用于断路器的三相机械联动装置及断路器的制作方法

本申请涉及断路器领域，具体地，涉及一种用于断路器的三相机械联动装置以及断路器。

背景技术：

对于252kvgis断路器的传动装置来说，目前大多采用的是三相独立操动机构，常见的三相联动方式有电气联动方式、液压联动方式和机械联动方式等。其中，电气联动方式和液压联动方式由于不能提供更高的分合闸同期性，并且具有断路器非全相操作的隐患，而存在一定的局限性。

特别地，电气联动方式在每相灭弧室中都配置有一驱动机构，并且通过二次回路利用电气信号来控制三相同时开合。然而，这种电气联动方式在控制三相开合的过程中，由于每相机构的操作功及其二次控制元器件的反应时间存在差异，导致三相分合闸同期性不高。

在实际应用中，对于用来保护变压器的高压断路器，需要其在任何情况下都能够保持三相同时动作，即三相联动。机械联动方式能够改善这些问题，为此，国家电网以及国家能源管理均要求252kv高压断路器应采用三相机械联动式结构，并且机械联动方式已经代替电气联动方式越来越多地应用于252kv断路器。

但是，当前采用的机械联动结构大多结构复杂、零件繁多，这显著增加了设备的装配成本以及维护成本。

因此，需要一种能够可靠地实现三相同时联动并且结构简单的三相机械联动结构。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种用于断路器的三相机械联动装置，旨在解决现有技术中三相不能机械联动以及联动装置结构复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于断路器的三相机械联动装置，所述用于断路器的三相机械联动装置包括输入连杆部、联动致动部、a相断路器输入轴、b相断路器输入轴以及c相断路器输入轴，所述a相断路器输入轴、所述b相断路器输入轴以及所述c相断路器输入轴分别通过各自的第一端连接至所述断路器的三相内部结构；其中，所述联动致动部包括：a相传动杆，具有a相传动杆第一端和用于与所述a相断路器输入轴的第二端连接的a相传动杆第二端；b相传动杆，具有b相传动杆第一端和用于与所述b相断路器输入轴的第二端连接的b相传动杆第二端；c相传动杆，具有c相传动杆第一端和用于与所述c相断路器输入轴的第二端连接的c相传动杆第二端；ab相连杆，连接在所述a相传动杆第一端与所述b相传动杆第一端之间；以及bc相连杆，连接在所述b相传动杆第一端与所述c相传动杆第一端之间，其中，所述输入连杆部的第一端通过第一连接件与一外部驱动机构的驱动轴上的输出拐臂枢接，所述输入连杆部与所述输出拐臂能围绕由所述第一连接件所限定的第一旋转轴线相对于彼此枢转，所述输入连杆部的第二端通过第二连接件与所述a相传动杆、所述b相传动杆以及所述c相传动杆中的一个传动杆枢接，所述输入连杆部与所述一个传动杆能围绕由所述第二连接件所限定的第二旋转轴线相对于彼此枢转，并且其中所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线彼此呈90度布置，以使得所述输入连杆部和所述一个传动杆与所述输出拐臂形成空间四连杆机构。

通过设置包括输入连杆部和联动致动部的三相机械联动结构，实现了断路器的三相的同时开合。该三相机械联动结构采用空间四连杆机构进行运动传递以实现三相同时开合，这使得零部件减少、结构得到简化，同时降低了成本以及装配复杂性。

进一步地，所述a相传动杆、所述ab相连杆以及所述b相传动杆形成第一平行四连杆机构，并且所述b相传动杆、所述bc相连杆以及所述c相传动杆形成第二平行四连杆机构，其中，通过所述外部驱动机构的所述输出拐臂致动所述输入连杆部和所述一个传动杆运动，进而使得所述一个传动杆的运动带动所述ab相连杆、所述bc相连杆以及其他两个传动杆旋转联动，三个传动杆的联动分别传递到连接至所述断路器的三相内部结构的所述a相断路器输入轴、所述b相断路器输入轴以及所述c相断路器输入轴，从而实现所述断路器的三相的同时闭合或断开。

