开关电器三位置操作装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型专利公开了一种开关电器三位置操作装置，用于高压组合电器隔离接地开关合闸、分闸、接地工作位置的操动。它通过单电机的正反转，带动齿轮副/蜗杆蜗轮副/槽轮机构/输出齿轮至输出轴,实现三位置间歇操作。在合闸、分闸、接地位置用驱动销与槽轮的槽啮合，锁定动触头位置，利用槽轮轴上链轮驱动链条带动辅助开关槽轮机构及齿轮传动，实现隔离辅助开关/接地辅助开关按程序动作。该操作装置消除了机构间隙、零件误差、受力变形和磨损造成的三位置动触头的误差，特别是合到分和地到分位置，同时使隔离/接地开关的辅助开关分开运动，便于控制回路设计。本实用新型结构简单，三位置及转角精准，稳定，安全可靠，经济效益好。
【专利说明】
开关电器三位置操作装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及开关电器电动操动机构领域，特别是高压组合电器隔离接地开关合闸、分闸、接地三位置电动操作装置。
【背景技术】
[0002]高压组合电器向智能化、模块化、小型化、高可靠、免维护、实时状态检测、快速维护方向发展，要求将传统分立式隔离/接地开关二合为一，形成只有一个动触头、一个动力源的三位置操作装置，剔除带接地线合闸/带电挂接地线的可能性。
[0003]但由于连接间隙、加工装配累积误差、受力变形及零件磨损，使得动触头合闸、分闸、接地位置不准确，严重影响开关的绝缘强度、温升和动热稳定，特别是在合到分和接地到分位置不重合，出现较大的负误差、不稳定，在分闸位置动触头浮动较大。
[0004]国内外现有三位置开关操作装置:有的采用双电机、双丝杠/双蜗杆机构，槽轮机构传动，两个动力源，不符合二合一的原则，且分闸位置动触头浮动；有的采用单电机/齿轮/槽轮机构传动;有的单电机/圆柱凸轮/齿轮传动;有的单电机/齿轮/平面凸轮传动。在分闸位置都会产生负的较大且不稳定角度误差，不能消除系统惯性对输出角度及位置的影响，不能补偿动触头由于间隙、受力变形、加工装配累积误差、磨损造成缺陷，难以到达理想位置，批量生产工艺性差。
【实用新型内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本实用新型的目的就是要克服上述缺点，旨在提供一种开关电器三位置操作装置。
[0007](二)技术方案
[0008]为达到上述目的，本实用新型的开关电器三位置操作装置，包括机箱组件、驱动装置、电气控制保护装置、手电连锁装置，其特征是:
[0009]机箱组件由四周箱体与底板焊为一体后用搭扣与箱盖连接，工业矩形连接器、通风窗、手把、手动操作活门、状态指示一、状态指示二、手动操作孔、手动旋转操作方向标志、手动操作要点标识以及选择开关手柄孔操作说明布置于箱体四周；
[0010]驱动装置是电机依次驱动齿轮一、齿轮二、蜗杆、蜗轮;蜗轮上的驱动销一、驱动销二带动槽轮，槽轮通过大齿轮、小齿轮带动输出轴转动，实现合闸、分闸、接地开关三位置操作;槽轮轴通过链轮一、链轮二、链轮三、链条驱动辅助开关驱动轴、侧面指示轴、正面指示轴、定位盘、驱动盘、驱动滚子、异形齿轮一、异形齿轮二)、齿轮三、齿轮四、接地互锁凸轮、隔离分控制凸轮、接地分控制凸轮、隔离互锁凸轮、隔离合控制凸轮、隔离分控制凸轮、接地合控制凸轮、接地分控制凸轮；
[0011]手电连锁装置包括连锁支架、手动孔锁板、复位簧、手电连锁凸轮、拉簧固定板、手电连锁行程开关。
[0012]根据权利要求1所述开关电器三位置操作装置，其特征是蜗轮上连接有、限位滚子，在合闸、分闸、接地三位置用驱动销一、驱动销二与槽轮中的槽啮合锁定，蜗轮上限位滚子与掣子一、掣子二接触，限制到位后手动操作。
[0013]进一步，所述开关电器三位置操作装置，其特征是手动连锁支架用下面4个角联接于底板，侧面有手动孔锁板，在复位簧作用下紧靠手电连锁凸轮，在手动连锁支架上装置有手电连锁行程开关;转动手电连锁凸轮90°，可以遮住或打开手动操作孔及手电连锁行程开关的状态切换，实现手电连锁功能。
