一种高压断路器弹簧操动机构及传动装置的制作方法

本发明涉及输变电设备技术领域，具体是一种高压断路器弹簧操动机构及传动装置。

背景技术：

高压断路器是高压电网中最关键的控制和保护设备，对高压电网的运行安全起着重要的作用。目前，随着电压的增高，到220kv三相联动断路器及以上电压等级的断路器产品，需要配用上万焦耳分闸操作功的操动机构。目前，大部分高压断路器用大操作功的弹簧操动机构，存在储能系统、脱扣系统、缓冲系统等可靠性差，维护不方便，传动系统零件较多，指示器观察不便等问题，与高压断路器高可靠性的要求不相适应，经常会出现储能异常、分闸脱扣异常、油缓冲漏油等缺陷，影响着高压断路器可靠性的提高。

技术实现要素：

本发明的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种高压断路器弹簧操动机构及传动装置，能够有效解决背景技术中提及的问题。

本发明的技术方案为：本发明提供了一种高压断路器弹簧操动机构及传动装置，包括机构支架，设置在机构支架上端的传动组件，设置在机构支架中部的能量转换组件与分闸控制组件，设置在机构支架右侧的储能组件、合闸弹簧组件与合闸控制组件，设置机构支架左侧的分闸弹簧组件和缓冲器；所述储能组件动作时带动所述合闸弹簧组件实现储能；所述能量转换组件包括输出轴和输出拐臂；所述传动组件包括主轴、设置在主轴中部的中间拐臂、设置在主轴两端的驱动拐臂，所述驱动拐臂通过驱动杆与断路器相连接，所述输出拐臂的一端分别与分闸弹簧组件、中间拐臂连接、另一端与缓冲器连接；合闸操作时，合闸弹簧组件释能，输出拐臂驱动传动组件带动断路器合闸；分闸操作时，分闸弹簧组件释能，输出拐臂驱动传动组件带动断路器分闸。

本方案的技术特征还包括，所述储能组件包括储能轴、设置在储能轴上的棘轮和离合器，所述棘轮上端的两侧分别设置有棘爪ⅰ和棘爪ⅱ，所述棘爪ⅰ、棘爪ⅱ分别通过扭簧ⅰ、扭簧ⅱ压在棘轮上。

本方案的技术特征还包括，所述合闸弹簧组件和分闸弹簧组件设置在机构支架下端的左右两侧，所述合闸弹簧组件和分闸弹簧组件均分别包括弹簧筒、弹簧拉杆、弹簧托盘和弹簧，所述弹簧设置在弹簧筒内，所述弹簧的底部由弹簧托盘支撑，所述弹簧拉杆与弹簧托盘相连，所述合闸弹簧组件的弹簧拉杆与棘轮相连接，所述分闸弹簧的弹簧拉杆与输出拐臂相连接。

本方案的技术特征还包括，所述合闸控制组件包括合闸电磁铁和合闸掣子，所述储能组件储能结束时抵接在所述合闸掣子上；所述分闸控制组件包括主分闸电磁铁、副分闸电磁铁和分闸掣子，所述主分闸电磁铁、副分闸电磁铁分别设置在分闸掣子的下方和右方。

本方案的技术特征还包括，所述缓冲器安装输出拐臂的一侧，所述缓冲器的缸体与机构主架固定连接，所述伸缩杆的上端设置有滑槽，所述输出拐臂的端部滑动至滑槽底部时，所述输出拐臂与伸缩杆接触，所述输出拐臂继续转动时所述缓冲器起到缓冲作用。

本方案的技术特征还包括储能状态指示器，所述储能轴上设置有小凸轮，所述合闸弹簧组件储能结束时，所述小凸轮转动至压动储能状态指示器的位置，所述储能状态指示器显示为已储能状态；所述合闸弹簧组件释放能量时，所述储能状态指示器显示为未储能状态。

本方案的技术特征还包括安装在输出拐臂上的分合闸状态指示器，所述分合闸状态指示器上的分合闸指示标识垂直于所述输出拐臂的转动方向。

本方案的技术特征还包括，所述棘轮左右两侧的端面设置为沉台结构。

本发明的有益效果可通过上述方案得出：1、本发明设计合理，装配紧凑，传动平稳，具有集成度高、结构简单、体积小、可靠性高、机械寿命长等优点，可以保障电网更好的安全运行；2、本专利中，所述输出拐臂设置为双层结构，所述传动组件包括主轴、设置在主轴中部的中间拐臂、设置在主轴两端的驱动拐臂，该设计能够极大的简化传动系统的结构，装配紧凑，占用空间小；3、通过设置棘爪扣接件的双扭簧结构、无保持架的大扭距离合器和轴承内嵌的棘轮，能够有效提高储能组件的可靠性；4、通过设置独立的双分闸电磁铁结构，消除了主、副分电磁铁间的相互影响，提高了分闸脱扣的可靠性；5、通过外置的分合闸集成式油缓冲器，能够减少漏油概率且维护方便；6、本专利中还设置有分合闸状态指示器和储能状态指示器，准确可靠，观察方便。

