接地开关及其操作机构的制作方法

本公开涉及电力系统输配电设备，特别涉及一种接地开关及其操作机构。

背景技术：

接地开关可分为快速接地开关和慢速接地开关。快速接地开关可实现母线或电缆的快速接地。快速接地开关一般配置在出线回路的出线隔离开关靠线路一侧，其能够将主回路快速接地，利用断路器切除故障电流，达到保护整个变电站设备的目的。

快速接地开关的操动机构是高压开关中的核心部件。然而，传统的操动机构大都采用丝杆滑块方案，体积大，成本高。

技术实现要素：

为了解决传统技术中存在的接地开关的操作机构体积大和成本高问题，本公开提供了一种可减小体积和降低成本的接地开关及其操作机构。

本公开提供一种接地开关的操作机构，包括：

驱动模块；

第一传动模块，与所述驱动模块传动连接，并在所述驱动模块的驱动下实现转动；

输入轴，与所述第一传动模块传动连接，并在所述第一传动模块的带动下实现转动；

第二传动模块，安装在所述输入轴上，在所述输入轴的带动下实现传动；

输出轴模块，在所述第二传动模块的带动下实现转动；

上安装板，所述驱动模块和所述第一传动模块安装在所述上安装板上；

下安装板，所述输出轴模块安装在所述下安装板上，所述第二传动模块位于所述上安装板和所述下安装板之间且位于所述输出轴模块的上方，所述输入轴贯穿所述上安装板且向下突出一部分以供所述第二传动模块安装；

辅助开关模块，安装在所述上安装板上。

进一步，所述输出轴模块包括输出轴、安装在所述输出轴两侧的拐臂以及分别设置在两侧拐臂上的第一传动销轴、第二传动销轴；

所述第二传动模块与所述第一传动销轴连接，所述第二传动模块转动时带动所述第一传动销轴转动，进而带动所述输出轴转动。

进一步，所述操作机构还包括储能弹性件，所述储能弹性件的头端固定在所述下安装板上，尾端固定在所述第一传动销轴上，所述储能弹性件的尾端随所述第一传动销轴的移动而移动，使所述储能弹性件在被推动时压缩而储能，所述储能弹性件在恢复原状释放能量的过程中，能够推动所述第一传动销轴移动。

进一步，所述第二传动模块包括扇形板，所述扇形板的圆心所在的一端固定在所述输入轴上，所述扇形板在靠近弧形边缘的区域上开设有一弧形凹槽，所述第一传动销轴伸入所述弧形凹槽，并能够在所述弧形凹槽内移动；

在所述操作机构进行合闸操作时，所述储能弹性件释放能量，推动所述第一传动销轴在所述弧形凹槽内快速移动，实现快速合闸，在所述操作机构进行分闸操作时，所述扇形板克服所述储能弹性件产生的阻力后，再带动所述第一传动销轴转动，进而带动所述输出轴转动，实现慢速分闸。

进一步，所述弧形凹槽的弧线轮廓与所述扇形板的弧线边缘的轮廓相同。

进一步，所述拐臂为双层结构，所述第二传动销轴上套设有缓冲滚轮，所述缓冲滚轮位于所述拐臂的上层和下层之间，所述操作机构还包括：

限位杆，设置在所述上安装板和所述下安装板之间，且位于所述拐臂经过的路径上，在所述操作机构进行分闸操作的末期，所述拐臂与所述限位杆碰撞，迫使所述输出轴的转动速度减小，并停止在预定位置；

缓冲器模块，固定在所述下安装板上且位于所述缓冲滚轮经过的路径上，在所述操作机构进行合闸操作的末期，所述缓冲滚轮与所述缓冲器模块摩擦，迫使所述输出轴的转动速度逐渐减小，并停止在预定位置。

进一步，所述缓冲模块包括缓冲器帽、缓冲器头以及与所述缓冲器头连接的缓冲器；在所述操作机构进行合闸操作的末期，所述缓冲滚轮依次与所述缓冲器帽、所述缓冲器头和所述缓冲器摩擦。

进一步，所述缓冲器上设置有缓冲器座和位于所述缓冲器座两侧用于固定所述缓冲器座的固定螺母，所述缓冲器座在所述固定螺母调节下能够定位在所述缓冲器上的不同位置，以调节所述缓冲滚轮与所述缓冲器摩擦的行程。

