一种电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置的制作方法

本实用新型涉及一种机械操作机构，尤其涉及一种用于负荷开关进行高压断路、通路的弹簧操动机构中传递外部操作的手动分闸壁锁装置。

背景技术：

随着国民经济的不断发展，电网结构和负荷特性日益繁复，为了保护设备和人身安全，对供电安全性、可靠性提出了更高的要求。负荷开关（又称之为高压真空断路器），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；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器是3-10kv，50hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所。它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。当装置发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路。

常用负荷开关中的核心构件便是弹簧操动机构，从动作要求而言需要具备电机驱动和手动驱动两种操作可能，一方面电机驱动更适合操作自动化及远程控制，而且电机驱动的输出扭矩较大，动作稳定性强，往往作为此类操作机构的主驱动模式；另一方面，当电网发生意外需要设备维护时，此时电极驱动很可能失电而无法运作，为此手动驱动作为备用方式，提供了操作机构离源动作的可行性。

而现有手动分闸壁锁装置考虑到人力输出扭矩的限制，在可操作性和分合闸状态稳定性方面始终无法取得平衡。一部分现有此类设备追求更强的稳定性以保障安全性，但忽略了相关作业人员的操作能力；而另一部分则提供了宽裕的操作力度范围，但设备容易发生意外合闸，造成机构设备损坏及重大的安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在提出一种电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，优化手动操作力度范围和分合闸状态稳定性的兼顾与适配。

本实用新型实现上述目的的技术解决方案是，一种电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，具有装接于外壳的转轴、装接于转轴外端的手柄、装接于转轴内端的分合操作轴，以及装接于主机侧壁板的壁锁和微动开关，其特征在于：所述壁锁由基板、锁芯翻板、联动轴板、侧压张力弹簧构成，其中联动轴板销接定位于基板靠外侧的第一点位且朝侧向由近及远一体成型有定位撑板和臂板，所述臂板设有线性槽孔，所述锁芯翻板成型为钝角状块体且弯折处销接定位于基板靠内侧的第二点位，锁芯翻板的外向端部与线性槽孔铆接固定，锁芯翻板的内向端部设有对应分合操作轴一个分闸触杆相容的u形槽，所述侧压张力弹簧套接于臂板上且一端抵靠定位撑板、另一端通过抵靠一个套接于臂板上的活动撑板定位于锁芯翻板的外向端部；

待分闸状态下，分闸触杆伸入开口朝下的u形槽，壁锁成型为两个点位连线为底边、铆接处为顶角的三角形，且外向端部与微动开关的触点压板隔空分离；分闸触杆随动于手柄逆时针转动并带动锁芯翻板顺时针转动，外向端部通过抵靠活动撑板压缩侧压张力弹簧，使铆接处越过两个点位的连线、随侧压张力弹簧复位切换为三角形的底角，在侧压张力弹簧复位的张力和铆接处相对线性槽孔的行程终点限位下锁芯翻板止转定位，且外向端部压靠触点压板并传动按压触点。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，进一步地，所述锁芯翻板的外向端部设为与活动撑板相切滑动的弧面。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，更进一步地，所述活动撑板的外端面与外向端部的接触范围互相设为粗糙面。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，进一步地，所述分合操作轴含有分闸推杆，所述主机侧壁板表面设有包含分闸导臂、第一限位杆和第一复位弹簧的分闸单元，分闸导臂受所绕接的第一复位弹簧所驱呈竖立朝上状压靠于第一限位杆，分闸推杆随动于手柄逆时针转动并推动分闸导臂侧向翻转操作分闸，且第一复位弹簧积聚复位力；分闸推杆随动于手柄顺时针转动，分闸导臂受驱于第一复位弹簧释放的复位力翻转恢复为压靠第一限位杆。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，更进一步地，所述分闸导臂与第一限位杆之间设有压靠降噪的橡胶垫。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，进一步地，所述外壳的内壁设有对应手柄水平定位的第二限位杆和用于限位分合操作轴分闸操作转动幅度的第三限位杆，所述转轴及分合操作轴上套接有限位扭簧，且限位扭簧的延伸触臂随动于手柄转动交替压靠在第二限位杆、第三限位杆上。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，进一步地，所述微动开关一体固接于基板相对联动轴板及侧压张力弹簧下侧的位置，且触点压板水平悬置于外向端部的移动轨迹中，外向端部的行程最低点对应触点被传动按压。

上述电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，进一步地，所述铆接处及线性槽孔内涂设有润滑油。

应用本实用新型的手动分闸壁锁装置，具备突出的实质性特点和显著的进步性：通过对壁锁结构优化改进，增加了手柄操作传动的触杆在行迹过程中的节奏性阻力和施力操控性，并当完成分闸操作后触杆得以实现被三角形闭环受力的锁芯翻板高强度限位，有利于保持分闸状态的稳定性；同时在分闸向合闸的切换过程中设置手柄水平定位的过渡结构，能够有效防止意外合闸的情况发生。