将联动致动部实现为两个平行四连杆机构，能够更好更有效地传递来自空间四连杆机构的运动，这进一步简化了结构并使得结构紧凑。

进一步地，所述输入连杆部包括第一接头、输入连杆体以及第二接头，所述输入连杆体设置于所述第一接头与所述第二接头之间，所述第一接头与所述输入连杆体之间以及所述输入连杆体与所述第二接头之间均通过螺纹连接方式连接，使得所述输入连杆部的长度能通过所述第一接头与所述输入连杆体朝向彼此或远离彼此旋拧和/或通过所述输入连杆体与所述第二接头朝向彼此或远离彼此旋拧来调节。

将第一接头、输入连杆体以及第二接头之间设置为通过螺纹连接方式来连接，使得能够实现对断路器的超程的调节，并且三个部件之间具有两个螺纹连接部，这使得能够更加灵活地对超程进行调节。

进一步地，所述a相传动杆具有第一臂和第二臂，所述第一臂的一端为所述a相传动杆第一端，所述第一臂的另一端为所述a相传动杆第二端，其中所述a相传动杆第二端为所述第一臂与所述第二臂的公共端，并且所述第二臂还具有a相传动杆第三端，所述输入连杆部的第二端枢接在所述a相传动杆第三端。

a相传动杆能够通过其三个端部分别连接到ab相连杆、a相断路器输入轴以及输入连杆部，其承担着向联动致动部以及a相断路器两者同时传动来自空间四连杆机构的运动的功能，这使得结构具有高度的集成度，且使得结构紧凑、节省空间。

进一步地，所述ab相连杆和所述bc相连杆形成为一体。

将ab相连杆和bc相连杆形成为一体，能够更可靠地实现来自空间四连杆机构的运动的传递，并且进一步有效地实现两个平行四连杆机构的联动。

进一步地，所述第一连接件和所述第二连接件均为关节轴承。

关节轴承为能够有效地实现部件之间的相互枢转运动的常见零件，其容易获得，且成本低、效果好。

进一步地，所述用于断路器的三相机械联动装置还包括第一圆柱销、第二圆柱销以及第三圆柱销，所述a相传动杆与所述ab相连杆通过所述第一圆柱销彼此连接并能相对于彼此旋转，所述ab相连杆、所述b相传动杆以及所述bc相连杆通过所述第二圆柱销彼此连接且所述b相传动杆能分别相对于所述ab相连杆和所述bc相连杆旋转，并且所述bc相连杆与所述c相传动杆通过所述第三圆柱销彼此连接并能相对于彼此旋转。

圆柱销可实现各部件之间的可靠连接，且成本低廉。

进一步地，所述用于断路器的三相机械联动装置还包括第一花键、第二花键以及第三花键，所述a相传动杆与所述a相断路器输入轴通过所述第一花键彼此连接以使得所述a相传动杆的运动引起所述a相断路器输入轴的相应运动，所述b相传动杆与所述b相断路器输入轴通过所述第二花键彼此连接以使得所述b相传动杆的运动引起所述b相断路器输入轴的相应运动，并且所述c相传动杆与所述c相断路器输入轴通过所述第三花键彼此连接以使得所述c相传动杆的运动引起所述c相断路器输入轴的相应运动。

通过将三相传动杆与三相断路器输入轴之间通过花键连接，可有效地将平行四连杆机构的运动传递到断路器内部，并进而实现断路器的开合。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种断路器，所述断路器包括断路器本体、驱动机构以及上述用于断路器的三相机械联动装置，其中，所述用于断路器的三相机械联动装置设置于所述断路器本体与所述驱动机构之间。

由于该断路器包括上述的三相机械联动结构，因此能够同时实现断路器的三相的开合，并且该断路器的结构简化、装配简单、成本降低。

进一步地，所述驱动机构为弹簧操动机构。

弹簧操动机构为联动设备中常用的驱动机构，三相采用作为驱动机构的一个弹簧操动机构来致动，可进一步实现结构的简化。

应用本申请的技术方案，通过采用空间四连杆形式的空间传动运动链来传递运动，能够可靠地实现运动的传递以及三相的同时动作，同时由于采用空间运动传递方式，使得零部件减少，装配简单，结构得到简化，这进一步降低了成本及维护复杂性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的断路器的侧视图；

图2示出了根据本申请的断路器的立体图；

图3示出了根据本申请的用于断路器的三相机械联动装置的侧视图；以及

图4示出了根据本申请的用于断路器的三相机械联动装置的顶视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