进一步，所述上安装板开设有第一凹槽，所述第一传动销轴的顶端通过所述第一凹槽穿出所述上安装板；

所述上安装板上设置有锥齿轮拨叉模块，所述锥齿轮拨叉模块包括拨叉、锥传动轴和锥齿轮，所述拔叉的一端与所述第一传动销轴的顶端固定连接，所述拔叉的另一端固定在所述锥传动轴上，所述拔叉的一端随所述第一传动销轴移动而移动，所述拨叉的另一端推动所述锥传动轴转动，所述锥传动轴带动所述锥齿轮转动；

所述辅助开关模块包括至少一辅助开关本体和至少一设置在所述辅助开关本体轴中间的辅助开关转轴，所述辅助开关转轴的未端设置有另一锥齿轮，所述辅助开关转轴上的锥齿轮与所述锥齿轮拨叉模块的锥齿轮相啮合，带动所述辅助开关转轴转动，进而实现所述辅助开关本体上对应开关的通断。

进一步，所述辅助开关模块包括多个所述辅助开关本体，每一辅助开关本体的轴中心处对应设置有一辅助开关转轴，其中一所述辅助开关转轴的末端设置有锥齿轮，设置有锥齿轮的所述辅助开关通过连杆结构带动其余的辅助开关转轴转动。

进一步，所述辅助开关模块还包括指示牌，所述指示牌设置在所述辅助开关转轴设置有锥齿轮的另一端，所述指示牌随所述辅助开关转轴的转动而转动。

进一步，所述上安装板上开设有第二凹槽，所述第二传动销轴的顶端通过所述第二凹槽穿出所述上安装板；

所述第二凹槽的两端部分别设置有一微动开关，其中一端部的所述微动开关的压片压住所述第二传动销轴的顶端，当压住所述第二传动销轴的所述微动开关按下时，所述第二传动销轴脱离所述微动开关的压片并向所述第二凹槽的另一端滑动，当所述第二传动销轴到达所述第二凹槽的另一端部时被另一微动开关触碰反弹回到原位，再次被原端部的微动开关的压片压住，进而触发原端部的微动开关产生一电脉冲。

进一步，所述输出轴与所述输入轴同轴设置，且所述输出轴和所述输入轴通过轴承连接。

进一步，所述驱动模块包括电机和输出齿轮，所述电机驱动所述输出齿轮转动；

第一传动模块包括传动轴、设置在所述传动轴上与所述输出齿轮相啮合的第一齿轮、设置在所述传动轴上的第二齿轮以及与所述第二齿轮相啮合的第三齿轮，所述第三齿轮设置于所述输入轴上，所述电机驱动所述输出齿轮转动，所述输出齿轮带动所述第一齿轮转动，所述第一齿轮带动所述传动轴转动，所述传动轴带动所述第二齿轮转动，所述第二齿轮带动所述第三齿轮转动，所述第三齿轮带动所述输入轴转动。

进一步，所述传动轴垂直于所述上安装板，所述第一齿轮设置在所述传动轴的上半部以与所述输出齿轮齐平并相啮合，所述第二齿轮设置在所述传动轴的下半部以与所述第三齿轮齐平并相啮合；

所述传动轴的顶端设有轴伸，所述轴伸为六方轴，当所述电机不通电时，通过专用操作手柄配合所述轴伸带动所述传动轴旋转，使所述第一传动模块和所述第二传动模块转动，实现所述输出轴模块的转动。

本公开另提供一种接地开关，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体内的接地开关本体和上述的接地开关的操作机构，所述操作机构的输出轴模块与所述接地开关本体连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的接地开关的操作机构通过将驱动模块、第一传动模块和辅助开关模块安装在上安装板上，将输出轴模块安装在下安装板上，使得该操作机构的布局紧凑，空间利用率高，极大地减小了操作机构的体积，有利于产品的小型化，适应于现代高压配电设备小型化发展的需求，相应的也减小了成本。同时通过驱动模块与第一传动模块传动连接，第一传动模块与输入轴传动连接，第二传动模块与输入轴连接，第二传动模块与输出轴模块传动连接，实现输出轴模块的转动，进而实现接地开关的合闸和分闸。

本公开的接地开关包括壳体、设置在壳体内的接地开关本体和上述的操作机构，该操作机构的输出轴模块与该接地开关本体连接。该接地开关通过设置上述操作机构，减小了体积，降低了成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本公开的接地开关的立体结构示意图。

图2为本公开的操作机构的立体结构示意图。

图3为图2的侧面示意图。

图4为本公开的驱动模块和第一传动模块的剖面示意图。

图5为本公开的储能弹性件、输出轴模块和第二传动模块位于下安装板上的结构示意图。

图6为本公开的输出轴模块的立体结构示意图。

图7为本公开的缓冲器模块的结构示意图。

图8为本公开的上安装板与输出轴模块连接的结构示意图。

图9为本公开的操作机构的俯视结构示意图。

图10为本公开的辅助开关模块的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1所示，其为本公开的接地开关的立体结构示意图。该接地开关1包括操作机构100、壳体200和接地开关本体(未图示)。操作机构100和接地开关本体均安装在壳体200内。操作机构100的输出轴模块与接地开关本体的轴孔连接，以驱动接地开关本体内的接地触头运动，而实现该接地开关的合闸或分闸。