附图说明

图1是本实用新型手动分闸壁锁装置一优选实施例的总装立体结构示意图。

图2是图1所示实施例在分闸操作行程起始位的壁锁状态示意图。

图3是图1所示实施例在分闸操作行程中的壁锁状态示意图。

图4是图1所示实施例在分闸操作行程终止位的壁锁状态示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握，从而对本实用新型的保护范围做出更为清晰的界定。

本实用新型设计者针对现有弹簧操动机构在可操作性和分合闸状态稳定性两方面难以兼顾，且主机对手动分闸操控位置发生改变、需要重新设计的契机，仰赖于长期机具设计经验，创新提出了一种电力弹簧操冻机构的手动分闸壁锁装置。该装置有利于提升手动分闸操作的辨识度和可操作性，同时防止意外合闸。

结合图1至图4所示优选实施例的总装立体结构示意图及其分闸操作全过程的若干状态示意图，从概述的结构特征来看，该一种电力弹簧操动机构的手动分闸壁锁装置，具有装接于外壳的转轴6、装接于转轴外端的手柄（未图示，现有此类机构常规部件）、装接于转轴内端的分合操作轴5，以及装接于主机侧壁板11的分闸单元4、壁锁2和微动开关3。作为本装置的核心设计，该壁锁2由基板21、锁芯翻板22、联动轴板23、侧压张力弹簧24构成，其中联动轴板23销接定位于基板21靠外侧的第一点位a且朝侧向由近及远一体成型有定位撑板231和臂板232，该臂板232还设有厚度向贯通的线性槽孔2321，该锁芯翻板22成型为钝角状块体且弯折处销接定位于基板21靠内侧的第二点位b，锁芯翻板22的外向端部221与线性槽孔2321铆接固定，锁芯翻板22的内向端部设有对应分合操作轴5一个分闸触杆51相容的u形槽222，该侧压张力弹簧24套接于臂板232上且一端抵靠定位撑板231、另一端通过抵靠一个套接于臂板232上的活动撑板233定位于锁芯翻板的外向端部221。而微动开关3一体固接于基板21相对联动轴板23及侧压张力弹簧24下侧的位置，且触点压板31水平悬置于外向端部221的移动轨迹中，外向端部221的行程最低点对应触点32被传动按压。待分闸状态下，分闸触杆51伸入开口朝下的u形槽221，壁锁成型为两个点位a、b连线为底边、铆接处c为顶角的三角形，且该状态下外向端部221与微动开关3的触点压板31隔空分离；而分闸触杆51随动于手柄逆时针转动并带动锁芯翻板22顺时针转动，外向端部221通过抵靠活动撑板233压缩侧压张力弹簧24，使铆接处c越过两个点位a、b的连线、随侧压张力弹簧24复位切换为三角形的底角，在侧压张力弹簧24复位的张力和铆接处c相对线性槽孔2321的行程终点限位下锁芯翻板22止转定位，且外向端部221压靠触点压板31并传动按压触点32。

为便于直观理解以上概述方案，参考图2至图4所示详细说明如下：上述分合操作轴5具有分闸触杆51、分闸推杆52、合闸触杆及匹配各触杆、推杆定位分布的异形盘面（图中虚线所示，未标识），且与手柄同轴同步转动。通常情况下，顺时针转动手柄进行合闸操作、而逆时针转动手柄进行分闸操作；为防止分闸后意外翻转进入合闸造成危机性事故，还需要对手柄在水平位置进行定位，为合闸操作提供一定强度的初始行程限制。如图2所示的分闸操作行程起始位的状态示意图可见，锁芯翻板22、联动轴板23、侧压张力弹簧24三者构成了一个基础的力学平衡结构。其中锁芯翻板被销接定位于第二点位b，联动轴板被销接定位于第一点位a，因此无论两者如何转动，其a、b连线的长度及位置保持不变。而侧压张力弹簧持续保持在压缩态，具有通过活动撑板朝向锁芯翻板外向端部的推力。但与此同时，由于锁芯翻板与线性槽孔铆接固定，其中铆杆可以在线性槽孔中有限行程范围内滑动。基于线性槽孔的有限长度，图示状态下铆杆被定位于行程终点，故而铆杆的限位力与前述推力相平衡，形成图示中三角形abc的力学平衡结构，锁芯翻板在无其它外力作用下将保持稳定位置。

