一种三工位隔离开关操动装置的制作方法

本发明涉及三工位隔离开关技术领域，特别涉及三工位隔离开关操动装置。

背景技术：

三工位隔离开关常用于全封闭组合电器(GIS)或复合电器(PASS)中，并不是一个单独的产品。常用于XGN环网柜中。所谓三工位是指三个工作位置：1隔离开关主断口接通的合闸位置，2主断口分开的隔离位置，3接地侧的接地位置。三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能，并由一把刀来完成，这样就可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀，因为一把刀只能在一个位置，而不象传统的隔离开关，主刀是主刀，地刀是地刀，两把刀之间就可能出误操动。而三工位隔离开关用的是一把刀，一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，不是在主闸合闸位置，就是在隔离位置或接地位置。传统的GIS中，隔离开关和接地开关是两个功能单元，使用电气联锁进行控制，现在最新设计就是使用三工位隔离开关，避免了误操动的可能性。

现有技术中，三工位隔离开关操动有两种操动方式，包括手动操动和电动操动，由于电动操动速度快，手动操动和电动操动很难实现同步，往往电动操动已完成，手动操动还没动作，给操动人员带来安全隐患。

技术实现要素：

本发明提供一种三工位隔离开关操动装置，手动操动及电动操动的同步性，实现到位紧急制动及启动后紧急解锁，有效保证了操动人员的安全。

为了达到以上目的，本发明实施例一种三工位隔离开关操动装置，其特征在于，包括机构架1、主轴2、联锁板6、拉杆14、微动开关17、电动直齿轮16、手动直齿轮4、电磁铁18；

所述主轴2和所述联锁板6装配在所述机构架1上；

所述主轴2设有丝杆和丝母滑块5，所述机构架1设有限位槽，所述丝母滑块5在所述限位槽内滑动；

所述机构架1和所述联锁板6间安装有压缩弹簧13；

所述联锁板6的四个角设置有四个拐臂，通过所述四个拐臂实现所述联锁板6的上下直线位移，

所述联锁板6上设有三个长孔槽，通过所述长孔槽实现所述丝母滑块5的限位，所述长孔槽下方设有支撑拐臂11，所述长孔槽与所述微动开关17对应设置；

所述拉杆14与所述联锁板6连接，所述拉杆14设有限位凸起27，通过所述限位凸起27对所述手动直齿轮4进行限位；

所述手动直齿轮4设置在所述主轴2的前端，所述手动直齿轮4与所述电动直齿轮16啮合；

所述电磁铁18上设有推杆，通过所述推杆推动所述联锁板6运动。

优选地，所述支撑拐臂上设有复位拉簧12。

进一步地，所述联锁板6上设有与所述机构架1相应的限位槽。

进一步地，还包括操动手柄，所述操动手柄插入所述主轴2前端。

进一步地，还包括电机，所述电机带动所述电动直齿轮16转动。

优选地，还包括时间继电器，所述时间继电器与所述电磁铁18连接。

优选地，所述主轴2设有蜗杆和涡轮3，锥齿轮20与所述涡轮3同轴，指示圆盘与锥齿轮21同轴，所述锥齿轮21与所述锥齿轮20啮合。

通过应用本发明的技术方案，利用齿轮啮合、丝杆和涡轮蜗杆进行传动，充分利用机械联锁装置和电气元件的互补性，实现手动操动及电动操动的同步性，实现到位紧急制动及启动后紧急解锁，有效保证了操动人员的安全。

附图说明

图1为本发明实施例提出的三工位隔离开关操动装置的结构主视图；

图2为本发明实施例提出的三工位隔离开关操动装置的结构俯视图；

图3为本发明实施例提出的三工位隔离开关操动装置的局部结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，三工位隔离开关操动中，手动操动和电动操动很难实现同步，给操动人员带来安全隐患。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种三工位隔离开关操动装置，如图1所示，包括机构架1、主轴2、联锁板6、拉杆14、微动开关17、电动直齿轮16、手动直齿轮4、电磁铁18，所述主轴2和所述联锁板6装配在所述机构架1上。所述主轴2设有丝杆和丝母滑块5，所述机构架1设有限位槽，所述丝母滑块5在所述限位槽内滑动。所述机构架1和所述联锁板6间安装有压缩弹簧13。