[0014]进一步，所述开关电器三位置操作装置，其特征是侧面有状态指示一、状态指示二，手动操作活门、选择开关手柄孔操作说明、手把、通风窗、搭扣、手动旋转方向标志及、手动操作要点标识，在后面有工业矩形连接器，用于二次回路进出线。
[0015]进一步，所述开关电器三位置操作装置，其特征是隔离合到分闸KMl控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK2、CK8，和在接地到分闸KM2控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK3、CK9;以使该三位置操作装置从隔离“合”到“分”位置或从“接地”到“分”位置运动时能及时切断电机的电源，确保电机停止转动。
[0016](三)有益效果
[0017]与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点:实现单电机操作三位置开关，在合闸、分闸、接地位置机械锁定，无位置浮动缺陷，符合单动触头/单动力源的二合一原则，输出轴在分闸正反转位置为正的角度差，可以补偿动触头由于连接间隙、累积误差、变形、磨损造成的位置偏差，达到理想状态，利用槽轮机构消除系统惯性对输出角度和位置的影响，隔离/接地辅助开关为独立的二位置开关，方便与传统二次控制回路无缝对接，采用凸轮控制器进行电气位置控制，简单、准确、可靠，五防连锁齐全、简单、可靠，操作维护方便。
【附图说明】
[0018]图1.1为本实用新型的开关电器三位置操作装置的整体结构示意图；
[0019]图1.2为本实用新型开关电器三位置操作装置的图1.1A-A向示意图；
[0020]图2.1、2.2、2.3、2.4分别为本实用新型开关电器三位置操作装置的槽轮处于接地状态、分闸状态、合闸状态、分闸状态的结构示意图；
[0021]图3.1为本实用新型开关电器三位置操作装置的电动操作位置示意图；
[0022]图3.2为本实用新型开关电器三位置操作装置的手动操作位置示意图；
[0023]图4.1为本实用新型开关电器三位置操作装置的隔离接地辅助开关驱动示意图；
[0024]图4.2为本实用新型开关电器三位置操作装置的隔离接地辅助开关安装示意图；
[0025]图5.1为双重串联的电气控制保护原理图。
[0026]图中(a)机箱组件，(b)驱动装置，(C)电气控制保护装置，(d)手电连锁装置，(I)热过载保护继电器，(2)工业矩形连接器，(3)四周箱体，(4)底板，(5)金属膜电阻，(6)温湿度控制器，(7)紧固杆，(8)隔离辅助开关，(9)接地互锁行程开关，(10)第一隔离分行程开关，
(11)接地互锁凸轮，(12)隔离分控制凸轮，(13)状态指示一、(61)状态指示二(14)侧面指示轴，(15)链轮二，(16)辅助开关驱动轴，(17)小伞齿轮，(18)大伞齿轮，(19)接地分控制凸轮，(20)隔离互锁凸轮，(21)第一接地分行程开关，(22)隔离互锁行程开关，(23)接地辅助开关，(24)链轮一，(25)第二隔离分行程开关(26)隔离合行程开关，(27)隔离分控制凸轮，
(28)隔离合控制凸轮，(29)轴，(30)大伞齿轮一，(31)小伞齿轮一，(32)支架，(33)正面指示轴，(34)接地合控制凸轮，(35)接地分控制凸轮，(36)第二接地分行程开关，(37)接地合行程开关，(38)链条，(39)紧固杆一、(40)紧固杆二，(41)手动操作轴，(42)手电连锁支架，(43)加热器，(44)齿轮一、(45)齿轮二，(46)蜗杆，(47)大齿轮，(48)小齿轮，(49)输出轴，(50)电机，(51)手把，(52)上夹板，(53)接触器，(54)紧固杆三，(55)通风窗，(56)搭扣，(57)手动旋转方向标志