一种可拆卸式模块化断路器操作机构的制作方法

1.本发明涉及高压断路器技术领域，具体涉及一种可拆卸式模块化断路器操作机构。


背景技术：

2.断路器是中高压输变电领域的主要设备，断路器的功能体现在当其触头进行分、合动作时，能够实现电路的断开和接通，而断路器的分、合动作是通过操作机构来实现的。针对于配电网10kv线路环网柜和开关站中，多采用弹簧操作机构，弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧既可，性价比优。
3.现有的弹簧操作机构在和断路器组装完成后，其上设置的电气元件无法在工作状态下单独拆除更换，因此，当弹簧操作机构某个部件需要拆除更换时，都需要将弹簧操作机构整体拆除才能完成更换，这就必然需要断电。同时，现有技术中的弹簧操作机构，容易发生机械故障而使操作机构拒动，主要原因在于，电动储能不到位，挂簧拐臂还没有过死点位置，行程开关便将储能电机电源切除，这时将无法实现电动合闸。
4.针对现有技术中存在的相关技术问题，本技术提供了一种可拆卸式模块化断路器操作机构，新产品把所有电气元件模块化，重新布局，可在不拆除机构的情况下拆除电气元件进行维修更换；同时设置了储能补偿装置，能够对合闸弹簧的压缩状态进行检测和储能补偿，提高了操作机构的易用性和安全性。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种可拆卸式模块化断路器操作机构，以解决现有技术中存在的相关技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种可拆卸式模块化断路器操作机构，包括依次平行设置的第一安装板、第二安装板和第三安装板，所述第一安装板、第二安装板和第三安装板之间通过多个支撑固定杆连接固定，还包括设置在所述第一安装板上的储能电机，所述储能电机传动连接机构操作轴，所述第一安装板和第二安装板之间设有齿轮副，所述机构操作轴传动连接所述齿轮副，所述齿轮副传动连接机械连锁机构，所述机械连锁机构一端传动连接合闸定位器和分闸定位器，所述机械连锁机构另一端传动连接分闸驱动轴，所述分闸驱动轴传动连接分闸弹簧；
8.所述齿轮副上设有驱动主轴，所述驱动主轴通过拐臂传动连接合闸弹簧，所述合闸弹簧设于所述第二安装板和第三安装板之间；
9.还包括储能补偿装置，所述储能补偿装置设于所述第二安装板和第三安装板之间。
10.进一步地，所述储能补偿装置包括：
11.控制器；
12.调节传动机构，设于所述驱动主轴和拐臂之间；
13.拉绳，沿长度方向穿设在所述合闸弹簧内，所述拉绳一端固定连接所述拐臂；
14.压力传感器，挤压设置在所述合闸弹簧端部，所述压力传感器信号连接所述控制器；
15.收绳器，设于所述合闸弹簧端部，所述收绳器固定连接所述拉绳另一端，所述收绳器信号连接所述控制器；和
16.调节电磁铁，设于所述第三安装板上，且设于所述拐臂下方。
17.压力传感器检测合闸弹簧的压缩弹力，当检测的实际压缩弹力小于预设压力时，控制器控制调节电磁铁通电产生磁力，吸引拐臂向下进入调节传动机构内，收绳器开启拉动拉绳至实际压缩弹力等于预设压力，关闭调节电磁铁，拐臂向上恢复原位，关闭收绳器。
18.进一步地，所述调节传动机构包括传动轴管、传动伸缩轴、调节弹簧和单向轴承，所述传动轴管上端同轴固定连接所述驱动主轴，所述传动轴管下端设有单向轴承，所述传动轴管内套设有传动连接的传动伸缩轴，所述传动轴管内设有调节弹簧，所述调节弹簧上端固定连接所述传动轴管内顶部，所述调节弹簧下端固定连接所述传动伸缩轴上端。
19.进一步地，所述传动伸缩轴为花键轴，所述传动轴管为与所述花键轴配合的花键套，所述单向轴承内壁为与所述花键轴配合的花键套。
20.进一步地，还包括限位凸台，所述限位凸台设于所述单向轴承下部内壁。
21.进一步地，还包括与所述分闸定位器传动连接的分闸连锁板、分闸电磁铁和分闸按钮，所述分闸连锁板弹性设于所述分闸定位器上，所述分闸按钮与所述分闸定位器弹性相抵，所述分闸电磁铁朝向所述分闸连锁板设置，且所述分闸电磁铁和分闸按钮固定在所述第一安装板上。
22.进一步地，还包括与所述合闸定位器传动连接的连接器、合闸连锁板、合闸电磁铁和合闸按钮，所述合闸连锁板弹性设于所述合闸定位器上，所述合闸按钮与所述合闸定位器弹性相抵，所述合闸连锁板与连接器一端弹性相抵，所述连接器另一端朝向所述合闸电磁铁设置，且所述连接器、合闸电磁铁和合闸按钮均固定在所述第一安装板上。