由此可见，本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本发明的主视示意图；

图2为本发明的侧视示意图；

图3为本发明的俯视示意图；

图4为储能组件的结构示意图；

图5为棘爪ⅰ、棘爪ⅱ和棘轮的连接示意图；

图6为合闸弹簧组件与棘轮的连接示意图；

图7为分闸弹簧组件与输出拐臂的连接示意图；

图8为合闸控制组件的示意图；

图9为分闸控制组件的示意图；

图10为缓冲器的结构示意图；

图11为输出轴与输出拐臂的连接示意图；

图12为传动组件的示意图。

其中，1为传动支架，2为传动组件，2-1为主轴，2-2为驱动杆，2-3为驱动拐臂，2-4为滚套，2-5为中间拐臂，3为储能组件，4为机构支架，5为分闸控制组件，6为合闸控制组件，7为合闸弹簧组件，8为分闸弹簧组件，9为缓冲器，9-1为伸缩杆，9-2为缸体，9-3为滑槽，10为能量转换组件，11为储能状态指示器，12为小凸轮，13为扭簧ⅰ，14为棘爪ⅰ，15为棘轮，16为棘爪ⅱ，17为扭簧ⅱ，18为储能轴，19为离合器，20为主分闸电磁铁，21为副分闸电磁铁，22为分闸掣子，23为输出轴，24为输出拐臂，25为斜角过渡结构，29为挂簧销，26为大凸轮，27为合闸电磁铁，28为合闸掣子，31为弹簧拉杆，32为弹簧，33为弹簧托盘，34为弹簧筒。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

本发明提供了一种高压断路器弹簧操动机构及传动装置，包括机构支架4，所述机构支架4采用高强度铸铝铸造，并用卧式加工中心加工完成，单元装配分为三腔分布式，所述机构支架4中部设置有能量转换组件10与分闸控制组件5，所述机构支架4右侧设置有储能组件3、合闸弹簧组件7与合闸控制组件6，所述机构支架4左侧设置有分闸弹簧组件8和缓冲器9；所述储能组件3动作时带动所述合闸弹簧组件7实现储能；所述能量转换组件10包括输出轴23和输出拐臂24；所述机构支架4上端设置有传动组件3，所述传动组件3包括主轴2-1、设置在主轴2-1中部的中间拐臂2-5、设置在主轴2-1两端的驱动拐臂2-3，所述驱动拐臂2-3通过驱动杆2-2与断路器相连接，所述输出拐臂24的一端分别通过拉杆与分闸弹簧组件8、中间拐臂2-5连接、另一端与缓冲器9连接；合闸操作时，所述合闸弹簧组件7释能，带动输出拐臂24转动，进而驱动传动组件2带动断路器合闸。分闸操作时，所述分闸弹簧组件8释能，所述分闸弹簧组件带动输出拐臂24转动，进而驱动传动组件2带动断路器分闸。

具体的，如图所示，所述储能组件3包括储能轴18、设置在储能轴18上的棘轮15和离合器19，所述棘轮15上端的两侧分别设置有棘爪ⅰ14和棘爪ⅱ16，所述棘爪ⅰ14、棘爪ⅱ16分别通过扭簧ⅰ13、扭簧ⅱ17压在棘轮15上。扭簧ⅰ13、扭簧ⅱ17左右对称布置，扣接可靠性高，可以有效避免扣接不可靠造成的棘爪与棘轮15非预期撞击。所述离合器19采用无保持架的大扭矩专用离合器，使离合器19的可靠性大大提高，并使得储能轴18保持只向一个方向旋转，反向转动时能够制动，所述离合器19的型号可采用lh76/52。所述棘轮15左右两侧的端面设置为沉台结构，轴承内嵌入沉台，该设计既能增强机构的连接强度，也能够节约空间，安装紧凑。

所述合闸弹簧组件7和分闸弹簧组件8设置在机构支架下端的左右两侧，所述合闸弹簧组件7和分闸弹簧组件8均分别包括弹簧筒34、弹簧拉杆31、弹簧托盘33和弹簧32，所述弹簧32设置在弹簧筒34内，所述弹簧32的底部由弹簧托盘33支撑，所述弹簧拉杆31与弹簧托盘33相连，所述合闸弹簧组件7的弹簧拉杆31与棘轮15相连接，所述分闸弹簧组件8的弹簧拉杆31与输出拐臂24相连接。