，(58)手动操作活门，(59)手动操作要点标识，(60)选择开关手柄孔操作说明，(62)驱动销一，(63)槽轮轴，(64)槽轮，(65)驱动销二，(66)蜗轮轴，(67)限位滚子，(68)掣子一、(69)掣子二，(70)手动孔锁板(71)复位簧，(72)拉簧固定板，(73)手电连锁行程开关，(74)手电连锁凸轮，(75)手动操作孔，(76)辅助开关固定板，(77)齿轮三，(78)异形齿轮一，(79)驱动定位盘，(80)异形齿轮二，(81)齿轮四，(82)驱动盘，(83)驱动滚子，(84)蜗轮，(85)箱盖，(86)链轮三。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0028]如图1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、2.4、3.1、3.2、4.1、4.2、5.1所示，四周箱体3与底板4焊接为一体后用搭扣56与箱盖85连接，箱体四周布置有工业矩形连接器2、通风窗55、手把51、状态指示一 13、状态指示二 61、手动操作活门58、手动旋转方向标志57、手动操作要点标识59、选择开关手柄孔操作说明60。
[0029]热过载保护继电器1、金属膜电阻5、温湿度控制器6、加热器43、接触器53用螺钉固定在底板4上，电机50连接于安装弯板后用螺钉固定在底板4上，电机输出轴上连接有齿轮二 45，蜗杆46装于支架两端后连接在底板4上，蜗杆前端连接有齿轮一 44，蜗轮84槽轮64在底板4和上夹板52之间，底板4与上夹板52用紧固杆三54、紧固杆7、紧固杆一39、紧固杆二40连接，在槽轮轴63上连接大齿轮47，在输出轴49上连接有小齿轮48，在紧固杆一 39、紧固杆二 40上套有掣子一 68、掣子二 69。
[0030]隔离辅助开关8、接地辅助开关23、辅助开关驱动轴16的支架用螺钉连接在辅助开关固定板76上，各轴上连接齿轮三77、齿轮四81、异形齿轮一 78、异形齿轮二 80、驱动盘82，组成部件后固定在底板4上，链轮三86、链轮二 15、链轮一 24用链条38连接起来，侧面指示轴16与轴14之间用大伞齿轮18、小伞齿轮17连接，侧面指示轴14上套有接地互锁凸轮11、隔离分控制凸轮12、接地分控制凸轮19、隔离互锁凸轮20，旁边安装行程开关接地互锁行程开关
9、第一隔尚分行程开关10、第一接地分行程开关21、隔尚互锁行程开关22，轴29与正面指不轴33用大伞齿轮一 30、小伞齿轮一 31连接，在33上套有隔离合控制凸轮28、隔离分控制凸轮27、接地合控制凸轮34、接地分控制凸轮35，前端面连接正面指示状态指示二61，凸轮旁对应安装有第二隔尚分行程开关25、隔尚合行程开关26、第二接地分行程开关36、接地合行程开关3 7。
[0031]手电连锁支架42连接有手动孔锁板70、手电连锁行程开关73、复位簧71、拉簧固定板73，在它的下面有4个脚，用螺钉固定在底板4上，侧面指示轴连接有指示球状态指示一13，正面指示轴33上连接有正面指示球状态指示二 61。
[0032]所有的电器元件按二次控制保护原理和安装接线图的要求连接在一起，实现三位置开关的程序动作和检测、保护。
[0033]电器开关三位置操作装置的动作原理。
[0034]如图2.1、2.2所示，槽轮轴63逆时针为接地开关合闸，顺时针为接地开关分闸；如图2.3、2.4所示，63轴顺时针转为隔离开关合闸，逆时针转为隔离开关分闸。
[0035]隔离开关合、分闸操作
[0036]合闸操作:
