旋转触头电弧实验装置的制作方法

本发明属于旋转触头电弧实验装置，尤其涉及一种试验在分合闸时触头的旋转对电弧的影响的实验装置。

背景技术：

近年来配电系统发展迅速，交直流开关作为电力设备中的关键器件成为研究热点，交直流接触器目前已应用于军事和国民经济中（如航天飞机和电动汽车），是不可缺少的基本元件之一。目前已有的电弧实验装置只是做灭弧介质、气体压力、开断速度及磁场等因素的对比实验，都不能做触头旋转对电弧影响的实验。在电弧研究领域缺少动作中触头旋转对电弧影响的实验依据。因此,设计一套在动作时触头可按需求旋转，操作简单的电弧实验装置是十分必要的。

技术实现要素：

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种旋转触头电弧实验装置，其解决了接触器电弧研究领域现有的电弧研究装置不能研究触头旋转对电弧影响的问题，本发明旋转触头电弧实验装置动触头可按需求调整旋转角度、触头可更换、开断速度可调、超程大小可调、电弧形状及实验数据易于观测，为电弧理论研究提供了可试验触头旋转对电弧的影响的可靠有效且操作方便的小型化实验装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括操动机构及灭弧室总成；其特征在于，所述操动机构操动灭弧室总成中的动触头做直线运动和转动。

作为本发明的一种优选方案，还包括所述底座；所述操动结构及灭弧室均设置于底座上。

作为本发明的另一种优选方案，还包括接线排，所述接线排均通过绝缘支架与底座刚性连接；接线排上留有方便接主回路导线和传感器导线的孔位。

作为本发明的一种优选方案，所述的操动机构包括动触头总成、摆臂总成、导向座二总成、气缸座、设置于底座上的直线导轨座及导向座一总成。

所述底座上设置有直线导轨座，一直线导轨设置于直线导轨座上、与直线导轨座刚性连接；所述直线导轨上依次安装有导向座一总成、导向座二总成；两者与直线导轨滑动相连，导向座一总成与导向座二总成通过超程簧相连；所述气缸座设置于底座上、直线导轨座的一侧，且与直线导轨座刚性连接；该气缸座上安装有操动气缸；操动气缸的气缸轴穿过气缸座施加作用力于导向座二总成；超程簧只能被压缩不可被拉伸。

所述导向座一总成与摆臂总成及动触头总成相连，该摆臂总成通过一摆臂转轴支撑于底座上；所述摆臂总成与动触头总成相连；该动触头总成的动触头通过带座直线轴承与灭弧室总成相连。

操动气缸施加作用力于导向座二总成，导向座二总成通过超程簧施加作用力于导向座一总成，导向座二总成及导向座一总成均于直线滑轨上滑动；导向座一总成滑动带动摆臂总成及动触头总成动作，实现灭弧室总成内的动触头的直线运动与转动运动。

作为本发明的另一种优选方案，所述的操动机构还包括设置于底座上的位移传感器、设置于气缸座上的开距限位螺栓；所述开距限位螺栓穿过气缸座、与气缸座螺纹相连，所述开距限位螺栓一端穿出气缸座且与气缸轴平行，调节开距限位螺栓起到对导向座二总成的限位作用，导向座二总成沿导轨滑动时，碰到开距限位螺栓穿出气缸座的端头则被迫停止限位。开距限位螺栓穿过气缸座、与气缸座通过螺纹连接，调节超程限位螺栓旋入深度即可调节开距；所述位移传感器的位移传感器轴与导向座一总成相连，测量导向座一沿导轨移动距离。

作为本发明的另一种优选方案，所述带座直线轴承与灭弧室总成通过法兰相连，该带座直线轴承上设置有角度指示激光，所述角度指示激光与带座直线轴承刚性连接且其激光方向平行于动触头轴线方向。

作为本发明的另一种优选方案，所述导向座二总成包括导向座二、滑块；所述导向座二与滑块固定相连；所述滑块可于直线导轨上前后滑动、与直线导轨滑动连接。

作为本发明的另一种优选方案，所述导向座一总成包括导向座一及滑块；所述滑块设置于导向座一上、与导向座固定连接；所述滑块可于直线导轨上前后滑动、与直线导轨滑动连接；所述导向座一一侧固连有用于固定位移传感器轴的位移传感器轴固定件。所述位移传感器轴与位移传感器轴固定件刚性连接。

