专利名称：直流阀厅用接地开关及其接地导电杆机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直流输变电设备领域，尤其涉及一种直流阀厅用接地开关。
背景技术：
随着我国经济持续快速发展，电力消耗保持高速增长，为了满足未来国民经济的发展，必将加大发展超高压及特高压直流输电的建设。直流输电具有输电距离远，调节性能好、过电压水平低、线路损耗小等优点，适用于远距离大功率输电、区间电网互联调峰、海缆输电等场合。作为直流输电的关键设备，安装换流阀的阀厅内设备的安全保障至关重要，阀厅内接地开关时高压直流输电工程的重要组成部分，是阀厅内其它直流输电设备进行检修的安全保障，是特高压换流站直流场设计布置的关键设备之一。而阀厅内的开关设备，由于阀厅内的面积限制，对于开关设备必须尽量减少其占地面积，因此对于阀厅内的接地开关不·能使用一般的接地开关结构形式。现有的直流阀厅用接地开关如中国专利CN 202352576U公开的“一种±400kv直流阀厅接地开关”，包括装于阀厅墙壁上的支座和传动基座，接地导电杆的一端铰接在支座上，接地导电杆的转动轴线沿左右方向延伸并可相对阀厅墙壁前后摆动，另一端设有动触头，传动基座上安装有折臂式传动拐臂，传动拐臂远离传动基座的一端与接地导电杆的中部铰接相连，接地开关还包括与安装于传动基座的传动拐臂的一端固定连接的垂直连杆，垂直连杆连接一驱动垂直连杆旋转的操动机构，传动拐臂与垂直连杆垂直设置。工作时，合闸时，操动机构沿顺时针方向旋转，通过垂直连杆及传动基座使传动拐臂沿顺时针方向旋转，同时向直伸展，推动接地导电杆转动，最终让接地导电杆上的动触头插入相应设备上的静触头中，实现合闸；分闸过程与此相反。现有的这种接地开关存在的问题在于1、操动机构对接地导电杆操动时，需要克服接地导电杆本身的重力矩，即接地导电杆所需的操作力较大，这就使得接地导电杆的分、合闸过程不够平稳，容易出现接地导电杆断裂的情形；2、由于垂直连杆与传动拐臂垂直，这就使操动机构、传动基座在传动拐臂的转动轴向上的跨度较大，操动机构、传动基座和支座的布置占据了相应墙壁较大的空间。
实用新型内容本实用新型的目的在于一种接地导电杆机构，以解决现有技术中的接地导电杆不能平稳分合闸的问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述接地导电杆机构的直流阀厅用接地开关。为了解决上述问题，本实用新型中接地导电杆机构的技术方案为接地导电杆机构，包括相对相应阀厅墙面可前后摆动的接地导电杆和用于安装在相应阀厅墙面上的传动基座，所述接地导电杆的一端固设有转动轴线沿左右方向延伸并与所述传动基座转动配合的导电杆转轴，所述的接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆自身重力矩的力矩的配重结构。所述的平衡传动机构包括与所述导电杆转轴同轴固设的主动齿轮，所述的平衡传动机构还包括通过转轴转动设置于所述的传动基座上并与所述主动齿轮啮合传动的平衡齿轮，所述的配重结构设置于所述平衡齿轮的转轴上。所述的配重结构包括首端与所述平衡齿轮的转轴固定设置、末端沿所述平衡齿轮的径向背离所述平衡齿轮的转轴方向延伸的平衡臂，所述的配重结构还包括设置于所述平衡臂末端的配重块。所述的主动齿轮为一个锥齿轮，所述的平衡齿轮为一个转动轴线与所述主动齿轮的转动轴线垂直相交的锥齿轮，所述平衡齿轮的转动轴线沿前后方向延伸。本实用新型中一种直流阀厅用接地开关的技术方案为一种直流阀厅用接地开关，包括接地导电杆机构和驱动装置，接地导电杆机构包
