本發(fā)明涉及一種直動(dòng)式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，用于操作12KV隔離開關(guān)分、合閘，屬于高壓電器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在高壓電器當(dāng)中，12KV隔離開關(guān)大多采用圖1所示的刀閘式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)來操作隔離開關(guān)的合閘或分閘，這樣的結(jié)構(gòu)和技術(shù)在空氣絕緣的開關(guān)柜中是非常成熟和可靠的，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的企業(yè)，大都采用這樣的方式。

這種刀閘式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的拐臂的上下極限位置采用了對(duì)稱設(shè)計(jì)，以擴(kuò)大機(jī)構(gòu)的操作行程，但從圖1可看出，當(dāng)拐臂1轉(zhuǎn)動(dòng)到最上或最下極限位置時(shí)，其壓力角α(F與F1的夾角)過大；當(dāng)拐臂1轉(zhuǎn)至水平附近時(shí)，其壓力角α很?。划?dāng)拐臂1轉(zhuǎn)至水平時(shí)，其壓力角α為零。故當(dāng)拐臂1處于水平及附近時(shí)，操作省力，傳動(dòng)效率很高；當(dāng)拐臂1轉(zhuǎn)至上下極限位置及附近時(shí)，其傳動(dòng)效率很低，操作費(fèi)力，因此拐臂1的擺動(dòng)角度(擺動(dòng)角度等于壓力角α)不能過大。

由于行業(yè)規(guī)定隔離開關(guān)必須滿足隔離斷口≥150mm的要求，在不能增加拐臂1的擺動(dòng)角度的情況下，要擴(kuò)大機(jī)構(gòu)的操作行程，只能采用較長(zhǎng)的拐臂1，這不僅使桿2偏離了三相機(jī)構(gòu)的對(duì)稱中心(偏移量e＝10mm，)，增加了附加摩擦力和附加轉(zhuǎn)矩，還對(duì)機(jī)構(gòu)的剛度提出了更高要求，尤其是增大了隔離開關(guān)占用的空間。

從上分析可看出，現(xiàn)有的刀閘式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)需要占用較大的空間，在狹小的空間內(nèi)要完成隔離開關(guān)的操作并提供出一個(gè)隔離斷口是非常困難的，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，其可靠性也是令人擔(dān)憂的。在開關(guān)設(shè)備越來越小型化的今天，這樣的結(jié)構(gòu)顯然制約了整機(jī)的小型化和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直動(dòng)式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，該操作機(jī)構(gòu)既能減小隔離開關(guān)的整體尺寸，又能保證隔離開關(guān)的隔離斷口≥150mm。

本發(fā)明提供的直動(dòng)式隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，包括齒輪A、齒輪B、過渡齒輪、桿A、桿B、圓盤、彎板組件、動(dòng)力傳輸裝置和框架，所述圓盤通過軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在框架內(nèi)，桿A沿徑向固定在圓盤上，齒輪A固定安裝在框架的頂部并位于圓盤的上方，過渡齒輪通過圓柱銷與桿A活動(dòng)連接并與齒輪A嚙合，齒輪B通過圓柱銷與桿A活動(dòng)連接并與過渡齒輪嚙合，桿B的一端與桿A鉸接并與齒輪B固定連接，桿B的另一端通過彎板組件與隔離開關(guān)本體的絕緣拉桿連接，動(dòng)力傳輸裝置與軸連接，所述桿A與桿B的長(zhǎng)度相等，齒輪A與齒輪B的齒數(shù)之比等于2。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)力傳輸裝置包括相互嚙合的錐齒輪A和錐齒輪B，其中錐齒輪A安裝在隔離開關(guān)操作軸上，錐齒輪B和圓盤安裝在同一根軸上。