所述合闸控制组件6包括合闸电磁铁27和合闸掣子28，所述储能组件3储能结束时抵接在所述合闸掣子28上；所述分闸控制组件5包括主分闸电磁铁20、副分闸电磁铁21和分闸掣子22。所述主分闸电磁铁20、副分闸电磁铁21分别设置在分闸掣子22的下方和右方，所述主分闸电磁铁20、副分闸电磁铁21相互独立，但可分别驱动同一分闸掣子22，两电磁铁操作时互不干涉、互不影响。合闸过程中，输出拐臂24同时拉动分闸弹簧组件8进行储能。合闸完毕后能量转换组件10抵接在所述分闸掣子22上，此时分闸弹簧组件8储能完毕。

所述缓冲器9安装输出拐臂24的一侧，独立安装、密封面朝上，所述缓冲器9的缸体9-2与机构主架4固定连接，所述伸缩杆9-1的上端设置有滑槽9-3，所述输出拐臂24的端部滑动至滑槽9-3底部时，所述输出拐臂24与伸缩杆9-1接触，所述输出拐臂24继续转动时所述缓冲器9起到缓冲作用。所述输出轴23上设置有斜角过渡结构25，能够有效避免应力集中，可靠性高。

工作原理：接通储能电源后电机启动，电机经齿轮减速机构带动棘轮15储能，与棘轮15相连接的合闸弹簧拉杆带动合闸弹簧组件7进行储能，合闸弹簧拉杆被拉至最高点后过中约3-4度，小凸轮12推动行程开关动作并将电机回路切断，储能完毕，储能组件3的棘轮15抵接在合闸掣子28上。

当收到合闸操作指令时，合闸电磁铁27启动，合闸电磁铁27推动合闸掣子28并实现合闸脱扣，合闸弹簧的能量快速释放，储能轴18上的大凸轮26转动并推动输出拐臂24转动，合闸弹簧的能量转化为合闸动能并经输出拐臂24将动能传递至传动组件2，传动组件2带动断路器合闸，同时分闸弹簧压缩储能，以备随时分闸使用，合闸动作完成。合闸完成后行程开关释放，再次启动电机储能。

当机构在合闸状态收到分闸操作指令后，分闸电磁铁启动，分闸电磁铁推动分闸掣子22实现分闸脱扣，分闸弹簧的能量快速释放，带动输出拐臂24将动能传递至传动组件2，传动组件2带动断路器完成分闸动作。分闸完成后操动机构保持分闸状态。

本发明设计合理，装配紧凑，通过棘爪扣接件双扭簧结构的采用，保证了扣接稳定性，提高了储能组件3的可靠性；通过设置主分闸电磁铁20和副分闸电磁铁21，消除了两分闸线圈的相互影响，并提高了分闸脱扣的可靠性；通过外置的分合闸集成式油缓冲器9，减少了油缓冲漏油概率，并且检修油缓冲器非常方便；能量转换组件10中通过使用双层的输出拐臂24，占用体积小，结构紧凑；综上可见，本发明具有集成度高、结构简单、体积小、可靠性高、机械寿命长等优点，值得推广。

该高压断路器弹簧操动机构及传动装置还可在上述结构基础上设置有储能状态指示器11，所述储能轴18上设置有小凸轮12。具体的，当所述合闸弹簧组件7储能结束时，所述小凸轮12转动至压动储能状态指示器11的位置，所述储能状态指示器11显示为已储能状态；当收到合闸操作指令时，合闸电磁铁27推动合闸掣子28并实现合闸脱扣，合闸弹簧的能量快速释放，储能轴18上的大凸轮26转动并推动输出拐臂24转动，同时小凸轮12为储能状态指示器11让开位置，储能状态指示器11由已储能状态显示为未储能状态；合闸完成后行程开关释放，再次启动电机储能，小凸轮12再次压动储能状态指示器11转动，储能状态指示器11由未储能状态显示为已储能状态。所述储能状态指示器11的型号可采用8tk.868.018。

该高压断路器弹簧操动机构及传动装置还可在上述结构基础上设置有安装在输出拐臂24上的分合闸状态指示器，所述分合闸状态指示器上的分合闸指示标识垂直于所述输出拐臂24的转动方向。具体的，当收到合闸操作指令时，合闸电磁铁27推动合闸掣子28并实现合闸脱扣，合闸弹簧的能量快速释放，储能轴18上的大凸轮26转动并推动输出拐臂24转动，合闸弹簧的能量转化为合闸动能，经输出拐臂24将动能传递至传动组件2，传动组件2带动断路器合闸，此时分合闸状态指示器随输出拐臂24转动，由分闸状态显示为合闸状态；当机构在合闸状态收到分闸操作指令后，分闸电磁铁启动，分闸电磁铁推动分闸掣子22实现分闸脱扣，分闸弹簧的能量快速释放，带动输出拐臂24将动能传递至传动组件2，传动组2件带动断路器完成分闸动作。此时分合闸状态指示器随输出拐臂24转动，由分闸状态显示为合闸状态；分闸完成后操动机构保持分闸状态。该分合闸状态指示器随机构运动，具有准确可靠，观察方便的优点。所述分合闸状态指示器的型号可采用8tk.441.029。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。