一种电气开关及其操动机构的制作方法

本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2018年7月4日，原申请的申请号：201810726395.1，原申请的发明名称：一种电气开关及其操动机构。

本发明涉及一种电气开关及其操动机构。

背景技术：

近年来，随着气体绝缘金属封闭开关设备（gis）的发展，尤其是在110kvgis和220kvgis中，三工位隔离接地开关应用越来越广泛，对应的三工位操动机构以其体积小、结构紧凑、复合化程度高、配置方式灵活多样等优点，被越来越多的电站厂家所采用。

申请公布号为cn101763958a的一篇发明专利申请公开了一种螺旋槽式凸轮操动机构及操作方法，该操动机构包括电动机以及受电动机的驱动可转动的螺旋槽凸轮轴，在螺旋槽凸轮轴上设置有螺旋槽，操动机构还包括转动安装的输出轴，在输出轴上止转套装有一扇形板，在扇形板的径向边缘处设置有滚轮轴承，滚轮轴承嵌装于螺旋槽内。使用时，电动机驱动螺旋槽凸轮轴转动，能够依次通过滚轮轴承、扇形板带动输出轴转动，实现三工位隔离接地开关状态的切换。

现有的三工位隔离接地开关的三工位操动机构通常设置有与输出轴传动相连的分合指示器和辅助开关，分合指示器用来准确显示目前的三工位隔离接地开关的状态，辅助开关用于将动力输出轴的机械角度转变为控制信号，控制电气二次回路，比如控制电机所在电路的通断，或者在状态切换完成后发出指示信号等。但是，现有技术中的三工位操动机构中分合指示器和辅助开关是单独进行控制的，需要配备多套控制结构来单独控制，一体化程度不高，配备多套控制结构后，零部件较多，结构较为复杂，加工难度较大，装配复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电气开关用操动机构，以解决现有技术中采用多套控制结构分别对分合指示器和辅助开关进行单独控制而导致操动机构内部结构较为混乱的技术问题；还提供使用该操动机构的电气开关。

为实现上述目的，本发明电气开关用操动机构的技术方案是：一种电气开关用操动机构，包括动力输出轴，还包括用于显示电气开关分合闸状态的分合指示器和在电气开关分合闸切换到位时控制二次回路通断的辅助开关，所述分合指示器和辅助开关均具有触发部，操动机构还包括同时与分合指示器和辅助开关的触发部传动相连的连接件，所述连接件具有与所述动力输出轴传动相连以受动力输出轴的作用力而同时触发分合指示器和辅助开关的动力输入部。

本发明的有益效果是：使用时，动力输出轴向连接件施加作用力，由于连接件与分合指示器和辅助开关的触发部均传动相连，能够同时带动分合指示器和辅助开关进行动作，与现有技术中需要配备多套控制结构分别对分合指示器和辅助开关进行单独控制相比，本发明采用一套传动结构即可同时驱动分合指示器和辅助开关，减少了控制结构的数量，简化了操动机构内部的结构，同时，由于连接件同时驱动辅助开关和分合指示器，有利于实现辅助开关和分合指示器的同时动作，有利于保证电气开关性能的稳定可靠。

所述分合指示器和辅助开关沿前后间隔布置，所述动力输出轴间隔布置于所述连接件的左右方向的旁侧。

操动机构包括操动机构箱体，所述分合指示器和辅助开关设于操动机构箱体的左右方向的一侧内部，且所述分合指示器的前端由操动机构箱体前端穿出。

所述操动机构箱体的前端还设置有手动操作孔。

分合指示器包括形成对应触发部的指示器输入转轴，辅助开关包括形成对应触发部的辅助开关输入转轴，所述连接件包括可受力前后往复摆动的摆杆，所述摆杆上铰接有止转套装于指示器输入转轴外部的指示器过渡连杆，还铰接有止转套装于辅助开关输入转轴外部的辅助开关过渡连杆。