如图2和图3所示，图2为本公开的操作机构的立体结构示意图，图3为图2的侧面示意图。该接地开关的操作机构100包括驱动模块10、第一传动模块20、第二传动模块30、输出轴模块40、输入轴50、上安装板61、下安装板62和辅助开关模块70。驱动模块10、第一传动模块20和辅助开关模块70安装在上安装板61上。输出轴模块40安装在下安装板62上。输入轴50垂直于上安装板61设置，且贯穿该上安装板61而向下突出一部分，使得第二传动模块30能够安装在该输入轴50向下突出的部位上。输入轴50通过轴承与输出轴模块40连接。第二传动模块30位于上安装板61和下安装板62之间，并且该第二传动模块30位于输出轴模块40的上方。驱动模块10与第一传动模块20传动连接，第一传动模块20与输入轴50传动连接，第二传动模块30与输入轴50连接，第二传动模块30与输出轴模块40传动连接。驱动模块10启动时，驱动模块10驱动第一传动模块20转动，第一传动模块20带动输入轴50转动，输入轴50带动第二传动模块30转动，第二传动模块30带动输出模块40转动，从而带动接地开关本体的接地触头运动，实现接地开关本体的分闸或合闸。辅助开关模块70的辅助开关转轴与输出轴模块40传动连接，并在输出轴模块40的带动下转动，进而实现辅助开关的通断。

本公开通过将驱动模块10、第一传动模块20和辅助开关模块安装在上安装板61上，将输出轴模块40安装在下安装板62上，使得该操作机构100的结构布局紧凑，空间利用率高，极大地减小了操作机构100的体积，有利于产品的小型化，适应于现代高压配电设备小型化发展的需求，相应的，也降低了成本。同时通过驱动模块10与第一传动模块20传动连接，第一传动模块20与输入轴50传动连接，第二传动模块30与输入轴50连接，第二传动模块30与输出轴模块40传动连接，实现输出轴模块40的转动，进而实现接地开关本体的合闸和分闸。

结合图2所示，驱动模块10包括电机11和输出齿轮12。电机11安装在上夹板13和下夹板14之间。下夹板14安装在上安装板61上。上夹板13和下夹板14之间通过螺丝或螺栓等连接件固定。电机11的输出轴111朝上放置且输出轴111的一端通过上夹板13上的穿孔突出于该上夹板111。输出齿轮12安装在该电机11的输出轴111上。更具体而言，输出齿轮12安装在输出轴111突出于上夹板13的部位上。电机11转动时驱动输出齿轮12转动。

结合图4所示，其为本公开的驱动模块和第一传动模块的剖面示意图，第一传动模块20包括传动轴21、设置在传动轴21上与输出齿轮12相啮合的第一齿轮22、设置在传动轴21上的第二齿轮23以及与第二齿轮23相啮合的第三齿轮24。第三齿轮24设置在输入轴50上。电机11驱动输出齿轮12转动，输出齿轮12带动第一齿轮22转动，第一齿轮22带动传动轴21转动，传动轴21带动第二齿轮23转动，第二齿轮23带动第三齿轮24转动，第三齿轮24带动输入轴50转动。

传动轴21垂直安装在驱动模块10的下夹板13上，且靠近该电机11。第一齿轮22设置在传动轴21的上半部，第二齿轮23设置在传动轴21的下半部，使得第一齿轮22与输出齿轮12等高齐平，第二齿轮23与第三齿轮24等高齐平，进而使得第一齿轮22能够与输出齿轮12相啮合，第二齿轮23能够与第三齿轮24相啮合，实现齿轮与齿轮之间的传动。

传动轴21的顶端设有轴伸211，该轴伸211为六方轴，当电机11不通电时，可通过专用操作手柄与轴伸211配合，带动传动轴21旋转，使第一传动模块20和第二传动模块20转动，实现输出轴模块40的转动，进而实现接地本体开关的手动合闸或手动分闸。

