专利名称：多控式负荷开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属电力开关，主要涉及变压器工作电路控制的开关结构。
公知用户变压器如10KV级户外变压器，其一次侧线路的电力控制开关能满足供电使用和调节控制的需要，成为保证线路正常运行必不可少的组成部分之一。但任何电力控制开关均以所控电路之外的电源为自身的工作电源，否则将无法工作，因此使有条件使用电力开关处的设备增加、故障增多，加大了维护工作量；供电远端单台变压器一次侧的控制而只能以手动方式实现，成为长期以来无法解决的问题。
本实用新型的目的是提出工作电路并联于所控变压器二次侧两端，控制其一次侧电路的开关结构。
本实用新型的目的是这样实现的，多控式负荷开关包括可串联接入所控变压器一次侧电路的定、动触头，与动触头相联、含有电动部件的传动结构，驱动电动部件的电路，控制电动电路工作的控制电路，与控制电路相联的控制信号接受端，固定各部件的支架，联接各电路的辅助电路和固定联接部件。其中，所述电动电路使用时与所控变压器的二次侧输出端并联；所述动触头的传动机构还至少与两个位移贮能部件相联，其第一贮能部件串联于电动部件至动触头之间的传动之内，可贮存带动所联传动机构被动侧依需要改变工作位置的能量；第二贮能部件则应贮备带动全部电动部件的能量，对动触头的作用方向与第一贮能部件相反，联接在传动主动端与支架之间；在所述传动机构两端与支架之间还分别联有可被解除限制的位移限制副，位移限制副与可驱动其改变相对配合位置、从而释放受限部件的释放部件相联，释放部件则由控制其动作的控制部件控制。这样，可控的位移限制副可在能量存贮、释放和操作控制间，提供建立可控时序关系的衔接机制。即在完成贮能后再切断电源的缓释限位方式，为本开关提供贮蓄和释放驱动动触头的非电形式能量创造条件，按控制的要求，在需要时通过适时解除限制、允许传动的形式，实现传动——从而实现以非电动形式驱动触头的控制。贮能部件可将电传动转换的位移以自身能量的方式贮存起来，提供能量转移的载体；两种贮能要求则适应了开关工作的两个过程；定动触点的联接可控变压器一次侧的工作，其二次侧作为本开关的供电联接端，可提供在受控限位副完成相应动作过程中，贮存开关工作所要求动力的能量，至此建立了开关工作的全部条件。从而实现了本实用新型的目的。
本实用新型所述第二贮能部件可以是弹性部件，也可以是具有势能联接关系的部件，它们都是可以在位移与自身具有的能量间建立相关性的结构。
本实用新型所述限位副的释放控制部件分为两类，第一类是含有与所述贮能部件移动端相联的位置感受传感副的传动部件，第二类含有可接受外界控制信号的接收端的电动电路，和该电路辅助电源带动下、能将接收的控制信号以机械传动方式输出的传动部件；这样，电动电路可以将反映使用者主观原望的信号、与执行释放动作的传动相联系，并满足遥按的需要；辅助电源则可为释放控制提供能量，位置感受传感副可以感受贮能部件的位移端的变化，将有效位移即贮能按结构使用的要求，与执行开关动作紧密有机地衔接在一个开关动作之中，满足控制的要求，成为本开关的又一关键内容，两种型式分别对应了本开关使用中的两种使用情况。
本实用新型所述第二类电动释放控制部件的电路中含有间断接触开关，其传动部件中同时含有与间断开关动触头相联的滑动带状传动副，滑动副的接触环带上制有缓升陡降的凸台，凸台陡降段表面间断或与后续接触表面呈不大于90°的交角。这样，间断开关电路导通、实现传动、完成释放后，可实现自动断电，借以满足限制副解除动作全过程的需要。缓升陡降凸台则是间断传动的一种构成形式，借以形成中断导通或导通中的间断。接触环带则有利于保证工作无死点、连续工作。