三相机械联动结构10、断路器本体20、弹簧操动机构30；

输出拐臂11、第一接头12、输入连杆体13、第二接头14、第一连接件15、第二连接件16；

a相传动杆21、b相传动杆22、c相传动杆23、ab相连杆24、bc相连杆25；

a相断路器输入轴31、b相断路器输入轴32、c相断路器输入轴33

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于断路器的三相机械联动装置，所述用于断路器的三相机械联动装置包括输入连杆部、联动致动部、a相断路器输入轴、b相断路器输入轴以及c相断路器输入轴，所述a相断路器输入轴、所述b相断路器输入轴以及所述c相断路器输入轴分别通过各自的第一端连接至所述断路器的三相内部结构；其中，所述联动致动部包括：a相传动杆，具有a相传动杆第一端和用于与所述a相断路器输入轴的第二端连接的a相传动杆第二端；b相传动杆，具有b相传动杆第一端和用于与所述b相断路器输入轴的第二端连接的b相传动杆第二端；c相传动杆，具有c相传动杆第一端和用于与所述c相断路器输入轴的第二端连接的c相传动杆第二端；ab相连杆，连接在所述a相传动杆第一端与所述b相传动杆第一端之间；以及bc相连杆，连接在所述b相传动杆第一端与所述c相传动杆第一端之间，其中，所述输入连杆部的第一端通过第一连接件与一外部驱动机构的驱动轴上的输出拐臂枢接，所述输入连杆部与所述输出拐臂能围绕由所述第一连接件所限定的第一旋转轴线相对于彼此枢转，所述输入连杆部的第二端通过第二连接件与所述a相传动杆、所述b相传动杆以及所述c相传动杆中的一个传动杆枢接，所述输入连杆部与所述一个传动杆能围绕由所述第二连接件所限定的第二旋转轴线相对于彼此枢转，并且其中所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线彼此呈90度布置，以使得所述输入连杆部和所述一个传动杆与所述输出拐臂形成空间四连杆机构。

图1示出了根据本申请的断路器的侧视图；图2示出了根据本申请的断路器的立体图；图3示出了根据本申请的用于断路器的三相机械联动装置的侧视图；以及图4示出了根据本申请的用于断路器的三相机械联动装置的顶视图。

根据本申请的实施方式，如图1和2所示，断路器总体上包括三相机械联动装置10、断路器本体20以及弹簧操动机构30，其中三相机械联动装置10设置在断路器本体20与弹簧操动机构30之间。在使用中，该弹簧操动机构30可作为驱动机构，用来驱动三相机械联动装置10的各个部件实现联动，这些部件的联动运动可进一步通过内部传动杆件传递到分别连接至断路器本体20的三相灭弧室内部的三个绝缘拉杆，最终通过三个绝缘拉杆分别拉动三相灭弧室中的一侧触头平移以与另一侧触头脱离或接触，而实现断路器的三相的同时断开或闭合。

参考图3和图4，其分别示出了三相机械联动装置10的侧视图和顶视图。该三相机械联动装置10可包括输入连杆部和联动致动部，其中该输入连杆部可进一步包括第一接头12、输入连杆体13以及第二接头14，并且该联动致动部可进一步包括a相传动杆21、b相传动杆22、c相传动杆23、ab相连杆24以及bc相连杆25。

如图4所示，输入连杆部的第一端，即第一接头12的一端可通过第一连接件15连接至弹簧操动机构30的输出轴上的输出拐臂11，并且输入连杆部的第二端，即第二接头14的一端可通过第二连接件16连接至联动致动部的a相传动杆21。当然，在不超出本申请的范围的情况下，第二接头14也可与联动致动部的其他相传动杆连接。其中，输入连杆部和输出拐臂11可分别绕由第一连接件15限定的第一旋转轴线相对于彼此枢转，同样，输入连杆部和a相传动杆21也可分别绕由第二连接件16限定的第二旋转轴线相对于彼此进行枢转。对比图3和图4可知，所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线彼此呈90度异面布置。因此，在本申请的实施方式中，可通过输出拐臂11、输入连杆部以及a相传动杆21并结合连接在它们之间的固定部件(未示出，例如固定不动的机架)形成空间四连杆机构。优选地，第一连接件15和第二连接件16可为关节轴承，在不超出本申请的范围的情况下，其也可以为能够实现输入连杆部与输出拐臂11和a相传动杆21的枢接的其他类型的连接件。

