一种大功率转动输入装置的制作方法

【技术领域】

本发明涉及高压开关设备中将大功率的转动由低电压侧向高电压侧传动的系统装置。

背景技术：

原开关设备中将大功率的运动由低电压侧传动到高电压侧都是通过绝缘拉杆直线运动的方式实现，使得产品在传动部分的体积就比较大。

鉴于以上问题，是有必要提供一种体积较小的装置，以将大功率的运动由低电压侧传动到高电压侧。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大功率转动输入装置，不但体积小且能实现将大功率的转动由低电压侧向高电压侧传动。

一种大功率转动输入装置，包括高电压侧转轴装配、低电压侧转轴装配，以及连接高电压侧转轴装配和低电压侧转轴的绝缘支撑，该绝缘支撑与高电压侧转轴装配和低电压侧转轴之间形成有封闭空间；在高电压转轴装配上开设有气体通道入口，使灭弧结构所在容器内的绝缘气体顺利流通至封闭空间，保证封闭空间内的绝缘气体压力；所述封闭空间内安装有绝缘联接器，该绝缘联接器包括绝缘子以及安装在绝缘子上的低电压侧金属法兰和高电压侧金属法兰，其中，低电压侧金属法兰的法兰面与绝缘子的端面之间，高电压侧金属法兰的法兰面与绝缘子的端面之间均设置有一定的距离，保证绝缘子分别与低电压侧金属法兰和高电压侧金属法兰具有良好的电场环境。

所述的高电压侧转轴装配包括：高电压侧转轴、高电压侧转轴支撑，以及高电压侧拐臂，其中，高电压侧转轴安装在高电压侧支撑的中心并延伸到灭弧结构所在容器内，所述高电压侧拐臂安装在高电压侧转轴的末端；所述的低电压侧转轴装配包括：低电压侧转轴、低电压侧转轴支座，以及低电压侧拐臂，其中，低电压侧转轴安装在低电压侧支座的中心并延伸到封闭空间内，所述低电压侧拐臂安装在低电压侧转轴的末端；所述高电压侧转轴与低电压侧转轴同轴设置，且高电压侧转轴与低电压侧转轴通过绝缘联接器连接在一起。

所述的高电压侧转轴支撑外周进一步安装有中空的高电压侧支座，该中间的高电压侧支座套在高电压侧转轴支撑的外周；所述的高电压侧支座通过紧固件与绝缘支撑固定连接；所述的高电压侧转轴支撑自朝向封闭空间的端面向两侧水平延伸有一对翼部，该翼部上安装有过滤器，所述的气体通道入口开设在该过滤器上，包括相互垂直且彼此相通的两个通道。

在所述的低电压侧支座和低电压侧转轴之间安装有轴承，阻止低电压侧转轴沿重力方向移动。

所述绝缘联接器的中心与高电压侧转轴与低电压侧转轴的中心在同一条线上，并将高电压侧转轴与低电压侧转轴连接在一起形成运动部件；低电压侧的直线运动作用在低电压侧拐臂上，通过运动部件的传动，在高压侧拐臂将运动传出，作用在灭弧结构的传动系统中，实现将大功率的转动由低电压向高电压侧传动。

