本實用新型涉及一種應(yīng)用于斷路器的操動機構(gòu)，具體涉及一種應(yīng)用于高壓斷路器的彈簧操動機構(gòu)。

背景技術(shù)：

斷路器是電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，它在牽引供電系統(tǒng)中起控制和保護作用。斷路器根據(jù)牽引供電系統(tǒng)運行的需求來可靠地投入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備，以確保系統(tǒng)安全運行。高壓斷路器一般由操動機構(gòu)、滅弧室、控制電路及機架等幾部分組成，其操動機構(gòu)是核心部分之一，所以其操動機構(gòu)的可靠性極為重要。操動機構(gòu)必須能在任何工作環(huán)境、線路條件下成功地分合電路，對其壽命和工作穩(wěn)定性有很高的要求，操動機構(gòu)工作穩(wěn)定、分合閘不到位都會產(chǎn)生嚴重的故障，進而造成巨大的損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，所有類型斷路器的故障中，機械故障所占比例最高，而操動機構(gòu)又是機械故障中最頻繁發(fā)生故障的部分。斷路器常常因為操動機構(gòu)的拒動、誤動、卡澀等故障，使得滅弧室失效甚至損壞，對牽引供電系統(tǒng)造成重大損失。因此，斷路器操動機構(gòu)的可靠性是影響斷路器穩(wěn)定、安全運行的重要因素之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對斷路器的運行使用現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有的斷路器技術(shù)，本實用新型提出了一種應(yīng)用于高壓斷路器的彈簧操動機構(gòu)。該彈簧操動機構(gòu)能夠進行蓄能自鎖和合閘狀態(tài)自鎖，合閘、分閘動作穩(wěn)定可靠，絕緣拉桿所受側(cè)向力小，極大改善了高壓斷路器彈簧操動機構(gòu)穩(wěn)定性的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于高壓斷路器的彈簧操動機構(gòu)，其特征在于：包括蓄能機構(gòu)、動力傳動機構(gòu)、合閘控制機構(gòu)、以及分閘控制機構(gòu)，所述蓄能機構(gòu)包括剛性主臂、滾輪、保持銷、以及合閘彈簧，所述剛性主臂從左至右依次設(shè)有保持銷、動力主軸、第一傳動銷軸和滾輪，滾輪通過第二傳動銷軸與剛性主臂鉸接相連，所述動力主軸上設(shè)有能驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的伺服電機，所述伺服電機與機架固定相連，所述合閘彈簧上端與第一傳動銷軸鉸接，合閘彈簧下端與位于剛性主臂下方的機架鉸接；

所述動力傳動機構(gòu)包括凸輪、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、以及絕緣拉桿，所述凸輪通過花鍵銷軸與機架相連，凸輪左邊設(shè)有與滾輪咬合的圓缺口，凸輪右邊設(shè)有能被分閘控制機構(gòu)限位的凸起缺口；所述第一連桿傾斜設(shè)置，其下端與花鍵銷軸固定相連，第一連桿隨著凸輪轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，第二連桿左右兩端分別與第一連桿頂部和第三連桿頂部鉸接相連，第三連桿中部通過分閘銷軸與機架相連，分閘銷軸上設(shè)有與第三連桿相連的分閘彈簧，分閘彈簧使得第三連桿有順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，第四連桿左右兩端分別與第三連桿底部和絕緣拉桿左端鉸接相連，絕緣拉桿在機架限位下可左右滑動，絕緣拉桿的左右滑動控制高壓斷路器的通斷；

所述合閘控制機構(gòu)能對剛性主臂的保持銷進行限位，使得合閘彈簧處于拉伸狀態(tài)；所述分閘控制機構(gòu)能對凸輪右邊的凸起缺口進行限位，限制第三連桿順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢。

