一种三相干式无励磁电动分接开关的制作方法

本发明涉及一种三相干式无励磁电动分接开关。

背景技术：

随着我国可再生能源政策的不断推进落实及世界各国可再生能源的广泛利用，风能及太阳能光伏发电项目获得巨大发展，且具有广阔的发展空间。因而风能及太阳能光伏发电设备的检测设备装置也应运而生。由于风能及太阳能光伏发电设备的安装场地均处在远离市区的荒郊野外或者海拔高原，因此要求其检测设备装置必须是可移动的车载方舱结构。该测试系统装置中需要一种干式无励磁电动分接开关。其技术要求：1.绝缘介质为空气(即干式)；2.三相额定电压等级为35kv；3.额定电流应满足系统不同容量要求；4.分接级数为六级且六级输入须从同一输出端输出；5.操作方式为电动无励磁调节；6.开关的体积大小应能满足方舱内部安装。为满足客户的上述要求，必须开发出一种新的三相干式无励磁电动分接开关。

技术实现要素：

本发明的目的为了提供一种三相干式无励磁电动分接开关，本发明的三相干式无励磁电动分接开关能有效满足风能及太阳能光伏发电设备的检测设备对开关的要求：1.绝缘介质为空气；2.三相额定电压等级为35kv；3.额定电流应满足系统不同容量要求；4.分接级数为六级且六级输入须从同一输出端输出；5.操作方式为电动无励磁调节；6.开关的体积小能满足方舱内部安装。

本发明的技术方案为：

一种三相干式无励磁电动分接开关，由开关装置、智能控制器组成，开关装置的电缆插座与智能控制器之间通过控制电缆连接，智能控制器为现有技术在此不累述，其特征在于：所述的开关装置由电机及两级蜗轮蜗杆减速器、步进机构、档位信号机构、开关本体四部分组成，采用立式垂直底部固定安装方式，从底部依次为电机及两级蜗轮蜗杆减速器、步进机构、档位信号机构、开关本体；步进机构中的拨杆套入电机及两级蜗轮蜗杆减速器的拨块一端的孔中，档位信号机构中固定有七个接触钉的绝缘座固定在步进机构中的七等份槽轮对应位置上，步进机构中的七等份槽轮的中心孔套入开关本体的下曲轴对应部位锁紧固定。

所述的开关本体包括绝缘转轴、三相动触头组、六根输入绝缘定杆、一根输出绝缘定杆、绝缘圆盘、金属圆盘、十二件输出定触头、七十二件输入定触头，开关本体为笼形结构，几何尺寸相同的六根输入绝缘定杆及一根输出绝缘定杆的两端按七等份布置，固定在外径相同的一绝缘圆盘及一金属圆盘上；且两端部分别与绝缘圆盘及金属圆盘的端面平齐形成笼体；为保证笼体有足够的机械强度，在笼体轴向相应位置设置有三个绝缘圈，绝缘圈的外径与绝缘圆盘外径相同，六根输入绝缘定杆及一根输出绝缘定杆与绝缘圈外壁对应部位固定形成一体；每件输入支座螺栓中对应部位弹性约束着四件输入定触头，每件输出支座螺栓中对应部位弹性约束着四件输出定触头；在每件输入绝缘定杆长度方向，按三相分布，固定着三件已约束输入定触头的输入支座螺栓；在一件输出绝缘定杆长度方向，按三相分布，固定着三件已约束输出定触头的输出支座螺栓；绝缘转轴的上曲轴约束在绝缘圆盘的中心孔中；下曲轴的下端穿过金属圆盘中心孔且上端部位约束在中心孔中，绝缘转轴的两件绝缘动杆的相应位置上，布置三相动触头组。

为了保证输入及输出支座螺栓上约束的相关件的电压分布均匀及防止尖端放电，所述的开关本体还包括二十一件内均压环、二十一件外均压环、二十一件内绝缘隔离筒、二十一件外绝缘隔离筒，在每件输入支座螺栓及每件输出支座螺栓规定的部位设置有内均压环和外均压环及内绝缘隔离筒和外绝缘隔离筒。

