一种无励磁分接开关操动结构的制作方法

1.本实用新型涉及无励磁分接开关技术领域，尤其涉及一种无励磁分接开关操动结构。


背景技术：

2.现有无励磁分接开关(以下简称开关)有鼓形、筒形、笼形、鼠笼形、条形等主要结构型式，由于其开关本体动触头的换档时机械运动方式、转换档位时机构转动角度不同，各型式开关都有其不同的操作机构，同型式开关不同档位或静触头位置分度的不同又对应有多种操作机构，尤其在对开关有远程档位显示与电气闭锁保护功能要求后导致操作机构种类繁多且安装尺寸各不同，给变压器和开关生产厂家带来制造和应用上的诸多不便。
3.此外，现有无励磁分接开关操作机构箱体机构部分与安装法兰是一体的，机构输出轴与主轴为一根整轴，致使对机构进行维护与更换时极不方便。如：机构安装法兰漏油时需要将箱体总成部分的零件全部拆零才能维护。当需要更换机构时必须放部分变压器油才能操作。
4.中国专利局cn 22099032 y中公告了《一种分接开关操作机构》，其主要包括输入轴、输出轴、箱体盖、联接盘(安装法兰)，使操作力矩成倍减小，操作省力。但在使用过程中有如下问题：a.设置减速传动齿轮传动链，使输出操作力矩成倍增加，当无励磁分接开关本体力矩本身很小时使用该机构会导致换档时无操作手感，此时需要另外设计非省力的操作机构来满足小力矩开关的操作手感要求。b.联接盘(安装法兰)轴芯漏油时，需要拆除箱体机构内所有减速齿轮才能维护，给维护带来不便。维护后如果未按原来的方位复装减速齿轮，还会导致开关档位不正确而引起开关接触不可靠的重大事故。c.当需要更换机构时，需要将变压器中的变压器油放到联接盘(安装法兰)以下才能更换，导致现场维护工作量及费用成倍增加，质量风险增加。d.没有电气闭锁保护功能，当机构未操作到位时变压器合闸会引起开关接触不良的重大事故。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种操作可靠，通用性好的无励磁分接开关操动结构。
6.本实用新型所采用的技术方案为：一种无励磁分接开关操动结构，包括安装法兰、穿装在安装法兰上的主轴、与主轴上端相连的箱体机构，其特征在于：所述箱体机构包括箱体、安设在箱体内的驱动轴、显示轴，所述驱动轴包括输入轴和与输入轴同圆心设置的输出轴，所述输出轴与主轴相连，所述显示轴与输入轴或输出轴通过显示传动机构连接，在所述显示轴上设有档位显示标识。
7.按上述技术方案，所述显示传动机构包括安设在箱体内的显示传动轴、显示传动齿轮机构、显示槽轮拨叉机构，所述显示传动轴通过齿轮传动机构与输入轴或输出轴相连，显示传动轴通过显示槽轮拨叉机构与显示轴相连。
8.按上述技术方案，所述输入轴与输出轴相互套接，在箱体内还安设传动轴，所述传动轴通过第一传动机构和第二传动机构分别与输入轴和输出轴相连。
9.按上述技术方案，还设有定位装置，所述定位装置包括与输入轴相连的定位盘、安设在箱体上的弹性定位销，所述弹性定位销与定位盘上的定位槽相配置，换档时弹性定位销在弹簧压力作用下自动卡入定位槽，实现开关档位锁定。
10.按上述技术方案，还设有机械式电气闭锁保护装置，所述机械式电气闭锁保护装置包括与定位装置相配置的微动开关。
11.按上述技术方案，还设有远程档位显示系统，所述远程档位显示系统包括固定在箱体上的显示盘、与显示槽轮拨叉机构中显示槽轮固连的支持件，在显示盘上设有档位信号静触点及档位信号公共触点、以及插拔端子，显示盘上的触点信号点全部连接到插拔端子上，在支持件上对应档位信号静触点和档位信号公共触点分别对应有档位信号动触点。
12.按上述技术方案，还设有远程电气闭锁保护系统，所述电气闭锁保护系统包括在显示盘上设置的闭锁保护信号公共触点和闭锁保护信号静触点以及在支持件上设置的闭锁保护信号动触点，所述闭锁保护信号动触点与闭锁保护信号公共触点和闭锁保护信号静触点相对应设置。
13.按上述技术方案，所述档位信号静触点和闭锁信号静触点与档位数一一对应，并呈周向均匀分布，各触点夹角与显示槽轮分度角一致。
14.按上述技术方案，还设有机械式电气闭锁保护装置，所述机械式电气闭锁保护装置包括与定位装置相配置的微动开关。