作為改進，所述合閘控制機構(gòu)包括第一合閘限位塊、第二合閘限位塊、以及第三合閘限位塊，所述第一合閘限位塊靠左端通過第一合閘限位銷軸與機架相連，第一合閘限位銷軸上設(shè)有使第一合閘限位塊有順時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第一合閘限位彈簧，當?shù)谝缓祥l限位塊處于水平位置時，其右端剛好能對保持銷進行限位，第一合閘限位塊左端面剛好與豎直設(shè)置的第二合閘限位塊下端側(cè)面相接觸，第二合閘限位塊上端通過第二合閘限位銷軸與機架相連，第二合閘限位銷軸上設(shè)有使第二合閘限位塊逆時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第二合閘限位彈簧，第三合閘限位塊靠右端通過第三合閘限位銷軸與機架相連，第三合閘限位塊右端與處于豎直狀態(tài)的第二合閘限位塊下端側(cè)面剛好相接觸，第三合閘限位銷軸上設(shè)有使第三合閘限位塊逆時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第三合閘限位彈簧，第三合閘限位塊左端下方設(shè)有能推動其順時針旋轉(zhuǎn)的合閘推動裝置，所述第二合閘限位彈簧的剛度大于所述第一合閘限位彈簧的剛度。

作為改進，所述合閘推動裝置包括合閘限位軸、合閘固定塊、以及合閘電磁鐵，所述合閘固定塊與機架固定相連，所述合閘限位軸設(shè)于第三合閘限位塊左端下方，合閘限位軸與合閘固定塊通過設(shè)于合閘固定塊上的導向孔滑動連接，合閘電磁鐵設(shè)于合閘限位軸下方，當合閘電磁鐵得電時，合閘電磁鐵的鐵芯可伸出將合閘限位軸向上頂，合閘限位軸向上運動即推動第三合閘限位塊順時針旋轉(zhuǎn)從而解除對第一合閘限位塊的限制。

作為改進，所述分閘控制機構(gòu)包括第一分閘限位塊、第二分閘限位塊、以及第三分閘限位塊，所述第一分閘限位塊靠右端通過第一分閘限位銷軸與機架相連，第一分閘限位銷軸上設(shè)有使第一分閘限位塊有逆時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第一分閘限位彈簧，當?shù)谝环珠l限位塊處于水平位置時，其左端剛好能對凸輪右邊的凸起缺口進行限位，第一分閘限位塊右端面剛好與豎直設(shè)置的第二分閘限位塊下端側(cè)面相接觸，所述第一分閘限位塊右端的右上角為圓弧形，右端的左下角為直角形，第二分閘限位塊上端通過第二分閘限位銷軸與機架相連，第二分閘限位銷軸上設(shè)有使第二分閘限位塊順時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第二分閘限位彈簧，第三分閘限位塊靠左端通過第三分閘限位銷軸與機架相連，第三分閘限位塊左端與處于豎直狀態(tài)的第二分閘限位塊下端側(cè)面剛好相接觸，第三分閘限位銷軸上設(shè)有使第三分閘限位塊順時針旋轉(zhuǎn)趨勢的第三分閘限位彈簧，第三分閘限位塊右端下方設(shè)有能推動其逆時針旋轉(zhuǎn)的分閘推動裝置，所述第二分閘限位彈簧的剛度大于所述第一分閘限位彈簧的剛度。

作為改進，所述分閘推動裝置包括分閘限位軸、分閘固定塊、以及分閘電磁鐵，所述分閘固定塊與機架固定相連，所述分閘限位軸設(shè)于第三分閘限位塊右端下方，分閘限位軸與分閘固定塊通過設(shè)于分閘固定塊上的導向孔滑動連接，分閘電磁鐵設(shè)于分閘限位軸下方，當分閘電磁鐵得電時，分閘電磁鐵的鐵芯可伸出將分閘限位軸向上頂，分閘限位軸向上運動即推動第三分閘限位塊逆時針旋轉(zhuǎn)從而解除對第一分閘限位塊的限制。

本實用新型的有益效果是：

針對斷路器的運行使用現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有的斷路器技術(shù)，本實用新型提出了一種應(yīng)用于高壓斷路器的彈簧操動機構(gòu)。該彈簧操動機構(gòu)能夠進行蓄能自鎖和合閘狀態(tài)自鎖，合閘、分閘動作穩(wěn)定可靠，絕緣拉桿所受側(cè)向力小，且結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，重量輕，極大改善了高壓斷路器彈簧操動機構(gòu)穩(wěn)定運行的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型分閘到合閘過程示意圖。