为了使输入及输出绝缘定杆相间及对地满足35kv的耐压要求，所述的开关本体还包括二十一件大绝缘伞，在每件输入绝缘定杆和输出绝缘定杆长度方向，三个相应的位置各设置有一个大绝缘伞以增大爬电距离。

所述的绝缘转轴由两件绝缘动杆、上曲轴、下曲轴组成，两件绝缘动杆一端夹持着上曲轴，另一端夹持着下曲轴。为了使绝缘转轴相间及对地满足35kv的耐压要求，在两绝缘动杆上三个对应位置各设置有二个小绝缘伞。

所述的动触头组由三件动触片支座、三件动触片、三件接触环、三件汇流片、三件固定支座、三件均压环组成，三件动触片分别固定在三件动触片支座上，固定支座固定在绝缘转轴的两件绝缘动杆上，三件接触环及三件均压环分别固定在三件固定支座对应位置，三件接触环始终与约束在三件输出支座螺栓中的输出定触头匹配弹性接触，在三件接触环对应位置安装固定三件汇流片；动触片支座固定在绝缘转轴的两件绝缘动杆上，动触片支座、动触片及接触环通过汇流片连接导通，保证了电流依次从六个输入支座螺栓流入并始终从一个输出支座螺栓流出。固定支座安装的均压环是为了保证动触头组的电压分布均匀。

所述的档位信号机构由绝缘盘、公共接触环、七个接触钉、电缆插座、两件动触钉、两件弹簧、绝缘座组成，每个接触钉利用接线端子固定在绝缘盘对应的孔中；公共接触环固定在绝缘盘对应槽中并将第七个接触钉与公共接触环短接为公共钉，第一至六个接触钉为档位信号接触钉，七个接触钉分别与电缆插座上插头编号一一对应连接，电机电源线按设置的编号接入电缆插座中，绝缘盘按设置的方位紧固在金属圆盘对应的位置上；两件动触头的小端套上弹簧后并穿过绝缘座大台阶孔并从小台阶孔穿出紧固，两件动触钉的小端通过导线焊接导通；绝缘座固定在步进机构中的七等份槽轮上，当七等份槽轮进行了一次工位转换时，移动闭合动触钉与绝缘盘上对应的一档位信号接触钉及公共导电接触环，使该信号接触钉与公共导电接触环导通。

所述的步进机构包括七等份槽轮、定轴、滑套、滚套、拨叉、拨杆、支承套，定轴设置在金属圆盘上，滚套镶入拨叉的槽中，保持槽上的两孔与滚套孔同轴，拨杆的小端按设置的方位穿过拨叉及滚套孔，且拨杆的小端头部与拨叉对应位置铆接牢固，使滚套约束在拨叉槽中并能绕拨杆小端自由转动；滑套压入拨叉对应的孔中；拨叉按对应的孔套入定轴上且与对应的轴径动配合，并用支承套紧固约束在定轴上，七等份槽轮的中心孔套入开关本体的下曲轴对应匹配部位，并保持七等份槽轮上的锁止弧与拨叉上对应的圆弧动配合。

所述的电机及两级蜗轮蜗杆减速器包括单相电机、短蜗杆、拨块、输出轴、两件蜗轮、长蜗杆、立式支座、支柱、卧式支座、金属底盘，单相电机固定在金属底盘上，短蜗杆同轴固定在单相电机输出轴上，蜗轮同轴固定在长蜗杆上，长蜗杆通过轴承约束在卧式支座中，卧式支座固定在金属底盘上，另一蜗轮同轴固定在输出轴上，输出轴通过轴承约束在立式支座中，立式支座固定在金属底盘上并保持输出轴上的蜗轮与长蜗杆正确啮合；拨块固定在输出轴的端部；且短蜗杆与长蜗杆上固定的蜗轮正确啮合；金属底盘与支柱紧固成一体，且保证步进机构中的拨杆套入拨块一端的孔中。