在联动致动部中，ab相连杆24可连接在a相传动杆21的第一端与b相传动杆22的第一端之间，并且bc相连杆25可连接在b相传动杆22的第一端与c相传动杆23的第一端之间。此外，a相传动杆21的第二端可连接至三相机械联动装置10的a相断路器输入轴31的第二端，b相传动杆22的第二端可连接至三相机械联动装置10的b相断路器输入轴32的第二端，并且c相传动杆23的第二端可连接至三相机械联动装置10的c相断路器输入轴33的第二端，其中a相断路器输入轴、b相断路器输入轴以及c相断路器输入轴均通过各自的第一端通向并连接断路器的三相内部结构和零件。

特别地，a相传动杆21与ab相连杆24之间、ab相连杆24、b相传动杆22与bc相连杆25之间以及bc相连杆25与c相传动杆23之间均通过圆柱销连接并可通过圆柱销实现彼此之间的相对旋转。当然，在不超出本申请的范围的情况下，也可以采用其他能够实现各部件枢接的其他连接件形式。此外，优选地，a相传动杆21与a相断路器输入轴31之间、b相传动杆22与b相断路器输入轴32之间以及c相传动杆23与c相断路器输入轴33之间均可通过花键进行连接，以使得三个传动杆的运动对应地引起三相断路器输入轴的相应运动，从而精确地实现运动的传递。

由此，在本申请的实施方式中，可通过a相传动杆21、ab相连杆24以及b相传动杆22并结合连接在它们之间的固定部件(未示出，例如固定不动的机架)形成第一平行四连杆机构，并且通过b相传动杆22、bc相连杆25以及c相传动杆23并结合连接在它们之间的固定部件(未示出，例如固定不动的机架)形成第二平行四连杆机构。特别地，ab相连杆24和bc相连杆25可以是分离的部件，或者可以形成为一体，但优选地，ab相连杆24和bc相连杆25在运动传递过程中始终处于一直线上而没有相对转动。

再次参考图4，如上所述，a相传动杆21的第一端可与ab相连杆24连接，第二端可与a相断路器输入轴31连接，此外，该a相传动杆21还具有第三端，并且通过该第三端与输入连杆部的第二接头14枢转地连接。其中，a相传动杆21的第一端和第二端之间形成第一臂，第二端和第三端之间形成第二臂，即，第二端为第一臂与第二臂的公共端，第一臂与第二臂之间可形成一角度。

另外，从图3和图4中可以看出，输入连杆部的输入连杆体13可设置于第一接头12与第二接头14之间，并且在本申请的实施方式中，第一接头12、输入连杆体13以及第二接头14始终处于一直线上。第一接头12与输入连杆体13之间可通过螺纹连接方式连接，同样，输入连杆体13与第二接头14之间也可通过螺纹连接方式进行连接，这使得输入连杆部的长度可以通过使第一接头12与输入连杆体13朝向彼此或远离彼此旋拧来调节，同样，输入连杆部的长度还可通过使输入连杆体13和第二接头14朝向彼此或远离彼此旋拧来调节，从而可实现对断路器的超程的适当调节，以使其符合要求。

下面将描述根据本申请的实施方式的三相机械联动结构的操作。

在操作时，可通过作为驱动机构的弹簧操动机构进行致动，该弹簧操动机构的输出轴上的输出拐臂11进而带动输入连杆部以及a相传动杆21运动，从而实现空间四连杆机构在空间中的运动。空间四连杆机构的运动进一步传递到第一平行四连杆机构和第二平行四连杆机构，引起第一平行四连杆机构和第二平行四连杆机构的联动。具体地，a相传动杆21的运动传递到处于同一平面的ab相连杆24，从而引起b相传动杆22、bc相连杆25以及c相传动杆23的旋转联动。第一平行四连杆机构和第二平行四连杆机构的联动通过三相的输入轴同时传递到内部结构和零件，即，三相输入轴的运动可进一步通过内部传动杆件传递到分别连接至三相灭弧室内部的三个绝缘拉杆，三个绝缘拉杆同时拉动其对应的灭弧室中的一侧触头平移以与另一侧触头脱离或接触，从而实现断路器的三相的同时断开或闭合。

应用本申请的技术方案，通过采用空间四连杆形式的空间传动运动链来传递运动，能够可靠地实现运动的传递以及三相的同时动作，同时由于采用空间运动传递方式，使得零部件减少，装配简单，结构得到简化，这进一步降低了成本及维护复杂性。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。