作为本发明的另一种优选方案，所述灭弧室总成包括前端盖、支撑柱及后端盖；所述支撑柱设置于前端盖、后端盖间、与两者可拆卸式连接，整体构成一壳状结构；该壳状结构外部通过绝缘支脚立于底座上，绝缘支脚与底座刚性相连；所述壳状结构一侧可拆卸式连接有带座直线轴承，一定触头与动触头于壳状结构内相对而设，所述定触头一端伸出前端盖，所述动触头一端通过带座直线轴承支撑、依次伸出后端盖及带座直线轴承；所述动触头及定触头的接触端部均设置有可更换触头，可更换触头和与之相连的动触头或定触头通过螺纹连接。

作为本发明的另一种优选方案，所述动触头总成包括球头杆及角度刻度盘；所述动触头穿出带座直线轴承的一端穿过所述角度刻度盘，所述动触头穿出角度刻度盘的一端开设有一方槽，一连接销穿过该方槽；所述动触头上、角度刻度盘与方槽间沿长度方向设置有两个球头杆，两球头杆间留有间距，两球头杆上端的球头间留有安装位一，两球头杆下端的两球头间留有安装位二。

作为本发明的另一种优选方案，所述摆臂总成包括输入摆臂、输出摆臂一、输出摆臂二、摆臂轴套；所述输入摆臂与输出摆臂间通过摆臂转轴相连，一输入摆臂端被所述摆臂转轴穿过，所述输入摆臂的另一端设置有条形孔；所述摆臂总成可绕摆臂转轴转动。

作为本发明的另一种优选方案，当需要动触头正转时，一双球头连杆一一端球头与动触头总成的安装位一通过连接销铰接，另一端球头与摆臂总成的输出摆臂一刚性连接；当需要动触头反转时，双球头连杆一一端球头与动触头总成的安装位二通过连接销铰接，另一端球头与摆臂总成的输出摆臂二刚性连接。

一双球头连杆二一端球头与导向座二总成刚性连接，另一端球头通过螺丝与输入摆臂上的条形孔与输入摆臂刚性连接；调整其在输入摆臂条形孔中的位置即可调节动触头旋转角度。

一双球头连杆三一端球头与动触头总成通过连接销铰接，另一端球头与导向座一固定连接；且双球头连杆三长度可调。

作为本发明的另一种优选方案，合闸时，操动气缸外推带动导向座二总成、超程簧、导向座一总成、位移传感器轴、双球头连杆三、动触头总成直线运动；同时导向座一总成通过双球头连杆二带动摆臂总成绕摆摆臂转轴旋转，摆臂总成通过双球头连杆一带动动触头总成绕动触头轴线旋转；当两可更换触头接触后，动触头停止运动，操动气缸带动导向座二总成继续运动，压缩超程簧使两可更换触头贴合紧密。

分闸时，操动气缸带动导向座二总成运动，超程簧伸长，超程簧伸到最长后带动导向座一总成，位移传感器轴，双球头连杆三，动触头总成直线运动，两可更换触头分离；同时导向座一总成通过双球头连杆二带动摆臂总成绕摆臂轴旋转，摆臂总成通过双球头连杆一带动动触头总成绕动触头轴线旋转，导向座二总成与开距限位螺栓接触后，所有部件停止运动、调节双球头连杆三长度即可调整超程大小。

与现有技术相比本发明有益效果。

本发明旋转触头电弧实验装置实现了实验过程中触头旋转角度可调、触头可更换、开断速度可调、电弧形状及实验数据易于检测，为电弧理论研究过程中计算结果及分析的校验及桥式直流接触器的设计研究提供了可靠有效且操作方便的小型化实验装置。可以满足旋转触头电弧实验所需要的各种试验条件,试验效率高、结果精确并已与检测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明操动机构结构示意图。