本申请实施例中，如图2所示，所述联锁板6的四个角设置有四个拐臂，通过所述四个拐臂实现所述联锁板6的上下直线位移。

具体地，如图2所示，联锁板6的四个角设置有四个拐臂，分别为拐臂7、拐臂8、拐臂9、拐臂10，四个拐臂形成了平行四边形平面连杆机构，利用平面连杆机构的平行四边形原理，实现联锁板6的上下直线位移。

本申请实施例中，如图2所示，所述联锁板6上设有三个长孔槽，通过所述长孔槽实现所述丝母滑块5的限位，所述长孔槽下方设有支撑拐臂11；所述长孔槽与所述微动开关17对应设置。

具体地，如图2所示，联锁板6上设有三个长孔槽，分别为长孔槽24、长孔槽25、长孔槽26，三个长孔槽为长方形的孔槽，且三个长孔槽的位置分别对应着实现分闸、合闸、接地三种状态的到位位置，并对运动到位的丝母滑块5进行限位。

本申请实施例中，如图1所示，所述拉杆14与所述联锁板6连接，所述拉杆14设有限位凸起27，通过所述限位凸起27对所述手动直齿轮4进行限位。

具体地，拉杆14通过拐臂10与联锁板6连接，实现拉杆14和联锁板6的传动，当手动操动时，手动推动拉杆14向后运动，带动拐臂10运动，进而带动联锁板6向上运动；当电动操动时，联锁板6向上运动时，带动拐臂10运动，进而推动拉杆14向后运动。

本申请实施例中，如图1所示，所述手动直齿轮4设置在所述主轴2的前端，所述手动直齿轮4与所述电动直齿轮16啮合。

本申请实施例中，如图3所示，所述电磁铁18上设有推杆，通过所述推杆推动所述联锁板6运动。

具体地，推杆设置在联锁板6的拐臂7的左侧，当电磁铁18得电，线圈吸合，电磁铁18上的推杆向右运动，推动右侧的拐臂7运动，进而带动联锁板6向上运动。

本申请优先实施例中，如图2所示，所述支撑拐臂上设有复位拉簧12。

本申请优先实施例中，如图2所示，所述联锁板6上设有与所述机构架1相应的限位槽。

本申请优先实施例中，如图1所示，还包括操动手柄，所述操动手柄插入所述主轴2前端。还包括电机，所述电机带动所述电动直齿轮16转动。

本申请优先实施例中，还包括时间继电器，所述时间继电器与所述电磁铁18连接。

具体地，由于电磁铁18不可以一直带电，和电磁铁18连接线路上连接有时间继电器，到达规定时间断电。

本申请实施例中，可实现手动操动，也可实现电动操动，还可实现手动操动和电动操动的同步，具体包括：

(1)手动操动

手动操动时，操动手柄转动主轴2，主轴2转动带动丝母滑块5在机构架1和联锁板6的限位槽内滑动，当丝母滑块5运动到长孔槽24、长孔槽25、长孔槽26任意位置时，拨动长孔槽下方的支撑拐臂11，压缩弹簧13被释放，推动联锁板6向下运动，丝母滑块5落入长孔槽内，长孔槽将丝母滑块5进行限位，实现了精准的到位限位。

以此同时，联锁板6的向下运动带动了拐臂10运动，进而带动拉杆14向前运动，拉杆14的限位凸起27卡住手动直齿轮4，实现到位后的同步制动。

此外，弹出的拉杆14给出了到位指示，完成了到位指示。

手动再次操动时，推入拉杆14，带动拐臂10运动，同时带动联锁板6向上运动，与此同时，复位拉簧12拉动支撑拐臂11复位，支撑拐臂11支撑在丝母滑块5上，丝母滑块5脱离长孔槽限制，实现启动后的解锁，丝母滑块5可以继续运动至下一位置，依此循环往复。

(2)电动操动

电动操动时，电机15通电后，输出轴旋转，输出轴上安装有带有离合器的电动直齿轮16，电机通电后离合器吸合，电动直齿轮16转动，带动与其啮合的手动直齿轮4，手动直齿轮4安装在主轴2上，从而带动主轴2转动。主轴2转动带动丝母滑块5在机构架1和联锁板6的限位槽内滑动，当丝母滑块5运动到长孔槽24、长孔槽25、长孔槽26任意位置时，拨动长孔槽下方的支撑拐臂11，压缩弹簧13被释放，推动联锁板6向下运动，丝母滑块5落入长孔槽内，长孔槽将丝母滑块5进行限位，实现了精准的到位限位。

