專利名稱：儲能式隔離開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲能式隔離開關(guān)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的隔離開關(guān)都是利用電機一類的動力裝置直接帶動絕緣轉(zhuǎn)軸操作高壓側(cè)曲臂動作，從而通過曲臂實現(xiàn)分合閘動作。例如阿爾斯通(中國)投資有限公司(ALSTOM)生產(chǎn)的123——550KV剪刀式隔離開關(guān)，就是這種結(jié)構(gòu)。這種隔離開關(guān)由于采用的是電機直接驅(qū)動的方式，電機在啟動開始的時候速度相對較慢，逐漸提高速度，而電力開關(guān)在分合閘的時候要求有較高的剛分速度。無論是電機直接驅(qū)動式還是其他形式的機械直接驅(qū)動式隔離開關(guān)都不可避免地存在以上缺陷。另外，這種剪刀式隔離開關(guān)的兩個曲臂是通過直接嚙合的兩個齒輪同步相對旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)曲臂的相對運動，由于兩齒輪之間的間距太小，兩曲臂的最大旋轉(zhuǎn)角度為90°，兩曲臂夾緊母線的時候在重利的作用下仍會有向兩邊張開的趨勢，并且在曲臂頂端的動觸頭接觸靜觸頭的時候會向上沖擊母線，長期使用也影響操作機構(gòu)的機械壽命和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有較高的剛分速度、能夠手動分合閘、合閘后觸頭不會自然松動的儲能式隔離開關(guān)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明所述的儲能式隔離開關(guān)包括底座、固定安裝在底座頂端的傳動箱體、齒輪箱，傳動箱體與齒輪箱之間連接有絕緣支柱和絕緣轉(zhuǎn)軸，齒輪箱中安裝有左齒輪、右齒輪，左齒輪、右齒輪分別連接左曲臂和右曲臂，絕緣轉(zhuǎn)軸的下端與驅(qū)動裝置傳動連接，上端安裝有傘齒輪并與齒輪箱中的齒輪嚙合，其特征在于傳動箱體包括與驅(qū)動裝置傳動連接的儲能彈簧箱、雙穩(wěn)態(tài)換向器，儲能彈簧箱中設(shè)置有支架，支架上通過軸承安裝有橫軸，橫軸的一端固定安裝儲能制動盤，另一端固定安裝彈簧內(nèi)支撐盤，另有彈簧外支撐盤通過軸承套裝在支架上，盤式彈簧一端固定在彈簧內(nèi)支撐盤上，另一端固定在彈簧外支撐盤上；彈簧外支撐盤通過儲能蝸輪蝸桿裝置與動力裝置傳動連接；橫軸通過連軸器連接雙穩(wěn)態(tài)換向器的輸入軸，雙穩(wěn)態(tài)換向器的輸出軸通過換向蝸輪蝸桿裝置與絕緣轉(zhuǎn)軸傳動連接。換向蝸桿上安裝有分合閘制動盤。
左齒輪與右齒輪之間安裝有過渡齒輪，過渡齒輪的數(shù)量為偶數(shù)個。
雙穩(wěn)態(tài)換向器的輸入軸、輸出軸、過渡軸通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸上固定安裝有輸入軸合閘齒輪和輸入軸常嚙合齒輪，輸出軸上通過花鍵鍵槽機構(gòu)滑動安裝有輸出軸雙連齒輪，過渡軸上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪和過渡軸分閘齒輪，輸入軸常嚙合齒輪與過渡軸常嚙合齒輪嚙合，輸出軸雙連齒輪在輸出軸上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪或過渡軸分閘齒輪嚙合，輸出軸雙連齒輪上連接撥叉。
輸出軸雙連齒輪上連接的撥叉固定連接在撥叉桿上，撥叉桿與雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)傳動連接，所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)的外殼中設(shè)置有輸出軸，輸出軸穿過外殼兩端的端蓋外伸，其前端與撥叉桿連接，輸出軸上固定有鐵芯，鐵芯的外側(cè)設(shè)置有永磁體，永磁體與外殼固定連接，永磁體的兩端各設(shè)置一組脈沖線圈，輸出軸與外殼的接觸部位套裝有防磁軸套，防磁軸套周圍的外殼上帶有向內(nèi)凸起的端蓋磁靴，位于兩脈沖線圈之間的外殼的中間部位帶有向內(nèi)凸起的外殼磁靴。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、驅(qū)動曲臂動作的直接動力來自于儲存在彈簧中的能量，由于彈簧的特性是剛被釋放時能量最大，因此本發(fā)明滿足了隔離開關(guān)剛分速度的要求?？朔穗姍C直接驅(qū)動隔離開關(guān)剛分速度慢的缺點。
