专利名称：宜于频繁投切的高压真空开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气元件，特别是用于高压电气设备的控制和保护、可频繁投切的高压真空开关，属开关技术领域。
背景技术：
高压真空开关是供配电系统中重要的开关设备，作用是接通或切断高压电路，对其基本要求是熄弧能力强及具有快速切断的能力。现有的高压真空开关(包括高压真空断路器和高压真空接触器)作为变配电所的控制和保护开关，在需要频繁操作的重要负荷方面存在着诸多方面的不足，如高压真空断路器虽可靠性较高但不适用于频繁操作、使用寿命低，其电寿命和机械寿命只有10000次，且须机构长期处于储能状态。高压真空接触器频繁操作性能好，寿命长，但工作时需要电磁线圈长期通电工作，这样既浪费能源，可靠性又差，一旦失电接触器会产生误动作。另外，它的触头开距小，用在开合电容器组时极容易发生重燃、击穿现象并造成电网谐振。目前通用的高压真空断路器和真空接触器的操动装置多采用连杆机构，由于此种机构运动误差大及惯性力不好平衡，因而影响到传动精度，且磨损严重、不适于高速传动、噪音大。上述不足之处使得高压真空开关难以满足其高可靠性、高安全性、和长寿命的综合性能要求。
发明内容
本实用新型用于克服已有技术的缺陷而提供一种适于频繁操作、动作灵活可靠、传动效率高、使用寿命长的宜于频繁投切的高压真空开关。
本实用新型所称问题是以下技术方案解决的一种宜于频繁投切的高压真空开关，构成中包括真空灭弧室、操动装置和基架，其中操动装置由动力部分和传动部分组成，其特别之处是所述动力部分由齿轮齿条、槽轮机构、凸轮机构和主动弹簧组成，所述齿条连接动力部分；齿条与齿轮传动连接，所述槽轮机构由拨盘和槽轮组成，拨盘与齿轮同轴，拨盘与槽轮间歇传动连接，所述凸轮机构由三组凸轮、拉杆组成，各凸轮轮廓曲线一致且均与槽轮同轴，每个拉杆的一端与凸轮接触，另一端分别连接每一相灭弧室动触头，所述主弹簧的一端固定在基架上，另一端固定在拨盘上。
上述宜于频繁投切的高压真空开关，所述动力部分由两个双行程电磁线圈组成，其中，固定线圈与基架固定，运动线圈可沿中心导轨往复运动，运动线圈与齿条固定连接。
上述宜于频繁投切的高压真空开关，所述主弹簧与拨盘的固定点位于拨盘上外凸锁止弧之外圆弧的中心线上。
上述宜于频繁投切的高压真空开关，所述拨盘上设有拨销和外凸锁止弧，外凸锁止弧圆心角为270度，槽轮上设有一个径向槽，径向槽两侧对称设有内凹锁止弧，内凹锁止弧中心线与径向槽中心线的圆心角为45度。
上述宜于频繁投切的高压真空开关，所述凸轮为盘形槽凸轮，其工作槽所对应的圆心角大于90度。
本实用新型对高压真空开关的操动装置进行了改进，由齿轮齿条、槽轮、凸轮、弹簧组成传动部分，以两个电磁线圈通电后提供动力，使其既具有真空断路器动作可靠，开断能力强的特点，又具备高压真空接触器寿命长，适用频繁操作的特点。其主要优点如下1.采用双行程电磁系统，使开关具有开合两个休止位，电磁系统不需长期通电保持吸合，所以很省电，也不需要交直流电源备用。2.传动系统机械效率高，并能平稳转位，且能适应长期频繁操作，动作准确可靠。槽轮自锁功能好，不会产生误动作，保持性好，可保证较准确的起止位置。此外，配合合理的凸轮的轮廓曲线使用，可以高速起动，动作准确可靠，不存在柔性冲击。3.开断容量大，热稳定性高，可保证真空灭弧室在满足开断性能要求的前提下电寿命长。本实用新型适用于额定电压为10KV(6KV)，三相交流50HZ的户内高压电气设备的控制和保护，如频繁操作的变配电场所，高压电机等，特别适用于高压无功补偿装置开合电容器组实现自动控制。
图1是本实用新型结构示意图；图2是槽轮机构结构示意图；图3是凸轮机构结构示意图。
具体实施方式
