弹簧储能控制模块及其操动机构和断路器制造技术

一种高压控制技术领域的用于高压、中压断路器的弹簧储能控制模块及其操动机构和断路器，该弹簧储能控制模块包括设置于控制轴上且与储能弹簧相耦合的大齿轮组件以及设置于传动轴上且与大齿轮组件相耦合的小齿轮组件；其中大齿轮组件为齿轮半径可变结构，包括：固定设置于大齿轮上的齿轮半径固定部分和活动设置于大齿轮上的齿轮半径可变部分。本发明专利技术的结构简单，安装方便；其零件都可以通过常规的机加工方法加工。这明显降低了成本。同时，本发明专利技术能够可靠地工作，提高了整个断路器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压控制
的设备，更具体地说是一种用于高压、中压断路器的弹簧储能控制模块及其操动机构和断路器。
技术介绍
高压、中压断路器包括工作电压大于1000伏的任何开关设备，是电能传输和分配的关键部件。通常，它们用电机或手动驱动小齿轮，带动大齿轮给储能弹簧储能。在储能操作结束时，大齿轮到达第一角度位置。这时，大齿轮被限位，阻止在储能弹簧作用下继续转动，以保持储能弹簧的储能。当断路器的合闸命令发出后，储能弹簧释放能量驱使大齿轮转动，进行合闸操作，同时给分闸模块储能。为了提高电力系统的稳定性，要求在分闸操作后能够马上进行合闸操作，因此，在合闸操作结束后，应该立即给储能弹簧重新储能。在这些开关设备中，应该解决(1)在合闸后，在不引起断路器断开的情况下，通过驱动小齿轮需要能够对储能弹簧重新储能。(2)在储能弹簧释放的合闸操作中，以及驱动小齿轮张紧储能弹簧的储能操作中，大齿轮应该在同一方向上转动。(3)当大齿轮处在第一角度位置时，应该使电机从大齿轮上脱开。如果不这样做，由于电机和传动系统的惯性，在齿轮的轮齿上产生的力会使零部件产生相当大的磨损，导致设备很快被破坏。通过对现有技术的检索发现，专利文献号CN88102715公开了一种断路器的操动机构。储能弹簧释放能量转动大齿轮进行合闸操作，同时给分闸弹簧储能；分闸弹簧释放能量进行分闸操作。在储能操作中，小齿轮由驱动源驱动，带动大齿轮给储能弹簧储能。大齿轮有一个缺齿部分，设置在储能操作结束时与小齿轮相对的区域内，用以同小齿轮脱开啮合。一个柱塞设置在大齿轮的缺齿部分上，用以使小齿轮与大齿轮重新啮合。该柱塞前端的形状与齿轮的齿形相同。在大齿轮上装配有一个始终沿半径方向推压，能使柱塞自由伸缩的弹簧，和一个能对柱塞进行导向的导向槽。在这种操动机构的弹簧储能控制方案中，柱塞在工作过程中受到较大的侧向力，容易引起卡塞。更严重的是，考虑到柱塞与小齿轮相碰时的冲击以及由此产生的振动，这种方案不能可靠地解决大齿轮与小齿轮在进入重新啮合时可能出现的齿顶干涉问题(齿顶对着齿顶)。专利文献号EP0917168公开了可以在上述背景下使用的零部件。大齿轮包括多个可以向内滑动的轮齿，这些滑动齿位于当大齿轮处在第一角度位置时与小齿轮相对的区域内。每个滑动齿都依靠专门的弹簧通过径向滑动来缩回。这种方案提高了工作的可靠性，但是，每个滑动齿都需要独立的滑动系统，增加了复杂性和成本。此外，滑动齿具有特殊形状的曲面齿头，这也增加了制造费用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种弹簧储能控制模块及其操动机构和断路器，可以应用到这样一种开关设备中，大齿轮组件固定在与断路器的动触头耦合的控制轴上，从而可以通过释放弹簧，驱动控制轴来关合断路器。它还可以应用到下述类型的开关设备中，大齿轮组件固定在第一控制轴上，该第一控制轴经过第二控制轴耦合到断路器的动触头上。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种弹簧储能控制模块，包括设置于控制轴上且与储能弹簧相耦合的大齿轮组件以及设置于传动轴上且与大齿轮组件相耦合的小齿轮组件。所述的大齿轮组件为齿轮半径可变结构，包括固定设置于大齿轮上的齿轮半径固定部分和活动设置于大齿轮上的齿轮半径可变部分，其中齿轮半径可变部分包括 与大齿轮活动地相耦合的齿段组件以及分别与大齿轮和齿段组件相耦合的径向弹性元件。所述的齿轮半径固定部分为一个不完全齿轮，其缺齿部分能够使传动轴在储能操作结束时与控制轴脱开。所述的齿轮半径可变部分的齿段组件包括与大齿轮活动耦合的转动部以及从径 向弹性元件获得径向力的活动部。