2、又由于儲能彈簧動作后剩余彈力始終作用于絕緣轉(zhuǎn)軸，所以合閘后觸頭能保持足夠的壓力，保證接觸良好。
3、由于在齒輪箱中增加了過渡齒輪，拉大了左齒輪與右齒輪之間的距離，兩曲臂旋轉(zhuǎn)角度可擴展到120°左右，當(dāng)曲臂轉(zhuǎn)過垂直點后，上支點開始下降，與剪刀夾角縮小形成的上升作用基本抵消，所以在動觸頭接近靜觸頭時，動觸頭由上下運動變?yōu)闄M向運動，避免了兩觸頭接觸時對母線的向上沖擊；使隔離開關(guān)在機械穩(wěn)定性方面明顯提高。
4、合閘后，曲臂在剪刀重力的作用下，兩曲臂有更加夾緊的趨勢，有利于克服普通隔離開關(guān)合閘后觸點容易松動的缺陷。
5、采用彈簧儲能后，可以在驅(qū)動裝置上安裝手動儲能手柄，當(dāng)電機出現(xiàn)故障不能儲能時，可用手動儲能，分合閘速度不受影響。
6、當(dāng)隔離開關(guān)表面覆冰時，可利用彈簧機構(gòu)初始能量大的特點，反復(fù)操作沖擊覆冰，從而有效實施覆冰后的分合閘動作，擴大該隔離開關(guān)的適用環(huán)境。這是電機直接驅(qū)動裝置無法做到的。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是儲能彈簧箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是雙穩(wěn)態(tài)換向器的剖視圖；圖4是雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是動觸頭運動軌跡示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明所述的儲能式隔離開關(guān)包括底座1、固定安裝在底座1頂端的傳動箱體2和齒輪箱3，傳動箱體2與齒輪箱3之間連接有絕緣支柱4和絕緣轉(zhuǎn)軸6，齒輪箱3中安裝有左齒輪31、右齒輪32，左齒輪31和右齒輪32分別連接左曲臂51和右曲臂52，左齒輪31與右齒輪32之間安裝有2個過渡齒輪33。當(dāng)然，根據(jù)需要過渡齒輪33的數(shù)量也可以是4個、6個或8個。由于在齒輪箱3中增加了過渡齒輪33，拉大了左齒輪31與右齒輪32之間的距離，兩曲臂旋轉(zhuǎn)角度可擴大到120°左右，當(dāng)曲臂轉(zhuǎn)過垂直點后，上支點開始下降，與剪刀夾角縮小形成的上升作用基本抵消，所以在動觸頭接近靜觸頭時，動觸頭由上下運動變?yōu)闄M向運動，避免了兩觸頭接觸時對母線的向上沖擊；動觸頭的運動軌跡圖5所示，圖中橫軸X表示曲臂旋轉(zhuǎn)角度，縱軸Y表示動觸頭的高度。另外，合閘后，曲臂在剪刀重力的作用下，兩曲臂有更加夾緊的趨勢，有利于克服普通隔離開關(guān)合閘后觸點容易松動的缺陷。
絕緣轉(zhuǎn)軸6的下端與傳動箱體2傳動連接，上端安裝有傘齒輪并與齒輪箱3中的左齒輪31嚙合。當(dāng)然，根據(jù)需要絕緣轉(zhuǎn)軸6上端的傘齒輪也可以與齒輪箱3中右齒輪32嚙合。傳動箱體2包括與驅(qū)動裝置735傳動連接的儲能彈簧箱7、雙穩(wěn)態(tài)換向器8以及分合閘制動盤733。如圖2所示，儲能彈簧箱7中設(shè)置有支架71，支架71上通過軸承安裝有橫軸72，橫軸72的一端固定安裝儲能制動盤73，儲能制動盤73上帶有盤式制動裝置78；橫軸72的另一端固定安裝彈簧內(nèi)支撐盤74，另有彈簧外支撐盤75通過軸承套裝在支架71上，盤式彈簧76的一端固定在彈簧內(nèi)支撐盤74上，另一端固定在彈簧外支撐盤75上；彈簧外支撐盤75通過儲能蝸輪蝸桿裝置77與動力裝置傳動連接；橫軸72通過連軸器連接雙穩(wěn)態(tài)換向器8的輸入軸81，雙穩(wěn)態(tài)換向器8的輸出軸82通過連軸器連接轉(zhuǎn)向蝸桿734，轉(zhuǎn)向蝸桿734的一端固定安裝分合閘制動盤733，分合閘制動盤733上帶有盤式制動裝置，轉(zhuǎn)向蝸桿734的另一端與絕緣轉(zhuǎn)軸6下端的蝸輪連接。