23.进一步地，还包括微动开关和辅助开关，且所述微动开关和辅助开关均设于所述第一安装板上。
24.进一步地，所述分闸弹簧设于所述第二安装板下端。
25.进一步地，所述分闸驱动轴上端设有分闸指示。
26.本发明具有如下优点：
27.新产品把所有电气元件模块化，重新布局，可在不拆除机构的情况下拆除电气元件进行维修更换，增加配电网10kv线路环网柜和开关站的长时间运行可靠性，改变只能线路停电才能维修操作机构上电气元件的方法，提高设备供电可靠性，解决维修操作机构需线路停电的难题。
28.同时设置了储能补偿装置，能够对合闸弹簧的压缩状态进行检测和储能补偿，提高了操作机构的易用性和安全性。
29.为了更好的说明本技术技术方案的有益效果，提供了如下实施例和说明书附图。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
31.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
32.图1为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构第一角度示意图；
33.图2为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构俯视图；
34.图3为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构第二角度示意图；
35.图4为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构第三角度示意图；
36.图5为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构第四角度示意图；
37.图6为本发明实施例1提供的一种可拆卸式模块化断路器操作机构第五角度示意图；
38.图7为本发明实施例2提供的合闸弹簧局部剖视图；
39.图8为本发明实施例2提供的图7中a处局部放大图；
40.图中：
41.1第一安装板；2第二安装板；3第三安装板；4支撑固定杆；5储能电机；6机构操作轴；7齿轮副；8机械连锁机构；9合闸定位器；10分闸定位器；11分闸驱动轴；12分闸弹簧；13驱动主轴；14拐臂；15合闸弹簧；16储能补偿装置；161调节传动机构；1611传动轴管；1612传动伸缩轴；1613调节弹簧；1614单向轴承；1615限位凸台；162拉绳；163压力传感器；164收绳器；165调节电磁铁；17分闸连锁板；18分闸电磁铁；19分闸按钮；20连接器；21合闸连锁板；22合闸电磁铁；23合闸按钮；24微动开关；25辅助开关；26分闸指示。
具体实施方式
42.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
43.为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本技术实施例提供了一种可拆卸式模块化断路器操作机构，旨在通过将操作机构上的各电子元件进行模块化设置，从而当操作机构上的单一电子元件发生损坏时，可在不断电的情况下拆徐对应电子元件进行更换，保证了供电的稳定性。同时通过在现有操作机构的结构上增加补偿功能，以期通过储能补偿
装置实现合闸弹簧的储能补偿，避免由于储能弹簧储能不到位而出现无法实现合闸的问题。
44.为了更好的说明本技术的技术方案，提供了如下实施例。
45.实施例1
46.具体的，如图1-6所示的，本技术的可拆卸式模块化断路器操作机构包括依次平行设置的第一安装板1、第二安装板2和第三安装板3，第一安装板1、第二安装板2和第三安装板3之间通过多个支撑固定杆4连接固定。其中，操作机构上的多数电子元件设置在第一安装板1上，其安装方式多采用螺栓固定，因此，方便拆卸更换。具体的，还包括设置在第一安装板1上的储能电机5，如图1所示的，储能电机5通过螺栓固定在第一安装板1上，且第二安装板2为储能电机5提供了让位，因此，储能电机5如果发生故障需要维修拆卸，则可实现方便更换。储能电机5传动连接机构操作轴6，能够带动机构操作轴6的转动，同时，第一安装板1和第二安装板2之间设有齿轮副7，机构操作轴6传动连接齿轮副7，可以带动齿轮副7的相对转动。具体的，本技术实施例中的齿轮副7包括套设在机构操作轴6上的主动齿轮和与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮套设在驱动主轴13上，当主动齿轮顺时针转动时，带动从动齿轮逆时针转动，从而进一步带动与齿轮副7传动连接的机械连锁机构8动作。