附圖標記：1-剛性主臂，2-滾輪，3-保持銷，4-凸輪，5-第一連桿，6-第二連桿，7-第三連桿，8-第四連桿，9-絕緣拉桿，10-合閘彈簧，11-分閘彈簧，12-第一分閘限位塊，13-第二分閘限位塊，14-第三分閘限位塊，15-分閘固定塊，16-分閘限位軸，17-分閘電磁鐵，18-第一分閘限位彈簧，19-第二分閘限位彈簧，20-第三分閘限位彈簧，21-第一合閘限位塊，22-第二合閘限位塊，23-第三合閘限位塊，24-合閘固定塊，25-合閘限位軸，26-合閘電磁鐵，27-第一合閘限位彈簧，28-第二合閘限位彈簧，29-第三合閘限位彈簧，A-動力主軸，B-合閘銷軸，C-花鍵銷軸，D-分閘銷軸，E-第一分閘限位銷軸，F(xiàn)-第二分閘限位銷軸，G-第三分閘限位銷軸，H-第一合閘限位銷軸，I-第二合閘限位銷軸，J-第三合閘限位銷軸，K-第一傳動銷軸，L-第二傳動銷軸，M-第三傳動銷軸，N-第四傳動銷軸，O-第五傳動銷軸，P-第六傳動銷軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進行舉例說明。

如圖1所示，本實施例為一種應(yīng)用于高壓斷路器的彈簧操動機構(gòu)，1為剛性主臂，2為滾輪，3為保持銷，4為凸輪，5為第一連桿，6為第二連桿，7為第三連桿，8為第四連桿，9為絕緣拉桿，10為合閘彈簧，11為分閘彈簧，12為第一分閘限位塊，13為第二分閘限位塊，14為第三分閘限位塊，15為分閘固定塊，16為分閘限位軸，17為分閘電磁鐵，18為第一分閘限位彈簧，19為第二分閘限位彈簧，20為第三分閘限位彈簧，21為第一合閘限位塊，22為第二合閘限位塊，23為第三合閘限位塊，24為合閘固定塊，25為合閘限位軸，26為合閘電磁鐵，27為第一合閘限位彈簧，28為第二合閘限位彈簧，29為第三合閘限位彈簧，A為動力主軸，B為合閘銷軸，C為花鍵銷軸，D為分閘銷軸，E為第一分閘限位銷軸，F(xiàn)為第二分閘限位銷軸，G為第三分閘限位銷軸，H為第一合閘限位銷軸，I為第二合閘限位銷軸，J為第三合閘限位銷軸，K為第一傳動銷軸，L為第二傳動銷軸，M為第三傳動銷軸，N為第四傳動銷軸，O為第五傳動銷軸，P為第六傳動銷軸。

圖1中，合閘彈簧10處于已蓄能狀態(tài)，剛性主臂1右端與滾輪2通過第二傳動銷軸L鉸接，剛性主臂1左端上設(shè)置保持銷3，剛性主臂1在距剛性主臂1右端三分之一處與合閘彈簧10頂部通過第一傳動銷軸K鉸接，合閘彈簧10底部與合閘銷軸B鉸接，剛性主臂1在距剛性主臂1左端三分之一處與動力主軸A相對固定連接，動力主軸A上連接有與機架固定的伺服電機，在伺服電機的驅(qū)動下，剛性主臂1能在空間中牽引合閘彈簧10繞伺服電機做順時針旋轉(zhuǎn)運動。