本发明通过操作智能控制器给电机发出升档或降档指令，电机驱动两级蜗轮蜗杆减速器输出轴上的拨块低速旋转、拨块驱动与拨叉一体的拨杆、拨杆步进驱动七等份槽轮、七等份槽轮带动开关本体中设置有三相动触头组的组合绝缘转轴同步旋转、三相动触头组中的动触片分别与依次的六根输入绝缘杆定上对应的输入定触头弹性接触、三相动触头组中的接触环始终与一根输出绝缘杆定上的输出定触头弹性接触。从而实现开关电流从一至六级输入并从同一级输出端输出的目的。

附图说明

图1a为本发明开关装置的主视图。

图1b为本发明开关装置的a-a视图。

图2为本发明开关装置中绝缘转轴与三相动触头组的装配主视图。

图3a为本发明开关装置中电机及双级蜗轮蜗杆减速器主视图。

图3b为本发明开关装置中电机及双级蜗轮蜗杆减速器俯视图。

图4a为本发明开关装置中步进机构主视图。

图4b为本发明开关装置中步进机构俯视图。

图5a为本发明开关装置中档位信号机构主视图。

图5b为本发明开关装置中档位信号机构俯视图。

图6a为本发明开关装置中金属圆盘主视图。

图6b为本发明开关装置中金属圆盘b-b视图。

图7a为本发明开关装置中输入支座主视图。

图7b为本发明开关装置中输入支座左视图。

图7c为本发明开关装置中输入支座c-c视图。

图8a为本发明开关装置中固定支座主视图。

图8b为本发明开关装置中固定支座d-d视图。

图9a为本发明开关装置中下曲轴主视图。

图9b为本发明的开关装置中下曲轴e-e视图。

图10为本发明的结构示意图。

图中：1-外绝缘隔离筒，2-外均压环，3-输出支座螺栓，4-输出绝缘定杆，5-绝缘圆盘，6-内绝缘隔离筒，7-内均压环，8-输出定触头，9-主弹簧，10-小绝缘伞，11-接触环，12-上曲轴，13-固定支座，14-汇流片，15-动触片支座，16-均压环，17-动触片，18-输入定触头，19-输入支座螺栓，20-大绝缘伞，21-输入绝缘定杆，22-绝缘圈，23-绝缘动杆，24-金属圆盘，25-下曲轴，26-轴承盖，27-公共接触环，28-绝缘盘，29-接触钉，30-动触钉，31-弹簧，32-绝缘座，33-七等份槽轮，34-定轴，35-滑套，36-滚套，37-拨叉，38-支承套，39-拨杆，40-拨块，41-输出轴，42-单相电机，43-短蜗杆，44-蜗轮，45-长蜗杆，46-立式支座，47-支柱，48-卧式支座，49-金属底盘，50-电缆插座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1a、图10所示，本发明的一种三相干式无励磁电动分接开关，由开关装置100、智能控制器200组成，开关装置100的电缆插座50与智能控制器之间通过控制电缆连接，智能控制器200为现有技术在此不累述，其特征在于：所述的开关装置100由电机及两级蜗轮蜗杆减速器、步进机构、档位信号机构、开关本体四部分组成，采用立式垂直底部固定安装方式，从底部依次为电机及两级蜗轮蜗杆减速器、步进机构、档位信号机构、开关本体；步进机构中的拨杆39套入电机及两级蜗轮蜗杆减速器的拨块40一端的孔中，档位信号机构中固定有七个接触钉29的绝缘座32固定在步进机构中的七等份槽轮33对应位置上，步进机构中的七等份槽轮33的中心孔套入开关本体的下曲轴25对应部位锁紧固定。

如图1a、图1b、图7a、图7b、图7c所示，所述的开关本体包括绝缘转轴、三相动触头组、六根输入绝缘定杆21、一根输出绝缘定杆4、绝缘圆盘5、金属圆盘24、十二输出定触头8、七十二件输入定触头18、捌拾肆件主弹簧9，开关本体为笼形结构，几何尺寸相同的六根输入绝缘定杆21及一根输出绝缘定杆4的两端按七等份布置，固定在外径相同的一绝缘圆盘5及一金属圆盘24上；且两端部分别与绝缘圆盘5及金属圆盘24的端面平齐形成笼体；为保证笼体有足够的机械强度，在笼体轴向相应位置设置有三个绝缘圈22，绝缘圈22的外径与绝缘圆盘5外径相同，六根输入绝缘定杆21及一根输出绝缘定杆4与绝缘圈22外壁对应部位固定形成一体；每件输入支座螺栓19中对应部位通过四件主弹性9约束着四件输入定触头18，每件输出支座螺栓3中对应部位通过四件主弹性9约束着四件输出定触头8；在每件输入绝缘定杆21长度方向，按三相分布，固定着三件已约束输入定触头18的输入支座螺栓19；在一件输出绝缘定杆4长度方向，按三相分布，固定着三件已约束输出定触头8的输出支座螺栓3；绝缘转轴的上曲轴约束在绝缘圆盘5的中心孔中；下曲轴25的下端穿过金属圆盘24中心孔且上端部位约束在中心孔中，绝缘转轴的两件绝缘动杆23的相应位置上，布置三相动触头组。为了保证输入及输出支座螺栓上约束的相关件的电压分布均匀及防止尖端放电，在每件输入支座螺栓及输出支座螺栓规定的部位设置有内均压环7和外均压环2及内绝缘隔离筒6和外绝缘隔离筒1。为了使输入绝缘定杆21及输出绝缘定杆4相间及对地满足35kv的耐压要求，在每件输入绝缘定杆21及输出绝缘定杆4长度方向，三个相应的位置各设置有一个大绝缘伞20以增大爬电距离。

开关本体的部分装配：如图1a、图1b、图7a、图7b、图7c所示，取一件输出绝缘定杆4、六件输入绝缘定杆21、二十一件大绝缘伞20，将大绝缘伞20按热塑方式固定在输出绝缘定杆4及输入绝缘定杆21设置的位置上；取二十一件内均压环7、七十二件输入定触头18、八十四件主弹簧9、十八件输入支座螺栓19，首先在每个输入支座螺栓19中按要求利用销轴穿过输入定触头18及输入支座螺栓19对应的孔，再利用主弹簧9及紧固件固定，使每个输入支座螺栓19中对应部位弹性约束着四件输入定触头18，然后在每个输入支座螺栓19对应的部位固定一个内均压环7；取十二件输出定触头8、三件输出支座螺栓3，采用以上相同的方式将输出定触头8弹性约束在输出支座螺栓3中，并在相应部位固定一个内均压环7；取二十一件外均压环2将输入支座螺栓19及输出支座螺栓3穿过输入绝缘定杆21及输出绝缘定杆4对应的孔并利用外均压环2及紧固件将其固定。

如图2、图6a、图6b、图8a、图8b、图9a、图9b所示，所述的绝缘转轴由两件绝缘动杆23、上曲轴12、下曲轴25组成，两件绝缘动杆23一端夹持着上曲轴12，另一端夹持着下曲轴25，为了使绝缘转轴相间及对地满足35kv的耐压要求，在两绝缘动杆23上三个对应位置各设置有二个小绝缘伞10。绝缘转轴及动触头组的装配：取十二件小绝缘伞10、三件接触环11、一件上曲轴12、三件固定支座13、三件汇流片14、三件动触片支座15、三件均压环16、三件动触片17、两件绝缘动杆23、一件下曲轴25；将三件动触片17利用紧固件分别固定在三件动触片支座15上；将三件接触环11及三件均压环16分别固定在三件固定支座13对应位置；将装有均压环16及接触环11的固定支座13从均压环16方位套入二件绝缘动杆23