47.具体的，如图5和6所示，齿轮副7传动连接机械连锁机构8，机械连锁机构8一端传动连接合闸定位器9和分闸定位器10，因此，在此实施例中，通过合闸定位器9和分闸定位器10的单独使用，且合闸定位器9和分闸定位器10均设置在第一安装板1上，从而可实现在损坏时的拆卸和维修，并不需要将整个操作机构拆卸。机械连锁机构8另一端传动连接分闸驱动轴11，分闸驱动轴11传动连接分闸弹簧12，分闸弹簧12设于第二安装板2下端。齿轮副7在驱动机械连锁机构8动作时，也能够驱动分闸驱动轴11的动作，在一定状态时实现分闸弹簧12的储能。此实施例中，分闸弹簧12的具体储能动作和分闸动作属于现有技术中的常规设置，因此，不在此处赘述。
48.如上所述的齿轮副7的具体结构，同时，齿轮副7上设有驱动主轴13，驱动主轴13通过拐臂14传动连接合闸弹簧15，合闸弹簧15设于第二安装板2和第三安装板3之间。具体在使用时，储能电机5在开关动作控制下开启，驱动机构操作轴6顺时针转动，即主动齿轮顺时针转动，而带动从动齿轮逆时针转动，驱动主轴13在从动齿轮的带动下驱动与其传动连接的拐臂14转动，拐臂14转动带动合闸弹簧15被压缩实现储能。
49.基于以上结构，本技术实施例还进一步设置了与分闸定位器10传动连接的分闸连锁板17、分闸电磁铁18和分闸按钮19，分闸连锁板17弹性设于分闸定位器10上，具体在安装时，分闸定位器10上套设有扭簧，而分闸连锁板17垂直于分闸定位器10并横向设置。具体的，分闸按钮19与分闸定位器10弹性相抵，分闸电磁铁18朝向分闸连锁板17设置，当分闸电磁铁18撞击或分闸按钮19驱动后，能够快速的恢复的原来状态。且分闸电磁铁18和分闸按钮19固定在第一安装板1上。如图2-4中所示的结构，均通过螺栓固定、插接等方式安装在第一安装板1上，从而当与分闸定位器10相关部件发生损坏需要更换维修时，则只需要将相关部件进行拆卸更换即可。
50.同样的，还设置了与合闸定位器9传动连接的连接器20、合闸连锁板21、合闸电磁铁22和合闸按钮23，合闸连锁板21弹性设于合闸定位器9上，与上述分闸定位器10的结构相同，也设置了扭簧，合闸按钮23与合闸定位器9弹性相抵，合闸连锁板21与连接器20一端弹
性相抵，连接器20另一端朝向合闸电磁铁22设置，且连接器20、合闸电磁铁22和合闸按钮23均固定在第一安装板1上。具体在使用时，合闸动作时，合闸电磁铁22通电使得主体向外冲击连接器20的一端，连接器20侧另一端则推动合闸连锁板21带动合闸定位器9转动，合闸定位器9进一步通过连锁机械连锁机构8动作，使得合闸弹簧15释放能量。如图2-4中所示的结构，各相关部件均通过螺栓固定、插接等方式安装在第一安装板1上，从而当与合闸定位器9相关部件发生损坏需要更换维修时，则只需要将相关部件进行拆卸更换即可。
51.具体的，还包括微动开关24和辅助开关25，且微动开关24和辅助开关25均设于第一安装板1上。分闸驱动轴11上端设有分闸指示26，分闸指示26设置在第一安装板1的上方，从而也方便进行拆卸和更换。
52.实施例2
53.在上述结构的基础上，为了解决现有技术中存在的，弹簧操作机构容易发生机械故障而使操作机构拒动，主要原因在于，电动储能不到位，挂簧拐臂14还没有过死点位置，行程开关便将储能电机5电源切除，这时将无法实现电动合闸的问题。
54.在上述实施例1的基础上，还设置了储能补偿装置16，储能补偿装置16设于第二安装板2和第三安装板3之间。设置储能补偿装置16的主要目的在于，通过在现有操作机构的结构上增加补偿功能，以期通过储能补偿装置16实现合闸弹簧15的储能补偿，避免由于储能弹簧储能不到位而出现无法实现合闸的问题。