圖1中滾輪2與凸輪4由剛性和強度較好的40Cr制成，能保證在合閘過程中滾輪2和凸輪4具有較高的沖擊性能，保證合閘的穩(wěn)定性，凸輪4左邊設(shè)有與滾輪2咬合的圓缺口，凸輪4右邊設(shè)有能被第一分閘限位塊12左端限位的凸起缺口；凸輪4與第一連桿5下端通過花鍵銷軸C相對固定連接，第一連桿5上端與第二連桿6左端通過第三傳動銷軸M鉸接，第二連桿6右端與第三連桿7上端通過第四傳動銷軸N鉸接，第三連桿7中部與分閘銷軸D鉸接，分閘銷軸D上設(shè)有與第三連桿7相連的分閘彈簧11，分閘彈簧11使得第三連桿7有順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，第三連桿7下端與第四連桿8左端通過第五傳動銷軸O鉸接，第四連桿8右端與絕緣拉桿9通過第六傳動銷軸P鉸接，凸輪4在滾輪2的碰撞驅(qū)動下，能以花鍵銷軸C為旋轉(zhuǎn)中心做旋轉(zhuǎn)運動，同步帶動第一連桿5繞花鍵銷軸C做旋轉(zhuǎn)運動，從而通過第二連桿6驅(qū)動第三連桿7繞分閘銷軸D做旋轉(zhuǎn)運動，分閘彈簧11對第三連桿7作用反向扭矩，最后通過第四連桿8的傳動和機架的限位，絕緣拉桿9做水平直線運動控制高壓斷路器的通斷。

圖1中，合閘控制機構(gòu)處于閉鎖狀態(tài)，第一合閘限位塊21右端通過對保持銷3的限位，從而實現(xiàn)蓄能機構(gòu)的自鎖，第一合閘限位塊21靠左端與第一合閘限位銷軸H鉸接，第一合閘限位銷軸H上設(shè)有對第一合閘限位塊21作用順時針扭矩的第一合閘限位彈簧27，第一合閘限位塊21左端設(shè)有與第一合閘限位塊21左端面接觸的第二合閘限位塊22，第二合閘限位塊22上部與第二合閘限位銷軸I鉸接，第二合閘限位銷軸I上設(shè)有對第二合閘限位塊22作用逆時針扭矩的第二合閘限位彈簧28，第二合閘限位塊22左邊設(shè)有與第二合閘限位塊22下端側(cè)面接觸的第三合閘限位塊23，第三合閘限位塊23靠右端與第三合閘限位銷軸J鉸接，第三合閘限位銷軸J上設(shè)有對第三合閘限位塊23作用逆時針扭矩的第三合閘限位彈簧29，第三合閘限位塊23左端與合閘限位軸25上端接觸，合閘限位軸25與合閘固定塊24通過合閘固定塊24上的導向孔滑動連接，合閘固定塊24左端與機架固定連接，合閘限位軸25底部設(shè)有與機架固定連接的合閘電磁鐵26，合閘電磁鐵26得電時，合閘電磁鐵26的鐵芯可向上伸出，合閘限位軸25能夠在合閘電磁鐵26的鐵芯的驅(qū)動下，推動第三合閘限位塊23繞第三合閘限位銷軸J做順時針旋轉(zhuǎn)運動，從而解除第三合閘限位塊23對第二合閘限位塊22的限位作用，此時第一合閘限位塊21和第二合閘限位塊22可在保持銷3的驅(qū)動下做旋轉(zhuǎn)運動，解除第一合閘限位塊21對保持銷3的限位，蓄能機構(gòu)在合閘彈簧10的作用下動作。

如圖2所示，圖2中實線表示合閘彈簧10處于未蓄能狀態(tài)，彈簧操動機構(gòu)處于合閘狀態(tài)，彈簧操動機構(gòu)的動力傳動機構(gòu)處于合閘狀態(tài)，第一分閘限位塊12左端對凸輪4的凸起缺口限位，從而使得操動機構(gòu)保持在合閘狀態(tài)，第一分閘限位塊12靠右端與第一分閘限位銷軸E鉸接，第一分閘限位銷軸E上設(shè)有對第一分閘限位塊12作用逆時針扭矩的第一分閘限位彈簧18，第一分閘限位塊12右端設(shè)有與第一分閘限位塊12右端面接觸的第二分閘限位塊13，第二分閘限位塊13上部與第二分閘限位銷軸F鉸接，第二分閘限位銷軸F上設(shè)有對第二分閘限位塊13作用順時針扭矩的第二分閘限位彈簧19，第二分閘限位塊13右邊設(shè)有與第二分閘限位塊13下端側(cè)面接觸的第三分閘限位塊14，第三分閘限位塊14靠左端與第三分閘限位銷軸G鉸接，第三分閘限位銷軸G上設(shè)有對第三分閘限位塊14作用順時針扭矩的第三分閘限位彈簧20，第三分閘限位塊14右端與分閘限位軸16上端接觸，分閘限位軸16與分閘固定塊15通過分閘固定塊15上的導向孔滑動連接，分閘固定塊15右端與機架固定連接，分閘限位軸16底部設(shè)有與機架固定連接的分閘電磁鐵17，分閘電磁鐵17得電時，分閘電磁鐵17的鐵芯能向上伸出，分閘限位軸16能夠在分閘電磁鐵17的鐵芯的驅(qū)動下，推動第三分閘限位塊14繞第三分閘限位銷軸G做逆時針旋轉(zhuǎn)運動，從而解除第三分閘限位塊14對第二分閘限位塊13的限位作用，此時第一分閘限位塊12和第二分閘限位塊13在凸輪4的驅(qū)動運動下做旋轉(zhuǎn)運動，解除第一分閘限位塊12對凸輪4的限位，動力傳動機構(gòu)在分閘彈簧11的作用下動作。

