一种操动机构及使用该操动机构的开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种操动机构及使用该操动机构的开关装置，该操动机构包括动力装置和传动机构，传动机构包括与动力装置的输出转轴连接的拐臂轴以及与拐臂轴传动连接的用于带动断路器分合闸的绝缘拉杆，操动机构还包括用于在分合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力的弹簧装置。本发明专利技术中，弹簧装置在分合闸前期为断路器的动触头提供助力作用，这样可减小动力装置的短时输出功率和瞬态转矩输出能力，使动力装置具备转动惯量小、体积和重量小的特征。同时，弹簧装置在分合闸后期为断路器的动触头提供缓冲作用，使断路器能够平稳停止在分合闸位置，降低冲击力。

An actuating mechanism and a switch device using the actuating mechanism

The invention relates to an actuator and switch using the actuator device, the actuator comprises a power device and a transmission mechanism. The transmission mechanism comprises an output shaft and the power device connected to the crank arm shaft and the insulating rod for the crank arm shaft connected to the drive circuit breaker closing, operating mechanism also includes a spring device in the opening and closing process to provide power to provide a buffer force. In the invention, the spring device provides help for moving contact of circuit breaker in the switching period, it can reduce power plant short output power and transient torque output, the power device has small inertia, small volume and light weight characteristics. At the same time, the spring device provides a buffer action for the movable contact of the breaker at the end of closing, so that the circuit breaker can stop in the closing position and reduce the impact force.

【技术实现步骤摘要】
一种操动机构及使用该操动机构的开关装置
本专利技术涉及一种操动机构及使用该操动机构的开关装置。
技术介绍
传统的操动机构，如电磁操动机构、弹簧操动机构、气动操动机构和液压操动机构等存在的问题有：1）固有机械特性差，无法实现运动过程控制，只能以单一的速度进行合闸和分闸操作，灵活性差；2）长期静置的高压断路器存在因机构粘滞、卡涩造成的动作时间分散性大，难以满足分合闸运动速度要求；3）传统机构运动特性离线调整范围有限，调整过程较为复杂，面对部分特征场合时往往需要更换操动机构才能够满足应用需求，造成产品线过长，不利于生产和维护；4）传统操动机构分合闸操作时，机械部件之间会产生很强的机械碰撞，对断路器的使用寿命和运行可靠性极为不利；5）传统操动机构均采用机械储能方式，因机械储能释放异常引起的故障往往存在人身安全风险；6）无法对高压断路器的核心控制功能实现智能化；7）关键机械状态参量只能在分合闸操作过程中量测，难以满足“状态维护”所需要的预判性要求。现有技术中出现了一种新型高压断路器的操动机构，如申请号为201310578281.4的中国专利技术专利申请公开的一种高压断路器永磁变气隙有限转角电机操动机构，该操动机构以电机作为动力装置，电机拐臂轴通过传动机构与断路器的动触头连接，进而实现断路器的三相机械联动。传动机构包括传动拐臂轴、传动拐臂、传动连杆和绝缘拉杆，电机拐臂轴与传动拐臂轴连接，传动拐臂固设于传动拐臂轴上，传动连杆的两端分别与传动拐臂和绝缘拉杆铰接，绝缘拉杆的上端与断路器的动触头连接。电机连接有控制系统，通过控制系统实时跟踪，电机驱动断路器动触头按照预设模式运动。上述操动机构虽然能够解决传统操动机构所面临的操动性能上的问题。