如图5所示，其为本公开的储能弹性件、输出轴模块和第二传动模块位于下安装板上的结构示意图。第二传动模块30安装在输入轴50上。该第二传动模块30包括扇形板31。该扇形板31的圆心所在的一端(即面积较小的一端)固定在输入轴50上。扇形板31靠近弧线边缘311的区域开设有一弧形凹槽312。该弧形凹槽312的弧线轮廓与扇形板31的弧线边缘311的轮廓相同，换而言之，该弧形凹槽312沿弧线边缘311延伸方向延伸的弧线与弧线边缘311的弧线平行，便于在其内的部件能够顺利滑动。

结合图6所示，其为本公开的输出轴模块的立体结构示意图。输出轴模块40包括输出轴41、安装在输出轴41两侧的拐臂42以及分别设置在两侧拐臂42上的第一传动销轴431、第二传动销轴432。输出轴41与输入轴50同轴设置，且输出轴41的上端通过轴承与输入轴50连接。输出轴41的下端穿出下安装板62，以与接地开关本体连接。

拐臂42由该输出轴41外侧向两侧延伸。该拐臂42为双层结构，且同一层拐臂42位于同一直线，层与层之间相互平行。第一传动销轴431和第二传动销轴432均设置在拐臂42的双层结构上，即第一传动销轴431和第二传动销轴432贯穿上层拐臂，使其一端固定在下层拐臂上。第二传动销轴432上套设有缓冲滚轮44。该缓冲滚轮44位于拐臂42的上层和下层之间。

第一传动销轴431与第二传动模块30连接，第二传动模块30转动时带动该第一传动销轴431转动，进而带动输出轴41转动。更具体而言，第一传动销轴432未固定的另一端伸入第二传动模块30的弧形凹槽312中，而与扇形板31连接，从而使扇形板31在输入轴50转动时，带动第一传动销轴431转动，从而带动输出轴41转动。该第一传动销轴431在外力的推动下能够在该弧形凹槽312内移动。

再次参照图5，该下安装板62上还设置有储能弹性件81。该储能弹性件81的头端固定在下安装板62上，尾端固定在第一传动销轴431上。储能弹性件81的尾端随该第一传动销轴431的移动而移动，使得该储能弹性件81在被推动时压缩而储能，储能弹性件81在恢复原状释放能量的过程中，能够推动第一传动销轴431移动。在本实施例中，该储能弹性件81可以是弹簧。

操作机构100进行合闸操作的初期，储能弹性件81的压缩量达到最大，此时，储能弹性件81与第一传动销轴431、输入轴50位于同一直线。当操作机构100进行合闸操作时(在图5中，扇形板31带动第一传动销轴431顺时针转动)，储能弹性件81因恢复原状释放能量，推动第一传动销轴431在弧形凹槽312内快速移动，从而带动输出轴41快速转动，进而实现快速合闸。在此，弧形凹槽312的设置，使得第一传动销轴431能够在弧形凹槽312内快速移动，以带动输出轴41转动，同时由于该弧形凹槽312的设置，储能弹性件81在推动输出轴41转动时，并不会立即带动输入轴50转动，如此，可防止输入轴50带动轴伸211转动而误伤操作人员，保证安全性。在操作机构100在进行分闸操作的初期，储能弹性件81处于拉伸状态或原状，也就是说，在扇形板31带动第一传动销轴431转动之前，扇形板31需克服储能弹性件81产生的阻力，因此，在一定程度上，延缓了分闸时间，保证慢速分闸，进而保障接地开关的使用安全。弧扇形板31克服弹性件81产生的阻力后，开始带动第一传动销轴431逆时针转动，进而带动输出轴41逆时针转动。

进一步，该下安装板62上设置有限位杆82和缓冲器模块83。限位杆82设置在上安装板61和下安装板62之间。限位杆82位于拐臂42经过的路径上，使得在操作机构100进行分闸操作的末期，拐臂42顺时针转动时其右端部分421与限位杆82碰撞，迫使输出轴模块40的转动尽快减慢，进而使输出轴41尽快停止转动，最终使输出轴41停止在预定位置，同时也防止输出轴模块40超行程运动。

结合图7所示，其为本公开缓冲器模块的结构示意图。缓冲器模块83固定在下安装板62上且位于缓冲滚轮44经过的路径上。缓冲模块83包括缓冲器帽831、缓冲器头832以及与缓冲器头832连接的缓冲器833。在操作机构100进行合闸操作时，输出轴模块40逆时针转动，缓冲滚轮44随输出轴模块40转动。在合闸末期时，缓冲滚轮44依次与缓冲器帽831、缓冲器头832和缓冲器833摩擦，迫使输出轴模块40转动的速度逐渐减小，直至停止在预定的位置，同时也防止输出轴模块40超行程运动。