圖2中虛線表示合閘彈簧10處于蓄能狀態(tài)，彈簧操動機構(gòu)處于分閘狀態(tài)。

所述動力主軸A、合閘銷軸B、花鍵銷軸C、分閘銷軸D、第一分閘限位銷軸E、第二分閘限位銷軸F、第三分閘限位銷軸G、第一合閘限位銷軸H、第二合閘限位銷軸I、第三合閘限位銷軸J均為固定鉸接，均固定在機架上，所述第一傳動銷軸K、第二傳動銷軸L、第三傳動銷軸M、第四傳動銷軸N、第五傳動銷軸O、第六傳動銷軸P均為活動鉸接，所述合閘彈簧10為拉伸彈簧，所述分閘彈簧11、第一合閘限位彈簧27、第二合閘限位彈簧28、第三合閘限位彈簧29、第一分閘限位彈簧18、第二分閘限位彈簧19、第三分閘限位彈簧20均為扭轉(zhuǎn)彈簧，所述第二合閘限位彈簧28的剛度大于所述第一合閘限位彈簧27的剛度，所述第二分閘限位彈簧19的剛度大于所述第一分閘限位彈簧18的剛度，所述滾輪2、凸輪4均由剛性和強度較好的40Cr制成。

蓄能電機通電，合閘電磁鐵26得電，合閘限位軸25在合閘電磁鐵26的鐵芯的驅(qū)動下，推動第三合閘限位塊23順時針旋轉(zhuǎn)，合閘控制機構(gòu)解除閉鎖作用，同時剛性主臂1在伺服電機驅(qū)動下做順時針旋轉(zhuǎn)運動，牽引合閘彈簧10拉伸，在滾輪2通過到達最高點時，合閘電磁鐵26失電，合閘控制機構(gòu)恢復閉鎖作用，剛性主臂1在電機驅(qū)動下繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)，在保持銷3接觸第一合閘限位塊21位置時，蓄能電機斷電，蓄能機構(gòu)在合閘控制機構(gòu)的作用下，保持蓄能狀態(tài)，當收到合閘指令時，合閘電磁鐵26得電，合閘控制機構(gòu)解除閉鎖作用，保持銷3在合閘彈簧10的作用下克服第一合閘彈簧27和第二合閘彈簧28的扭矩，驅(qū)動第一合閘限位塊21逆時針旋轉(zhuǎn)，動力傳動機構(gòu)在合閘彈簧10的作用下動作，凸輪4做逆時針旋轉(zhuǎn)運動，帶動第一連桿5、第二連桿6、第三連桿7、第四連桿8、絕緣拉桿9運動，凸輪4在第一分閘限位塊12的限位作用下，完成合閘；當收到分閘指令時，分閘電磁鐵17得電，分閘限位軸16在分閘電磁鐵17的鐵芯的驅(qū)動下，推動第三分閘限位塊14逆時針旋轉(zhuǎn)，分閘控制機構(gòu)解除閉鎖作用，凸輪4在分閘彈簧11的作用下克服第一分閘限位彈簧18和第二分閘限位彈簧19的扭矩，做順時針旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動第一連桿5、第二連桿6、第三連桿7、第四連桿8、絕緣拉桿9運動，完成彈簧操動機構(gòu)分閘。