操作机构包括固定在柜体内部的安装板、与安装板相铰接的第一连片、与第一连片相铰接的连杆，以及用于带动第一连片在安装板上转动的驱动组件，连杆上铰接有用于固定真空断路器的动触头的固定组件，连杆上设置有导向销，安装板上开设有导向孔，导向销能够在导向孔内部沿真空断路器的动触头移动方向滑动。

通过采用上述技术方案，本申请的导向销与导向孔孔壁之间仅存在水平方向上的磨损，而真空断路器的动触头的移动方向为竖直方向，由于导向销与导向孔孔壁之间在水平方向上的磨损对于竖直方向上导向销的位移量，即对真空断路器动触头的位移量影响大大减小，进而提高了操作机构的使用寿命；此外，本申请的导向孔相比于渐开线形的导向孔加工难度大大降低，进而降低了整个操作机构的加工难度；综上，本申请降低了开关柜设备的整体加工难度并提高开关柜设备的使用寿命；此外，本申请相比于沿水平方向存在分量的渐开线形导向孔，本申请的导向孔仅在竖直方向延伸，且本申请的操作机构的结构更加紧凑，进而减少了整个柜体的体积即其在水平方向上对于外置空间的占用。

可选的，驱动组件包括与第一连片相铰接的第二连片，第二连片上铰接有驱动片，驱动片上固定有与柜体转动连接的传动主轴。

通过采用上述技术方案，传动主轴带动驱动片定轴自转，驱动片带动第二连片做平面运动，第二连片拉动第一连片与连杆之间的铰接点并使第一连片定轴摆动，上述过程中连杆的下端在导向销与导向孔相互配合的导向作用下竖直移动，进而带动真空断路器的动触头上下移动。

可选的，固定组件包括与连杆相铰接的连接轴，真空断路器的动触头固定在连接轴上；连接轴上固定有动端铜排，动端铜排用于对三工位开关与真空断路器的动触头之间进行导电。

通过采用上述技术方案，连杆的下端带动连接轴上下移动，连接轴进而带动真空断路器的动触头上下移动，且在此过程中动端铜排靠近连接轴的一端产生竖直方向上的微小形变，以保证动端铜排时刻与真空断路器的动触头导通。

可选的，连接轴上套设有第一弹簧座和超程弹簧，连接轴上还设置有第二弹簧座，超程弹簧被压缩在第一弹簧座与第二弹簧座之间；第一弹簧座与连接轴滑动连接，导向销能够推动第一弹簧座向靠近第二弹簧座的方向移动，连接轴上开设有销轴孔，导向销能够在销轴孔内部沿连接轴的轴向滑动。

通过采用上述技术方案，在超程弹簧积累的弹性势能作用下，时刻对真空断路器的动触头作用向下的压力，进而阻碍真空断路器的动触头上下来回颤动。

可选的，连接轴的端部螺接有双头螺栓，双头螺栓上设置有两个用于将动端铜排压紧固定的第一螺母和压紧块，真空断路器的动触头固定在双头螺栓上。

可选的，双头螺栓上旋拧有第二螺母，第二螺母压紧在连接轴的端面上。

通过采用上述技术方案，双头螺栓上旋拧有第二螺母，第二螺母的上表面贴合在连接轴的下端面上，这样能够为双头螺栓与连接轴之间的螺纹连接关系提供预紧力，降低连接轴与双头螺栓之间相互松动的可能性。

可选的，传动主轴上设置有用于使得传动主轴与柜体之间实现密封连接的密封轴。

通过采用上述技术方案，提高柜体内部的密封性能，防止灰尘等进入柜体内部而对固体内部电子元器件造成干扰。

可选的，连接轴的周面上成型有至少一个第一防旋平面，第一弹簧座上成型有至少一个与第一防旋平面相贴合的第二防旋平面。

通过采用上述技术方案，防止导向销从销轴槽内部脱离后，第一弹簧座与连接轴之间发生相互转动而导致导向销难以再次进入销轴槽中。

可选的，三工位开关、真空断路器以及操作机构均设置有三个，且三工位开关、真空断路器以及操作机构一一对应设置；三个驱动片与同一传动主轴固接。

通过采用上述技术方案，传动主轴转动能够同时带动三个驱动片定轴自转，进而便于保证三个真空断路器的同步开合。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