本發(fā)明的工作原理如下：

如圖2所示，當(dāng)桿A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，過渡齒輪繞固定的齒輪A滾動(dòng)并帶動(dòng)齒輪B相對(duì)于桿A作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒輪B固定的桿B隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。由于桿A與桿B的長(zhǎng)度相等，且齒輪B與齒輪A的齒數(shù)之比等于2，因此α＝θ，β＝2α，所以桿B的端點(diǎn)始終作水平移動(dòng)，該方向與隔離開關(guān)要求的運(yùn)動(dòng)方向始終一致，故可帶動(dòng)隔離開關(guān)的三相動(dòng)觸頭作直線移動(dòng)。

圖3為本發(fā)明處于兩個(gè)極限位置時(shí)的傳動(dòng)原理示意圖。實(shí)線所示位置是隔離開關(guān)處于接通的運(yùn)行狀態(tài)，隨著桿A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，桿B的端點(diǎn)逐漸向左移動(dòng)，使隔離開關(guān)分閘。理論上，桿B的端點(diǎn)可以從最右邊位置移動(dòng)到最左邊位置，如圖3虛線所示，這時(shí)桿A的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為180°，桿B相對(duì)桿A轉(zhuǎn)動(dòng)360°，其端點(diǎn)間的距離H即隔離開關(guān)的行程此時(shí)最大。具體使用中，并不需要讓桿B的端點(diǎn)從最右邊的極限位置移動(dòng)到最左邊的極限位置，只需要用其中一段，即能滿足操作隔離開關(guān)得到隔離斷口≥150mm的要求。

設(shè)桿A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)_A，桿B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)_B，

L_A＝L_B＝l

α＝θ

那么x＝2lcosα (1)

dH＝-dx＝2lsinαdα

$\frac{dH}{d\mathrm{\α}}=2l\sin \mathrm{\α}---\left(2\right)$

行程

由式(3)可見，適當(dāng)選取桿A和桿B的長(zhǎng)度l和轉(zhuǎn)角α即能滿足任意選定的行程H，選擇的原則取決于隔離斷口的要求和機(jī)構(gòu)箱的結(jié)構(gòu)及尺寸。

對(duì)于12KV隔離開關(guān)而言，安全的隔離斷口(即分閘后動(dòng)、靜觸頭間的凈距離)的空氣絕緣距離要求大于或等于150mm，選取動(dòng)觸頭插入靜觸指的深度為10mm，故總行程H可選為160mm，即桿B的端點(diǎn)直線移動(dòng)的距離為160mm，根據(jù)機(jī)構(gòu)箱的結(jié)構(gòu)，可選取L_A＝L_B＝125mm，由式(3)計(jì)算出桿A的轉(zhuǎn)動(dòng)角度α＝70°，這在結(jié)構(gòu)上是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。

本發(fā)明通過采用行星輪系操作機(jī)構(gòu)，可使隔離開關(guān)的分、合閘由刀閘回轉(zhuǎn)的方式改為直線插入的方式，從而可在保證隔離斷口大于150mm的情況下，有效減小隔離開關(guān)的整體尺寸。另外，與現(xiàn)有的隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、工作可靠。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有刀閘式隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的工作原理圖。

圖3為本發(fā)明處于極限位置的工作原理圖。

圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明與隔離開關(guān)本體的連接結(jié)構(gòu)示意圖(合閘位置)。

圖7為本發(fā)明與隔離開關(guān)本體的連接結(jié)構(gòu)示意圖(分閘位置)。

圖1中：1—拐臂 2—桿

圖2～圖7中：1—齒輪A 2—過渡齒輪 3—齒輪B 4—圓柱銷 5—圓柱銷 6—桿B 7—圓柱銷 8—彎板組件 9—桿A 10—圓柱銷 11—圓盤 12—軸 13—錐齒輪B 14—錐齒輪A 15—框架 16—進(jìn)線導(dǎo)電桿 17—斷路器滅弧室 18—導(dǎo)體 19—靜端觸指 20—隔離開關(guān)動(dòng)導(dǎo)電桿 21—中間觸指 22—導(dǎo)電板 23—出線導(dǎo)電桿 24—絕緣拉桿 25—隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu) 26—機(jī)構(gòu)箱 27—斷路器操作機(jī)構(gòu)