图3是本发明动触头总成结构示意图。

图4是本发明摆臂总成结构示意图。

图5是本发明导向座一总成结构示意图。

图6是本发明导向座二总成结构示意图。

图7是本发明灭弧室总成结构示意图。

图中，1为电弧实验装置、2为绝缘支架、3为接线排、4为灭弧室总成、5为操动机构、6为底座、7为动触头总成、8为直线轴承、9为直线轴承座、10为角度指示激光、11为双球头连杆一、12为摆臂总成、13为摆臂转轴、14为双球头连杆二、15为超程簧、16为导向座二总成、17为气缸轴、18为操动气缸、19为开距限位螺栓、20为气缸座、21为位移传感器、22为直线导轨座、23为直线导轨、24为位移传感器轴、25为导向座一总成、26为双球头连杆三、27为动触头、28为安装位一、29为连接销、31为安装位二、32为球头杆、33为角度刻度盘、34为输出摆臂二、35为输出摆臂一、36为摆臂轴套、37为条形孔、38为输入摆臂、39为位移传感器轴固定件、40为导向座一、41为滑块、42为导向座二、43为绝缘支脚、44为定触头、46为前端盖、47为支撑柱、48为可更换触头、49为后端盖。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明包括操动机构5及灭弧室总成4；所述操动机构5操动灭弧室总成4中的动触头做直线运动和转动。动触头总成7可沿动触头27轴线方向直线运动和转动。

优选地，还包括所述底座6；所述操动结构及灭弧室总成4均设置于底座6上。

优选地，还包括接线排3，所述接线排3均通过绝缘支架2与底座6刚性连接；接线排3上留有方便接主回路导线和传感器导线的孔位。

优选地，所述的操动机构5包括动触头总成7、摆臂总成12、导向座二总成16、气缸座20、设置于底座6上的直线导轨座22及导向座一总成25。

所述底座6上设置有直线导轨座22，一直线导轨23设置于直线导轨座22上、与直线导轨座23刚性连接；所述直线导轨22上依次安装有导向座一总成25、导向座二总成16；两者与直线导轨23滑动相连，导向座一总成25与导向座二总成16通过超程簧15相连；超程簧15的一端与导向座一总成25相连，超程簧15的另一端与导向座二总成16相连；所述气缸座20设置于底座上、直线导轨座22的一侧，且与直线导轨座22刚性连接；该气缸座20上安装有操动气缸18；操动气缸18的气缸轴17穿过气缸座20施加作用力于导向座二总成16；（且超程簧15只能被压缩不可被拉伸）。

所述导向座一总成25与摆臂总成12及动触头总成7相连，该摆臂总成12通过一摆臂转轴13支撑于底座6上；所述摆臂总成12与动触头总成7相连；该动触头总成7的动触头27通过带座直线轴承与灭弧室总成4相连；所述带座直线轴承包括直线轴承座9及位于直线轴承座上9的直线轴承8。

操动气缸18施加作用力于导向座二总成16，导向座二总成16通过超程簧15施加作用力于导向座一总成25，导向座二总成16及导向座一总成25均于直线滑轨23上滑动；导向座一总成25滑动带动摆臂总成12及动触头总成7动作，实现灭弧室总成4内的动触头27的直线运动与转动运动。

优选地，所述的操动机构5还包括设置于底座6上的位移传感器21（电子尺）、设置于气缸座20上的开距限位螺栓19；所述开距限位螺栓19穿过气缸座20、与气缸座20螺纹相连，所述开距限位螺栓19一端穿出气缸座20且与气缸轴17平行，调节开距限位螺栓19起到对导向座二总成16的限位作用，导向座二总成16沿导轨滑动时，碰到开距限位螺栓19穿出气缸座20的端头则被迫停止限位。（开距限位螺栓19穿过气缸座、与气缸座20通过螺纹连接，调节开距限位螺栓19旋入深度即可调节开距；）所述位移传感器21的位移传感器轴24与导向座一总成25相连，测量导向座一40沿导轨移动距离。

优选地，所述带座直线轴承与灭弧室总成4通过法兰相连，该带座直线轴承上设置有角度指示激光10，所述角度指示激光10与带座直线轴承刚性连接且其激光方向平行于动触头27轴线方向。