15.按上述技术方案，所述输入轴与输出轴相连，为分体式设计或一体设置。。
16.按上述技术方案，所述安装法兰和箱体机构为分体式设计，箱体机构通过紧固件与安装法兰相连。
17.按上述技术方案，所述箱体包括所述固定在安装法兰上的底座、与底座相对设置并安设在底座上方的支撑板，所述底座和支撑板用于支撑相互平行的各轴，所述箱体上还配置有防雨罩，在防雨罩上设有档位观察窗口。
18.按上述技术方案，在箱体的侧面位于防雨罩的下方设有用于存放扳手的扳手固定装置。
19.按上述技术方案，在底座上设有二个信号线出线孔。
20.按上述技术方案，所述箱体为圆形或非圆形。
21.按上述技术方案，所述输入轴上设有扳手位。
22.本实用新型所取得的有益效果为：
23.1、本实用新型结构简单，使用可靠安全，显示传动机构内通过不同的齿轮配比，实现不论输入轴转多少度换一档的开关，显示轴上的档位字牌始终转一个固定的角度，使各类开关操作机构的显示系统统一，提高了生产效率、也便于质量控制，提高了本装置的通用性能。
24.2、通过设置远程档位显示系统，为后台控制室档位显示器提供电气档位显示信号，实现远程显示开关档位的功能；
25.3、通过设置电气闭锁保护系统，用于防止开关换档不到位时变压器合闸或开关换档时变压器不能合闸，确保开关在正常的工作位置时变压器才能运行，电气闭锁保护采用
显示盘和微动开关双回路保护，提高保护可靠性。
26.4、传动系统为开关换档提供动力，通过设置不同齿轮比，实现不同的输出角度(如输入轴转360
°
，输出轴分别转33
°
、42
°
、60
°
、360
°
、450
°
等)，能够满足各类开关的换档需求，实现省力传动。
27.5、箱体机构部分与安装法兰部分为分体式结构，便于安装法兰漏油维护及箱体机构整体更换。
28.6、箱体机构采用双出线孔，配两个电缆头，使远程档位显示信号线及电气闭锁保护信号线从两个电缆头分别出线，不会出现信号间相互干扰。
29.7、本实用新型聚传动、档位指示、远程档位显示、电气闭锁保护、定位为一体的模块化组合的通用型操作机构，将传动省力、档位显示和多种输入和输出角度的机构融合到一种箱体机构内，实现外形、安装尺寸统一，同时，可以根据实际工况可以选择不同的模块进行组合，通用型强。
附图说明
30.图1为本实用新型实施例1的外形主视图。
31.图2为图1的b
‑
b视图。
32.图3为本实用新型实施例1的主剖视图。
33.图4为本实用新型实施例提供的定位装置的主剖视图。
34.图5为本实用新型实施例提供的定位装置的俯视图(不带支撑板)。
35.图6为图5的c
‑
c视图(带支撑板)。
36.图7为本实用新型实施例2的主剖视图。
37.图8为本实用新型实施例3的主剖视图。
38.图9为本实用新型实施例3中显示盘的主视图。
39.图10为本实用新型实施例3中支持件的主剖视图。
40.图11为本实用新型实施例3中支持件的外视图。
41.图12为本实用新型实施例4的主剖视图。
42.图13为本实用新型实施例5的外形主视图。
43.图14为图13的a
‑
a视图。
44.图15为本实用新型实施例5的主剖视图。
45.图16为本实用新型实施例6的主剖视图。
46.图17为本实用新型实施例7的主剖视图。
47.图18为本实用新型实施例8的主剖视图。
具体实施方式
48.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
49.实施例1：
50.如图1
‑
3所示，本实施例提供了一种无励磁分接开关操动结构，包括安装法兰8、穿装在安装法兰8上的主轴7、与主轴7上端联接的箱体机构，所述箱体机构包括箱体、安设在箱体内的驱动轴、显示轴15，所述箱体包括通过螺栓6固定在安装法兰8上的底座3、与底座
相对设置并安设在底座上方的支撑板18，所述底座3和支撑板18用于支撑相互平行的各轴，所述箱体上还配置有防雨罩2，在防雨罩上设有档位观察窗口1。
51.所述驱动轴包括输入轴14和与输入轴同圆心设置的输出轴5，所述输出轴5与主轴7相连，所述显示轴15与输入轴或输出轴通过显示传动机构连接，在所述显示轴上设有档位显示标识。本实施例以输入轴14与输出轴5直接相连，为一整根轴，实现输入与输出为1∶1的机构(如输入60