如圖3所示，雙穩(wěn)態(tài)換向器8帶有輸入軸81、輸出軸82、過渡軸83，該三軸通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸81上固定安裝有輸入軸合閘齒輪84和輸入軸常嚙合齒輪85，輸出軸82上通過花鍵鍵槽機構(gòu)滑動安裝有輸出軸雙連齒輪86，過渡軸83上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪87和過渡軸分閘齒輪88，輸入軸常嚙合齒輪85與過渡軸常嚙合齒輪87嚙合，輸出軸雙連齒輪86在輸出軸82上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪84或過渡軸分閘齒輪88嚙合，輸出軸雙連齒輪86上連接撥叉89。由于隔離開關(guān)的工作要求不能出現(xiàn)空擋的中間狀態(tài)，即輸出軸雙連齒輪86在任何時候必須與合閘齒輪84或過渡軸分閘齒輪88其中之一嚙合，為了滿足這一要求，除在齒輪的設(shè)計和安裝上進行改進外(這些設(shè)計和改進是機械設(shè)計行業(yè)的常規(guī)，在此不再詳細敘述)，還可以采用本人發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)永磁開關(guān)(中國專利98220417.5)作為撥叉的操縱機構(gòu)，徹底杜絕人工操作撥叉不到位的問題。
輸出軸雙連齒輪86上連接的撥叉89固定連接在撥叉桿90上，撥叉桿90與雙穩(wěn)態(tài)永磁開關(guān)傳動連接，如圖4所示的雙穩(wěn)態(tài)永磁開關(guān)的外殼101中設(shè)置有輸出軸102，輸出軸102穿過外殼101兩端的端蓋外伸，其前端與撥叉桿連接，輸出軸102上固定有鐵芯103，鐵芯103的外側(cè)設(shè)置有永磁體104，永磁體104與外殼101固定連接，永磁體104的兩端各設(shè)置一組脈沖線圈105，輸出軸102與外殼101的接觸部位套裝有防磁軸套1011，防磁軸套1011周圍的外殼101上帶有向內(nèi)凸起的端蓋磁靴，位于兩脈沖線圈105之間的外殼101的中間部位帶有向內(nèi)凸起的外殼磁靴。
上述驅(qū)動裝置735可以采用電動機配合蝸輪蝸桿減速器使用，該驅(qū)動裝置為現(xiàn)有公知技術(shù)，在此不再詳細敘述。
本發(fā)明所述的儲能式隔離開關(guān)的工作原理如下動力裝置735通過彈簧儲能蝸輪蝸桿裝置71帶動彈簧外支撐盤75旋轉(zhuǎn)，而此時由于盤式制動器78將儲能制動盤73卡死，橫軸72和彈簧內(nèi)支撐盤74不能轉(zhuǎn)動，彈簧外支撐盤75旋轉(zhuǎn)時將儲能彈簧76擰緊待用。當(dāng)需要左曲臂51和右曲臂52動作時，首先通過電器控制裝置操縱雙穩(wěn)態(tài)換向器8到工作位置，然后操縱制動裝置松開儲能制動盤73和分合閘制動盤733，橫軸72在彈簧76的作用下快速旋轉(zhuǎn)，并通過雙穩(wěn)態(tài)換向器8驅(qū)動轉(zhuǎn)向蝸桿734旋轉(zhuǎn)，并最終帶動絕緣轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)，絕緣轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)時帶動齒輪箱3中的左齒輪31和右齒輪32相向旋轉(zhuǎn)，從而使曲臂降低或升高，實現(xiàn)分合閘動作。曲臂動作到位時，電器控制裝置啟動剎車裝置卡緊儲能制動盤73和分合閘制動盤733，橫軸72和轉(zhuǎn)向蝸桿734、絕緣轉(zhuǎn)軸6停止轉(zhuǎn)動，分合閘動作結(jié)束。電器控制裝置操縱驅(qū)動裝置735重新啟動，為儲能彈簧儲能，當(dāng)儲能到達設(shè)定值時驅(qū)動裝置735停止工作，等待下一工作循環(huán)。
雙穩(wěn)態(tài)換向器8的作用是使橫軸72單一方向的扭力通過換向作用到絕緣轉(zhuǎn)軸6的時候產(chǎn)生兩種不同的方向。
另外，由于雙穩(wěn)態(tài)換向器8的動力輸出端與絕緣轉(zhuǎn)軸6之間是通過蝸輪蝸桿連接的。因此，在工作時絕緣轉(zhuǎn)軸6的旋轉(zhuǎn)角度可以不超過360度，能夠很方便地在絕緣轉(zhuǎn)軸6的末端安裝定位開關(guān)736，通過檢測絕緣轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)的角度判斷曲臂是否到位，為電器控制裝置提供數(shù)據(jù)。
另外，可以在驅(qū)動裝置735上安裝手動儲能手柄，當(dāng)電機出現(xiàn)故障，不能儲能時，可用手動儲能，能保證分合閘速度不受影響。
權(quán)利要求
