一种新型快速接地机构及合闸控制方法与流程

本发明属于快速接地开关技术领域，具体涉及一种新型快速接地机构及合闸控制方法，应用于hgis/gis组合电器产品。

背景技术：

众所周知，所有新设计的高压开关需要通过符合国家及国际行业标准的型式试验，快速接地开关也是如此。在快速接地关合试验中，为了得到精确的预击穿时间，往往需要我对快速接地机构进行精确的控制，使2次关合时间误差控制在1ms之内。然而目前快速接地机构的现有结构只能由操动电机来进行分合闸控制，操作误差较大，精度低，无法达到型式试验的要求。

因此，亟需一种新型的快速接地机构，能够满足国标以及iec标准对快速接地开关型式试验的各项要求，填补国内精确合闸预储能快速接地机构的空白。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种新型快速接地结构及合闸控制方法，在电机蜗轮驱动的基础上，重新设计合闸控制结构，使用新型的合闸保持挚子结构，加以蜗轮转动缓冲定位与时间继电器配合控制，能够保证准确合闸储能，精确合闸操动，操作简单，机构应用广泛，能够精确的完成快速接地开关的合闸，并且机构的应用范围广阔。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型快速接地机构，包括：储能控制装置和合闸控制装置；

所述储能控制装置包括：蜗轮、蜗杆、运动轴销、合分闸弹簧；所述蜗轮和所述蜗杆传动连接，所述蜗轮的外缘设置用于容纳所述运动轴销的凹槽，所述运动轴销和所述合分闸弹簧连接；

所述合闸控制装置包括：用于将运动轴销限位固定在蜗轮表面临界位置上的保持挚子、安装在所述保持挚子上的转轮、和所述转轮连接且用于固定所述保持挚子的合闸挚子、安装于所述合闸挚子下方用于顶住所述合闸挚子的弹簧、用于对所述合闸挚子进行限位的固定销、用于拉动所述保持挚子的保持挚子弹簧、通过电磁铁控制击发所述合闸挚子的合闸线圈。

进一步地，所述蜗轮带动所述运动轴销进行转动，当所述运动轴销转动到临界位置时，所述合分闸弹簧对所述运动轴销施加沿所述蜗轮外缘的凹槽向下运动的推力，在所述合闸控制装置对运动轴销的限位作用下，所述运动轴销被卡在所述临界位置，以阻止运动轴销进行合闸的趋势；其中，所述临界位置为运动轴销压缩所述合分闸弹簧过程中的界限位置，超过此位置，合分闸弹簧将进行释放，同时所述临界位置也是蜗轮表面的中间位置，中间位置即涡轮中心与合分闸弹簧固定中心连线与涡轮表面的切点位置。

当所述运动轴销转动到临界位置时，所述合闸控制装置中的保持挚子能够对所述运动轴销运动的运动进行限位；当所述合闸线圈收到合闸电信号后进行击发，能够解除保持挚子对运动轴销的限位，使运动轴销在所述合分闸弹簧的作用下向下移动撞击拐臂，带动输出轴转动，完成合闸动作，能够保证快速接地机构合闸的精确性。

进一步地，在所述蜗轮上设置挡片和行程开关，通过时间继电器控制电源驱动所述蜗轮转动；

当所述运动轴销转动到临界位置时，所述挡片触发所述行程开关将电源切断。

进一步地，所述临界位置为运动轴销压缩所述合分闸弹簧过程中的极限位置；同时所述临界位置也是蜗轮表面的中间位置，过了临界位置，会在弹簧的弹力作用下进行快速运动释放。

进一步地，在所述合闸控制装置中，所述弹簧的一端通过弹簧固定块固定在机构架上，另一端固定在所述合闸挚子的底部；所述保持挚子弹簧的一端安装在机构架上，另一端安装在保持挚子上；所述保持挚子和所述固定销均安装固定在机构架上。其中，机构架是新型快速接地机构的结构框架。