进一步，缓冲器833上设置有缓冲器座834和位于缓冲器座834两侧用于固定缓冲器座834的固定螺母835。松开两固定螺母835，可移动缓冲器座834，使该缓冲器座834固定在缓冲器833上的不同位置，借此，调节缓冲滚轮43与缓冲器833摩擦的行程。

由此，在下安装板62上设置限位杆82和缓冲器模块83，对输出轴模块40进行限位，一方面，能够使操作机构100在合闸和分闸的末期能够尽快停止运动；另一方面，能够有效防止输出轴41超行程运动，避免出现停靠不到位的现象。

结合图8所示，其为本公开的上安装板与输出轴模块连接的结构示意图。在上安装板61上开设有第一凹槽611和第二凹槽612，该第一凹槽611和第二凹槽612位于输入轴50的两侧且关于输入轴50对称分布。输出轴模块40的第一传动销轴431的顶端通过该第一凹槽611穿出上安装板61。输出轴模块40的第二传动销轴432的顶端通过该第二凹槽612穿出上安装板61。

第二凹槽612的两端部的附近分别设置有一微动开关613、微动开关614。如图6所示，此状态下，微动开关613的压片压住第二传动销轴432的顶端。当微动开关613按下时，第二传动销轴432脱离微动开关613的压片并向第二凹槽612的另一端滑动，当第二传动销轴432到达第二凹槽612的另一端部时，被另一微动开614触碰反弹回到原位，再次被原端部的微动开关613的压片压住，进而触发原端部的微动开关613产生一电脉冲，从而启动或关闭电机11。

再结合图9所示，其为本公开的操作机构的俯视结构示意图。上安装板61上设置有锥齿轮拨叉模块90。该锥齿轮拨叉模块90包括拨叉91、锥传动轴92和锥齿轮93。拔叉91的一端与第一传动销轴431的顶端固定连接，另一端固定在锥传动轴92上。锥传动轴92固定在上安装板61上。拔叉91的一端随第一传动销轴431的运动而移动，拨叉的另一端推动该锥传动轴92转动。锥齿轮93固定在该锥传动轴92上，锥传动轴92的转动带动锥齿轮93转动。

辅助开关模块70沿上安装板61的长度方向放置，且其一端朝向锥齿轮93。该辅助开关模块70包括至少一辅助开关本体71和至少一设置在辅助开关本体71轴中间的辅助开关转轴72。辅助开关本体71上设置有多个开关。辅助开关转轴72的未端设置有另一锥齿轮73。该锥齿轮73与锥齿轮93垂直设置，且相互啮合。锥齿轮93转动时带动锥齿轮73转动，锥齿轮73转动时带动辅助开关转轴72转动，进而实现辅助开关本体71上对应开关的通断。

进一步，如图9所示，辅助开关模块70包括两个辅助开关本体71，每一辅助开关本体71的轴中心处对应设置有一辅助开关转轴72。其中一辅助开关转轴72的末端设置有锥齿轮73，设置有锥齿轮73的辅助开关72通过连杆结构74带动其余的辅助开关转轴72转动，从而实现各个辅助开关本体上对应开关的通断。

具体的，结合图10所示，其为本公开辅助开关模块的结构示意图。连杆结构74包括用于连接对应辅助开关转轴72的两轴连接杆741以及连接两轴连接杆741的中间连接杆742。当其中一辅助开关转轴72转动时，通过相互连接的连接杆可带动另一辅助开关转轴72转动。

在此需说明的是，由于图10中示出的辅助开关本体71为两个，采用图10所示的连杆结构74可以实现另一辅助开关转轴72的转动。但连杆结构的形状结构并不限于图10所示的形状结构，该连杆结构的形状结构可根据实际辅助开关本体的数量进行变化，以使所有的辅助开关转轴72均能实现转动。

进一步，辅助开关模块70还包括指示牌75。该指示牌75设置在辅助开关转轴72设置有锥齿轮73的另一端，该指示牌75随辅助开关转轴72的转动而转动。

该指示牌75为圆弧形结构，其上设置有至少两个不同颜色的指示灯。结合图10所示，指示牌75被分成多个区域，不同的区域设置有不同颜色的指示灯。例如，该指示牌75的区域751为红色指示灯区，区域752为绿色指示灯区。不同颜色的指示灯用于表示接地开关处于不同的工作状态(合闸或分闸)。如图1所示，指示牌75突出于接地开关的壳体200。在实际应用中，指示牌75的外面罩一外壳，该外壳具有一显示窗，指示灯只有转动该显示窗所在的位置时，才被外界所看见。辅助开关转轴72转动实现通断的过程中，带动该指示牌75转动，使指示牌75与工作状态相对应的指示灯能够转动至显示窗所在的位置，以对外界进行提示。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。