一种双稳态真空高压隔离开关及轨道机车的制作方法

本发明涉及轨道机车车辆高压系统，特别是一种双稳态真空高压隔离开关及轨道机车。

背景技术：

1、高压电器箱因为可以极大地降低高压绝缘的日常维护成本，能有效规避环境中的导电性污染累积到高压绝缘子上，能降低箱内独立电器部件的环境应力，提升高压独立电器部件的运用可靠性，已成为电力机车和动车组高压系统的首选方案。

2、传统的户内高压隔离开关为实现断开时断口间绝缘性能，高压导电部分尺寸狭长，往往超过400mm，而且导电的闸刀在开关断开位置，还需要张开一个大角度。同时，高压电器箱箱体需要采用金属材料且需要接地，与其内部安装的高压隔离开关高压导电部分各方向需要至少310mm的电气间隙，导致高压电器箱箱体尺寸大，重量重。

3、另一方面，目前传统的高压隔离开关分闸和合闸全部依赖压力气缸驱动和保持，依靠电磁阀控制分闸和合闸。电磁阀的控制容易受到干扰而发生误动作或系统故障导致开关存在某个中间状态，进而易引发车辆运营故障。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对传统户内高压隔离开关的不足，本发明提供一种能稳定停留在闭合或断开状态的双稳态真空高压隔离开关及轨道机车。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

3、一种双稳态真空高压隔离开关，包括真空开关管，所述真空开关管具有一静触头和一动触头，所述动触头连接绝缘操纵杆的一端，其中：

4、所述绝缘操纵杆的另一端与双稳态驱动机构的传动轴相连接；

5、所述双稳态驱动机构包括驱动源、传动轴、传动支架和弹性构件，所述驱动源的驱动杆连接所述传动轴的一端，所述传动轴滑动安装在所述传动支架上，且所述传动轴的两侧对称安装所述弹性构件，所述弹性构件的一端与所述传动支架连接，另一端与所述传动轴铰接，所述驱动源通过所述传动轴、绝缘操纵杆驱动所述真空开关管的动触头，使所述真空开关管实现合闸或分闸；

6、合闸操作时，所述驱动源通过所述传动轴驱动所述真空开关管的动触头靠近静触头的同时，所述传动轴两侧的所述弹性构件随所述传动轴的移动被所述传动轴压缩并形成v形的第一夹角，以在所述真空开关管合闸完成后，通过所述弹性构件提供支持力，使所述传动轴处于第一稳态位置，所述真空开关管处于稳定的合闸状态；分闸操作时，所述驱动源通过所述传动轴驱动所述真空开关管的动触头离开静触头的同时，所述传动轴两侧的所述弹性构件随所述传动轴的移动被所述传动轴压缩并形成v形的第二夹角，以在所述真空开关管分闸完成后，通过所述弹性构件提供支持力，使所述传动轴处于第二稳态位置，所述真空开关管处于稳定的分闸状态。

7、为保证真空开关管和绝缘操纵杆的可靠绝缘，所述真空开关管和所述绝缘操纵杆安装在绝缘子中。

8、一具体实施例中，所述绝缘子为一体式绝缘子，其上端预埋有高压输入法兰，中部预埋有高压输出法兰，下端设置为绝缘子安装位。

9、一具体实施例中，所述绝缘操纵杆与所述传动轴通过铰轴垂直相交连接，所述传动支架套设在所述传动轴上，且所述传动轴上设置斜槽，所述斜槽与所述传动轴的轴线之间具有第三夹角，所述传动支架上设有用于穿设所述绝缘操纵杆的第一连接孔、用于穿设所述铰轴的第二连接孔，且所述第二连接孔为沿所述绝缘操纵杆轴向延伸的长条形孔，所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一平面内并垂直相交于同一点，所述铰轴穿过所述斜槽和所述第二连接孔，所述绝缘操纵杆穿过所述第一连接孔并伸入所述第一斜槽内与所述铰轴连接。