进一步地，所述新型快速接地机构还包括蜗轮限位装置；当所述运动轴销转动到临界位置时，所述蜗轮限位装置的销头顶入蜗轮上的沉孔中，将蜗轮进行限位，防止蜗轮运动过量。

一种新型快速接地机构的合闸控制方法，采用所述新型快速接地机构，所述方法包括：

通过时间继电器控制电源驱动蜗轮转动，所述蜗轮带动运动轴销进行转动，当运动轴销转动到临界位置时，挡片触发行程开关将电源切断，合分闸弹簧对所述运动轴销施加沿所述蜗轮外缘的凹槽向下运动的推力，在所述合闸控制装置对运动轴销的限位作用下，所述运动轴销被卡在所述临界位置，以阻止运动轴销进行合闸的趋势；且蜗轮限位装置的销头顶入蜗轮上的沉孔，将蜗轮进行限位；

控制系统发出机构合闸电信号，合闸线圈收到所述机构合闸电信号后瞬间运动，击发合闸挚子，合闸挚子顶住转轮的一侧沿着转轮的表面向下移动，失去对保持挚子的限位；保持挚子在运动轴销的合闸压力以及在保持挚子弹簧的作用下发生转动，失去对运动轴销的限位作用；运动轴销在所述合分闸弹簧的作用下向下移动撞击拐臂，带动输出轴转动，完成合闸动作。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的新型快速接地机构能够精确实现开关的精确合闸，误差控制在1ms之内；

本发明提供的新型快速接地机构在电机蜗轮驱动的基础上，重新设计合闸控制结构，使用新型的合闸保持挚子结构，加以蜗轮转动缓冲定位与时间继电器配合控制，能够保证准确合闸储能，精确合闸操动，操作简单，机构应用广泛，能够精确的完成快速接地开关的合闸，并且机构的应用范围广阔。

本发明提供的新型快速接地机构采用时间继电器精确设定机构储能时间，并使用行程开关进行限位断电控制，能够满足机构储能的精确控制；

本发明提供的新型快速接地机构采用蜗轮限位装置进行蜗轮机械定位缓冲，能够有效的定位蜗轮的运动位置，防止蜗轮运动超程对机构造成影响；

本发明提供的新型快速接地机构采用的合闸保持挚子结构，能够有效的对弹簧轴销的运动进行保持，并通过电磁铁控制击发，能够精确保证快速接地机构合闸的精确性；

本发明提供的新型快速接地机构，整个机构合闸过程全称电气精确控制，操控简单，准确度高；能够通过电控精确合闸，填补技术空白；可推广至各大高压试验室以及机构厂家，提升行业试验测试水平。

附图说明

图1-2为本发明实施例快速接地机构中储能控制装置结构示意图；

图3为本发明实施例快速接地机构结构整体示意图；

图4为本发明实施例快速接地机构和合闸前示意图；

图5为本发明实施例快速接地机构和合闸后示意图；

附图标记：1.蜗杆；2.蜗轮；3.运动轴销；4.合分闸弹簧；5.挡片；6.行程开关；7.蜗轮限位装置；8.合闸装置；9.保持挚子；10.转轮；11.弹簧固定块；12.弹簧；13.合闸线圈；14.合闸挚子；15.固定销；16.保持挚子弹簧；17.拐臂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1-5所示，本发明实施例提供一种新型快速接地机构，包括：储能控制装置和合闸控制装置；

所述储能控制装置包括：蜗轮2、蜗杆1、运动轴销3、合分闸弹簧4；所述蜗轮2和所述蜗杆1传动连接，所述蜗轮2的外缘设置用于容纳所述运动轴销3的凹槽，所述运动轴销3和所述合分闸弹簧4连接；优选地，所述运动轴销3安装在所述合分闸弹簧4的顶端；

所述合闸控制装置包括：用于将运动轴销3限位固定在蜗轮2表面临界位置上的保持挚子9、安装在所述保持挚子9上的转轮10、和所述转轮10连接且用于固定所述保持挚子9的合闸挚子14、安装于所述合闸挚子14下方用于顶住所述合闸挚子14的弹簧12、用于对所述合闸挚子14进行限位的固定销15、用于拉动所述保持挚子9的保持挚子弹簧16、通过电磁铁控制击发所述合闸挚子14的合闸线圈13。