所述的绝缘子内预埋有高电压侧金属件和低电压侧金属件；低电压侧金属法兰、高电压侧金属法兰与绝缘子内的低电压侧金属件和高电压侧金属件之间通过紧固件连接。

所述的高电压侧金属件和低电压侧金属件预埋在不同的同心圆上，实现电气上的隔离。

所述的高电压侧拐臂与高电压侧转轴，所述的低电压侧拐臂与低电压侧转轴均通过齿形结构装配在一起，该齿形结构包括相互啮合的第一齿结构和第二齿结构。

所述第一齿结构和第二齿结构上分别标记有第一标记和第二标记，以标记齿形结构的启始角，当第一齿结构和第二齿结构装配在一起后，所述的第一标记和第二标记配对形成标记。

所述的第一齿结构和第二齿结构上设置有防呆结构以防止启始角装配错位。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明公开了一种大功率转动输入装置，包括高电压侧转轴装配、低电压侧转轴装配，以及绝缘支撑，这三者共同形成了封闭空间，在该封闭空间内安装有绝缘联接器，该绝缘联接器包括绝缘子、与低电压侧连接的低电压侧金属法兰，以及与高电压侧连接的高电压侧金属法兰，其中，低电压侧金属法兰的法兰面与绝缘子的端面之间，高电压侧金属法兰的法兰面与绝缘子的端面之间均设置有一定的距离，通过调整该距离可以保证绝缘子分别与低电压侧金属法兰和高电压侧金属法兰具有良好的电场环境，因此不需要通过加大绝缘子的尺寸而实现绝缘和电场问题，大大降低了整个装置的体积。

【附图说明】

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的装配结构图；

图2(a)是第一齿结构的结构示意图；

图2(b)是第二齿结构的结构示意图；

图2(c)是第一齿结构和第二齿结构的装配示意图；

图2(d)是第一齿结构的销孔示意图；

图2(e)是第二齿结构的销孔示意图；

图2(f)是第一齿结构和第二齿结构装配后的销孔示意图；

图2(g)是第一齿结构和第二齿结构装配后的定位齿啮合示意图；

图3是绝缘联接器的结构事宜图；

图4(a)绝缘子的结构示意图；

图4(b)绝缘子的俯视图；

图5(a)是低电压侧金属法兰的结构图；

图5(b)是低电压侧金属法兰的俯视图；

图6(a)是高电压侧金属法兰的结构图；

图6(b)是高电压侧金属法兰的俯视图；

图7(a)是过滤装置的结构图；

图7(b)是过滤装置的俯视图；

图8(a)是过滤器的结构图；

图8(b)是过滤器的俯视图。

图中：1-高电压侧拐臂；2-轴销；3-高电压侧转轴支撑；4-高电压侧支座；5-轴承；6-绝缘支撑；7-绝缘联接器；8-低电压侧支座；9-低电压侧拐臂；10-第一密封圈；11-第二密封圈；12-低电压侧转轴；13-第一紧固件；14-封闭空间；15-高电压侧转轴；16-灭弧结构所在容器；17-运动部件；19-高电压侧转轴装配；20-低电压侧转轴装配；21-绝缘子；22-低电压侧金属法兰；23-第二紧固件；24-低压侧金属件；25-绝缘材料；26-高电压侧金属法兰；27-高压侧金属件；28-过滤装置；29-过滤器；30-粉尘堆积面；31-圆柱形凸起；32-定位齿；32a-特殊齿形；32b-特殊齿形，33-法兰面；34-绝缘子端面；35-气体通道入口；36-第一齿结构；37-第二齿结构；38-销孔；38a-第一销孔；38b-第二销孔；39-标记；39a-第一标记；39b-第二标记；40-对接配合；41-对接配合；42-对接配合；43-对接配合。

【具体实施方式】

本发明将大功率的转动由低压侧转轴装配20传送到高电压侧转轴装配19，具体如图1所示，实现转动由低电压侧向高电压侧的传递、各传动对接环节精准装配、低电压侧和高电压侧的电气隔离、适应不同电压等级电场要求、粉尘的过滤等功能。

本发明如图1所示，高电压侧拐臂1、高电压侧转轴支撑3、高电压侧支座4、高电压侧转轴15装配在一体形成高电压侧转轴装配19，其中高电压侧拐臂1与高电压侧转轴15通过齿形结构装配形成第一对接配合40，高电压侧转轴15安装于高电压侧转轴支撑3中心，并相对于高电压侧转轴支撑3转动，高电压侧转轴支撑3通过紧固件13固定在高电压侧支座4上，具体地说，高电压侧转轴支撑3的端部设置有一对翼部，该翼部自该端部水平地朝向两侧延伸而成，紧固件安装在该翼部，从而从高电压侧转轴支撑3固定在高电压侧支座4上；低电压侧支座8、低电压侧拐臂9、轴承5、第二密封圈11、低电压侧转轴12装配在一体形成低压侧转轴装配20，其中低电压侧拐臂9与低电压侧转轴12通过齿形结构装配在形成第二对接配合41，低电压侧转轴12安装于低电压侧支座8中心，并相对于低电压侧支座8进行转动，同时在低电压侧支座8的外周安装了轴承5，用轴承5阻止低电压侧转轴12沿重力方向移动；另外，在低电压侧转轴12和低电压侧支座8之间安装有唇形圈11以增加二者的密封性能。

