一种真空开关的自锁机构的制作方法

本发明涉及柔性直流特高压换流阀控制输电系统中真空开关的控制设备，具体涉及一种真空开关的自锁机构。

背景技术：

柔性直流特高压换流阀控制是由电力电子器件构成的固态开关，由于直流没有过零，故无法应用现有的交流真空断路器进行开断。目前，柔性直流特高压换流阀输电系统中，采用改进过的真空开关，该真空开关分、合闸时采用磁力机构保持，励磁的时间较长，致使分、合闸状态转换时响应速度较慢，且磁力机构需用永磁体，产品成本较高。

为此，如何缩短开关响应时间及降低产品成本成为了亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种真空开关的自锁机构，能加快分合闸响应速度及降低成本。

本发明用于实现上述目的的技术方案如下：

一种真空开关的自锁机构，真空开关用于柔性直流特高压输电系统中，包括：

纯铁板；

底板；

支柱，其上端与纯铁板固定，其下端与底板固定；

固定座，其固定于纯铁板的下表面，其包括沿其上下方向贯穿的导向孔及设置于其侧面向导向孔内壁方向延伸并贯穿导向孔内壁的安装孔；

传动轴，其上端向上依次穿过导向孔、纯铁板并伸出，其下端位于纯铁板与底座之间，其包括套装于导向孔内并能沿导向孔上下往复移动的导向段，其与纯铁板活动配合并能沿导向孔上下往复移动；

限位槽，其设置于导向段，其沿导向段周向延伸；

第一弹性件，其设置于安装孔内；

限位球，其设置于安装孔内并位于第一弹性件与导向段之间；

安装件，其下端与底板的上表面固定，其上端向上延伸并指向传动轴下端端面；

限位件，其设置于安装件；

第二弹性件，其设置于传动轴的下端端面与限位件之间。

所述第一弹性件为压簧。

所述第二弹性件为套装于安装件外的顶簧。

所述导向段朝向底座的那端外周具有凸台。

所述安装件具有外螺纹，限位件具有通孔，通孔内壁具有内螺纹，安装件与限位件旋合；或者，安装件与限位件一体制成，安装件的下端与固定于底板上表面的螺母旋合。

所述纯铁板供传动轴穿过的通孔的内径小于导向段的外径。

所述导向段与导向孔滑动配合。

还包括调节件，调节件从安装孔位于固定座侧面的孔口与安装孔旋合。

本发明的有益效果是：

本发明应用于用于柔性直流特高压输电系统中的真空开关时，本发明的传动轴上端与该真空开关的动触头连接，真空开关的驱动机构驱动传动轴沿导向孔上下移动。真空开关分闸时，该真空开关的驱动机构驱动传动轴向下移动，本发明将传动轴锁定，能够保证该真空开关可靠保持分闸状态，合闸时，本发明的第二弹性件伸展顶住传动轴的下端端面，能够保证本发明动触头与静触头可靠保持接触，防止动触头出现误动作，保证分、合闸的可靠性。本发明自锁机构其结构简单、性能可靠稳定，灵活应用了力学原理来达到本发明分闸自锁及合闸保持的功能。相对于传统的磁力保持，本发明无需励磁时间及永磁体，能加快分合闸响应速度及降低成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的固定座的结构示意图。

具体实施方式

下面给出的实例是对本发明的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1-2示例性示出本发明众多实施例中的一种真空开关的自锁机构的实施例。该真空开关用于柔性直流特高压输电系统中，该真空开关的自锁机构包括纯铁板1、底板2、支柱3、固定座4、传动轴5、第一弹性件6、限位球7、安装件8、限位件9、第二弹性件10。

纯铁板1、底板2可以但不限于平板结构。

支柱3的上端与纯铁板1固定，其下端与底板2固定。支柱3用于将纯铁板1与底板2固定连接。支柱3的数量为4根，呈四边形分布。可以理解的是，支柱3的数量不是特定值，根据实际需要还可以是其他数量。本发明按照图1所呈现方式布置时，支柱3起支撑作用。

固定座4固定于纯铁板1的下表面，其包括沿其上下方向贯穿的导向孔41及设置于其侧面向导向孔41内壁方向延伸并贯穿导向孔41内壁的安装孔42。

传动轴5的上端向上依次穿过导向孔41、纯铁板1并伸出，其下端位于纯铁板1与底座4之间，其包括套装于导向孔41内并能沿导向孔41上下往复移动的导向段51，其与纯铁板1活动配合并能沿导向孔41上下往复移动。导向段51与导向孔41滑动配合较佳。传动轴5可以为呈圆柱状的台阶轴。