本实用新型所述位置感受传感部件可以是带有限位传动副的机械传动结构，也可以是含有接近开关和电传动部件的电传动结构。这两种与位置直接相联的传动部件，可以满足在确定位置即贮能完成的位置，才实现传动的要求。
本实用新型亦可接入普通供电电路，此时作为贮能来源的电源可以是本开关控制负荷的供电电源。这种使用本身虽不再要求必须滞后切断电源，但使用本开关仍可以节省非动作状态的电能消耗，是本实用新型的又一种适用场合。
本实用新型可以是上述各方案的合理组合，以满足不同使用场合的需要。
本实用新型在电路通断控制中，引入含有两个或两个以上贮能部件的传动机构，经位置限制副及其释放动作的控制，可实现利用被控变压器二次侧电能控制其一次侧断电和再导通的遥控操作，解决了单一终端用户变压器由遥控方式实现控制的问题；并极大地简化其控制设备及其操作，减少空载运行和其它不必要的消耗，为用户变压器电路合理运行、科学管理，创造条件。本方案构造简单，制作使用均很容易，在高压线路的使用效果尤其明显。
附图给出了本实用新型实施例结构示意。
图1为用于10KV降压变压器初级控制开关结构图示；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的K向局部视图；图4为图3拨盘的结构简图；图5为图4的拨盘左视图；图6为图5中φB柱面展开剖面；图7为图6中凸台部分连续表面型式的局部放大图；图8为主电路电原理图；图9为复位释放驱动电原理图；图10为选用机械限位开关控制断电的开关结构示意；图11为重力式负荷开关结构简图；图12为用于普通电路时的电原理图；图13为有微动开关的间断开关结构图。
图中1、固定轴套 2、滑动轴套 3、分闸拉簧 4、固定套 5、固定钢板6、主轴 7、贮能压簧、拉簧 8、固定轴套 9、螺管吸力线圈 10、锁片11、拨盘 12、加力机 13、延时拉杆 14、动钩 15、定钩 16、动触头组件 17、导电片组件 18、静触头组件 19、轮式道轨 20、静触头组件支架 21、感应片 22、接近开关 23、动触头固定架 24、锁杆 25、分闸小吸力线圈 26、调偏拉杆 27、芯轴 28、锁销 29、复位弹簧 30、调整螺母 31、微型电机 32、圆周导电片 33、拨杆 34、轴套 35、弹性触头36、绝缘片 37、导电片 38、凸台 39、锁片复位弹簧 40、壳体 41、杆42、触头 43、重锤K1、高压开关即主要由16、18组成的开关TL分闸吸力线卷即9B、10KV变压器 KG1、可控开关 ZL全桥整流 BX、保险A、B、C、10KV三相高压线a、b、c、380V低压线O、低压线零线～10KV、交流电10千伏～220V、交流电220伏DC200V直流200伏K2、旋转园周落差开关即由32、35组成的间断接触开关KG2、可控硅M、电机(微型)即31D、整流二极管E1、太阳能电池E2、蓄电池g、控制信号输入端K3、微动开关下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
第一实施例为用于控制10千伏变压器一次侧工作的开关，可装于所控变压器高压侧的相应位置，与其低压侧输出端相联，另附6～12伏直流辅助电源，开关外形尺寸700×500×350mm，无油重近45kg(如图1-9)。