所述的转动部与大齿轮的活动耦合是通过销接方式得以实现，其销接位置设置在所述的齿段组件的基圆内部。所述的获得径向力是指径向弹性元件的两端分别与大齿轮与齿段组件相耦合，使齿段组件趋向于向外张开，并且在大齿轮上设有限位槽和限位体以实现齿段组件的位置在限定的范围内伸缩变化。所述的齿段组件上轮齿的齿形和齿距可以与所述齿轮半径固定部分不同或者相同。所述的小齿轮组件为双排啮合齿结构,包括一个小齿轮和一个辅助小齿轮，其中双排哨合齿的齿数相同，当固定在传动轴上时，双排哨合齿的轮齿对应；小齿轮与大齿轮组件上的齿轮半径固定部分协同工作，辅助小齿轮与大齿轮组件上的齿轮半径可变部分协同工作。在储能操作中，大、小齿轮组件啮合传动。电机或手动驱动传动轴，使大齿轮组件上的齿轮半径固定部分转动约180度越过死点位置，电机断电。过死点后，在储能弹簧作用下，齿轮半径固定部分再转过一个小角度，使小齿轮组件的小齿轮和大齿轮组件上的齿轮半径固定部分完全脱开，控制轴到达第一角度位置。在第一角度位置，大齿轮组件上的齿轮半径固定部分与小齿轮组件的小齿轮完全脱开。在储能操作结束时，由于电机和传动系统的惯性，传动轴将继续转动一段时间。若小齿轮组件的辅助小齿轮与大齿轮组件上的齿轮半径可变部分啮合，该啮合力将使齿轮半径可变部分向控制轴方向缩回，从而，使小齿轮组件和大齿轮组件能够自发地脱开。当断路器的合闸命令发出后，控制轴在储能弹簧作用下转动，其转动方向与储能操作中的转动方向相同。不管传动轴在储能操作结束时停止在什么位置，大齿轮组件上的齿轮半径可变部分的数个啮合齿能够保证在控制轴转过一个小角度后并且在齿轮半径可变部分的啮合齿离开小齿轮组件之前，齿轮半径可变部分能够与小齿轮组件的辅助小齿轮正确( 合。由于齿轮半径可变部分的转轴设置在其基圆内部，在合闸操作中小齿轮组件作用在齿轮半径可变部分上的力使齿轮半径可变部分趋向于向外张开。这有利于齿轮半径可变部分和辅助小齿轮的啮合传动。而且，齿轮半径可变部分的最后一个啮合齿与齿轮半径固定部分的第一个啮合齿之间的相对位置能够保证在齿轮半径可变部分与辅助小齿轮退出啮合时，齿轮半径固定部分的第一个啮合齿已经顺利进入小齿轮的齿槽。这样，齿轮半径可变部分与双排啮合齿的啮合顺利过渡到了双排啮合齿与齿轮半径固定部分的啮合。本专利技术涉及一种具有上述弹黃储能控制|旲块的 呆动机构，包括弹黃储能控制丰旲块，设置于弹簧储能控制模块的控制轴上的传动凸轮以及从储能弹簧获得能量的分闸模块。 所述的从储能弹簧获得能量是指在合闸操作中，传动凸轮推动分闸模块运动，给分闸弹簧储能。在合闸操作结束后，所述弹簧储能模块与分闸模块脱开。在合闸后，在不引起断路器断开的情况下，能够对储能弹簧重新储能。这保证了，断路器在分闸操作后能够马上进行合闸操作。当断路器的合闸命令发出后，操动机构的输出轴输出合闸运动。当断路器的分闸命令发出后，操动机构的输出轴输出相反方向的分闸运动。本专利技术涉及一种具有上述操动机构的断路器，包括操动机构，灭弧室以及耦合操动机构和灭弧室的连接机构。当合闸命令发出后，操动机构通过连接机构驱动灭弧室的绝缘拉杆运动，导通灭弧室的两个出线端子。当分闸命令发出后，操动机构通过连接机构驱动灭弧室的绝缘拉杆运动，断开灭弧室的两个出线端子。本专利技术结构简单，安装方便；其零件都可以通过常规的机加工方法加工。这明显降低了成本。同时，本专利技术能够按上述方式可靠地工作，提高了整个断路器的可靠性。附图说明图I为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术立体示意图；图3为大齿轮组件的立体图；图4为去除不完全齿轮后的大齿轮组件的立体图；图5为大齿轮组件侧面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧储能控制模块，其特征在于，包括：设置于控制轴上且与储能弹簧相耦合的大齿轮组件以及设置于传动轴上且与大齿轮组件相耦合的小齿轮组件；所述的大齿轮组件为齿轮半径可变结构，包括：固定设置于大齿轮上的齿轮半径固定部分和活动设置于大齿轮上的齿轮半径可变部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张先刚，潘艳明，陈贺，蒋舒，杨志轶，
申请(专利权)人：上海思源高压开关有限公司，
类型：发明
国别省市：