55.具体地，储能补偿装置16包括：控制器(图中未示出)，用于接收压力传感器163检测的合闸弹簧15的储能压力，并基于储能压力对收绳器164进行收绳动作控制和开启调节电磁铁165。
56.调节传动机构161，设于驱动主轴13和拐臂14之间；
57.拉绳162，沿长度方向穿设在合闸弹簧15内，拉绳162一端固定连接拐臂14，此实施例中的拉绳162一般采用钢丝绳为好，其机械强度高，使用稳定性更好。
58.压力传感器163，挤压设置在合闸弹簧15端部，压力传感器163信号连接控制器，如图7和8所示的，可将压力传感器163设置在其中合闸弹簧15的其中一端，也可以两端均设置，当合闸弹簧15完成储能动作后，压力传感器163能够实时检测合闸弹簧15的储能压力大小，并将检测结果传送给控制器。
59.收绳器164，设于合闸弹簧15端部，收绳器164固定连接拉绳162另一端，收绳器164信号连接控制器，此实施例中，收绳器164在得到控制器的收绳动作后，能够拉动拉绳162收卷，而收卷过程中拉绳162另一端带动合闸弹簧15的另一端继续被压缩，提高储能压力，并当达到相关储能压力后，控制器控制收绳器164停止工作。同时，需要说明的是，当收绳器164处于不工作状态时，收绳器164内的拉绳162可在合闸弹簧15释放压力时拉出，收绳器164不会限制拉绳162的长度，因此，能够也就不会限制合闸的动作完成。
60.此实施例中，为了配合调节传动机构161和收绳器164的补偿动作，本技术实施例还设置了调节电磁铁165，设于第三安装板3上，且设于拐臂14下方，其作用原理在于：拐臂14在初始状态时，拐臂14与调节传动机构161连接并被锁死，当需要进行储能补偿时，控制器启动调节电磁铁165产生电磁吸引力，吸引拐臂14向下移动一定距离后解除锁死状态，进一步通过收绳器164进行收绳动作使得合闸弹簧15进一步被压缩实现补偿储能。
61.即压力传感器163检测合闸弹簧15的压缩弹力，当检测的实际压缩弹力小于预设
压力时，控制器控制调节电磁铁165通电产生磁力，吸引拐臂14向下进入调节传动机构161内，收绳器164开启拉动拉绳162至实际压缩弹力等于预设压力，关闭调节电磁铁165，拐臂14向上恢复原位，关闭收绳器164。在完成相关动作后，由于拐臂14重新恢复到原来位置，从而实现拐臂14的锁死，提高了储能弹力。
62.为了实现上述功能，本实施例对调节传动机构161进行了设置，具体的，调节传动机构161包括传动轴管1611、传动伸缩轴1612、调节弹簧1613和单向轴承1614，传动轴管1611上端同轴固定连接驱动主轴13，可采用焊接方式进行同轴固定，传动轴管1611下端设有单向轴承1614，单向轴承1614也通过焊接方式固定在传动轴管1611下端，且单向轴承1614设置为可同传动轴管1611的方向通向转动，而不能反向转动。具体的，传动轴管1611内套设有传动连接的传动伸缩轴1612，传动伸缩轴1612为花键轴，传动轴管1611为与花键轴配合的花键套，单向轴承1614内壁为与花键轴配合的花键套。
63.基于上述结构，传动轴管1611内设有调节弹簧1613，调节弹簧1613上端固定连接传动轴管1611内顶部，调节弹簧1613下端固定连接传动伸缩轴1612上端。具体在使用时，传动伸缩轴1612可在传动轴管1611和单向轴承1614之间伸缩，即在自然状态时，调节弹簧1613的弹力拉伸作用使得传动伸缩轴1612上端插设在传动轴管1611内并与传动轴管1611传动连接，而不会发生掉落；当在调节电磁铁165通电状态时，拐臂14被吸引克服调节弹簧1613的弹力作用，使得传动伸缩轴1612向下进入到单向轴承1614中，此时可通过收绳器164的收绳作用，带动拐臂14发生以传动伸缩轴1612为轴转动，从而实现储能补偿。
64.基于上述过程，并在储能补偿完成后，调节电磁铁165失去磁力，传动伸缩轴1612在调节弹簧1613的弹力作用下，被向上提起重新进入传动轴管1611中，并处于锁死状态。
65.基于上述结构，为了防止出现调节电磁铁165吸引导致的拐臂14脱出的问题，还设置了限位凸台1615，限位凸台1615设于单向轴承1614下部内壁，从而限制了传动伸缩轴1612的最低位置，保证了传动伸缩轴1612不会从单向轴承1614脱出。
66.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。