°
、360
°
等，输出分别为60
°
、360度等)。显示轴15与输入轴14通过显示传动机构相连为例进行说明。为更好理解本实施例，下面以输入旋转60
°
输出转60
°
换一档为例，本实施例外形结构如图1、2所示(非圆形箱体机构)。
52.所述显示传动机构包括安设在箱体内的显示传动轴16、显示齿轮传动机构、显示槽轮拨叉机构，所述显示传动轴通过显示齿轮传动机构与输入轴或输出轴相连，显示传动轴通过显示槽轮拨叉机构与显示轴相连。具体的，如图所示，显示齿轮传动机构包括与输入轴14相连的显示齿轮29、套装在显示传动轴16上的显示齿轮拨叉30，所述显示槽轮拨叉机构包括显示齿轮拨叉30和安设在显示轴上的显示槽轮31，所示显示齿轮拨叉30将齿轮及拨叉设置为一体式结构，下方为与显示齿轮29相啮合的齿轮，上方为与显示槽轮31相配合的拨叉。
53.如图4
‑
6所示，本实施例还设有定位装置，定位装置用于锁定开关档位，所述定位装置包括与输入轴14相连的定位盘24、安设在箱体上的施力机构、与施力机构输出端相连接的偏心盘40、与偏心盘通过轴销41相连的定位销25，所述定位销安设位于在支撑板下方的支撑座的滑槽内，所述定位销25与定位盘上的定位槽44对应设置并能在施力机构的作用下进入或退出定位盘的定位槽44。所述定位槽44为方形定位槽，所述定位销与定位槽相配合的端头为方形端头。
54.本实施例中，所述施力机构包括安设在箱体上的定位把手20，所述定位把手20安设在支撑板18的上方，其通过穿装在支撑板上的转轴43与安设在支撑板下方的偏心盘40相连。
55.本实施例中还设有用于实现定位销进入或退出定位槽时对定位销限位的限位机构。所述限位机构可以用于对定位把手20的限位也可以用于对偏心盘的限位还可以用于对定位销的限位，本实施例以对定位销的限位进行说明。如图5所示，所述限位机构包括安设在箱体内弹性限位件和与弹性限位件相对设置并安设在定位销上的两个限位卡槽47，弹性限位件在定位销进入或退出定位槽的过程中从一个限位卡槽进入到另外一个限位卡槽。所述弹性限位件包括安设在箱体支撑板下方的支撑座48的安装槽45内的弹簧46以及与弹簧相连的钢球42，所述钢球42与限位卡槽47相对应设置。当需要换档位时，旋转定位把手20，定位把手20从定位槽44中退出，输入轴转动实现无励磁分接开关的换挡动作。由于定位销25与定位把手20通过偏心盘40连接，定位销25在退出的过程中沿支撑座48槽作直线运动，使得弹性限位件很容易从其中一个限位卡槽47(右侧限位卡槽)中退出，当定位销25完全退出后，弹性限位件进入到另外一个限位卡槽47(左侧限位卡槽)中实现定位销25的限位。当输入轴实现换挡动作后，回转定位把手20，定位销25重新卡入定位槽44中实现分接开关档位的定位，同时弹性限位件重新进入左边的限位卡槽47中，从而实现定位销25的限位。该定位装置具有强度高，定位可靠的优点。
56.本实施例中，所述操作机构采用分体式结构，由箱体机构和安装法兰两个部分组
合而成(即箱体机构与安装法兰为两个独立的部件)，通过螺栓6连接成整体。所述分体式结构使操作机构便于维护和更换。
57.安装法兰部分主要由主轴7和安装法兰8等组成，在变压器箱盖10上焊接有焊接法兰9，将安装法兰8通过螺栓固定在焊接法兰9上，安装法兰的主轴7下端与开关本体连接，为开关动触头换档提供动力。主轴7上端与箱体输出轴5连接，主轴7随输出轴5同步旋转。
58.其中，箱体机构采用统一外形和尺寸，实现安装在鼓形、筒形、笼形、鼠笼形、条形等各类开关的安装法兰上，提高操作机构的通用性。箱体机构的箱体可以为圆形或非圆形结构(此实施例采用圆形结构)。
59.输入轴14上部扁处用于与扳手19连接，扳手19给输入轴14提供动力。扳手在不用时固定在箱体侧面的弹簧卡(即扳手固定装置)中。
60.当需要为开关换档提供动力时，其工作过程为：用扳手旋转输入轴14，输入轴14旋转60
°
带动主轴7旋转60
°
(主轴7与开关本体相连，图中开关本体省略)，主轴7带动开关本体换档。同样，输入轴14旋转60
°
，带动显示齿轮29旋转，显示齿轮29带动显示齿轮拨叉30旋转360
°