[0037]电动合闸操作:如图2.2、2.3、2.4所示，操作装置处于分闸状态，驱动销一62、驱动销二65锁定分闸位置。按下控制回路隔离开关合闸按钮，电机(50)带电转动，驱动齿轮一44、齿轮二 (45、蜗杆46、蜗轮84转动，蜗轮组件上的驱动销二 65与槽轮64中槽啮合，使64顺时针转动，槽轮轴63上大齿轮47带动小齿轮48、输出轴49向合闸方向运动，至图2.3，到达合闸位置；同时槽轮轴63上的链轮三86带动链条38驱动链轮二 15、辅助开关驱动轴16、小伞齿轮17、大伞齿轮18、侧面指示轴14、接地互锁凸轮11、隔离分控制凸轮12、接地分控制凸轮19、隔离互锁凸轮20转动，到位切换接地互锁行程开关9、第一隔离分行程开关10、第一接地分行程开关21、隔离互锁行程开关22，电机断电；16带动驱动盘82，驱动滚子83进入异形齿轮一 78内使其转动，同时带动齿轮三77，使与之连接的隔离辅助开关8完成分到合的状态切换;侧面指示轴14带动侧面状态指示一 13转动至显示合闸状态;链条38带动链轮一 24、大伞齿轮一 30、小伞齿轮一 31、正面指示轴33、正面状态指示二 61、隔离合控制凸轮28、隔离分控制凸轮27、接地合控制凸轮34、接地分控制凸轮35运动，到合闸位置，凸轮38作用行程开关26动作，切断电机电源，正面指示球状态指示二61从分闸转换合闸。手动合闸操作:打开手动操作活门58，依据选择开关手动操作孔操作说明60，插入手动操作手柄，转动至图3.2状态，手电连锁行程开关73切换，切断电气回路电源，露出手动操作孔75，拔出手柄插入75内，按手动方向旋转标志57要求，顺时针转动，使输出轴向合闸方向运动，当蜗轮组件上限位滚子67与掣子二 69、掣子一 68接触，手柄转不动，手动合闸完成，拔出手柄，操作选择开关至电动操作状态，盖上活门，用蝶形螺母固定好。
[0038]电手动分闸操作:它与以上顺序相反，不再赘述。
[0039]接地开关合、分闸操作
[0040]电动合闸操作:如图2.1、2.2、图2.4所示。操作装置处于分闸状态，用驱动销一62、驱动销二 65锁定。按下控制回路接地合闸按钮，电机50带电转动，带动蜗轮组件上的驱动销一62与槽轮64中的槽啮合，使64逆时针带动输出轴向接地开关合闸方向运动，至图2.1位置为合闸，传动系统带动接地辅助开关，正侧面指示完成从分闸到合闸状态转换。侧面指示轴14、正面指示轴33带动接地分控制凸轮19、隔离互锁凸轮20、接地合控制凸轮34切换隔离互锁行程开关22、第一接地分行程开关21、第二接地分行程开关36、第二接地合行程开关37)，使电机断电，停止运动，电动接地合闸操作完成。
[0041]接地开关手动合闸操作:如图2.2、2.4、3.1所示，操作装置处于接地分、手动操作状态;打开手动操作活门58，插入手柄，按选择开关操作提示60转动至图3.2位置，连锁行程开关73切断二次回路电源，露出手动操作孔75，拔出手柄插入75，按手动旋转方向标志57提示，逆时针转动，带动输出轴使开关动触头向接地开关合闸方向运动，当限位滚子67与掣子一 (68)、掣子二 69接触，手柄转不动，至接地合闸状态。拔出手柄，插入选择开关操作孔，转动至电动操作状态，拔出手柄，盖上活门，用蝶形螺母备紧，接地开关手动合闸操作完成。
[0042]电手动分闸操作:它与以上顺序相反，不再赘述。
[0043]双重串联的电气控制保护原理图5所示，在隔离合到分闸KMl控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK2、CK8，或在接地到分闸KM2控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK3、CK9。特征是在三位置操作装置从隔离“合”位置向隔离“分”位置运动时，在电机50的控制线上装设有第一隔离分行程开关10、隔离分控制凸轮12和第二隔离分行程开关25、隔离分控制凸轮27二组重复的、串联的，分别装在二根不同转轴上的电源通断装置。在三位置操作装置从“接地”向“分”位置运动时，在电机50的控制线上装设有第一接地分行程开关21、接地分控制凸轮19和第二接地分行程开关36、接地分控制凸轮35 二组重复的、串联的，分别装在二根不同转轴上的电源通断装置。以使该三位置操作装置从隔离“合”到“分”位置或从“接地”到“分”位置运动时能及时、完全、绝对地切断电机50的电源，确保电机50停止转动，从根本上杜绝在分闸位置的越位现象。综上所述，上述实施方式并非是本实用新型的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本实用新型的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本实用新型的技术范畴。