1.通过设置了柜体、安装板、第一连片、连杆、驱动组件、导向销，并开设了导向孔，本申请的导向销与导向孔孔壁之间仅存在水平方向上的磨损，而真空断路器的动触头的移动方向为竖直方向，由于导向销与导向孔孔壁之间在水平方向上的磨损对于竖直方向上导向销的位移量，即对真空断路器动触头的位移量影响大大减小，进而提高了操作机构的使用寿命；此外，本申请的操作机构的结构更加紧凑，进而减少了整个柜体的体积即其在水平方向上对于外置空间的占用

2.通过设置了第一弹簧座、超程弹簧和第二弹簧座，在超程弹簧积累的弹性势能作用下，时刻对真空断路器的动触头作用向下的压力，进而阻碍真空断路器的动触头上下来回颤动。

附图说明

图1是相关技术中记载的开关柜设备操作机构的机构简图；

图2是本申请实施例中的开关柜设备的整体结构示意图；

图3图2中A处的局部放大图；

图4是本申请实施例中的操作机构的立体结构示意图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本申请实施例中的本申请实施例中的操作机构的立体结构示意图，图中的第一弹簧座剖开展示；

图7是图6中C处的局部放大图；

图8是本申请实施例中的连杆、导向销、连接轴以及第一弹簧座的安装结构示意图。

图中，1、安装板；2、第一连片；3、连杆；4、驱动组件；41、第二连片；42、传动主轴；43、驱动片；44、密封轴；5、固定组件；51、连接轴；511、销轴孔；512、第一防旋平面；52、第一弹簧座；521、销轴槽；522、第二防旋平面；53、超程弹簧；54、第二弹簧座；56、双头螺栓；57、第一螺母；58、压紧块；59、第二螺母；6、真空断路器；7、导向销；8、导向孔；9、动端铜排；10、柜体；11、三工位开关；111、导电端子；12、支撑销；13、第一连杆；14、第二连杆。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”等均为基于附图所示的相对关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图2，本申请提供了一种开关柜设备，包括柜体10、三个竖直固定在柜体10上的三工位开关11，以及三个竖直设置在柜体10内部的真空断路器6，其中三工位开关11设置在柜体10外部但三工位开关11的导电端子111向柜体10内部延伸，真空断路器6的外壳固定在柜体10上，真空断路器6的动触头与导电端子111之间设置有用于实现真空断路器6与三工位开关11导电连接的动端铜排9，柜体10内部还设置有三个分别用于带动相应真空断路器6的动触头上下移动以实现真空断路器6的动触头与静触头分合的操作机构；当真空断路器6动触头与静触头相互接触后，三工位开关11与真空断路器6之间电路导通。

具体的，参照图3和图4，操作机构包括两个竖直固定在柜体10内部的安装板1、设置在两个安装板1之间的第一连片2和连杆3，其中第一连片2与安装板1相铰接，连杆3设置在第一连片2的下方并与第一连片2相铰接；连杆3上设置有一个轴线水平的导向销7，导向销7可固定或铰接在连杆3上，导向销7位于连杆3与第一连片2之间铰接点的下方；操作机构还包括用于驱动第一连片2围绕第一连片2与安装板1之间铰接点摆动的驱动组件4；安装板1上开设有可供导向销7插入的导向孔8，导向孔8竖直开设，这样当第一连片2围绕自身与安装板1之间的铰接点摆动时，第一连片2将带动连杆3在两个安装板1之间做平面运动，在导向销7与导向孔8的配合作用下，使得连杆3的下端移动轨迹为竖直方向。

据此，在真空断路器6的动触头与连杆3的下端之间设置用于使得二者相互固定的固定组件5，连杆3的下端在上下移动的过程中，真空断路器6的动触头随之上下移动，进而实现真空断路器6的动触头与静触头之间的分合。

相比于相关技术中记载的操作机构，本申请的导向销7与导向孔8孔壁之间仅存在水平方向上的磨损，而真空断路器6的动触头的移动方向为竖直方向，由于导向销7与导向孔8孔壁之间在水平方向上的磨损对于竖直方向上导向销7的位移量，即对真空断路器6动触头的位移量影响大大减小，进而提高了操作机构的使用寿命。

此外，相关技术中的操作机构的支撑销12完全搭接在导向孔8的孔壁上，这样支撑销12、第一连杆13、第二连杆14和真空断路器6的动触头的重力负载，以及带动真空断路器6的动触头移动过程中产生的阻力载荷，几乎全权作用在导向孔8的孔壁上，进一步加剧了导向孔8孔壁的磨损；而本申请中支撑销12、连杆3、固定组件5和真空断路器6的动触头的重力负载方向与导向孔8的孔壁延伸方向相同，仅有带动真空断路器6的动触头移动过程中产生的阻力载荷水平分量的作用，导向孔8的孔壁磨损程度相较于相关技术中有所减缓。