操动机构还包括传动连接动力输出轴和所述动力输入部的驱动件，驱动件包括与所述动力输出轴止转装配的输出轴过渡连杆，还包括一端与所述输出轴过渡连杆铰接、另一端与所述辅助开关过渡连杆铰接的驱动杆。

操动机构为用于驱动动端部件在隔离合闸-分闸-接地合闸三状态进行切换的三工位操动机构。

操动机构包括受力可绕自身轴线转动的凸轮轴，所述凸轮轴上开设有螺旋槽，所述动力输出轴布置于所述凸轮轴的旁侧，动力输出轴上止转套装有动力输出轮，所述动力输出轮上偏心布置有可嵌入螺旋槽内的传动滚子。

本发明电气开关的技术方案是：一种电气开关，包括具有动端部件的开关主体，还包括操动机构，操动机构包括动力输出轴，还包括用于显示电气开关分合闸状态的分合指示器和在电气开关分合闸切换到位时控制二次回路通断的辅助开关，所述分合指示器和辅助开关均具有触发部，操动机构还包括同时与分合指示器和辅助开关的触发部传动相连的连接件，所述连接件具有与所述动力输出轴传动相连以受动力输出轴的作用力而同时触发分合指示器和辅助开关的动力输入部。

所述分合指示器和辅助开关沿前后间隔布置，所述动力输出轴间隔布置于所述连接件的左右方向的旁侧。

操动机构包括操动机构箱体，所述分合指示器和辅助开关设于操动机构箱体的左右方向的一侧内部，且所述分合指示器的前端由操动机构箱体前端穿出。

所述操动机构箱体的前端还设置有手动操作孔。

分合指示器包括形成对应触发部的指示器输入转轴，辅助开关包括形成对应触发部的辅助开关输入转轴，所述连接件包括可受力前后往复摆动的摆杆，所述摆杆上铰接有止转套装于指示器输入转轴外部的指示器过渡连杆，还铰接有止转套装于辅助开关输入转轴外部的辅助开关过渡连杆。

操动机构还包括传动连接动力输出轴和所述动力输入部的驱动件，驱动件包括与所述动力输出轴止转装配的输出轴过渡连杆，还包括一端与所述输出轴过渡连杆铰接、另一端与所述辅助开关过渡连杆铰接的驱动杆。

操动机构为用于驱动动端部件在隔离合闸-分闸-接地合闸三状态进行切换的三工位操动机构。

操动机构包括受力可绕自身轴线转动的凸轮轴，所述凸轮轴上开设有螺旋槽，所述动力输出轴布置于所述凸轮轴的旁侧，动力输出轴上止转套装有动力输出轮，所述动力输出轮上偏心布置有可嵌入螺旋槽内的传动滚子。

附图说明

图1为本发明电气开关用操动机构的示意图；

图2为本发明电气开关用操动机构实施例中分合指示器、辅助开关和动力输出轴的传动示意图（图中仅画出两个辅助开关）；

图3为本发明电气开关用操动机构实施例中传动原理图；

图4为本发明电气开关用操动机构实施例中分合指示器处的局部示意图；

图5为本发明电气开关用操动机构实施例中分合指示器处的主视图；

图6为图5的右视图；

图7为图5的左视图；

附图中，100-操动机构箱体；1-输出转轴；2-连板；3-第二辅助开关；4-第二触发摆杆；5-第一辅助开关；6-第一触发摆杆；7-驱动杆；8-摆杆；9-齿轮轴；10-第一锥齿轮；11-指示半球转轴；12-第二锥齿轮；13-过渡杆；14-指示半球；15-第一支撑弯板；16-第二支撑弯板；17-垫片；18-销；19-支撑柱；20-观察罩；21-垫圈；22-长孔；23-凸轮轴；24-螺旋槽；25-动力输出齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的电气开关用操动机构的具体实施例，如图1至图7所示，本实施例中的操动机构是用于gis设备中三工位隔离接地开关中的操动机构，电气开关为三工位隔离接地开关。其他实施例中，电气开关还可以为其他的结构。