10、一具体实施例中，所述传动轴的另一端连接所述弹性构件。

11、优选地，所述弹性构件为弹簧或带有弹性的柔性梁。

12、一具体实施例中，所述双稳态驱动机构和所述绝缘子分别安装在底板组装的两侧，所述绝缘操纵杆穿过所述底板组装与所述传动轴铰接。

13、优选地，所述驱动源为压缩气体动力源、电磁力动力源或电机动力源。

14、优选地，所述双稳态驱动机构上还安装有用于向车辆提供反馈信号的微动开关。

15、基于同一构思，本发明还提供了一种轨道机车，其包括所述的双稳态真空高压隔离开关。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)本发明选用真空作为高压隔离开关极间的绝缘介质，使得极间绝缘距离由原来的310mm缩短到16mm或更小，一方面解决了传统高压隔离开关极间带电部分体积过大，运用到户内不方便的问题，另一方面也为驱动机构的设计提供了更多选择。

18、(2)本发明设计了一种双稳态驱动机构，该双稳态驱动机构在弹性构件的作用下，能使高压隔离开关可靠地停留在闭合位置或断开位置，并持续地提供保持力。一方面解决了传统高压隔离开关抗干扰能力不强的问题，另一方面因为不需要动力持续供给，仅需要在指令的控制下，短时提供作用力使弹性构件转换作用力方向，弹性构件本身势能的变化极小，节能效果明显。

技术特征：

1.一种双稳态真空高压隔离开关，包括真空开关管(2)，所述真空开关管具有一静触头和一动触头，所述动触头连接绝缘操纵杆(4)的一端，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述真空开关管和所述绝缘操纵杆安装在绝缘子(1)中。

3.根据权利要求2所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述绝缘子为一体式绝缘子，其上端预埋有高压输入法兰，中部预埋有高压输出法兰，下端设置为绝缘子安装位。

4.根据权利要求1所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述绝缘操纵杆与所述传动轴通过铰轴(11)垂直相交连接，所述传动支架套设在所述传动轴上，且所述传动轴上设置斜槽(91)，所述斜槽与所述传动轴的轴线之间具有第三夹角，所述传动支架上设有用于穿设所述绝缘操纵杆的第一连接孔(71)、用于穿设所述铰轴的第二连接孔(72)，且所述第二连接孔为沿所述绝缘操纵杆轴向延伸的长条形孔，所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一平面内并垂直相交于同一点，所述铰轴穿过所述斜槽和所述第二连接孔，所述绝缘操纵杆穿过所述第一连接孔并伸入所述第一斜槽内与所述铰轴连接。

5.根据权利要求4所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述传动轴的另一端连接所述弹性构件。

6.根据权利要求1所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述弹性构件为弹簧或带有弹性的柔性梁。

7.根据权利要求2所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述双稳态驱动机构和所述绝缘子分别安装在底板组装(5)的两侧，所述绝缘操纵杆穿过所述底板组装与所述传动轴铰接。

8.根据权利要求1所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述驱动源为压缩气体动力源、电磁力动力源或电机动力源。

9.根据权利要求1所述的双稳态真空高压隔离开关，其特征在于，所述双稳态驱动机构上还安装有用于向车辆提供反馈信号的微动开关。

10.一种轨道机车，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的双稳态真空高压隔离开关。

技术总结
本发明公开了一种双稳态真空高压隔离开关及轨道机车，其包括真空开关管(2)，所述真空开关管具有一静触头和一动触头，所述动触头连接绝缘操纵杆(4)的一端，所述绝缘操纵杆(4)的另一端与双稳态驱动机构(6)的传动轴(8)相连接；所述双稳态驱动机构包括驱动源(12)、传动轴(8)、传动支架(7)和弹性构件(9)，所述驱动源的驱动杆连接所述传动轴的一端，所述传动轴滑动安装在所述传动支架上，且所述传动轴的两侧对称安装所述弹性构件，所述弹性构件的一端与所述传动支架连接，另一端与所述传动轴铰接，所述驱动源通过所述传动轴、绝缘操纵杆驱动所述真空开关管的动触头，使所述真空开关管实现稳定的合闸或分闸。

技术研发人员：王喜亮,罗传文,张彦林,陈珍宝,王雄波,袁超,汤彬,恒放,周亚旗,马锐,马伟强
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13