以此同时，联锁板6的向下运动带动了微动开关17向下运动，压上丝母滑块5，微动开关17断开，电机15失电，离合器断开，电动直齿轮16、手动直齿轮4停转，运动停止，实现到位后的同步制动。

此外，联锁板6的向下运动时，通过拐臂10带动拉杆14向前运动弹出，完成了到位指示。

电动再次操动时，电磁铁18得电，线圈吸合，电磁铁18上的推杆推动拐臂7向右运动，从而带动联锁板6向上运动，微动开关17脱离丝母滑块5后，连通得电，电机15得电，主轴2转动，实现启动后的解锁，丝母滑块5继续运动至下一位置，依此循环往复。

(3)电动操动和手动操动的同步

当电动操动时，电磁铁18得电，带动主轴2转动，当丝母滑块5运动到位时，联锁板6向下运动，带动了微动开关17向下运动，压上丝母滑块5，微动开关17断开，电机15失电，离合器断开，电动直齿轮16、手动直齿轮4停转，完成电动操动的到位制动；以此同时，联锁板6的向下运动时，通过拐臂10带动拉杆14向前运动弹出，拉杆14的限位凸起27卡住手动直齿轮4，完成手动操动的到位制动，进而实现手动操动与电动操动的同步到位制动。

当电动再次操动时，电磁铁18得电，通过推杆推动拐臂7，进而带动联锁板6向上运动，微动开关17脱离丝母滑块5后，连通得电，电机15得电，完成电动操动的启动解锁；以此同时，向上运动的联锁板6带动拐臂10运动，进而带动拉杆14向后运动，拉杆14上的限位凸起27从手动直齿轮4中撤出，完成手动操动的启动解锁，从而实现手动操动与电动操动的同步启动解锁，避免电机得电，主轴2转动时，拉杆14上的限位凸起27未撤出，导致手动直齿轮4无法转动的情形，有效保证了操动人员的安全。

本申请优先实施例中，如图1所示，所述主轴2设有蜗杆和涡轮3，锥齿轮20与所述涡轮3同轴，指示圆盘22与锥齿轮21同轴，所述锥齿轮21与所述锥齿轮20啮合。

具体地，如图1所示，为了使指示更为精确，操动中便于计算操动手柄转动圈数，设计了指示圆盘，在主轴2中蜗杆与涡轮3啮合，涡轮3与锥齿轮20均安装在轴19上，涡轮3和锥齿轮20同步转动，锥齿轮21与锥齿20啮合，指示圆盘22与锥齿21在同一轴23上，从而保证指示圆盘22完成同步指示，指示圆盘22上贴有面膜，上有数字，且设计出传动变比满足，主轴2旋转一周，圆盘22转动一个数字，以此完成操动圈数统计。也可以，直接在指示圆盘22中标志“分闸”、“合闸”、“接地”的文字标识。

通过应用以上技术方案，通过齿轮啮合、丝杆和涡轮蜗杆进行传动，充分利用机械联锁装置和电气元件的互补性，实现手动操动及电动操动的同步性，实现到位紧急制动及启动后紧急解锁，有效保证了操动人员的安全。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行说明。

在现有技术中，三工位隔离开关操动机构结构复杂，体积大，很难实现三工位机构手动和电动操动的同步性，并且成本较高。

针对以上问题，本申请具体实施例中，提供一种三工位隔离开关操动装置，可实现手动和电动三工位隔离开关的传动，并实现分闸、合闸、接地等三个位置的电动和手动同步精确指示及到位后同步制动，启动后手动和电动同步解锁。

本申请具体实施例中，装置主要结构包括三个部分：机构架传动部件，主要利用齿轮啮合、丝杆传动、涡轮蜗杆传动等方式；联锁板部件，利用机械原理中平面连杆机构的平行四边形原理实现构件的直线传动；电气通断控制部件，利用微动开关和电磁铁，时间继电器等实现机械运动的开断；以此实现隔离机构的手动操动输入输出、电动操动输入输出及分、合、接地位置指示。