相比于渐开线形或弧形的导向孔8，本申请直线延伸的导向孔8的加工难度显然大大降低。

且，相关技术中的渐开线形导向孔8存在水平方向上的分量，进而对于安装板1的水平方向宽度存在要求，整个柜体10的尺寸势必也需要增大；而本申请中的导向孔8仅在竖直方向上延伸，且本申请的操作机构的结构更加紧凑，进而为安装板1的尺寸缩小提供了条件，整个柜体10的整体尺寸也得以缩小。

参照图4，具体的，本实施例中的驱动组件4包括与第一连片2相铰接的第二连片41、与第二连片41远离第一连片2的一端相铰接的驱动片43，以及用于驱动驱动片43定轴自转的传动主轴42，传动主轴42与柜体10之间转动连接，驱动片43固定在传动主轴42上，传动主轴42采用绝缘材料制成的传动主轴42，如绝缘性能良好的塑料；为了提高柜体10内部的密封性能，传动主轴42与柜体10之间的连接位置处设置有密封轴44；第一连片2与第二连片41之间的铰接点可以和第一连片2与连杆3之间的铰接点重合或不重合，为了便于生产加工上述两处铰接点相互重合并共用同一铰接轴；通过电机等驱动传动主轴42围绕自身轴线定轴转动，驱动片43继而随之围绕传动主轴42的轴线定轴自转，驱动片43通过第二连片41将转矩传递至第一连片2上，第一连片2进而围绕自身与安装板1之间的铰接点摆动。三个驱动组件4共用同一传动主轴42，继而便于实现三个真空断路器6的同时开合。

在其它实施例中，驱动组件4包括和第一连片2与安装板1之间的铰接点同轴的传动主轴42，传动主轴42直接带动第一连片2进行摆动。

参照图4和图5，固定组件5包括与连杆3相铰接的连接轴51，连接轴51竖直设置且连接轴51与连杆3之间的铰接轴为导向销7；连接轴51的下端旋拧有双头螺栓56，双头螺栓56的下端旋拧有第一螺母57以及压紧块58，双头螺栓56贯穿动端铜排9且动端铜排9被压紧固定在第一螺母57与压紧块58之间，真空断路器6的动触头固定在双头螺栓56的下端。连杆3带动连接轴51上下移动，连接轴51进而通过双头螺栓56带动真空断路器6的动触头上下移动，在此过程中第一螺母57以及压紧块58使得动端铜排9产生弹性形变以使动端铜排9的端部能够随之上下移动1-2mm。

参照图6-8，但在真空断路器6的动触头与静触头分合的过程中，动触头易产生上下颤动的情况，进而影响动触头与静触头之间的接触稳定性。为此，连接轴51上套设有与连接轴51滑动连接的第一弹簧座52，连接轴51上开设有可供导向销7穿过的销轴孔511，销轴孔511为腰型孔且销轴孔511的长度方向为导向销7在导向孔8内部的滑动方向即竖直方向，第一弹簧座52上开设有销轴槽521，销轴槽521沿第一弹簧座52的径向贯通第一弹簧座52的上端面；连接轴51上同轴设置有与连接轴51一体成型的第二弹簧座54，第二弹簧座54靠近连接轴51的下端设置，连接轴51上同轴套设有被压缩在第一弹簧座52与第二弹簧座54之间的超程弹簧53。

当需要使得真空断路器6的动触头向下移动以接触静触头时，第一连片2定轴摆动并带动摆杆做平面运动，在此过程中导向销7在导向孔8内部下移且导向销7抵紧在销轴槽521的槽底，导向销7将第一弹簧座52向下压，在此过程中第一弹簧座52向下压缩超程弹簧53，超程弹簧53进而下压第二弹簧座54，第二弹簧座54带动连接轴51向下移动，进而实现真空断路器6动触头的下移；当真空断路器6的动触头接触静触头后，传动主轴42停止转动，在超程弹簧53积累的弹性势能作用下，时刻对真空断路器6的动触头作用向下的压力，进而阻碍真空断路器6的动触头上下来回颤动。