绝缘支撑6通过紧固件13将高电压侧转轴装配19、低压侧转轴装配20连接在一起，形成了封闭空间14，并将绝缘联接器7包围在中间，同时绝缘联接器7将低电压侧转轴12、高电压侧转轴15连接在一起形成运动部件17，其中高电压侧转轴15与绝缘联接器7上的高电压侧金属法兰26通过齿形结构装配组成第三对接配合42，低电压侧转轴12与低电压侧拐臂9通过齿形结构装配组成第四对接配合43；低电压侧的直线运动作用在低电压侧拐臂9上，通过运动部件17的传动，在高压侧拐臂1将运动传出，作用在灭弧结构的传动系统中，实现将大功率的转动由低电压向高电压侧传动。也就是说，绝缘支撑6将高压侧支座4和低压侧支座8从中间隔离；绝缘联接器7将高压侧转轴15和低压侧转轴12从中间隔离，绝缘支撑6和绝缘联接器7的共同作用实现了高电压侧和低电压侧的电气隔离。

如图3所示，绝缘联接器7由低电压侧金属法兰22、高电压侧金属法兰26、绝缘子21通过紧固件23装配在一起；如图4(a)和图4(b)所示，绝缘子21由绝缘材料25将高电压侧金属件24和低电压侧金属件27相互错位的浇铸为一体，并且高电压侧金属件24和低电压侧金属件27在不同的同心圆上，实现电气上的隔离，其分度圆直径分别为a、b(也就是说，高电压侧金属件24在直径为b的圆周上设置，低电压侧金属件27在直径为a的圆周上设置，且高电压侧金属件24和低电压侧金属件27相错布置(即高电压侧金属件24布置在相邻的低电压侧金属件27之间)其中，直径a为绝缘子的中心到低电压侧金属件的中心的距离，直径b为绝缘子的中心到高电压侧金属件的中心的距离。

低电压侧金属法兰22、高电压侧金属法兰26与绝缘子21上的高电压侧金属件24和低电压侧金属件27之间通过第二紧固件23连接。低电压侧金属法兰22如图5所示，高电压侧金属法兰26如图6所示，两种法兰的法兰面33均设置有圆柱形凸起31，保证法兰面33与绝缘子21的端面34之间有一定的距离e，此距离保证了绝缘子21分别与低电压侧金属法兰22、高电压侧金属法兰26有比较好的电场环境，所述圆柱形凸起31的厚度就是法兰面33与绝缘子21的端面34之间的距离e。随着不同产品电压的改变，可以通过调整图4、图5、图6中的尺寸a、b、c、d、e值(尺寸c为低电压侧金属法兰22外径，尺寸d为高电压侧金属26法兰外径)，以及低电压侧金属法兰22、高电压侧金属法兰26上的圆柱形凸起31的尺寸和绝缘子21上的高电压侧金属件24和低电压侧金属件27的数量，来满足不同电压等级下电场要求。