但是，高压断路器使用该操动机构后，断路器的动触头运动时所需能量仅依靠操动机构的电机来提供，在分闸、合闸之初，动触头需要较快分合闸速度，因此该操动机构电机的短时输出功率、转矩输出功率均必须按照峰值状态设计，才能够具备大功率输出和高瞬态转矩输出的能力，满足分合闸之初动触头所需运动速度；当电机具备大功率输出和高瞬态转矩输出能力时，也就会失去了小转动惯量和小体积、重量的特征，也就不能够适配断路器整体性能和成本要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操动机构，用以解决现有技术中动力装置的短时输出功率、转矩输出功率均必须按照峰值状态设计不能够适配断路器整体性能和成本要求。本专利技术的目的还在于提供一种使用该操动机构的开关装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种操动机构，包括动力装置和传动机构，传动机构包括与动力装置的输出转轴连接的拐臂轴以及与拐臂轴传动连接的用于带动断路器分合闸的绝缘拉杆，操动机构还包括用于在分合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力的弹簧装置。所述弹簧装置包括沿绝缘拉杆的轴向间隔分布的分闸弹簧和合闸弹簧，绝缘拉杆上于分闸弹簧和合闸弹簧之间设有弹簧座，所述分闸弹簧在分闸过程中释能助推所述弹簧座，所述合闸弹簧在分闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能，所述合闸弹簧在合闸过程中释能助推所述弹簧座，所述分闸弹簧在合闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能。操动机构包括用于在合闸到位、分闸到位后与所述拐臂轴挡止配合以防止拐臂轴在弹簧装置的弹力作用下转动的挡止结构。拐臂轴上的传动拐臂在拐臂轴的转动路径上具有最高点和最低点，操动机构在传动拐臂越过最高点之后达到合闸保持位置，在传动拐臂越过最低点位置之后达到分闸保持位置，所述挡止结构在合闸保持位置和分闸保持位置与拐臂轴挡止配合。合闸过程依次包括合闸启动阶段、合闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、分闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和合闸保持阶段；分闸过程依次包括分闸启动阶段、分闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、合闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和分闸保持阶段。所述动力装置为伺服电机，伺服电机连接有伺服控制系统，伺服控制系统包括控制器和用于采集断路器合闸位置信息的传感器，控制器可根据传感器采集到的分合闸位置信息控制伺服电机启停。所述伺服控制系统包括伺服驱动器、辅助控制回路、储能电容仓和隔离电源系统与进线管理模块。一种开关装置，包括断路器和操动机构，操动机构包括动力装置和传动机构，传动机构包括与动力装置的输出转轴连接的拐臂轴以及与拐臂轴传动连接的用于带动断路器分合闸的绝缘拉杆，操动机构还包括用于在分合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力的弹簧装置。所述弹簧装置包括沿绝缘拉杆的轴向间隔分布的分闸弹簧和合闸弹簧，绝缘拉杆上于分闸弹簧和合闸弹簧之间设有弹簧座，所述分闸弹簧在分闸过程中释能助推所述弹簧座，所述合闸弹簧在分闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能，所述合闸弹簧在合闸过程中释能助推所述弹簧座，所述分闸弹簧在合闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能。操动机构包括用于在合闸到位、分闸到位后与所述拐臂轴挡止配合以防止拐臂轴在弹簧装置的弹力作用下转动的挡止结构。拐臂轴上的传动拐臂在拐臂轴的转动路径上具有最高点和最低点，操动机构在传动拐臂越过最高点之后到达合闸保持位置，在传动拐臂越过最低点位置之后达到分闸保持位置，所述挡止结构在合闸保持位置和分闸保持位置与拐臂轴挡止配合。合闸过程依次包括合闸启动阶段、合闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、分闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和合闸保持阶段；分闸过程依次包括分闸启动阶段、分闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、合闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和分闸保持阶段。