1.儲能式隔離開關(guān)，包括底座(1)、固定安裝在底座(1)頂端的傳動箱體(2)、齒輪箱(3)，傳動箱體(2)與齒輪箱(3)之間連接有絕緣支柱(4)和絕緣轉(zhuǎn)軸(6)，齒輪箱(3)中安裝有左齒輪(31)、右齒輪(32)，左齒輪(31)、右齒輪(32)分別連接左曲臂(51)和右曲臂(52)，絕緣轉(zhuǎn)軸(6)的下端與驅(qū)動裝置(735)傳動連接，上端安裝有傘齒輪并與齒輪箱(3)中的齒輪嚙合，其特征在于傳動箱體(2)包括與驅(qū)動裝置(735)傳動連接的儲能彈簧箱(7)、雙穩(wěn)態(tài)換向器(8)，儲能彈簧箱(7)中設(shè)置有支架(71)，支架(71)上通過軸承安裝有橫軸(72)，橫軸(72)的一端固定安裝儲能制動盤(73)，另一端固定安裝彈簧內(nèi)支撐盤(74)，另有彈簧外支撐盤(75)通過軸承套裝在支架(71)上，盤式彈簧(76)一端固定在彈簧內(nèi)支撐盤(74)上，另一端固定在彈簧外支撐盤(75)上；彈簧外支撐盤(75)通過儲能蝸輪蝸桿裝置(77)與動力裝置傳動連接；橫軸(72)通過連軸器連接雙穩(wěn)態(tài)換向器(8)的輸入軸(81)，雙穩(wěn)態(tài)換向器(8)的輸出軸(82)通過換向蝸輪蝸桿裝置(9)與絕緣轉(zhuǎn)軸(6)傳動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能式隔離開關(guān)，其特征在于左齒輪(31)與右齒輪(32)之間安裝有過渡齒輪(33)，過渡齒輪(33)的數(shù)量為偶數(shù)個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲能式隔離開關(guān)，其特征在于雙穩(wěn)態(tài)換向器(8)的輸入軸(81)、輸出軸(82)、過渡軸(83)通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸(81)上固定安裝有輸入軸合閘齒輪(84)和輸入軸常嚙合齒輪(85)，輸出軸(82)上通過花鍵鍵槽機構(gòu)滑動安裝有輸出軸雙連齒輪(86)，過渡軸(83)上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪(87)和過渡軸分閘齒輪(88)，輸入軸常嚙合齒輪(85)與過渡軸常嚙合齒輪(87)嚙合，輸出軸雙連齒輪(86)在輸出軸(82)上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪(84)或過渡軸分閘齒輪(88)嚙合，輸出軸雙連齒輪(86)上連接撥叉(89)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲能式隔離開關(guān)，其特征在于輸出軸雙連齒輪(86)上連接的撥叉(89)固定連接在撥叉桿(90)上，撥叉桿(90)與雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)傳動連接，所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)的外殼(101)中設(shè)置有輸出軸(102)，輸出軸(102)穿過外殼(101)兩端的端蓋外伸，其前端與撥叉桿(90)連接，輸出軸(102)上固定有鐵芯(103)，鐵芯(103)的外側(cè)設(shè)置有永磁體(104)，永磁體(104)與外殼(101)固定連接，永磁體(104)的兩端各設(shè)置一組脈沖線圈(105)，輸出軸(102)與外殼(101)的接觸部位套裝有防磁軸套(1011)，防磁軸套(1011)周圍的外殼(101)上帶有向內(nèi)凸起的端蓋磁靴，位于兩脈沖線圈(105)之間的外殼(101)的中間部位帶有向內(nèi)凸起的外殼磁靴。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種儲能式隔離開關(guān)，尤其是一種剪刀式隔離開關(guān)。本發(fā)明利用彈簧儲能的原理在儲能彈簧箱中設(shè)置儲能彈簧，需要隔離開關(guān)動作的時候釋放彈簧，利用彈簧的能量操縱開關(guān)的動作，滿足了電力開關(guān)快速啟動的要求。
文檔編號H01H51/22GK1658350SQ20051005643
公開日2005年8月24日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者王光順 申請人:王光順