限位槽52设置于导向段51，其沿导向段51周向延伸。限位槽52沿导向段51周向延伸首尾连通较佳。

第一弹性件6设置于安装孔42内。第一弹性件6可以但不限于为压簧。

限位球7为圆球结构，其设置于安装孔42内并位于第一弹性件6与导向段51之间。限位球7可以但不限于钢珠。

安装件8的下端与底板2的上表面固定，其上端向上延伸并指向传动轴5下端端面。安装件8能防止传动轴5向下移动的行程超过允许范围。

限位件9设置于安装件。

第二弹性件10设置于传动轴5的下端端面与限位件之间。第二弹性件10可以但不限于为套装于安装件8外的顶簧。

在一些实施例中，纯铁板1供传动轴5穿过的通孔的内径小于导向段51的外径，以防止传动轴5向上移动的行程超过允许范围。

在一些实施例中，导向段51朝向底座5的那端外周具有凸台53，凸台53对传动轴5向上移动的行程进行限位，以免第二弹性件10向上位于过大而致使损坏真空开关的动触头和/或静触头。

在一些实施例中，安装件8与限位件9一体制成，安装件8下端与固定于底板2上表面的螺母11旋合，旋转安装件8，能够方便调节第二弹性件10力矩大小，调节安装件8，能够调节安装件8上端端面相对于底板5上表面的高度，以对传动轴5向下移动的行程大小进行调整。或者，安装件8具有外螺纹，限位件9具有通孔，通孔内壁具有内螺纹，安装件8与限位件9旋合，旋转限位件9，能够方便调节第二弹性件10力矩大小。

在一些实施例中，本发明还包括调节件12，调节件12从安装孔42位于固定座4侧面的孔口与安装孔42旋合，旋转调节件12，能够调节第一弹性件6力矩大小，从而调节限位球7对限位槽52的压力，进而调整自锁力的大小。

本发明应用于用于柔性直流特高压输电系统中的真空开关时，本发明的传动轴5上端与该真空开关的动触头(图中未示出)连接，真空开关的驱动机构(图中未示出)驱动传动轴5沿导向孔41上下移动。真空开关分闸时，真空开关的驱动机构向传动轴5施加向下的作用力，该作用力克服第二弹性件10向传动轴5施加向上的顶力，从而驱动传动轴5向下移动。限位球7在第一弹性件6的弹力作用下被压于传动轴5侧面，限位球7与传动轴5侧面共同构成滚动副，在传动轴5向下移动过程中，在摩擦力作用下，传动轴5向下移动带动限位球7在安装孔42内转动。随着传动轴5继续向下移动，限位槽52与安装孔42位于导向孔41内壁的孔口逐渐相向对正，在这过程中，限位球7在第一弹性件6的弹力作用下逐渐从传动轴5侧壁向限位槽52内移动，直至限位球7部分进入限位槽52且不能再向限位槽52底面移动，此时，限位球7部分位于限位槽52内，限位球7其余部分位于安装孔42内，限位球7、限位槽52、安装孔42相互配合将传动轴5锁定而不能自由上下移动，保证真空开关可靠保持分闸状态，实现真空开关分闸自锁的功能。

合闸时，真空开关的驱动机构向传动轴5施加向上的作用力及第二弹性件10向传动轴5施加向上的顶力共同作用下，传动轴5向上移动，当传动轴5刚开始向上移动时，限位球7受到限位槽52侧壁口沿的作用力，该作用力的其中一分力的方向指向第一弹性件6，该分力克服第一弹性件6对限位球7的作用力，推动限位球7沿安装孔42向远离传动轴5方向移动，随着传动轴5继续向上移动，限位球7沿安装孔42向远离传动轴5方向逐渐移动，第一弹性件6被逐渐压缩，直至限位球7完全脱离限位槽52后，解开自锁。传动轴5再继续向上移动，限位球7在第一弹性件6的弹力作用下被压于传动轴5侧面，限位球7与传动轴5侧面共同构成滚动副，在传动轴5向上移动过程中，在摩擦力作用下，传动轴5向上移动带动限位球7在安装孔42内转动，传动轴5向上移动到位后，第二弹性件10伸展向上顶住传动轴5，保证真空开关可靠保持合闸状态，实现真空开关合闸保持的功能。第二弹性件10也可以对传动轴5向下移动时起缓冲作用。

需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。

上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。