本开关置于壳体40内，开关的矩形固定钢板5装在壳体上顶内。在钢板5两端段分别固定有同心轴套1、8，套内装有与之滑动配合主轴6。在轴端内孔底端以销固定拉力弹簧7的一端，拉簧7的另端则固定于该端轴套1的外端侧。与轴套1内端面相邻、在轴6中段两套1、8之间、依次装有滑套2和固定套4，两套之间以拉力弹簧3彼此相联。滑套2的下侧固定有动触头固定架23，架23上固定三组动触头组件16；在滑套2外侧还沿轴向固定有一杆端带钩的闭锁杆24，该钩与固定在装有拉簧7的轴套1上、带有吸力线圈25的锁销28相配。固定套4上装有与接近开关22配合的感应片21。轴6在穿出另端轴套8后的轴端，经球形铰接与拉杆26相联，拉杆26另端亦经球形铰接与螺管吸力线圈9中的传动芯轴27相联。螺管吸力线圈内端面固定于本开关壳体外侧的相应部位。在螺管吸力线圈外端端面固定有可在与端面平行的平面内摆动的销片10，锁片10的一端可与由线圈伸出芯轴27端段的卡槽配合，固定伸出状态的芯轴。锁片的下端与可在销片10摆动平面的平行面内转动拨盘11上的4个拨杆33相配，拨杆与拨盘表面垂直，同时锁片上装有复位弹簧39，使锁片保持在与芯轴27相配合的位置。拨盘11是由减速器或称加力机12的输出端带动的，在拨盘的另一端面附有电路控制开关，如图4、5、6、7。开关的圆周导电片32附于拨盘11，且在与触头35接触的环带上制有与拨杆33位置对应、在运动方向滞后于拨杆、接触表面为缓升陡降的凸台38。在陡降段圆周导电片表面间断如图6，或垂直或成锐角与后续表面相联如图7。触头35固定于减速器壳体，触头与圆周导电片弹性接触相联，可导通电路，组成本例的断路开关。加力机12固定于壳体40上，由毫安级直流微型电机31带动。由直流6-12伏电源E1或E2，可控导通电路KG2、断路开关32、35组成本例的外控释放电路，由可控导通电路KG2的接收端8接收控制信号。在钢板5所装轴套轴向两侧相应位置，固定有在其横截面中包围主轴6的静触头组件18的固定框架20，其在动触头组件固定架23的相应位置，设有与固定架23两侧滚动配合的滚轮19，以限定该架23绕主轴6的摆动。在壳体40上还固定有接近开关22，其固定位置应保证，在螺管吸力线圈9的被动芯轴27越过被锁片10锁定的位置后，固定在固定套4上的感应片21立即使开关22接通。开关22则是用来控制固定在端部轴套1上感应线圈25的，该电路及螺管吸力线圈9皆以所控变压器二次侧输出端并联。螺管吸力线圈9由含遥控开关KG1的电路控制。动静触点组件16、18串联于变压器一次侧工作电路之中。至此是本例主要结构的情况。
工作时，在变压器运行状态触点组联通，螺管吸力线圈9、继电器25线圈虽皆与变压器二次侧线圈相联，但因遥控开关KG1、接近开关22均尚未联通，二者无电流通过。
若需要变压器停止工作时，则使遥控开关KG1接通，吸力线圈9通电，芯轴27被线圈吸入，经杆26、轴6带动轴端拉簧7伸长，固定套4亦随轴6同时右移；滑动套2被继电器25的锁销28限位，仍停留在原处，分闸拉簧3因滑动与固定两套4、2分离而被拉长。待铁心越过被锁片10锁定的位置后，锁片10因复位弹簧39的作用进入限位位置；铁心继续前移，固定在固定套4上的感应片21则立即使接近开关22导通，继电器25的线圈得电，锁销28脱离限位位置，在分闸接簧3的拉力作用下闭锁杆24随滑套2右移，在滚道19间动触头组件16同时移动。此时因固定在滑套2上的动触头组件16开始动作，变压器一次侧线路被截断，二次侧线路亦因之失电，两吸力线圈停止工作、失去吸力；轴端贮能拉簧7因被拉长而有作用在轴6、并传至铁心27、套2、4等上、使之复位的拉力，但因锁片10已进入限位状态，使这些受拉力作用的部件皆不能动作，开关的动触头组逐被限定在断路位置，变压器的断电状态得以维持。