当需要使得真空断路器6的动触头向上移动以脱离静触头时，第一连片2反向摆动，导向销7上移直至导向销7率先抵紧在销轴孔511的上孔壁，导向销7带动连接轴51上移，连接轴51进而通过双头螺栓56带动真空断路器6的动触头上移，在此过程中超程弹簧53释放弹性势能并推动第一弹簧座52上移，最终销轴槽521的下槽壁再次与导向销7贴合，此时的超程弹簧53仍然被压缩在第一弹簧座52与第二弹簧座54之间，同样地在超程弹簧53积累的弹性势能作用下，时刻对真空断路器6的动触头作用向下的压力，进而阻碍真空断路器6的动触头上下来回颤动。

其中，驱动片43上成型有沿传动主轴42径向延伸的拐臂，当真空断路器6的动触头与静触头接触时，记此时拐臂的位置为A；当真空断路器6的动触头上移1-2mm以脱离静触头时，记录此时拐臂的位置为B，则位置A与位置B之间沿传动主轴42的周向夹角为20-30°，在本实施例中选为27°，即真空断路器6的动触头行程为1-2mm，在两个工位之间转换的过程中传动主轴42的转动角度为27°。

参照图5，双头螺栓56上旋拧有第二螺母59，第二螺母59的上表面贴合在连接轴51的下端面上，这样能够为双头螺栓56与连接轴51之间的螺纹连接关系提供预紧力，降低连接轴51与双头螺栓56之间相互松动的可能性；此外，及时长时间后真空断路器6的动触头上下移动精度下降，也可通过调节第二螺母59的上下高度以调整超程弹簧53的被压缩程度，或可通过调节双头螺栓56在连接轴51外的伸出长度。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种开关柜设备，其特征在于：包括柜体(10)、设置在柜体(10)上的三工位开关(11)和真空断路器(6)，以及操作机构；所述操作机构包括固定在柜体(10)内部的安装板(1)、与安装板(1)相铰接的第一连片(2)、与第一连片(2)相铰接的连杆(3)、用于带动第一连片(2)在安装板(1)上转动的驱动组件(4)，以及铰接在连杆(3)上并用于固定真空断路器(6)动触头的固定组件(5)，连杆(3)上设置有导向销(7)，安装板(1)上开设有导向孔(8)，导向销(7)能够在导向孔(8)内部沿真空断路器(6)的动触头移动方向滑动。

2.根据权利要求1所述的开关柜设备，其特征在于：驱动组件(4)包括与第一连片(2)相铰接的第二连片(41)，第二连片(41)上铰接有驱动片(43)，驱动片(43)上固定有与柜体(10)转动连接的传动主轴(42)。

3.根据权利要求1所述的开关柜设备，其特征在于：固定组件(5)包括与连杆(3)相铰接的连接轴(51)，真空断路器(6)的动触头固定在连接轴(51)上；连接轴(51)上固定有动端铜排(9)，动端铜排(9)用于对三工位开关(11)与真空断路器(6)的动触头之间进行导电。

4.根据权利要求3所述的开关柜设备，其特征在于：连接轴(51)上套设有第一弹簧座(52)和超程弹簧(53)，连接轴(51)上还设置有第二弹簧座(54)，超程弹簧(53)被压缩在第一弹簧座(52)与第二弹簧座(54)之间；第一弹簧座(52)与连接轴(51)滑动连接，导向销(7)能够推动第一弹簧座(52)向靠近第二弹簧座(54)的方向移动，连接轴(51)上开设有销轴孔(511)，导向销(7)能够在销轴孔(511)内部沿连接轴(51)的轴向滑动。

5.根据权利要求3或4所述的开关柜设备，其特征在于：连接轴(51)的端部螺接有双头螺栓(56)，双头螺栓(56)上设置有两个用于将动端铜排(9)压紧固定的第一螺母(57)和压紧块(58)，真空断路器(6)的动触头固定在双头螺栓(56)上。

6.根据权利要求5所述的开关柜设备，其特征在于：双头螺栓(56)上旋拧有第二螺母(59)，第二螺母(59)压紧在连接轴(51)的端面上。

7.根据权利要求2所述的开关柜设备，其特征在于：传动主轴(42)上设置有用于使得传动主轴(42)与柜体(10)之间实现密封连接的密封轴(44)。

8.根据权利要求4所述的开关柜设备，其特征在于：连接轴(51)的周面上成型有至少一个第一防旋平面(512)，第一弹簧座(52)上成型有至少一个与第一防旋平面(512)相贴合的第二防旋平面(522)。

9.根据权利要求2所述的开关柜设备，其特征在于：三工位开关(11)、真空断路器(6)以及所述操作机构均设置有三个，且三工位开关(11)、真空断路器(6)以及所述操作机构一一对应设置；三个驱动片(43)与同一传动主轴(42)固接。

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