本实用新型该装置主要针对分闸操作环节，故省略合闸操作部分的详细图示及说明。在图2所示状态下，当电力工作人员操作逆时针转动手柄后，其中分闸触杆将随动于手柄逆时针转动，则同步带动锁芯翻板绕第二点位顺时针转动，其外向端部（或铆接处c）缓缓向下移动。该过程中由于顶角接近底边，侧压张力弹簧被进一步压缩蓄力并变短，而铆杆也对应地在线性槽孔中朝向第一点位a滑动，直至铆接处c与两个点位实现三点共线从而达到侧压张力弹簧的最大压缩量。随着分闸触杆的进一步转动，铆接处c将越过a、b连线，则侧压张力弹簧得以释放蓄力，此时该侧压张力弹簧的推力将与操作手柄的外部施力将形成为共同驱动锁芯翻板顺时针转动的合力，由此分闸力矩顺势陡增并完成整个机构的分闸。随着侧压张力弹簧释放蓄力，活动撑板带动外向端部及铆接处c远离a点移动，当铆杆再次到达线性槽孔的一端（即行程终点）时，将形成图4所示铆接处c在下为底角的三角形力学平衡结构。基于相同原理，当该机构处于分闸状态时如需恢复手柄平衡或进行合闸操作时，都需要较大的外部施力打破该三角形力学平衡结构；因此分闸状态稳定性显著提高，能彻底杜绝意外合闸。

并且，整个分闸操作过程中，当锁芯翻板位于图2、图3所示位置时，其外向端部221与微动开关的触点压板31相隔空且隔空距离较大，因此微动开关将不被触发；而当锁芯翻板继续转动到达图4所示位置时，其外向端部221将压靠在触点压板31上，并过量下压进而按压触点32，微动开关向上位系统反馈分闸完成信号。

特别地，从上述壁锁各部分构件的活动性来看，其中铆接处的铆杆在线性槽孔中非但线性滑动，还兼具小角度范围的滚动；而外向端部与活动撑板的对接处也存在较强压力下的滑动摩擦力。为了减低该壁锁运行过程中的噪音，该壁锁可选在铆接处及线性槽孔内涂设有润滑油，以保障活动的灵活性、侧压力传递精度；而锁芯翻板的外向端部设为与活动撑板相切滑动的弧面，两者的接触范围还进一步可选互相设为光滑面或粗糙面。

图示优选实施例进一步细化及优化的特征还包括：在前述分合操作轴5含有分闸推杆52的基础上，该主机侧壁板11表面设有包含分闸导臂41、第一限位杆42和第一复位弹簧43的分闸单元4。分闸导臂41受所绕接的第一复位弹簧43所驱呈竖立朝上状压靠于第一限位杆42上，由此实现该分闸单元在无外力触发或整机晃动情况下保持稳定状态。在分闸操作过程中，当分闸推杆52随动于手柄逆时针转动并推动分闸导臂41侧向翻转操作分闸，且第一复位弹簧43一端包裹于分闸导臂随动、另一端则靠接在第一限位杆42积聚复位力，从图2至图4中第一幅为弹簧43的开合状态可见。反之，当分闸推杆52随动于手柄顺时针转动时，分闸导臂41将受驱于第一复位弹簧43释放的复位力翻转恢复为压靠第一限位杆42。与此同时，考虑分闸导臂在手柄恢复水平过程中出现急速复位、与第一限位杆发生剧烈冲撞的可能性，为降低设备操作的噪音，该两者之间可以设有压靠降噪的橡胶垫。从具体实施来看，可以在分闸导臂的一侧粘贴该橡胶垫，也可以采用在第一限位杆上套接橡胶套管、包胶缠绕等。

除前述手柄恢复水平位置的定位结构外，本实用新型还提供了进一步完善的保障结构设计。具体地，其外壳的内壁设有对应手柄水平定位的第二限位杆71和用于限位分合操作轴分闸操作转动幅度的第三限位杆72。相应地，转轴6及分合操作轴5上套接有限位扭簧8，且限位扭簧的延伸触臂81随动于手柄转动交替压靠在第二限位杆71、第三限位杆72上。由此，当手柄恢复水平位置后，如需进行合闸操作则需要进一步顺时针转动手柄，此时还需要克服限位扭簧的延伸触臂81对第二限位轴71的钳位力，增加了防范合闸的保险性。

综上关于本实用新型手动分闸壁锁装置的方案介绍及实施例详述可见，本方案具备突出的实质性特点和显著的进步性：该装置通过对壁锁结构优化改进，增加了手柄操作传动的触杆在行迹过程中的节奏性阻力和施力操控性，并当完成分闸操作后触杆得以实现被三角形闭环受力的锁芯翻板高强度限位，有利于保持分闸状态的稳定性；同时在分闸向合闸的切换过程中设置手柄水平定位的过渡结构，能够有效防止意外合闸的情况发生。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。