优选地，所述导向座二总成16包括导向座二42、滑块41；所述导向座二42与滑块41固定相连；所述滑块41可于直线导轨23上前后滑动、与直线导轨23滑动连接。

优选地，所述导向座一总成25包括导向座一40及滑块41；所述滑块设置于导向座一40上、与导向座固定连接；所述滑块41可于直线导轨23上前后滑动、与直线导轨23滑动连接；所述导向座一40一侧固连有用于固定位移传感器轴24的位移传感器轴固定件39。

优选地，所述灭弧室总成4包括前端盖46、支撑柱47及后端盖49；所述支撑柱47设置于前端盖46、后端盖49间、与两者可拆卸式连接，整体构成一壳状结构；该壳状结构外部通过绝缘支脚43立于底座上，绝缘支脚43与底座6刚性相连；所述壳状结构一侧可拆卸式连接有带座直线轴承，一定触头44与动触头27于壳状结构内相对而设，所述定触头44一端伸出前端盖46，所述动触头27一端通过带座直线轴承支撑、依次伸出后端盖及带座直线轴承；所述动触头27及定触头44的接触端部均设置有可更换触头48，可更换触头48和与之相连的动触头27或定触头44通过螺纹连接。（动触头27可沿其轴线直线运动和绕其轴线转动）。

优选地，所述动触头总成7包括球头杆32及角度刻度盘33；所述动触头27穿出带座直线轴承的一端穿过所述角度刻度盘33，（动触头转动，角度刻度盘不动；）所述动触头27穿出角度刻度盘33的一端开设有一方槽，一连接销29穿过该方槽；所述动触头27上、角度刻度盘33与方槽间沿长度方向设置有两个球头杆32，两球头杆32间留有间距，两球头杆32上端的球头间留有安装位一28，两球头杆下端的两球头间留有安装位二31。

优选地，所述摆臂总成12包括输入摆臂38、输出摆臂一35、输出摆臂二34、摆臂轴套36；所述输入摆臂与输出摆臂间通过摆臂转轴13相连，一输入摆臂38端被所述摆臂转轴穿过，所述输入摆臂38与输出摆臂间设置有摆臂轴套36，该摆臂轴套36套接在摆臂转轴13上。所述输入摆臂38的另一端设置有条形孔37；所述摆臂总成12可绕摆臂转轴13转动。

优选地，当需要动触头27正转时，一双球头连杆一11一端球头与动触头总成的安装位一28通过连接销29铰接，另一端球头与摆臂总成的输出摆臂一35刚性连接；当需要动触头27反转时，双球头连杆一11一端球头与动触头总成的安装位二31通过连接销29铰接，另一端球头与摆臂总成的输出摆臂二34刚性连接。

一双球头连杆二14一端球头与导向座二总成16刚性连接，另一端球头通过螺丝与输入摆臂38上的条形孔37与输入摆臂38刚性连接；调整其在输入摆臂条形孔37中的位置即可调节动触头27旋转角度。

一双球头连杆三26一端球头与动触头总成7通过连接销29铰接，另一端球头与导向座一40固定连接；且双球头连杆三26长度可调。

优选地，合闸时，操动气缸18外推带动导向座二总成16、超程簧15、导向座一总成25、位移传感器轴24、双球头连杆三26、动触头总成7直线运动；同时导向座一总成25通过双球头连杆二14带动摆臂总成12绕摆摆臂转轴13旋转，摆臂总成12通过双球头连杆一11带动动触头总成7绕动触头27轴线旋转；当两可更换触头48接触后，动触头27停止运动，操动气缸19带动导向座二总成16继续运动，压缩超程簧15使两可更换触头48贴合紧密。

分闸时，操动气缸18带动导向座二总成16运动，超程簧15伸长，超程簧15伸到最长后带动导向座一总成25，位移传感器轴24，双球头连杆三26，动触头总成7直线运动，两可更换触头48分离；同时导向座一总成25通过双球头连杆二14带动摆臂总成12绕摆臂轴13旋转，摆臂总成12通过双球头连杆一11带动动触头总成7绕动触头27轴线旋转，导向座二总成16与开距限位螺栓19接触后，所有部件停止运动、调节双球头连杆三26长度即可调整超程大小。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。