括相对相应阀厅墙面可前后摆动的接地导电杆和用于安装在相应阀厅墙面上的传动基座，所述接地导电杆的一端固设有转动轴线沿左右方向延伸并与所述传动基座转动配合的导电杆转轴，所述的驱动装置与所述接地导电杆传动连接而驱动所述接地导电杆前后摆动，所述的接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆自身重力矩的力矩的配重结构。所述的驱动装置包括操动机构及导电杆传动机构,所述导电杆传动机构包括用于设置于所述传动基座下方的相应阀厅墙面上的齿轮箱，齿轮箱的输入端与所述操动机构的输出端传动连接，齿轮箱的输出端设置有转动轴线沿左右方向延伸的第二传动轴，所述第二传动轴上固设有延伸方向与所述第二传动轴径向一致的第一连杆，所述的导电杆传动机构还包括与所述接地导电杆靠近所述传动基座的一端固连的第三连杆，所述第三连杆与所述接地导电杆构成以所述导电杆转轴为转轴的拐臂结构，所述的导电杆传动机构还包括连接于所述第一连杆与第三连杆之间的第二连杆，所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆和第三连杆铰接相连。所述齿轮箱的输入端设置有转动轴线沿上下方向延伸的第一传动轴，所述第一传动轴与所述第二传动轴通过锥齿轮传动机构传动连接，所述的操动机构包括用于安装在所述齿轮箱下方的相应阀厅墙面上的扭矩输出件，所述扭矩输出件具有与所述第一传动轴同轴并与所述第一传动轴直接或间接传动连接的扭矩输出轴。所述扭矩输出件的扭矩输出轴上同轴固设有垂直连杆，所述垂直连杆远离所述扭矩输出轴的一端与所述齿轮箱的第一传动轴固定设置。所述的平衡传动机构包括与所述导电杆转轴同轴固设的主动齿轮，所述的平衡传动机构还包括通过转轴转动设置于所述的传动基座上并与所述主动齿轮啮合传动的平衡齿轮，所述的配重结构设置于所述平衡齿轮的转轴上。所述的主动齿轮为一个锥齿轮，所述的平衡齿轮为一个转动轴线与所述主动齿轮的转动轴线垂直相交的锥齿轮，所述平衡齿轮的转动轴线沿前后方向延伸。本实用新型的有益效果为接地导电杆本身的重力矩被平衡结构的重力矩平衡，在驱动装置驱动接地导电杆摆动而完成分、合闸的过程中，不需要克服接地导电杆本身的重力矩，这样接地导电杆分合闸所需的操作力就被减少，从而使得接地导电杆的分、合闸过程平稳、可靠，也就保证了接地导电杆的使用寿命。进一步的，主动齿轮和平衡齿轮均采用锥齿轮结构，使得平衡齿轮的转动轴线垂直于相应阀厅墙面，这样平衡结构的平衡臂和平衡块的运动轨迹可以与阀厅墙面平行，并贴近于阀厅的墙面，其摆动过程完全不会影响到接地导电杆的摆动过程，而且也减少了传动基座在前后方向上的跨度，节省了阀厅室内的空间；同时由于平衡臂和平衡块的运动轨迹是与阀厅墙面平行的，因此平衡结构的摆动不会使得阀厅内的空气净距增加，对阀厅的设备的电场影响较小。
图I是本实用新型中直流阀厅用接地开关实施例的结构示意图，同时也是本实用新型中接地导电杆机构实施例的使用状态图；图2是图I的侧视图； 图3是图I的俯视图；图4是图I中的A处放大图；图5是图2中的B处放大图。
具体实施方式
直流阀厅用接地开关的实施例如图f 5所示包括接地导电杆机构和驱动装置，接地导电杆机构包括接地导电杆6和用于安装在相应阀厅墙面20上的传动基座2，接地导电杆6的一端用于安装相应动触头13、另一端固设有与传动基座2转动配合的导电杆转轴，导电杆转轴的转动轴线沿左右方向延伸，通过导电杆转轴使接地导电杆6可以相对阀厅墙面前后摆动，接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆6自身重力矩的力矩的配重结构。平衡传动机构包括同轴固设于导电杆转轴上的主动齿轮15,主动齿轮15为一个锥齿轮,平衡传动机构还包括转动设置于传动基座2上的平衡齿轮16，平衡齿轮16是一个与主动齿轮15啮合传动且转动轴线沿前后方向延伸的锥齿轮。平衡齿轮16的转轴上设置有带有配重块I的平衡结构，平衡结构包括首端与平衡齿轮16的转轴固定设置、末端沿平衡齿轮16的径向背离平衡齿轮16的转轴方向延伸的平衡臂12，配重块I设置于平衡臂12的末端。