当需要接通本开关使变压器一次侧恢复通电时，控制接通微电机可控开关KG2的触发电路，微电机得电工作，加力机12以加力输出带动拨盘11转动，拨杆33拨动锁片10离开锁定位置，铁心此时因受贮能拉簧7的持续拉力而开始左移，动触头组件16亦随之动作，直至恢复与静触头一一接触，使变压器一次侧线路得电，变压器恢复工作，完成了本例开关的接通工作。此时，因附于拨盘背面开关圆周导电片32在两拨杆33相应位置间的凸台38，使弹性触头35与动片32间有一短暂的分离、该开关有一截断的动作，微电机电路被立即切断，电机停转，拨盘亦不再动作；虽此后触头与动盘又恢复导通，但因可控开关已恢复截断状态，电机仍无法继续工作。在动静触点组恢复接触的同时，主轴6等均在拉力弹簧7作用下复位，滑套2的闭锁杆24也恢复到与锁销28配合的位置，一切如本例对工作过程描述初始，变压器呈运行的工作状态，又可以开始新的控制操作，至此完成了本例工作的全过程。
由工作过程可知，本开关静止时，开关所用电路全部处于断路状态，电能的消耗仅发生在通、断的动作瞬间，主要能耗只发生在切断操作开始之后、触点被分离之前的贮能阶段。开关的结构亦十分简单，制造安装调试运行皆很方便，动作关系明确合理。
第二实施例与第一例结构基本相同，如图10。区别仅在于贮能拉簧改为压缩弹簧7，装于固定套4与右端轴套8之间的主轴6外围；在滑套2上所装动钩14经杆43与带有复位压缩弹簧29的传动杆组13相联，杆13与轴6平行、与滑动套在其轴向滑动配合，杆13位于固定套侧的端部伸长至固定套的行程之内，该端部有限位块30与固定套相应位置配合；在另端动钩14与滑套2，动杆，和动杆与杆13皆为铰接，铰接轴垂直过杆13和轴6轴心线的面；在端轴套1外侧的相应位置，制有与该组件的钩头14配合固定于轴套1的钩头15。并以此组杆件代替第一例中接近开关21、22及其所控制的分闸小吸力线圈25电路和锁杆24锁销28等；此外，主轴6与螺管线圈的传动芯轴直接相联，没有带球铰接联接杆26。
工作时，当螺管线圈9得电，芯轴、主轴开始动作后，压簧7即被压缩，贮存了能量。待芯轴端部越过限位位置之后，滑套上的传动杆组端部的限位块30即被固定套4的位移所带动，经杆组传动后，另端动杆钩头14开启，滑套2与固定套4间所联拉簧3带动滑套2和动触头组件16右移，实现断路动作，并由锁片10锁定。当锁片10被拨动、芯轴27的限位被解除时，压缩的贮能弹簧7则推动主轴左移复位，动触头组件随其恢复与静触头的结合，完成导通工作，一切相应的动作部件复位，如运行常态，其余同例一。
第三例为低压大容量开关，可控大型动力或厂矿动力线的开关，结构与第二例基本相同，如图11。只是主轴6及相应部件竖直安装，轴下端装有重锤43，芯轴、主轴、重锤等组件总重为4kg；螺管线圈9位于主轴上部，无例二中的贮能压簧7及相关联接部件。本开关动静触点组件接入所控动力线内，如图12所示，本开关所用主要电源取自所控线路供电电源。由于重力作用立轴滑套所联动触头组件保持与静触头的导通状态。需断电时遥控或普通操作接通螺管线圈后，本开关得电动作，克服主轴重锤铁心组件的重力，实现断电，并由锁片10维持之。在需要接通开关时，启动微电机电路或以手动解除锁片10与铁心27间的配合，依重力作用触头恢复导通。其余情况均与以上两例一致。
第四例如图12，作为低压开关用于大型动力的控制，本开关与所控负荷共用同一电源，但与负荷的电源开关通断状态相反，即当负荷为通路时，本开关与电源呈断路，反之为通路。或开关与电源为常通联接。开关结构与第一、二例基本一致，即可使用接近开关21、22控制电传动，也可使用限位开关4、30带动第一限位副24、28或14、15动作。本开关工作与上几例不同的是，当第一贮能部件3完成释放动作后，开关的动静触头16、18是处于接触导通状态；而当第二贮能部件7完成释放后，本开关则处于截断分离状态。其余结构及工作均与前述一致。
本开关同前例所述，在非动作期间尽管可能与电源保持联通，但因电路中的控制部件KG1、KG2未被导通，故并无电能消耗。
