本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)，屬于高壓輸變電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

操動機構(gòu)是高壓斷路器的重要設(shè)備之一,是高壓斷路器的重要組成部分,高壓斷路器的分閘與合閘操作是通過操動機構(gòu)來實現(xiàn)的。目前高壓開關(guān)行業(yè)的高壓斷路器的操動機構(gòu)的種類主要為液壓和彈簧兩種操動機構(gòu)，液壓操動機構(gòu)具有控制精準(zhǔn)、滿足在兩周波內(nèi)開斷的分合閘時間控制、機械特性穩(wěn)定高等優(yōu)點，但同時又存在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重合閘操作中二分速度低于一分速度、制造工藝要求高、生產(chǎn)成本高、技術(shù)實現(xiàn)難等特點；彈簧操動機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳輸效率高、重合閘操作中二分速度與一分速度相同、使用維護少等特點，但同時又存在整體體積龐大、控制精度差、難以滿足在兩周波內(nèi)開斷的分合閘時間控制、機械特性穩(wěn)定性及可靠性差、制造工藝?yán)щy、輸出功率小等問題。兩種操動機構(gòu)都已經(jīng)在高壓開關(guān)行業(yè)的六氟化硫高壓斷路器上廣泛使用。

目前應(yīng)用于高壓斷路器領(lǐng)域中，已經(jīng)具有在高等級電壓的產(chǎn)品中使用彈簧操動機構(gòu)需求，彈簧操動機構(gòu)由于彈簧自身的機械特性及相應(yīng)的彈簧操動機構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)特點，造成了與高壓斷路器的輸出特性的機械應(yīng)力匹配處于欠佳狀態(tài)，并且存在彈簧操動機構(gòu)的本身存在整體體積龐大、儲能元件多處于臨界極限使用狀態(tài)、傳輸效率低、輸出特性差、制造工藝?yán)щy、質(zhì)量保證差等問題，同時難以滿足大功率操作功的產(chǎn)品要求，從而限制了彈簧操動機構(gòu)的使用范圍。隨著國家電力系統(tǒng)的發(fā)展和高壓斷路器技術(shù)的進步，高壓開關(guān)行業(yè)需要一種控制精準(zhǔn)、機械特性穩(wěn)定，傳輸效率高、輸出功率大的新型彈簧操動機構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明創(chuàng)造要解決的技術(shù)問題是提供一種可以利用儲能彈性元件的操動機構(gòu)，由分閘儲能系統(tǒng)、合閘儲能系統(tǒng)、曲柄四連桿儲能系統(tǒng)、偏距搖桿滑塊輸出傳動系統(tǒng)、合閘掣子預(yù)鎖定控制系統(tǒng)、分閘掣子同步鎖定控制系統(tǒng)、緩沖控制系統(tǒng)、棘輪平衡系統(tǒng)、輔助電氣系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)基架等系統(tǒng)組成。該機構(gòu)解決了彈簧操動機構(gòu)的傳輸效率高、輸出功率大、體積小、穩(wěn)定性高、輸出機械特性穩(wěn)定的難題，獲得了比較好的機械特性，是一種適合252KV三相聯(lián)動操作及550KV以上電壓等級的六氟化硫高壓斷路器使用的彈簧操動機構(gòu)。

為解決以上問題，本發(fā)明創(chuàng)造的具體技術(shù)方案如下：一種高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)，在左壁板和右壁板之間設(shè)有上下平行的分閘儲能彈簧系統(tǒng)和合閘儲能彈簧系統(tǒng)，其中分閘儲能彈簧系統(tǒng)上連接有供分合閘輸出動作的活塞桿；儲能傳動系在右壁板外壁與合閘儲能彈簧系統(tǒng)連接提供儲能操作，在左壁板外壁通過曲面滑動接觸方式與分閘儲能彈簧系統(tǒng)接觸連接提供分閘儲能操作，儲能傳動系的棘輪軸在左壁板和右壁板之間穿過；在右壁板設(shè)有合閘掣子系統(tǒng)；在左壁板外壁設(shè)有分閘掣子系統(tǒng)；輸出軸系統(tǒng)設(shè)置在左壁板和右壁板的內(nèi)側(cè)及外壁，分別與儲能傳動系統(tǒng)、分閘儲能系統(tǒng)、合閘儲能系統(tǒng)連接，輸出軸系統(tǒng)的套型軸穿過左壁板和右壁板之間，套型軸為套裝式半軸結(jié)構(gòu)，可與分閘儲能系統(tǒng)與合閘彈簧儲能系統(tǒng)分別聯(lián)動。

所述的分閘儲能彈簧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板和右壁板之間通過兩個平行的法蘭連接分閘彈簧導(dǎo)向筒，分閘彈簧導(dǎo)向筒中部開有對穿長條孔，在分閘彈簧導(dǎo)向筒外圓周設(shè)有分閘滑座，位于分閘彈簧導(dǎo)向筒腔內(nèi)的接頭一端連接輸出活塞桿，并伸出壁板側(cè)端面，另一端連接分閘連桿，分閘連桿聯(lián)接分閘拐臂與輸出軸系統(tǒng)系統(tǒng)連接；在接頭設(shè)置的銷軸穿過長條孔與分閘滑座連接；在分閘滑座一端設(shè)有與分閘彈簧導(dǎo)向筒螺紋連接的定位螺環(huán)，分閘滑座的另一端與端部法蘭之間設(shè)置分閘儲能彈性件；在分閘彈簧導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有液壓緩沖缸，活塞桿的輸出端設(shè)有輸出聯(lián)接螺紋與斷路器聯(lián)接，另一端上設(shè)活塞凸臺，凸臺與壓緩沖缸內(nèi)的腔體密封滑動連接，活塞桿即為分合閘的一個輸出端子同時又是液壓緩沖缸的液壓緩沖活塞；液壓緩沖缸的端部通過壓板與端部的法蘭連接。

所述的合閘儲能彈簧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板和右壁板之間通過兩個平行的法蘭連接合閘彈簧導(dǎo)向筒，合閘彈簧導(dǎo)向筒中部開有對穿長條孔，在合閘彈簧導(dