一种三相联动机构及开关装置的制作方法

1.本发明涉及一种三相联动机构及开关装置。


背景技术：

2.近年来随着电网建设的快速发展，变电站建设的数量和规模都有很大的提升。相应的，被广泛应用于电站的气体绝缘金属封闭开关设备(简称gis)的规模也随之扩大。gis由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等组成，这些设备或部件全部封闭在接地的金属外壳中，在其内部充有一定压力的sf6绝缘气体，其中隔离开关作为gis的主要组成部件，其结构及性能直接影响gis设备的性能。
3.目前，隔离开关主要有分相操作及三相联动操作两种方式。三相联动隔离开关利用一台机构带动三相隔离开关同时动作，有效避免了隔离开关三相不同步的问题。如授权公告号为cn208093427u的中国实用新型专利公开了一种三相联动机构，包括沿左右方向间隔布置的传动拐臂，从左至右相邻两个传动拐臂之间分别通过第一相间连杆、第二相间连杆传动连接，传动拐臂的一端与相应相间连杆连接，另一端与齿轮箱的传动轴连接，操动机构的驱动力通过拐臂、齿轮箱传递至隔离开关。由于上述的三相联动机构为拐臂加齿轮箱的结构，传动损失角大，造成传动效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种三相联动机构，以解决现有技术中的三相联动机构为拐臂加齿轮箱的结构，造成传动效率低的技术问题；本发明的目的还在于提供一种开关装置。
5.为实现上述目的，本发明三相联动机构的技术方案是：三相联动机构，包括：首相传动组件，用于安装在首相隔离开关内，首相传动组件包括首相齿轮轴、首相绝缘杆以及首相主轴，首相齿轮轴上同轴布置有首相齿轮，首相齿轮用于与首相齿条啮合，首相绝缘杆设置有两个，两个首相绝缘杆分别连接在首相齿轮轴的两端端部，首相主轴设置有两个，两个首相主轴分别连接在相应首相绝缘杆远离首相齿轮轴的一端；中相传动组件，用于安装在中相隔离开关内，中相传动组件包括中相齿轮轴、中相绝缘杆以及中相主轴，中相齿轮轴上同轴布置有中相齿轮，中相齿轮用于与中相齿条啮合，中相绝缘杆设置有两个，两个中相绝缘杆分别连接在中相齿轮轴的两端端部，中相主轴设置有两个，两个中相主轴分别连接在相应中相绝缘杆远离中相齿轮轴的一端；尾相传动组件，用于安装在尾相隔离开关内，尾相传动组件包括尾相齿轮轴、尾相绝缘杆以及尾相主轴，尾相齿轮轴上同轴布置有尾相齿轮，尾相齿轮用于与尾相齿条啮合，尾相绝缘杆设置有一个，尾相绝缘杆连接在尾相齿轮轴靠近中相齿轮轴的一端，尾相主轴设置有一个，尾相主轴连接在尾相绝缘杆远离尾相齿轮轴的一端；操作机构，其输出轴与两个首相主轴的其中一个连接，两个首相主轴的另一个与
两个中相主轴的其中一个连接，两个中相主轴的另一个与尾相主轴；其中，所有的齿轮轴、绝缘杆及主轴呈一字型布置。
6.有益效果是：相比于现有技术中的三相联动机构，本发明的三相联动机构，通过将所有的齿轮轴、绝缘杆及主轴呈一字型布置，并利用齿轮轴上的齿轮与相应动触杆上的齿条啮合，实现各相隔离开关的分合闸，传动效率高，传动损失角小，工作稳定性好。
7.进一步的，相应首相主轴通过第一连杆与两个中相主轴的其中一个连接，两个中相主轴的另一个通过第二连杆与尾相主轴连接。
8.有益效果是：这样设计，可以将各相传动组件的主轴做的较短些，这样减少运输过程中的空间占用，能够提高运输效率。
9.进一步的，第一连杆和/或第二连杆的至少一端通过万向联轴节与相应主轴连接。
10.有益效果是：在两相隔离开关不等高时，通过万向联轴节也能实现两相传动组件之间的传动连接。
11.进一步的，同一相传动组件中的齿轮轴、绝缘杆及主轴同轴布置。
12.有益效果是：这样设计，保证传动过程中各部件转动的一致性。
13.进一步的，各相隔离开关中的绝缘杆的尺寸相同。
14.有益效果是：这样设计，只需设计一种模具即可，降低制作模具的成本。
15.为实现上述目的，本发明开关装置的技术方案是：开关装置，包括：首相隔离开关，其内设有首相动触杆，首相动触杆具有首相齿条，首相齿条沿首相动触杆的轴向延伸；中相隔离开关，其内设有中相动触杆，中相动触杆具有中相齿条，中相齿条沿中相动触杆的轴向延伸；尾相隔离开关，其内设有尾相动触杆，尾相动触杆具有尾相齿条，尾相齿条沿尾相动触杆的轴向延伸；首相传动组件，安装在首相隔离开关内，首相传动组件包括首相齿轮轴、首相绝缘杆以及首相主轴，首相齿轮轴上同轴布置有首相齿轮，首相齿轮与首相齿条啮合，首相绝缘杆设置有两个，两个首相绝缘杆分别连接在首相齿轮轴的两端端部，首相主轴设置有两个，两个首相主轴分别连接在相应首相绝缘杆远离首相齿轮轴的一端；中相传动组件，安装在中相隔离开关内，中相传动组件包括中相齿轮轴、中相绝缘杆以及中相主轴，中相齿轮轴上同轴布置有中相齿轮，中相齿轮与中相齿条啮合，中相绝缘杆设置有两个，两个中相绝缘杆分别连接在中相齿轮轴的两端端部，中相主轴设置有两个，两个中相主轴分别连接在相应中相绝缘杆远离中相齿轮轴的一端；尾相传动组件，安装在尾相隔离开关内，尾相传动组件包括尾相齿轮轴、尾相绝缘杆以及尾相主轴，尾相齿轮轴上同轴布置有尾相齿轮，尾相齿轮与尾相齿条啮合，尾相绝缘杆设置有一个，尾相绝缘杆连接在尾相齿轮轴靠近中相齿轮轴的一端，尾相主轴设置有一个，尾相主轴连接在尾相绝缘杆远离尾相齿轮轴的一端；操作机构，其输出轴与两个首相主轴的其中一个连接，两个首相主轴的另一个与两个中相主轴的其中一个连接，两个中相主轴的另一个与尾相主轴；其中，首相动触杆、中相动触杆以及尾相动触杆平行设置；所有的齿轮轴、绝缘杆
及主轴呈一字型布置。
16.有益效果是：相比于现有技术中的三相联动机构，本发明的三相联动机构，通过将所有的齿轮轴、绝缘杆及主轴呈一字型布置，并利用齿轮轴上的齿轮与相应动触杆上的齿条啮合，实现各相隔离开关的分合闸，传动效率高，传动损失角小，工作稳定性好。同时使得开关装置的整体较为紧凑，有利于开关装置的小型化。
17.进一步的，相应首相主轴通过第一连杆与两个中相主轴的其中一个连接，两个中相主轴的另一个通过第二连杆与尾相主轴连接。
18.有益效果是：这样设计，可以将各相传动组件的主轴做的较短些，这样减少运输过程中的空间占用，能够提高运输效率。
19.进一步的，第一连杆和/或第二连杆的至少一端通过万向联轴节与相应主轴连接。
20.有益效果是：在两相隔离开关不等高时，通过万向联轴节也能实现两相传动组件之间的传动连接。
21.进一步的，同一相传动组件中的齿轮轴、绝缘杆及主轴同轴布置。
22.有益效果是：这样设计，保证传动过程中各部件转动的一致性。
23.进一步的，各相隔离开关中的绝缘杆的尺寸相同。
24.有益效果是：这样设计，只需设计一种模具即可，降低制作模具的成本。
附图说明
25.图1为本发明开关装置的结构示意图；图2为图1中的局部放大图；图中：11、首相隔离开关；12、中相隔离开关；13、尾相隔离开关；14、操作机构；15、首相动触杆；16、首相齿条；17、中相动触杆；18、中相齿条；19、尾相动触杆；20、尾相齿条；21、左首相主轴；22、左首相绝缘杆；23、首相齿轮轴；24、首相齿轮；25、右首相绝缘杆；26、右首相主轴；27、左中相主轴；28、左中相绝缘杆；29、中相齿轮轴；30、中相齿轮；31、右中相绝缘杆；32、右中相主轴；33、尾相主轴；34、尾相绝缘杆；35、尾相齿轮轴；36、尾相齿轮；37、第一联轴节；38、第一连杆；39、第二联轴节；40、第二连杆。