驱动装置包括操动机构及向接地导电杆6传动的导电杆传动机构，导电杆传动机构包括用于设置于传动基座2下方的相应阀厅墙面20上的齿轮箱4，齿轮箱4的输入端设置有用于与操动机构传动连接的第一传动轴，齿轮箱4的输出端设置有转动轴线沿左右方向延伸的第二传动轴10，第一传动轴的转动轴线沿上下方向设置，而且第一、二传动轴之间通过锥齿轮传动机构传动。操动机构包括用于安装在齿轮箱4下方的阀厅墙面20上的扭矩输出件7，扭矩输出件7具有与所第一传动轴同轴设置的扭矩输出轴，扭矩输出轴与第一传动轴之间通过垂直连杆5传动连接。第二传动轴10上固设有延伸方向与第二传动轴10径向一致的第一连杆11，导电杆传动机构还包括与接地导电杆6靠近传动基座2的一端固连的第三连杆14，第三连杆14与接地导电杆6构成以导电杆转轴为转轴的拐臂结构，第一连杆11与第三连杆14通过第二连杆3传动连接，第二连杆3的两端分别与第一连杆11和第三连杆14铰接相连。图中件8表示均压环，均压环安装在接地开关的各个突出部分，其作用是为了降低无线电干扰以满足阀厅内设备的电场要求；在接地开关的分闸位置安装屏蔽环，使阀厅内的空气静距可以达到最小。图中件9表示安装在相应设备上的静触头，静触头9为环形触头，外面安装导向罩，使得接地导电杆6即使出现小的偏差，动触头13依然可以正常的合闸。静触头9可以通过特定的安装结构方便、灵活的安装在阀厅内的换流变套管、中性母性、平波电抗器套管等各种需要进行接地的设备上。在本直流阀厅用接地开关实施例中，接地开关安装在阀厅的极线侧，用于极线侧高压电器设备的接地。当然在本直流阀厅用接地开关的其它实施例中，接地开关可以根据不同需要安装碍法庭换流变Y绕组阀侦U、阀厅换流变D绕组阀侧或中性母性侧，以对需要接地的设备进行接地。图2中的虚线接地导电杆表示处于合闸状态。合闸时，扭矩输出件7输出扭矩，第二传动轴被第一传动轴带动转动，第一连杆11随第二传动轴的转动而摆动，第二连杆3驱动第三连杆14和接地导电杆6构成的拐臂结构绕导电杆转轴转动，从而使接地导电杆6完成合闸过程；分闸时，只需扭矩输出件7向反方向输出扭矩即可。第一连杆11、第二连杆3、第三连杆14和接地导电杆6构成了空间四连杆机构，通过齿轮箱4和空间四连杆的作用，使垂直连杆5可以和分闸状态下的接地导电杆6平行设置，这就使得传动基座2、齿轮箱4和扭矩输出件7可以沿一个方向(上下方向)共线布置，大大减小了这三个部件在阀厅墙面20上占用的空间；同时操动机构在对接地导电杆6操作时，接地导电杆6的重力矩被配重块I自身的重力矩平衡，接地导电杆6转动所需 的操作力被减小，使得接地开关的分、合闸过程平稳、可靠；主动齿轮15和平衡齿轮16均为锥齿轮，这就使得配重块I的轨迹可以平行于阀厅墙面20，一方面缩小了接地开关占用阀厅的空间，另一方面配重块I在运动时，也不会使得阀厅内的空气静距增加，对阀厅内的设备的电场影响较小。在本直流阀厅用接地开关的其它实施例中，主动齿轮和平衡齿轮还可以均是直齿轮；驱动装置中的齿轮箱、第一、二、三连杆还均可以不设，此时可以在扭矩输出件的扭矩输出轴上设置的折臂式传动拐臂，折叠式传动拐臂远离扭矩输出件的一端与接地导电杆的中部铰接相连；当然平衡结构的配重块也可以直接设置于平衡齿轮的转轴上；平衡传动机构还可以是带传动机构或链传动机构。接地导电杆机构的实施例如图I飞所示接地导电杆机构的具体结构如上述直流阀厅用接地开关实施例中所述的接地导电杆机构，在此不再详述。
权利要求1.接地导电杆机构，包括相对相应阀厅墙面可前后摆动的接地导电杆和用于安装在相应阀厅墙面上的传动基座，其特征在于所述接地导电杆的一端固设有转动轴线沿左右方向延伸并与所述传动基座转动配合的导电杆转轴，所述的接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆自身重力矩的力矩的配重结构。
2.根据权利要求I所述的接地导电杆机构，其特征在于所述的平衡传动机构包括与所述导电杆转轴同轴固设的主动齿轮，所述的平衡传动机构还包括通过转轴转动设置于所述的传动基座上并与所述主动齿轮啮合传动的平衡齿轮，所述的配重结构设置于所述平衡齿轮的转轴上。