与上曲轴12固定的一端并使两件绝缘动杆23的端部从接触环11对应的方孔中穿出，直至绝缘动杆23的下端安装固定支座的对应位置，并用紧固件将其固定在绝缘动杆23上；再依次按数量、位置关系在两件绝缘动杆23上套入小绝缘伞10及固定着均压环16和接触环11的固定支座13并用对应的紧固件将其固定在绝缘动杆23上；在两件绝缘动杆23的两端按图2图示方位分别镶入上曲轴12及下曲轴25并用对应的紧固件固定；在三个接触环11对应位置安装固定汇流片14及安装着动触片17的动触片支座15，然后利用热塑工具将小绝缘伞10固定在绝缘动杆23设置的位置上，取一件金属圆盘24、一件轴承盖26，将对应的轴承用轴承盖26及紧固件约束在金属圆盘24上设置的台阶孔中；取四件支柱47固定在金属圆盘24设置的位置上，并将四件支柱47向下置于地面上，将装有三相动触头组的绝缘转轴的下曲轴25的下端部插入并穿过金属圆盘24中心孔中的轴承内孔，使下曲轴25的上部轴径与轴承内孔匹配约束在其中；取三件绝缘圈22套入绝缘转轴的两件绝缘动杆23外，将安装有相关件的六根输入绝缘定杆21及一根输出绝缘定杆4依次利用紧固件固定在金属圆盘24周边设置的位置上，将三个绝缘圈22调整到输入绝缘定杆21及输出绝缘定杆4设置的位置上固定，同时保持绝缘动杆23上的动触片17与第一工位上的输入绝缘定杆21上的输入定触头18及输出绝缘定杆4上的输出定触头8与绝缘转轴上的接触环11正确弹性接触；取一件绝缘圆盘5并在其中心盲孔中装入对应的轴承，将绝缘圆盘5置于绝缘转轴的顶部，使绝缘圆盘5中心的轴承与上曲轴12的上部轴径匹配将其约束，再将六根输入绝缘定杆21及一根输出绝缘定杆4端部与绝缘圆盘5对应部位利用紧固件固定。

档位信号机构的装配：如图1a、图1b、图5a、图5b所示，取一件公共接触环27、一件绝缘盘28、七件接触钉29、一件电缆插座50，将每个接触钉29利用接线端子及紧固件固定在绝缘盘28对应的孔中；将公共接触环27固定在绝缘盘28对应槽中并将第七号触钉与公共接触环27短接；按图5a上的编号利用规定长度的信号线将各接触钉29与电缆插座50上插头编号一一对应连接，同时将单相电机电源线按设置的编号接入电缆插座50中；然后将绝缘盘28按设置的方位紧固在金属圆盘24对应的位置上；取两件动触钉30、两件弹簧31、一件绝缘座32，将两件动触钉30的小端分别套上一弹簧31，穿过绝缘座32大台阶孔并从小台阶孔穿出，再利用紧固件铆接将动触钉30约束在台阶孔中，然后用相应的导线将两动触钉30的小端焊接导通；且保持动触钉30能在设置的范围内轴向上下弹性移动；最后将绝缘座32固定在七等份槽轮33对应位置上。