具体实施方式
26.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说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
29.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
30.本发明开关装置的实施例1：如图1所示，开关装置包括由左向右依次间隔布置的首相隔离开关11、中相隔离开关12、尾相隔离开关13，首相隔离开关11内设有首相动触杆15，首相动触杆15具有首相齿条16，首相齿条16处于首相动触杆15的下部且沿首相动触杆15的轴向延伸；中相隔离开关12内设有中相动触杆17，中相动触杆17具有中相齿条18，中相齿条18处于中相动触杆17的下部且沿中相动触杆17的轴向延伸；尾相隔离开关13内设有尾相动触杆19，尾相动触杆19具有尾相齿条20，尾相齿条20处于尾相动触杆19的下部且沿尾相动触杆19的轴向延伸。其中，首相动触杆15、中相动触杆17以及尾相动触杆19平行设置。
31.本实施例中，首相隔离开关11为a相隔离开关，中相隔离开关12为b相隔离开关，尾相隔离开关13为c相隔离开关。在其他实施例中，基于中相隔离开关为b相隔离开关的情况下，首相隔离开关可以为c相隔离开关，尾相隔离开关可以为a相隔离开关。
32.如图1和图2所示，开关装置还包括三相联动机构，三相联动机构包括首相传动组件、中相传动组件、尾相传动组件以及操作机构14；首相传动组件和中相传动组件通过第一连杆38传动连接，中相传动组件和尾相传动组件通过第二连杆40传动连接。
33.本实施例中，首相传动组件安装在首相隔离开关11内，首相传动组件包括首相齿轮轴23、首相绝缘杆以及首相主轴；首相齿轮轴23上同轴布置有首相齿轮24，首相齿轮24与首相齿条16啮合；首相绝缘杆设置有两个，分别为左首相绝缘杆22和右首相绝缘杆25，左首相绝缘杆22的右端连接在首相齿轮轴23的左端端部，右首相绝缘杆25的左端连接在首相齿轮轴23的右端端部；首相主轴设置有两个，分别为左首相主轴21和右首相主轴26，左首相主轴21的右端连接在左首相绝缘杆22的左端，左首相主轴21的左端连接在操作机构14的输出轴上，右首相主轴26的左端连接在右首相绝缘杆25的右端，右首相主轴26的右端通过第一联轴节37连接在第一连杆38的左端。
34.本实施例中，首相齿轮轴23、首相绝缘杆以及首相主轴同轴布置，且首相齿轮轴23通过轴承转动装配在首相隔离开关11的壳体内，首相主轴通过轴承转动装配在首相隔离开关11的壳体上。
35.本实施例中，中相传动组件安装在中相隔离开关12内，中相传动组件包括中相齿轮轴29、中相绝缘杆以及中相主轴，中相齿轮轴29上同轴布置有中相齿轮30，中相齿轮30与中相齿条18啮合；中相绝缘杆设置有两个，分别为左中相绝缘杆28和右中相绝缘杆31，左中相绝缘杆28的右端连接在中相齿轮轴29的左端端部，右中相绝缘杆31的左端连接在中相齿轮轴29的右端端部；中相主轴设置有两个，分别为左中相主轴27和右中相主轴32，左中相主轴27的右端连接在左中相绝缘杆28的左端，左中相主轴27的左端通过第二联轴节39连接在第一连杆38的右端，右中相主轴32的左端连接在右中相绝缘杆31的右端，右中相主轴32的右端通过第一联轴节37连接在第二连杆40的左端。
36.本实施例中，中相齿轮轴29、中相绝缘杆以及中相主轴同轴布置，且中相齿轮轴29通过轴承转动装配在中相隔离开关12的壳体内，中相主轴通过轴承转动装配在中相隔离开关12的壳体上。