【主权项】
1.一种开关电器三位置操作装置，包括机箱组件(a)、驱动装置(b)、电气控制保护装置(C)、手电连锁装置(d)，其特征是: 机箱组件(a)由四周箱体(3)与底板(4)焊为一体后用搭扣(56)与箱盖(85)连接，工业矩形连接器(2)、通风窗(55)、手把(51)、手动操作活门(58)、状态指示一(13)、状态指示二(61)、手动操作孔(75)、手动旋转操作方向标志(57)、手动操作要点标识(59)以及选择开关手柄孔操作说明(60)布置于箱体(3)四周； 驱动装置(b)是电机(50)依次驱动齿轮一 (44)、齿轮二 (45)、蜗杆(46)、蜗轮(84);蜗轮(84)上的驱动销一 (62)、驱动销二 (65)带动槽轮(64)，槽轮(64)通过大齿轮(47)、小齿轮(48)带动输出轴(49)转动，实现合闸、分闸、接地开关三位置操作;槽轮轴(63)通过链轮一(24)、链轮二(15)、链轮三(86)、链条(38)驱动辅助开关驱动轴(16)、侧面指示轴(14)、正面指示轴(33)、定位盘(79)、驱动盘(82)、驱动滚子(83)、异形齿轮一 (78)、异形齿轮二 (80)、齿轮三(77)、齿轮四(81)、接地互锁凸轮(11)、隔离分控制凸轮(12)、接地分控制凸轮(19)、隔离互锁凸轮(20)、隔离合控制凸轮(28)、隔离分控制凸轮(27)、接地合控制凸轮(34)、接地分控制凸轮(35); 手电连锁装置(d)包括连锁支架(42)、手动孔锁板(70)、复位簧(71)、手电连锁凸轮(74)、拉簧固定板(72)、手电连锁行程开关(73)。2.根据权利要求1所述开关电器三位置操作装置，其特征是蜗轮(84)上连接有、限位滚子(67 )，在合闸、分闸、接地三位置用驱动销一 (62 )、驱动销二 (65)与槽轮(64)中的槽啮合锁定，蜗轮(84)上限位滚子(67)与掣子一(68)、掣子二(69)接触，限制到位后手动操作。3.根据权利要求1所述开关电器三位置操作装置，其特征是手动连锁支架(42)用下面4个角联接于底板(4)，侧面有手动孔锁板，在复位簧(71)作用下紧靠手电连锁凸轮(74)，在手动连锁支架(42)上装置有手电连锁行程开关(73);转动手电连锁凸轮(74)90°，可以遮住或打开手动操作孔(75)及手电连锁行程开关(73)的状态切换，实现手电连锁功能。4.根据权利要求1所述开关电器三位置操作装置，其特征是侧面有状态指示一(13)、状态指示二(61)，手动操作活门(58)、选择开关手柄孔操作说明(60)、手把(51)、通风窗(55)、搭扣(56)、手动旋转方向标志(57)及、手动操作要点标识(59)，在后面有工业矩形连接器(2)，用于二次回路进出线。5.根据权利要求1所述开关电器三位置操作装置，其特征是隔离合到分闸KMl控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK2、CK8，和在接地到分闸KM2控制回路，串联两个在不同轴凸轮使其动作的行程开关CK3、CK9;以使该三位置操作装置从隔离“合”到“分”位置或从“接地”到“分”位置运动时能及时切断电机(50)的电源，确保电机(50)停止转动。
【文档编号】H01H31/10GK205666148SQ201620207899
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】叶立滨, 周友东, 王蒲全
【申请人】宁波兴邦电器有限公司