，显示齿轮拨叉30拨动显示槽轮31旋转36
°
，显示槽轮31带动显示轴15旋转36
°
，显示轴15带动档位字牌13旋转36度，档位字牌13每隔36
°
设置一个档位数字，从支撑板18的观察孔观察开关档位数字。显示齿轮与显示齿轮拨叉之间通过不同的齿轮比匹配，实现输入轴14转360
°
、450
°
、42
°
、33
°
等角度时显示齿轮拨叉都只旋转一圈，显示槽轮和档位字牌始终转一个固定的角度，使各类开关操作机构的显示系统统一，提高了生产效率、也便于质量控制。与此同时，弹性定位销25在弹簧压力作用下自动卡入定位槽，实现开关档位锁定。通过支撑板18上的显示窗口即可知道所在的档位。
61.实施例2：
62.如图7所示，实施例2与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：还安设有电器闭锁保护系统。电气闭锁保护系统作用是防止开关换档不到位时变压器合闸或开关换档时变压器不能合闸，确保开关在正常的工作位置时变压器才能运行。本实施例的电器闭锁保护系统为与定位装置的定位销25配合的微动开关，当定位销25解锁(从定位槽抽出)时碰撞微动开关26动作，此时电路中nc打开，no导通。所述微动开关26的信号线串联到变压器的合闸回路、断路器，实现开关换档到位时变压器可以合闸、不到位时不能合闸的功能。
63.实施例3：
64.如图8所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：还设有带远程档位显示功能的操作机构。
65.具体的，为在操作机构内还设有远程档位显示系统，远程档位显示系统，为后台控制室档位显示器提供电气档位显示信号，实现远程显示开关档位的功能。如图9
‑
11所示，所述远程档位显示系统包括固定在支撑板18上的显示盘21、与显示槽轮31固连的支持件32，在显示盘21上设有档位信号静触点37、档位信号公共触点36、以及插拔端子33，所述档位信号静触点为多个，分接开关一般有三档、五档、七档、九档，本实施例以九档为例进行说明，即设有9个档位信号静触点，其间隔布设在档位信号公共触点36的外周，并对应与各档位信号端子相连，所述档位信号公共触点36为不闭合的弧形结构，其通过闭锁保护信号端子引出，所述显示盘上的触点信号点通过信号端子全部连接到插拔端子33上。
66.如图9，显示盘21上设置档位信号公共触点36和一一对应的档位信号静触点37(即
一个档位设置一个档位信号静触点)，相邻档位信号静触点之间的夹角与显示槽轮31分度角一致均为36
°
，档位信号动触点安装在支持件32内，档位信号动触点39为两个平行并串联的动触点结构，并与档位信号公共触点36和一一对应的档位信号静触点37分别抵接。支持件32刚性固定在显示槽轮31上并同步旋转。当显示槽轮旋转36
°
时，支持件32同步旋转36
°
，显示动触点从原档位旋转到相邻档位上，实现电气档位信号变换。显示盘上的触点信号全部连接到插拔端子33上，再通过信号线12连接到端子排11上，在箱体上设有电缆头4，电缆线从其中一个电缆头4中穿入与端子排11连接，电缆线的另一端与控制器的档位显示器连接(图中电缆线、档位显示器省略)，实现远程档位显示。远程档位显示系统的电气原理及说明见表1。显示盘21采用印刷电路板结构，具有体积小、接触可靠的优点。
67.表1
[0068][0069]
实施例4：
[0070]
如图12所示，本实施例与实施例3的结构基本相同，不同之处在于：还设有电气闭锁保护系统。
[0071]
电气闭锁保护系统作用是防止开关换档不到位时变压器合闸或开关换档时变压器不能合闸，确保开关在正常的工作位置时变压器才能运行。为提高可靠性，所述电气闭锁保护系统采用两路电气闭锁保护。其中一路设置在显示盘21上，与远程档位指示系统设置在一起并相互结合，此路电气闭锁保护系统包括在显示盘21上设置有保护信号公共触点35和一一对应的保护信号静触点34(即一个档位设置一个档位信号静触点)以及在支持件上设置的闭锁保护信号动触点38，所述闭锁保护信号公共触点35与档位信号公共触点36同圆心设置，同样为不闭合的的弧形结构，其通过闭锁保护信号端子引出，闭锁保护信号静触点34为九个，其均匀间隔布设在闭锁保护信号公共触点的内周，并呈串联设置，其通过闭锁信号端子引出。