最后，为了保证灭弧室开断所产生sf6分解物粉末不会进入到封闭空间内，本发明在高电压侧转轴支撑的翼部上安装有过滤器29，具体结构如图7(a)、图7(b)以及图8(a)和图8(b)所示，过滤器29通过紧固件13安装在高电压侧转轴支撑3上，将灭弧结构所在容器16和绝缘联接器7所在封闭空间14分隔成两个容器空间；过滤器29内部形成t形气流通道，包括彼此垂直且相通的两个气流通道，该t形气流通道保证了封闭容器14和灭弧结构所在容器16两容器的连通，使sf6气体能够顺利流通，保证绝缘联接器7所在封闭容器14的sf6气体压力；同时过滤器29的结构改变了气体流通通道的方向，保证灭弧室熄灭电弧过程中所形成的粉尘只有很少粉尘由灭弧结构所在容器16通过过滤器29进入绝缘联接器7所在封闭容器14，保持了绝缘联接器7的绝缘性能；另外过滤器29的t形结构抬高了气体通道入口35处的高度，灭弧结构所在容器16内的粉尘自由沉降在过滤装置的粉尘堆积面30上，而不会堵住气体通道入口35，保证气流通畅，实现了粉尘的过滤，保护了绝缘联接器7的绝缘性能。

所述绝缘联接器7实现了高低电压之间的电气隔离，承载了大功率转矩的传输，同时从空间上节省了空间，从而缩小了产品的体积；同时根据不同电压等级的需要，调整图4、图5、图6中的尺寸a、b、c、d、e值，以及低电压侧金属法兰22、高电压侧金属法兰26上的圆柱形凸起31和绝缘子21上的高电压侧金属件24和低电压侧金属件27的数量，来适应不同电压等级下对该结构应用需求。

本发明实例中，第一对接配合40、第二对接配合41、第三对接配合42、第四对接配合43，每组对接配合均采用齿形结构连接，每组对接配合采用的齿形结构都包含：第一齿结构36和第二齿结构37，两个齿结构都设定有启始角α，如图2(a)和图2(b)所示，根据空间传动度需要，将第一对接配合40、第二对接配合41、第三对接配合42、第四对接配合43的启始角α均有不同的设计值，但在同一个齿形结构中，第一齿结构36和第二齿结构的启始角α是相同的，起始角位置采用做标记的形式体现，在第一齿结构36和第二齿结构37的标记分别为第一标记39a、第二标记39b，装配后第一标记39a、第二标记39b要配对形成标记39，如图2(c)所示，也就是说，第一标记39a和第二标记39b必须在相应的位置上，否则输出的高电压侧拐臂1起始位置错误。但在装配的过程中，由于受装配空间、光线、视线等因素的影响，常出现起始角装配错位的问题。为保证装配的唯一性，减少装配差错率，本发明中采用两种方案：

方案一：如图2(d)和图2(e)所示，在第一齿结构36上设有不同于其他齿形的第一定位齿形32a，第二齿结构37上设有不同于其他齿形的第二定位齿形32b，只有第一定位齿形32a和第二定位齿形32b啮合在一起形成配对的定位齿32，才能将第一齿结构36和第二齿结构37装配在一起。

方案二：如图2(d)和图2(e)所示，在每组对接配合的第一齿结构36和第二齿结构37上分别设计第一销孔38a、第二销孔38b。加工时，将第一齿结构36和第二齿结构37装配在一起，一刀加工出第一销孔38a和第二销孔38b，如图2(f)和图2(g)所示，车间装配中将轴销2装入第一销孔38a、第二销孔38b所形成销孔38中，实现定位，若对接配合的销孔非一刀成形，轴销2将无法装入销孔38。

通过以上两种方案单独使用或同时使用，均可保证每组对接配合的起始位置准确无误，避免重复装配，提高工作效率，实现了各传动环节精准装配。当然，以上两种方案不是穷举，还可以采用其他方案，只要能保证第一齿结构和第二齿结构装配在一起后，第一标记39a和第二标记39b配对成功就可以。

本发明的优点是：采用绝缘联接器的方式实现大功率的转动从低电压侧向高电压侧的传动；采用了具有齿形结构，保证装配的精准化；绝缘联接器的结构保证两侧能够承受较高电压差，同时能够通过调整相应参数满足不同的电压等级的电场需求；采用过滤装置不仅保证连接两气室的通道畅通，而且减少了sf6分解物粉末对绝缘联接器绝缘性能的影响。