所述动力装置为伺服电机，伺服电机连接有伺服控制系统，伺服控制系统包括控制器和用于采集断路器合闸位置信息的传感器，控制器可根据传感器采集到的分合闸位置信息控制伺服电机启停。所述伺服控制系统包括伺服驱动器、辅助控制回路、储能电容仓和隔离电源系统与进线管理模块。本专利技术的有益效果是：本专利技术中，操动机构的动力装置通过传动机构与断路器的动触头传动连接，进而带动断路器分合闸。操动机构还包括弹簧装置，弹簧装置在分闸、合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力，即在分闸、合闸前期，断路器的动触头在动力装置和弹簧装置的共同驱动下运动，当断路器的动触头运动至开断和关合位置后，弹簧装置起到缓冲制动的作用。本专利技术中，弹簧装置在分合闸前期为断路器的动触头提供助力作用，这样可减小动力装置的短时输出功率和瞬态转矩输出能力，使动力装置具备转动惯量小、体积和重量小的特征。同时，弹簧装置在分合闸后期为断路器的动触头提供缓冲作用，使断路器能够平稳停止在分合闸位置，降低冲击力。附图说明图1为本专利技术开关装置的一种实施例的整体结构示意图；图2为图1中开关装置处于合闸位置时传动拐臂的位置简图；图3为图1中开关装置处于分闸位置时传动拐臂的位置简图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术一种开关装置的具体实施例，如图1至图3所示，该开关装置包括支架1以及安装在支架1上三相单极断路器2和驱动三相单极断路器2同步分合闸的操动机构。三相单极断路器2的结构均相同，每一相断路器均包括灭弧室21和绝缘支柱22。操动机构包括伺服电机3，伺服电机3构成操动机构的动力装置，伺服电机3通过传动机构与断路器的动触头传动连接，进而带动断路器的动触头上下运动实现分合闸。传动机构包括安装在支架1上的拐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操动机构，包括动力装置和传动机构，传动机构包括与动力装置的输出转轴连接的拐臂轴以及与拐臂轴传动连接的用于带动断路器分合闸的绝缘拉杆，其特征在于，操动机构还包括用于在分合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力的弹簧装置。

【技术特征摘要】
1.一种操动机构，包括动力装置和传动机构，传动机构包括与动力装置的输出转轴连接的拐臂轴以及与拐臂轴传动连接的用于带动断路器分合闸的绝缘拉杆，其特征在于，操动机构还包括用于在分合闸过程中均先提供助力后提供缓冲力的弹簧装置。2.根据权利要求1所述的操动机构，其特征在于，所述弹簧装置包括沿绝缘拉杆的轴向间隔分布的分闸弹簧和合闸弹簧，绝缘拉杆上于分闸弹簧和合闸弹簧之间设有弹簧座，所述分闸弹簧在分闸过程中释能助推所述弹簧座，所述合闸弹簧在分闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能，所述合闸弹簧在合闸过程中释能助推所述弹簧座，所述分闸弹簧在合闸弹簧释能后被弹簧座压缩储能。3.根据权利要求2所述的操动机构，其特征在于：操动机构包括用于在合闸到位、分闸到位后与所述拐臂轴挡止配合以防止拐臂轴在弹簧装置的弹力作用下转动的挡止结构。4.根据权利要求3所述的操动机构，其特征在于：拐臂轴上的传动拐臂在拐臂轴的转动路径上具有最高点和最低点，操动机构在传动拐臂越过最高点之后达到合闸保持位置，在传动拐臂越过最低点位置之后达到分闸保持位置，所述挡止结构在合闸保持位置和分闸保持位置与拐臂轴挡止配合。5.根据权利要求4所述的操动机构，其特征在于：合闸过程依次包括合闸启动阶段、合闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、分闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和合闸保持阶段；分闸过程依次包括分闸启动阶段、分闸弹簧和动力装置联合驱动阶段、动力装置独立驱动阶段、合闸弹簧和动力装置联合缓冲制动阶段和分闸保持阶段。6.根据权利要求1-5任意一项所述的操动机构，其特征在于：所述动力装置为伺服电机，伺服电机连接有伺服控制系统，伺服控制系统包括控制器和用于采集断路器合闸位置信息的传感器，控制器可根据传感器采集到的分合闸位置信息控制伺服电机启停。7.根据权利要求6所述的操动机构，其特征在于：所述伺服控制系统包括伺服驱动器、辅助控制回路、储能电容仓和隔离电源系统与进线管理模块。8.一种开关装置，包括断...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐诚，吴军辉，邓渊，赵芳帅，钟建英，程铁汉，高树同，刘恒，杨志勇，张培园，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，北京平高清大科技发展有限公司，国家电网公司，国网湖北省电力公司，
类型：发明
国别省市：河南,41