本申请具体实施例中，所用零部件装配在机构架1上，如图1所示，手动操动时，操动手柄插入主轴2前端，主轴2前端装配有手动直齿轮4，主轴2加工成两部分，I部分加工成蜗杆与涡轮3完成指示的动作输出；II部分加工成丝杆与丝母滑块5配合，主轴2转动带动丝母滑块5在机构架1上的限位槽III上滑动。机构架1上装配有联锁板6，如图2所示，联锁板6的四个角上装配四个拐臂分别为拐臂7，拐臂8，拐臂9，拐臂10；联锁板6上加工有与机构架上一样的限位槽III，且联锁板6上加工有三个长方形槽孔，分别为长孔槽24、长孔槽25、长孔槽26，同时在联锁板6的板下，对应长孔槽24、长孔槽25、长孔槽26各安装一个支撑拐臂11，三个支撑拐臂11上各挂有复位拉簧12，当丝母滑块5运动至长孔槽24、25、26任意位置时，拨动支撑拐臂11，机构架1与联锁板6间安装有压缩弹簧13，压缩弹簧13推动联锁板6向下运动，丝母滑块5落入长槽孔内，长槽孔将丝母滑块5限位，运动停止。

此外，在联锁板6向下运动时，拐臂10带动拉杆14向前运动，拉杆14前端加工出用于限位凸起27，拉杆14前移，限位凸起27卡住运动的手动直齿轮4，完成制动动作。

同时弹出的拉杆14完成到位指示。

再次手动操动时，推入拉杆14，带动拐臂10运动，同时带动联锁板6向上运动，与此同时，复位拉簧12拉动支撑拐臂11复位，支撑拐臂11支撑在丝母滑块5上，丝母滑块5脱离长孔限制，可以继续运动至下一位置，拉杆14弹出，直齿轮运动停止，依此循环往复。

本申请具体实施例中，如图2所示，电动操动时，电机15通电后，输出轴旋转，输出轴上安装有带有离合器的电动直齿轮16，电机通电后离合器吸合，电动直齿轮16转动，带动与其啮合的手动直齿轮4，如图3所示，手动直齿轮4安装在主轴2上，从而带动主轴2转动，此后完成与手动操动相同的操动，当丝母滑块到长孔槽24、25、26任意位置时，联锁板6向下运动，在联锁板6上安装有三个微动开关17，分别装配在长孔槽24、25、26的位置。联锁板6运动带动微动开关17向下运动，压上丝母滑块5，微动开关17断开，电机15失电，离合器断开，电动直齿轮16和手动直齿轮4停转，运动停止。在联锁板6向下运动时，拉杆14前移。

再次电动操动时，电磁铁18得电，线圈吸合，电磁铁18上的推杆推动拐臂7，从而带动联锁板向上运动，微动开关17脱离丝母滑块5后，连通得电，电机15得电，丝母滑块5继续运动，由于电磁铁不可以一直带电，和电磁铁连接线路上连接有时间继电器，到达规定时间断电。丝母滑块5运动直至到达下一位置。依此循环往复。

本申请具体实施例中，还包括指示圆盘，由于高电压的隔离开关，电气距离要求较大，尤其直动式的隔离开关，隔离机构主轴需操动多圈，才能完成电气距离的移动。本发明的隔离机构为了使指示更为精确，操动中便于计算操动手柄转动圈数，设计了指示圆盘。如图1所示，在主轴2旋转中蜗杆的位置与涡轮3啮合，涡轮3与锥齿轮20均安装在轴19上，涡轮3和锥齿轮20同步转动，锥齿轮21与锥齿20啮合，指示圆盘22与锥齿21在同一轴23上，从而保证指示圆盘22同步指示完成，指示圆盘22上贴有面膜，上印有数字，且设计出传动变比满足，主轴2旋转一周，指示圆盘22转动一个数字，以此完成操动圈数统计。

通过应用以上技术方案，利用齿轮、涡轮蜗杆及丝杠等传动方式实现隔离开关的位置指示，到位指示精确，同时设计有联锁装置可实现到位紧急制动及启动后瞬时解锁。结构简单，传动件少，装配简单，操动方便，运行稳定，很好的满足了隔离开关的使用性能和要求。与现有技术相比，至少具有以下优点：

1.利用齿轮、涡轮蜗杆及丝杠等传动方式可以精确的实现隔离开关的位置指示，及圈数统计。

2.充分利用电气元件与机械联锁装置的互补性，实现手动及电动操动的高同步性，达到到位紧急制动及启动后紧急解锁，有效保证了操动人员的安全。

3.利用平面连杆机构的平行四边形原理，实现构件的直线位移。

4.结构简单，传动件少，便于装配，操动方便，运行稳定，很好的满足了隔离开关的使用性能和要求。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。