操动机构包括操动机构箱体100，在操动机构箱体100内安装有输出转轴1，输出转轴1受电机的控制进行转动并带动电气开关的动端部件往复动作以实现三工位隔离接地开关的隔离合闸、分闸和接地合闸三个状态的切换。为了实现在三工位隔离接地开关处于不同状态时能够供操作人员直观看到，同时控制二次电路进行相应的操作（如三工位隔离接地开关状态切换到位后通过二次电路控制电机停止转动等），本发明的操动机构还包括辅助开关和分合指示器，在三工位隔离接地开关切换状态到位时，辅助开关能够切换二次回路的状态，如断开电机供电电路或者发出状态切换信号等，而分合指示器用来将三工位隔离接地开关切换后的状态以直观的形式表示出来。本实施例中，电机通过齿轮组连接有凸轮轴23，凸轮轴23可绕自身的轴线进行转动，在凸轮轴23上开设有螺旋槽24，在凸轮轴23的旁侧设置有动力输出齿轮25，动力输出齿轮25内止转穿装有输出转轴1，本实施例中，输出转轴1主要用来驱动分合指示器和辅助开关进行动作，动力输出齿轮25还啮合传动连接有齿轮，用来将动力输出以带动动端部件动作。在动力输出齿轮25上偏心布置有传动滚子，传动滚子置于螺旋槽24内，通过凸轮轴的转动能够带动动力输出齿轮25进行转动。本实施例中，输出转轴1构成了动力输出轴，其他实施例中，可以将动力输出轴定义为凸轮转轴或者其他的转动轴，通过转动能够带动分合指示器和辅助开关动作。

由图2可以看出，操动机构包括前后延伸的摆杆8，在摆杆8上由后至前依次连接有第一辅助开关5、第二辅助开关3和分合指示器，其中，第一辅助开关5和第二辅助开关3的结构一致，第一辅助开关5包括可带动自身转轴转动以实现辅助开关状态切换并控制二次回路通断的第一触发摆杆6，第二辅助开关3包括第二触发摆杆4。摆杆8的前端端部与第一触发摆杆6的一端铰接，第一触发摆杆6的另一端与第一辅助开关的转轴止转相连，摆杆8的中间部分与第二触发摆杆4的一端相铰接，第二触发摆杆4的中间部分与第二辅助开关的转轴止转相连。在第二触发摆杆4的另一端上还铰接有驱动结构，驱动结构包括周向相对固定地装配在输出转轴1上的连板2，在连板2上铰接有驱动杆7，驱动杆7的一端铰接于连板2上，另一端铰接在第二触发摆杆4的另一端上。

由上述的描述可知，当输出转轴1摆动一定的角度后，能够通过连板2、驱动杆7和第二触发摆杆4带动第二辅助开关3的转轴朝设定的方向转动一定的角度后触发第二辅助开关3，同时，再通过摆杆8和第一触发摆杆6带动第一辅助开关5的转轴朝相同的设定方向转动一定的角度后触发第一辅助开关5。本实施例中，第一辅助开关和第二辅助开关中转轴的转动方向受输出转轴的转动方向的影响，在三工位隔离接地开关的动端部件隔离合闸和接地合闸时第一辅助开关和第二辅助开关被导通。

在摆杆8的前端端部铰接有分合指示器，分合指示器的结构如图4所示，分合指示器包括固定在操动机构箱体100内部的两个前后间隔布置的支撑柱19，在两个支撑柱19上固定有第一支撑弯板15，在第一支撑弯板15上开设有沿左右方向（即垂直于图4纸面的方向）上的长孔，能够调节第一支撑弯板15的左右方向的安装位置。在第一支撑弯板15的上端面上放置有第一锥齿轮10，在第一锥齿轮10与第一支撑弯板15之间放置有垫片17，在第一锥齿轮10内穿装有齿轮轴9并将销18穿过第一锥齿轮10和齿轮轴9以实现第一锥齿轮10和齿轮轴9的周向相对固定。为了保证齿轮轴9相对于第一支撑弯板15的垂直布置，在第一支撑弯板15上开设轴套供齿轮轴9的下端穿过。在齿轮轴9的上端设置有四方段，四方段上止转套装有过渡杆13，由图4可以看出，四方端的长度较大，使得过渡杆13可以相对于齿轮轴9上下可调，过渡杆13与摆杆8相连，通过摆杆8的往复摆动能够带动齿轮轴9进行转动。