步进机构的装配：如图4a、图4b、图6a、图6b所示取一件滑套35、一件滚套36、一件拨叉37、一件拨杆39、一件支承套38，将滚套36镶入拨叉37的槽中，保持槽上的两孔与滚套36孔同轴，再将拨杆39的小端按设置的方位穿过拨叉37及滚套36孔，并将拨杆39的小端头部与拨叉37对应位置铆接牢固，使滚套36约束在拨叉37槽中并能绕拨杆39小端自由转动；再将滑套35压入拨叉37对应的孔中；然后将装配有相关件的拨叉37按其上对应的孔套入开关本体的金属圆盘24上设置的定轴34上，且与对应的轴径动配合，再利用支承套38及紧固件将其约束在定轴34上；取一件七等份槽轮33按规定方位将其中心孔套入开关本体的绝缘转轴的下曲轴25对应匹配部位，并保持七等份槽轮33上数字七位置的锁止弧与拨叉37上对应的圆弧动配合且将两者调整到图4a所示的位置；将开关本体中动触片17调整到设置的位置，保证步进机构的工位与本体中动触片17的工位一致，再将紧固螺母旋入下曲轴25的端部将七等份槽轮33锁紧，按此时的位置状态将七等份槽轮33与下曲轴25在设置部位配钻打入锥销固定，使俩者连接成一体。

电机及双级蜗轮蜗杆减速器的装配:如图1a、图1b、图3a、图3b所示：取一件短蜗杆43、1台单相电机42，将短蜗杆43同轴固定在单相电机42输出轴上；取一件拨块40、一件输出轴41、两件蜗轮44、一件立式支座46、一件长蜗杆45、一件卧式支座48、一件金属底盘49，将其中一蜗轮44同轴固定在长蜗杆45设置的位置上，再将配有蜗轮44的长蜗杆45通过轴承及相关附件约束在卧式支座48中，且将卧式支座48固定在金属底盘49设置的位置上；将另一蜗轮44同轴固定在输出轴41设置的位置上，再将配有蜗轮44的输出轴41通过轴承及相关附件约束在立式支座46中，且将立式支座46固定在金属底盘49设置的位置上并保持输出轴41上的蜗轮44与长蜗杆45正确啮合；将拨块40按设置位置固定在输出轴41的端部；再将配有短蜗杆43的单相电机42固定在金属底盘49设置的位置上并保持其上的短蜗杆43与长蜗杆45上固定的蜗轮44正确啮合；将装有电机及两级蜗轮蜗杆减速器的金属底盘49与支柱47利用紧固件连接成一体，且保证步进机构中的拨杆39套入拨块40一端的孔中；然后将电缆插座50固定在金属底盘49设置的位置上。最后将控制电缆一端连接电缆插座50，另一端连接智能控制器至此本开关装配完毕。

本开关的工作原理：在无励磁状态下，通过操作智能控制器发出升档或降档指令，电机带动两级蜗轮蜗杆减速器的拨块低速旋转、同步带动步进机构中的拨杆低速旋转、拨杆驱动七等份槽轮旋转360°/7角度、七等份槽轮同步带动档位信号机构中的移动触头及开关本体中的绝缘转轴旋转相同角度、档位信号机构中的移动触头从一工位转换到另一工位并将档位信号返馈给智能控制器，同时开关本体中的绝缘转轴同步带动动触片从一工位转换到另一工位、使动触片由与一工位输入定触头接触转换到与另一工位输入定触头接触、输出定触头始终与接触环接触。通过操作智能控制器可实现动触片在1-6工位之间转换。从而实现电流从1-6工位输入定触头支座螺栓流入-输入定触头-动触片-动触片支座-汇流片-接触环-输出定触头-始终至输出定触头支座螺栓流出的目的。

本发明通过操作智能控制器给电机发出升档或降档指令，电机及驱动两级蜗轮蜗杆减速器输出轴上的拨块低速旋转、拨块驱动与拨叉一体的拨杆、拨杆步进驱动七等份槽轮、七等份槽轮带动开关本体中设置有三相动触头组的组合绝缘转轴同步旋转、三相动触头组中的动触片分别与依次的六根输入绝缘杆定上对应的输入定触头弹性接触、三相动触头组中的接触环始终与一根输出绝缘杆定上的输出定触头弹性接触。从而实现开关电流从一至六级输入并从同一级输出端输出的目的。