具體實(shí)施方式

如圖4、圖5所示，本發(fā)明包括齒輪A1、過渡齒輪2、齒輪B3、桿B6、彎板組件8、桿A9、圓盤11、錐齒輪B12和錐齒輪A13，圓盤7安裝在軸12的上端并可隨軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。桿A9沿徑向固定在圓盤11上，齒輪A1固定安裝在框架15的頂部并位于圓盤11的上方。過渡齒輪2通過圓柱銷10與桿A9活動(dòng)連接并與齒輪A1嚙合，齒輪B3通過圓柱銷4與桿A9活動(dòng)連接并與過渡齒輪2嚙合。桿B6共兩根，兩根桿B6的左端通過圓柱銷4與桿A9鉸接，并通過圓柱銷5與齒輪B3固定連接，兩根桿B6的右端通過彎板組件8與隔離開關(guān)本體的絕緣拉桿24連接。動(dòng)力傳輸裝置包括錐齒輪A14和錐齒輪B13，錐齒輪A14通過隔離開關(guān)操作軸安裝在框架15的正面上，錐齒輪B13安裝在軸12的下端并與錐齒輪A14嚙合?？蚣?5安裝在機(jī)構(gòu)箱26內(nèi)。

為了使與絕緣拉桿24連接的桿B6的右端始終作直線移動(dòng)，本發(fā)明的桿A9與桿B6采用相等的長(zhǎng)度，齒輪A1與齒輪B3的齒數(shù)之比等于2。

本發(fā)明的工作過程是：當(dāng)用搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)隔離開關(guān)操作軸時(shí)，錐齒輪A14轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)錐齒輪B13轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪B13通過軸12再帶動(dòng)圓盤11旋轉(zhuǎn)，由于桿A9固定在圓盤11上，因此桿A9隨圓盤11同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)桿A9隨圓盤11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，過渡齒輪2繞固定在框架15上的齒輪A1滾動(dòng)并帶動(dòng)與其嚙合的齒輪B3相對(duì)于桿A9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒輪B3固定的桿B6隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于桿B6的右端始終作水平移動(dòng)，因此與其連接的絕緣拉桿24在桿B6的帶動(dòng)下始終作直線移動(dòng)，從而完成隔離開關(guān)的合閘或分閘。

本發(fā)明隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)25與隔離開關(guān)本體的連接結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)25用螺栓固定在機(jī)構(gòu)箱26的底部，斷路器操作機(jī)構(gòu)27安裝在機(jī)構(gòu)箱26的上部。桿B6右端上的彎板組件8通過螺栓與絕緣拉桿24連接，絕緣拉桿24的右端用螺栓與隔離開關(guān)動(dòng)導(dǎo)電桿20連接。靜端觸指19用螺栓固定在絕緣箱的右端，隔離開關(guān)出線導(dǎo)電桿23安裝在絕緣箱的中間，它與導(dǎo)電板22鑄成一體并固封在絕緣箱內(nèi)。這樣就完成了隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)與本體的連接，形成了一個(gè)完整的隔離開關(guān)。

隔離開關(guān)運(yùn)行時(shí)，電流從進(jìn)線導(dǎo)電桿16進(jìn)入，經(jīng)斷路器滅弧室17、導(dǎo)體18到隔離開關(guān)靜端觸指19，隔離開關(guān)動(dòng)導(dǎo)電桿20與之接觸將電流引到中間觸指21，再經(jīng)導(dǎo)電板22從出線導(dǎo)電桿23流出。靜端觸指19和中間觸指21起導(dǎo)電和導(dǎo)向作用。若要隔離開關(guān)分閘，則順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)錐齒輪A14，如圖6所示。若要隔離開關(guān)合閘，則逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)錐齒輪A14，如圖7所示。

以上所述僅是本發(fā)明較好的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何基于本發(fā)明所提供的技術(shù)方案和發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行的改造和替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。