操动机构及使用该操动机构的直动式接地开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种操动机构及使用该操动机构的直动式接地开关。
【背景技术】
[0002]目前，随着电网系统对设备安全性要求的提高，市场上越来越多的用户要求开关柜内接地开关具备较强的关合短路电流的能力，而现有市场上具备短路关合能力且以空气作为绝缘介质的接地开关动触头基本上都是旋转刀片式，或者在这种基本模式上进行局部改进，此类接地开关如中国专利号200810162375.2公开的“户内高压电动接地开关”，该接地开关对现存最常见的旋转刀片式接地开关增加了电动机构，并对安全性进行了改进，但没脱离旋转刀片式接地开关的基本框架。刀片式接地开关由于触头形状的原因，电场极不均匀，在分闸状态经常存在局部放电现象，降低了整体的安全可靠性。而在关合短路电流过程中，由于电场不均会导致触头间过早的预击穿，燃弧时间长，产生的能量较大，加上旋转式动触头与静触头的接触是由点接触过渡到线接触，导致触头烧蚀不均匀，上述几个因素导致现有旋转刀片式接地开关短路关合能力较差，往往出现试验失败爆炸的情况。
[0003]中国专利文献201320825258.6公开了一种固体绝缘直动接地开关，包括接地开关静触头、接地开关动触头、壳体、固体绝缘筒，接地开关静触头固定于固体绝缘筒内腔体，接地开关静触头带有弧触头，具备接地短路电流关合能力；固体绝缘筒置于壳体，接地开关动触头也置于壳体内，且接地开关动触头伸入固体绝缘筒内，以与接地开关静触头实现断开或闭合；所述壳体为固体绝缘材料或金属材料。当操作本实用新型所述固体绝缘直动式接地开关进行合闸时，旋转操作手柄，通过安装在壳体内的连杆机构带动接地开关动触头沿固体绝缘筒底部的导向环向上移动至固体绝缘筒内的空腔中，当棒状或管状的接地开关动触头插入接地开关静触头的梅花开口端，电流回路中的短路电流瞬时闭合产生能量巨大的电弧，该短路电流电弧所产生的气流通过内部气体通道排至壳体中的内部空腔中，然后由安装在固壳体上的压力释放装置排至外界大气中，从而完成该接地开关静触头与接地开关动触头相互闭合后，电气回路通过接地开关动触头接地的功能。但在该直动接地开关的开合闸过程中，动触头的上下直线运动完全依靠人力施加在操作手柄的操动力实现，这样不但会加长直动接地开关开合闸过程所需的时间，使得直动接地开关的开合闸操作缓慢，而且会增大操作人员的体力消耗，使得直动接地开关的开合闸操作费力。另外，在该直动接地开关合闸后，受接地开关动触头自身重力的影响，接地开关动触头有下落的趋势，趋势接地动触头下端连接的拐臂随之下落，这样将导致接地开关动触头和接地开关静触头脱开，自动分闸，即该直动接地开关在合闸后需继续施加保持力才能保持合闸状态，否则将在接地开关动触头自重的作用下自动分闸，使得整个直动接地开关不能维持合闸状态，无法保证直动接地开关的正常使用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种减少动触头动作所需的操动力的直动式接地开关的操动机构，同时本实用新型还提供了一种使用该操动机构的直动式接地开关。
[0005]为了实现以上目的，本实用新型中操动机构的技术方案如下:
[0006]操动机构，包括绕水平延伸的轴线转动装配在机架上的主轴、止旋装配在主轴上的拐臂及沿悬伸方向导向移动装配在拐臂悬伸端上的导向件，拐臂通过导向件与动触头铰接，拐臂、动触头在机架上形成通过拐臂的俯仰摆动牵引动触头上下移动的偏置滑块导杆机构，拐臂上连接有用于在合闸过程中向拐臂施加向上顶推动触头的扭矩、和/或在分闸过程中向拐臂施加向下牵引动触头的扭矩的弹性件。
[0007]弹性件为连接在拐臂和机架之间的圆柱螺旋弹簧，圆柱螺旋弹簧的一端通过第一弹簧座铰接在拐臂上、另一端通过第二弹簧座铰接在机架上，第一弹簧座的铰点和主轴的轴心间隔设置。
[0008]定义在拐臂带动动触头上摆至合闸到位时主轴的轴心和第一弹簧座的铰点之间的连线为合闸位连线，在拐臂带动动触头下摆至分闸到位时主轴的轴心和第一弹簧座的铰点之间的连线为分闸位连线，第二弹簧座的铰点处于合闸位连线和分闸位连线之间。
[0009]第二弹簧座的铰点到分闸位连线的距离小于到合闸位连线的距离。
[0010]第一弹簧座的铰点偏置于导向件在拐臂上直线移动方向的一侧。
[0011]主轴设有手动操作结构及电动传动机构，电动传动机构包括连接在主轴上的传动件及传动连接在传动件和电机之间的双向超越离合器。
[0012]本实用新型中直动式接地开关的技术方案如下:
[0013]直动式接地开关，包括机架及其上装配的操动机构，操动机构包括绕水平延伸的轴线转动装配在机架上的主轴、止旋装配在主轴上的拐臂及沿悬伸方向导向移动装配在拐臂悬伸端上的导向件，拐臂通过导向件与动触头铰接，拐臂、动触头在机架上形成通过拐臂的俯仰摆动牵引动触头上下移动的偏置滑块导杆机构，拐臂上连接有用于在合闸过程中向拐臂施加向上顶推动触头的扭矩、和/或在分闸过程中向拐臂施加向下牵引动触头的扭矩的弹性件。
[0014]弹性件为连接在拐臂和机架之间的圆柱螺旋弹簧，圆柱螺旋弹簧的一端通过第一弹簧座铰接在拐臂上、另一端通过第二弹簧座铰接在机架上，第一弹簧座的铰点和主轴的轴心间隔设置。
[0015]定义在拐臂带动动触头上摆至合闸到位时主轴的轴心和第一弹簧座的铰点之间的连线为合闸位连线，在拐臂带动动触头下摆至分闸到位时主轴的轴心和第一弹簧座的铰点之间的连线为分闸位连线，第二弹簧座的铰点处于合闸位连线和分闸位连线之间。
[0016]主轴设有手动操作结构及电动传动机构，电动传动机构包括连接在主轴上的传动件及传动连接在传动件和电机之间的双向超越离合器。
[0017]本实用新型中拐臂上连接有弹性件，这样在开合闸过程中，随着拐臂带动动触头相对于静触头上下动作，弹性件会向拐臂施加相应的扭矩，以使弹性件施加在拐臂上的扭矩和主轴施加在拐臂上的驱动力结合，结合后的合力通过拐臂牵引动触头进行相应的分合闸动作，从而在单纯的主轴驱动拐臂的基础上，增加了弹性件施加在拐臂上的弹性力，减少了拐臂推拉动触头动作过程中所需的操动力，使得直动式接地开关的分闸和/或合闸动作省时省力。
[0018]进一步的，弹性件为连接在拐臂和机架之间的圆柱螺旋弹簧，圆柱螺旋弹簧的一端通过第一弹簧座铰接在拐臂上、另一端通过第二弹簧座铰接在机架上，第一弹簧座的铰点和主轴的轴心间隔设置，第二弹簧座的铰点处于合闸位连线和分闸位连线之间。在合闸和分闸过程中，开始阶段，主轴施加在拐臂上的操动扭矩和弹性件施加在拐臂上的弹性扭矩是反向的，直至主轴的轴心、第一弹簧座的铰点和第二弹簧座的铰点处于同一直线时，弹性件将处于死点位置，将不再向拐臂施加扭矩，而继续旋转主轴的话，弹性件施加在拐臂上的弹性扭矩将与主轴施加在拐臂上的操动扭矩同向，以通过弹性件内弹性势能的释放，带动拐臂快速转动，这就使得无论在合闸过程中，还是在分闸过程中，弹性件均能够加快相应动触头的动力，同时减少主轴施加在拐臂上的操动力，从而进一步使得直动式接地开关的分、合闸动作省时省力。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的直动式接地开关的实施例在分闸状态下的立体结构示意图；
[0020]图2是图1中直动式接地开关在去除上面板后的立体结构示意图；
[0021]图3是图1的右视图；
[0022]图4是本实用新型中直动式接地开关在合闸状态下的主视图；
[0023]图5是本实用新型中直动式接地开关中拐臂和弹簧的相对位置示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型中直动式接地开关的实施例:如图1至图5所示，该直动式接地开关是一种12kV-40.5kV配电成套开关设备领域中采用的高短路关合能力的直动式电动接地开关，主要由支柱绝缘子1、机架2、触头组件3、操动机构4、电动机构5几部分组成。触头组件3中静触头通过支柱绝缘子I固定在机架2的顶部，触头组件3中动触头通过操动机构4装配在机架2的底部，动触头在操动机构4的驱动下可沿竖直方向直线往复移动，电动机构5传动连接在操动机构4的动力输入端上、以向操动机构4施加驱动其动作的驱动力。
[0025]该直动式接地开关是三相开关，各相的触头组件3中动触头和静触头为三相分离式，每相的结构基本相同，下面以单相为例进行描述。机架2主要由后面板21、上面板22、侧板23和底板24组成，该机架2使得整个直动式接地开关的外形美观，并起到保护操作人员安全及固定和安装其他元器件等作用。支柱绝缘子I的内部安装有带电显示装置，一端固定安装在后面板21的顶部、另一端支撑固连静触头的静端连接刀体，起支撑静触头、对地绝缘和带电显示的作用。触头组件3主要由连接导体31、静触头32、导向套33和动触头34组成，动触头34在导向套33的限制下沿竖向直线上下往复运动，通过与静触头32的接通和分离实现直动式接地开关的分、合闸。操动机构4主要由第二弹簧座41、弹簧42、第一弹簧座43、拐臂44、导向滑块45、接地轴46和主轴47组成，操动机构4的作用是