在本实施例中，在所述蜗轮2上设置挡片5和行程开关6，通过时间继电器控制电源驱动所述蜗轮2转动；当所述运动轴销转动到临界位置时，所述挡片5触发所述行程开关6将电源切断。在本实施例中，所述临界位置为运动轴销压缩所述合分闸弹簧过程中的界限位置，超过此位置，合分闸弹簧将进行释放，同时所述临界位置也是蜗轮表面的中间位置，中间位置即涡轮中心与合分闸弹簧固定中心连线与涡轮表面的切点位置。

在本实施例中，所述蜗轮2带动所述运动轴销3进行转动，当所述运动轴销3转动到临界位置时，所述合分闸弹簧对所述运动轴销施加沿所述蜗轮2外缘的凹槽向下运动的推力，在所述合闸控制装置对运动轴销的限位作用下，所述运动轴销3被卡在所述临界位置，以阻止运动轴销进行合闸的趋势；

当所述运动轴销3转动到临界位置时，所述合闸控制装置中的保持挚子9能够对所述运动轴销3运动的运动进行限位；当所述合闸线圈13收到合闸电信号后进行击发，能够解除保持挚子9对运动轴销3的限位，使运动轴销3在所述合分闸弹簧的作用下向下移动撞击拐臂17，带动输出轴转动，完成合闸动作，能够保证快速接地机构合闸的精确性。

在本实施例中，在所述合闸控制装置中，所述弹簧13的一端通过弹簧固定块11固定在机构架上，另一端固定在所述合闸挚子14的底部；所述保持挚子弹簧16的一端安装在机构架上，另一端安装在保持挚子9上；所述保持挚子9和所述固定销15均安装固定在机构架上。其中，机构架是指新型快速接地机构的结构框架。

在本实施例中，所述新型快速接地机构还包括蜗轮限位装置；当所述运动轴销转动到临界位置时，所述蜗轮限位装置的销头顶入蜗轮2上的沉孔中，将蜗轮2进行限位，防止蜗轮运动过量。

本发明还提供一种新型快速接地机构的合闸控制方法实施例，采用上述实施例中所述新型快速接地机构，所述方法包括：

通过时间继电器控制电源驱动蜗轮2转动，由于运动轴销3安装在合分闸弹簧的顶端并置于涡轮凹槽内，运动轴销3将涡轮2与合分闸弹簧4进行运动连接；当涡轮2转动时，蜗轮2带动凹槽内的运动轴销3随着蜗轮转动，并对合分闸弹簧4进行压缩储能；当运动轴销3转动到临界位置时，将合分闸弹簧4压缩到最大，挡片5触发行程开关6将电源切断，合分闸弹簧对所述运动轴销施加沿所述蜗轮2外缘的凹槽向下运动的推力，在所述合闸控制装置对运动轴销的限位作用下，所述运动轴销3被卡在所述临界位置，以阻止运动轴销3进行合闸的趋势；且蜗轮限位装置的销头顶入蜗轮2上的沉孔，将蜗轮2进行限位，避免蜗轮在电机惯性作用下继续转动造成运动过量，优选地，蜗轮限位装置安装在快速接地机构的机构架上。

控制系统发出机构合闸电信号，合闸线圈13收到所述机构合闸电信号后瞬间运动，击发合闸挚子14，合闸挚子14顶住转轮的一侧沿着转轮的表面向下移动，失去对保持挚子9的限位；保持挚子9在运动轴销3的合闸压力以及在保持挚子弹簧16的作用下发生转动，失去对运动轴销3的限位作用；运动轴销3在所述合分闸弹簧的作用下向下移动撞击拐臂17，带动输出轴转动，完成合闸动作。本发明实施例提供的合闸控制装置能够流畅的传动并且减小线圈的操作功，操作简单有效，质量可靠，控制准确。