37.本实施例中，尾相传动组件安装在尾相隔离开关13内，尾相传动组件包括尾相齿轮轴35、尾相绝缘杆34以及尾相主轴33，尾相齿轮轴35上同轴布置有尾相齿轮36，尾相齿轮36与尾相齿条20啮合，尾相绝缘杆34设置有一个，尾相绝缘杆34的右端连接在尾相齿轮轴35的左端（即尾相绝缘杆34的右端连接在尾相齿轮轴35靠近中相齿轮轴29的一端）；尾相主轴33设置有一个，尾相主轴33的左端通过第二联轴节39连接在第二连杆40的右端，尾相主轴33的右端连接在尾相绝缘杆34的左端（即尾相主轴33的右端连接在尾相绝缘杆34远离尾相齿轮轴35的一端）。
38.本实施例中，尾相齿轮轴35、尾相绝缘杆以及尾相主轴同轴布置，且尾相齿轮轴35通过轴承转动装配在尾相隔离开关13的壳体内，尾相主轴通过轴承转动装配在尾相隔离开关13的壳体上。
39.本实施例中，第一联轴节37为普通联轴节，第二联轴节39为万向联轴节，在两相隔离开关不等高时，通过万向联轴节也能实现两相传动组件之间的传动连接。
40.本实施例中，两个首相绝缘杆、两个中相绝缘杆以及两个尾相绝缘杆的尺寸均相同，这样便于加工和后期的跟换。
41.准备分合闸时，操作机构4首先动作，其输出轴带动左首相主轴21转动，左首相主轴21带动左首相绝缘杆22转动，左首相绝缘杆22带动首相齿轮轴23转动，使得首相齿轮轴23上的首相齿轮24作圆周运动，通过首相齿轮24与首相齿条16啮合，使得首相动触杆15在垂直于纸面的方向作直线运动，从而实现首相隔离开关11的分合闸动作。
42.首相齿轮轴23转动时会带动右首相绝缘杆25转动，右首相绝缘杆25带动右首相主轴26转动，右首相主轴26带动第一连杆38转动，第一连杆38带动左中相主轴27转动，左中相主轴27带动左中相绝缘杆28转动，左中相绝缘杆28带动中相齿轮轴29转动，使得中相齿轮轴29上的中相齿轮30作圆周运动，通过中相齿轮30与中相齿条18啮合，使得中相动触杆17在垂直于纸面的方向作直线运动，从而实现中相隔离开关12的分合闸。
43.同理，中相齿轮轴29转动时会带动右中相绝缘杆31转动，右中相绝缘杆31带动右中相主轴32转动，右中相主轴32带动第二连杆40转动，第二连杆40带动尾相主轴33转动，尾相主轴33带动尾相绝缘杆34转动，尾相绝缘杆34带动尾相齿轮轴35转动，使得尾相齿轮轴35上的尾相齿轮36作圆周运动，通过尾相齿轮36和尾相齿条20啮合，使得尾相动触杆19在垂直于纸面的方向作直线运动，从而实现尾相隔离开关13的分合闸。从而通过三相联动机构实现三相隔离开关的分合闸。
44.相比于现有技术中的三相联动机构，本发明开关装置的三相联动机构，传动效率高，传动损失角小，工作稳定性好，同时使得开关装置的整体较为紧凑，有利于开关装置的小型化。
45.本发明开关装置的实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，相邻两相传动组件的主轴通过连杆传动连接。本实施例中，各相传动组件的主轴伸出相应隔离开关较长，相邻两个传动组件的主轴直接连接在一起。
46.本发明开关装置的实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，各连杆的左端为普通联轴节，右端为万向联轴节。本实施例中，各连杆的左端和右端均为万向联轴节。在其他实施例中，各连杆的左端和右端均为普通联轴节。
47.本发明三相联动机构的实施例，该三相联动机构与上述开关装置的实施例1至3中任一个所述的三相联动机构的结构相同，在此不再赘述。
48.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。