第五例如例一，只是释放部件的间断开关，是由微动开关K3接入微型电机21的电路之中，代替前例中的圆周导电片32和弹性触头35，如图13。本例中的拨盘11圆周侧面，制成带有两个沿圆周对称分布、结构如前例的径向凸起38的圆柱面环带，经杆41与微动开关K3的触头42接触相联，杆41的一端沿拨盘柱面环带滑动，另端成弹性铰接，使滑动端与柱面环带弹性接触、杆41中部与开关触头42接触。
工作时，拨盘转动，38会迫使杆41按下触头42而断电，加力机12的传动惯性会促使凸起38越过与杆41的接触，使杆41落回柱面环带、开关复位导通，准备下一次起动。其余情况均与前例一致。
权利要求1.多控式负荷开关包括可串联接人所控变压器一次侧电路的定、动触头，与动触头相联、含有电动部件的传动机构，驱动所述电动部件的电路，控制电动电路工作的控制电路，与控制电路相联的控制信号输入端，固定各部件的支架，以及联接上述电路的辅助电路和固定联接部件，其特征在于——所述电动电路使用时与所控变压器的二次侧输出端相联；——所述动触头的传动机构还至少联有两个位移贮能部件，第一贮能部件(3)串联于电动部件至动触头之间的传动之内；第二贮能部件(7)对动触头的作用方向与第一贮能部件相反，联接在传动机构主动端与支架之间；——在所述传动机构两端(2、27)与支架之间还分别联有位移限制副(10、27，14、15)，位移限制副与释放部件(33、13)相联，释放部件则与释放控制部件(12、4)相联。
2.如权利要求1所述开关，其特征在于所述第二贮能部件可以是弹性部件(7)，也可以是具有势能联接关系的部件(43)。
3.如权利要求1或2所述开关，其特征在于第一贮能部件所联限位副的释放控制部件，是含有与所述贮能部件位移端相联的位置感受传感副的传动部件(6、4、21、22、25，6、4、30、13、29)；第二贮能部件所联限位副的释放控制部件，含有可接受外界控制信号接收端(g)的电动电路(K2、KG2、N)，和在辅助电源(E、E2)带动下，可将控制信号以机械传动方式输出的传动部件(31、12)。
4.如权利要求3所述开关，其特征在于所述电动释放控制部件电路K2、KG2、N)中含有间断接触开关(32、35)，所述传动部件中同时含有与间断开关动触头相联的滑动环带状传动副(32、35，11、41)，该滑动环带上制有缓升陡降的凸台(38)，凸台陡降段接触环带间断、或与后续接触工作表面的夹角≤90°，滑动传动副的两构件间(32、35，11、41)为弹性接触；电路中还有可触发导通的元件(KG2)。
5.如权利要求4所述开关，其特征在于所述位置感受部件可以是机械传动中的限位传动部件(4、30)，也可以是位置电感应部件(21、22)。
6.如权利要求1或2所述开关，其特征在于所述开关亦可接入普通供电电路，此时本开关须与所控负荷的供电端相联。
7.如权利要求3所述开关，其特征在于所述开关亦可接入普通供电电路，此时本开关的供电控负荷电源相联。
8.如权利要求4所述开关，其特征在于所述开关亦可接入普通供电电路，此时本开关须与所控负荷的供电端相联。
9.如权利要求5所述开关，其特征在于所述开关亦可接入普通供电电路，此时本开关须与所控负荷的供电端相联。
专利摘要多控式负荷开关属电力控制设备,包括可控制变压器一次侧通断的触头(16、18),与其动触头相联的电传动机构的两端(2、27)联有受控缓释限位副(14、15、10、27),在串联有势能贮存部件(3)的传动机构的主动侧与支架间亦联有势能贮存部件(7)。使用时电传动电路与变压器二次侧输出端相联,主动端的缓释限位副(10、27)由遥控电路(KG
文档编号H01H33/02GK2282262SQ9625078
公开日1998年5月20日 申请日期1996年12月29日 优先权日1996年12月29日
发明者赵 智 申请人:赵 智