3.根据权利要求2所述的接地导电杆机构，其特征在于所述的配重结构包括首端与所述平衡齿轮的转轴固定设置、末端沿所述平衡齿轮的径向背离所述平衡齿轮的转轴方向延伸的平衡臂，所述的配重结构还包括设置于所述平衡臂末端的配重块。
4.根据权利要求2或3所述的接地导电杆机构，其特征在于所述的主动齿轮为一个锥齿轮，所述的平衡齿轮为一个转动轴线与所述主动齿轮的转动轴线垂直相交的锥齿轮，所述平衡齿轮的转动轴线沿前后方向延伸。
5.一种直流阀厅用接地开关，包括接地导电杆机构和驱动装置，接地导电杆机构包括相对相应阀厅墙面可前后摆动的接地导电杆和用于安装在相应阀厅墙面上的传动基座，其特征在于所述接地导电杆的一端固设有转动轴线沿左右方向延伸并与所述传动基座转动配合的导电杆转轴，所述的驱动装置与所述接地导电杆传动连接而驱动所述接地导电杆前后摆动，所述的接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆自身重力矩的力矩的配重结构。
6.根据权利要求5所述的直流阀厅用接地开关，其特征在于所述的驱动装置包括操动机构及导电杆传动机构，所述导电杆传动机构包括用于设置于所述传动基座下方的相应阀厅墙面上的齿轮箱，齿轮箱的输入端与所述操动机构的输出端传动连接，齿轮箱的输出端设置有转动轴线沿左右方向延伸的第二传动轴，所述第二传动轴上固设有延伸方向与所述第二传动轴径向一致的第一连杆，所述的导电杆传动机构还包括与所述接地导电杆靠近所述传动基座的一端固连的第三连杆，所述第三连杆与所述接地导电杆构成以所述导电杆转轴为转轴的拐臂结构，所述的导电杆传动机构还包括连接于所述第一连杆与第三连杆之间的第二连杆，所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆和第三连杆铰接相连。
7.根据权利要求6所述的直流阀厅用接地开关，其特征在于所述齿轮箱的输入端设置有转动轴线沿上下方向延伸的第一传动轴，所述第一传动轴与所述第二传动轴通过锥齿轮传动机构传动连接，所述的操动机构包括用于安装在所述齿轮箱下方的相应阀厅墙面上的扭矩输出件，所述扭矩输出件具有与所述第一传动轴同轴并与所述第一传动轴直接或间接传动连接的扭矩输出轴。
8.根据权利要求7所述的直流阀厅用接地开关，其特征在于所述扭矩输出件的扭矩输出轴上同轴固设有垂直连杆，所述垂直连杆远离所述扭矩输出轴的一端与所述齿轮箱的第一传动轴固定设置。
9.根据权利要求5所述的直流阀厅用接地开关，其特征在于所述的平衡传动机构包括与所述导电杆转轴同轴固设的主动齿轮，所述的平衡传动机构还包括通过转轴转动设置于所述的传动基座上并与所述主动齿轮啮合传动的平衡齿轮，所述的配重结构设置于所述平衡齿轮的转轴上。
10.根据权利要求9所述的直流阀厅用接地开关，其特征在于所述的主动齿轮为一个锥齿轮，所述的平衡齿轮为一个转动轴线与所述主动齿轮的转动轴线垂直相交的锥齿轮，所述平衡齿轮的转动轴线沿前后方向延伸。
专利摘要本实用新型涉及一种直流阀厅用接地开关及其接地导电杆机构，接地导电杆机构，包括相对相应阀厅墙面可前后摆动的接地导电杆和用于安装在相应阀厅墙面上的传动基座，所述接地导电杆的一端固设有转动轴线沿左右方向延伸并与所述传动基座转动配合的导电杆转轴，所述的接地导电杆机构还包括通过平衡传动机构与所述导电杆转轴传动连接以施加克服所述接地导电杆自身重力矩的力矩的配重结构。本实用新型解决了现有技术中的接地导电杆不能平稳分合闸的问题。
文档编号H01H31/28GK202721072SQ20122040640
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者胡延涛, 赵维全, 尹天朔, 王占杰, 孙玉洲, 王巧红, 马永旭, 夏立国, 张任 申请人:河南平高电气股份有限公司, 平高集团有限公司, 国家电网公司