参看图1，本实用新型的基本构成包括真空灭弧室、操动装置和基架，其主要改进部分体现在操动装置。操动装置由动力部分和传动部分组成，其中动力部分采用了两个双行程电磁线圈11、12，固定线圈12与基架1固定，运动线圈11可沿中心导轨10移动，通过改变两个线圈的电流方向，从而改变磁力方向，使运动线圈沿中心导轨做往复运动。该设计电磁系统不需长期通电保持吸合，所以很省电，也不需要交直流电源备用。运动线圈与传动部分的齿条5固定连接，齿条5与齿轮6传动连接，齿轮与槽轮机构的拨盘4同轴，齿轮转动即带动拨盘转动。拨盘上设有拨销3和外凸锁止弧13，外凸锁止弧圆心角270度。槽轮7上设有一个径向槽14，径向槽两侧对称设有内凹锁止弧17，拨盘转动时其上的拨销可带动槽轮做间歇运动。槽轮安装在凸轮轴18上，该轴上还装有凸轮8，每一相相电对应一组凸轮拉杆，各拉杆9的一端与盘形槽凸轮的工作槽15相接触；另一端连接灭弧室的动触头。主弹簧2的一端固定在基架上；另一端固定在拨盘4上。
操动装置的工作过程如下当双行程电磁线圈通电后，运动线圈在电磁力的作用下沿中心导轨移动，由此带动齿条移动，齿条驱动齿轮转动，齿轮带动拨盘回转，拨盘前半周由齿轮带动空转，并拉开主弹簧储能，后半周拨销进入径向槽且主弹簧在转过死点后立即释放能量，槽轮在拨盘转动和弹簧拉动下快速回转，带动凸轮轴快速转动90°，凸轮驱动拉杆上或下移动，开或合灭弧室的动触头，同时由槽轮拨动微动开关20切断电源，完成开合任务。受主弹簧限制，拨盘转位后在平衡位置摆动几下便静止，不需缓冲装置。拨盘在平衡位置摆动时，槽轮在锁止弧作用下静止不动，开关开合不受影响。拨盘静止时，槽轮内凹锁止弧被拨盘的外凸圆弧卡住，故自锁功能好，不会使真空开关产生误动作。电磁运动线圈一次往返运动完成一次开合。本设计中由主弹簧配合槽轮机构动作，可实现快速平稳的间歇转位、机械效率高、且能适应长期频繁操作，动作准确可靠。此外，凸轮机构与槽轮机构配合使用，选择凸轮合理的轮廓曲线，使拉杆可以高速起动，动作准确可靠，且不存在柔性冲击，改善了开关的动力特性，使其具有较好的动力性能。还可通过设计凸轮的轮廓曲线，消除槽轮机构起止位置不准确的误差。
权利要求1一种宜于频繁投切的高压真空开关，构成中包括真空灭弧室、操动装置和基架，其中操动装置由动力部分和传动部分组成，其特征在于所述动力部分由齿轮齿条、槽轮机构、凸轮机构和主动弹簧组成，所述齿条(5)连接动力部分；齿条与齿轮(6)传动连接，所述槽轮机构由拨盘(4)和槽轮(7)组成，拨盘与齿轮同轴；拨盘与槽轮间歇传动连接，所述凸轮机构由三组凸轮、拉杆组成，各凸轮(8)轮廓曲线一致且均与槽轮同轴，每个拉杆(9)的一端与凸轮接触，另一端分别连接每一相灭弧室动触头，所述主弹簧(2)的一端固定在基架上，另一端固定在拨盘上。
2.根据权利要求1所述的宜于频繁投切的高压真空开关，其特征在于所述动力部分由两个双行程电磁线圈组成，其中，固定线圈(12)与基架(1)固定，运动线圈(11)可沿中心导轨(10)往复运动，运动线圈与齿条固定连接。
3.根据权利要求2所述的宜于频繁投切的高压真空开关，其特征在于所述主弹簧与拨盘的固定点位于拨盘上外凸锁止弧之外圆弧的中心线上。
4根据权利要求1、2或3所述的宜于频繁投切的高压真空开关，其特征在于所述拨盘上设有拨销(3)和外凸锁止弧(13)，外凸锁止弧(13)圆心角为270度，槽轮上设有一个径向槽(14)，径向槽两侧对称设有内凹锁止弧(17)，内凹锁止弧(17)中心线与径向槽中心线的圆心角为45度。
5.根据权利要求4所述的宜于频繁投切的高压真空开关，其特征在于所述凸轮为盘形槽凸轮，其工作槽(15)所对应的圆心角大于90度。
专利摘要一种宜于频繁投切的高压真空开关，属开关技术领域，用于解决真空开关频繁投切、效率高、寿命长的问题。其操动装置由动力部分、传动部分组成，改进后的动力部分由齿轮齿条、槽轮机构、凸轮机构和主弹簧组成，齿条连接动力部分；齿条齿轮传动连接，槽轮机构由拨盘和槽轮组成，拨盘与齿轮同轴，凸轮机构由三组凸轮、拉杆组成，每个凸轮均与槽轮同轴，每个拉杆的一端与凸轮接触，另一端分别连接每一相灭弧室动触头，主弹簧的一端固定在基架上，另一端固定在拨盘上。本实用新型既具有真空断路器动作可靠、开断能力强的特点，又具备高压真空接触器寿命长，适于频繁操作的特点。适用于频繁操作的变配电场所、高压电机、电容器等。
文档编号H01H33/66GK2672838SQ200420015710
公开日2005年1月19日 申请日期2004年1月29日 优先权日2004年1月29日
发明者魏志新 申请人:魏志新