支持件32上设置有闭锁保护信号动触点38，闭锁保护信号动触点38为两个平行并串联的动触点结构，与保护信号公共触点35和保护信号静触点34相抵接。支持件32与显示槽轮31同步旋转，使保护信号触点实现通、断来进行闭锁保护，即支持件32到位时表1中的11与12号端子为接通状态，不到位时为断开状态。另一路电气闭锁保护系统为与定位装置的定位销25配合的微动开关，当定位销25解锁(从定位槽抽出)时碰撞微动开关26动作，此时表1中nc打开，no导通。当输入轴实现换挡动作后，定位销3重新卡入定位槽中实现分接开关档位的定位，手动复位微动开关7即可。
[0072]
本实施例中，底座上设置有两个信号线出线孔4，使远程档位显示信号和电气闭锁
保护信号线分别出线而不会出现相互信号干扰情况。将表1中的第一路电气闭锁保护系统保护端子11和12号与电缆线连接，第二路电气闭锁保护系统保护端子com与nc或no与电缆线连接，从另一个信号线电缆头4中穿出，串联到变压器的合闸回路、断路器，实现开关换档到位时变压器可以合闸、不到位时不能合闸的功能。
[0073]
当操作机构不需要远程显示和电气闭锁保护功能时或只需要其中一种功能时，只需要将上述远程显示系统和电气闭锁保护系统或其中一种功能的零部件不安装即可。
[0074]
实施例5：
[0075]
如图13、14、15所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：还传动系统，实现省力传动。所述传动系统包括在箱体内至少设置的一级齿轮传动机构，所述输入轴和输出轴通过齿轮传动机构相连，本实施例以为二级传动为例进行说明。如图所示，所述传动系统主要由输入轴14、一级传动齿轮22和23、二级传动齿轮27和28、传动轴17、输出轴5组成。即箱体底座3和支撑板18上设置了五根平行的轴5、14、15、16、17，其中输入轴14与输出轴5为套轴结构，输入轴14与传动轴17构成省力，输出换档力矩。输入轴14与轴15、16构成档位指示及远程档位显示转化。通过一级传动齿轮22与23，二级传动齿轮27与28两对齿轮的不同齿轮比匹配，实现不同的输出角度(如输入轴转360
°
，输出轴分别转33
°
、42、
°
60
°
、360
°
、450
°
等)，能够满足各类开关的换档需求。
[0076]
下面以输入轴旋转360
°
，输出轴转60
°
为例，传动结构原理：用扳手19旋转输入轴14，输入轴14旋转360
°
，带动一级主动齿轮22旋转，一级主动齿轮带动一级从动齿轮23旋转，传动轴17与一级从动齿轮23刚性连接同步旋转，带动二级主动齿轮27旋转，二级主动齿轮带动二级从动齿轮28旋转，二级从动齿轮28带动输出轴5旋转60
°
，输出轴5带动主轴7旋转60
°
，主轴7带动开关本体换档(主轴7与开关本体相连，图中开关本体省略)。二级从动齿轮28可以设计成不完全齿轮结构，使机构具备极限位置机械限位功能。
[0077]
本实施例中，箱体机构采用统一外形和尺寸，实现安装在鼓形、筒形、笼形、鼠笼形、条形等各类开关的安装法兰上，提高操作机构的通用性。箱体机构的箱体可以为圆形或非圆形结构(此实施例采用圆形结构)。
[0078]
实施例6：
[0079]
如图16所示，本实施例与实施例5的结构基本相同，不同之处在于：还安设有电气闭锁保护系统。电气闭锁保护系统的结构与实施例2中的电气闭锁保护系统，即和定位装置配置微动开关26结构，在此不一一赘述。。
[0080]
实施例7：
[0081]
如图17所示，本实施例与实施例6的结构基本相同，不同之处在于：还有带远程档位显示系统，远程档位显示系统的结构和实施例3中的远程档位显示系统相同，在此不一一赘述。
[0082]
实施例8：
[0083]
如图18所示，本实施例与实施例6的结构基本相同，不同之处在于：即带远程显示档位显示系统还设有电气闭锁保护系统，远程档位显示系统的结构和实施例3中的远程档位显示系统相同，电气闭锁保护系统和实施例4中的电气闭锁保护系统结构相同，在此不一一赘述。