分合指示器还包括与第一锥齿轮10相啮合的第二锥齿轮12，在操动机构箱体100上还设置有第二支撑弯板16，在第二支撑弯板16上放置有第二锥齿轮12，第二支撑弯板16与第二锥齿轮12之间放置有垫片17，在第二锥齿轮12内穿装有指示半球转轴11，指示半球转轴11朝前穿出操动机构箱体100，指示半球转轴11上止转套装有指示半球14，指示半球14上沿周向均匀间隔分隔为六个区域，六个区域中两个径向相对的区域中的标识相同，使得六个区域中包括一对“ds合”区域、一对“es合”区域和一对“分”区域，对应于三工位隔离接地开关隔离合闸状态、接地合闸状态和分闸状态。本发明中，垫片17的厚度可调，且齿轮轴9上的四方段长度较大，能够方便两个锥齿轮的调整，防止两个锥齿轮出现卡滞的情况。

本发明中，在操动机构箱体100的外部设置有观察罩20，观察罩20与操动机构箱体100之间设置有垫圈21，观察罩20留有上下两个缺口，用来显示对应于三工位隔离接地开关状态的指示半球14的区域。本实施例中，在操动机构箱体100上开设有八个周向间隔布置的长孔22，观察罩20固定在该长孔22内，当分合指示器位置进行调整时，可以通过旋转观察罩20使得指示半球14内的区域能够完全在观察罩20内可见。

本实施例中，在操动机构箱体100的前端还设置有手动操作孔（图中未标记），具体地，当电机操动出现故障时，可以将操作手柄穿入该手动操作孔内对操动机构进行手动操作。将手动操作孔和指示半球均设置在前端，方便操作且便于观察。

本发明的操动机构的优势在于：（1）采用一套传动机构同时对辅助开关和分合指示器进行同时控制，减少了操动机构内部零件的数量，降低操动机构内部结构复杂程度，进而降低生产成本，同时也降低了操动机构的装配难度。（2）辅助开关和分合指示器沿直线布置并且位于输出转轴的旁侧，使得操动机构内部的布局更加清晰有条理，利于后期的维修维护。（3）内部零件多可采用钣金件和标准件，减少非标件的数量，进一步降低操动机构的生产成本，提高市场竞争力。（4）通过锥齿轮组来进行改向传动，节省了操动机构内部的空间，同时，通过垫片等结构的调节，能够很好的控制辅助开关和分合指示器之间的传动误差，使操动机构更加可靠稳定，提高了机构工位位置的辨识度，保证操作员工的安全操作。（5）采用机械连杆结构传递作用力，结构简单，减少了零部件的数量，提高了分合指示器的可靠性，具有很好的经济适用性。

本实施例中，辅助开关的辅助开关输入转轴构成辅助开关的触发部，分合指示器的齿轮轴构成了指示器输入转轴，即分合指示器的触发部。

本实施例中，第一、第二触发摆杆均构成了辅助开关过渡连杆，过渡杆13构成了指示器过渡连杆。连杆构成了输出轴过渡连杆。辅助开关过渡连杆、指示器过渡连杆和摆杆构成了连接件，驱动杆和连杆构成了驱动件。

本实施例中，动力输出齿轮构成了动力输出轮。

本发明电气开关的具体实施例，电气开关包括电气开关本体，电气开关本体内设置有动端部件，电气开关还包括操动机构，其结构与上述实施例中的一致，其内容不再赘述。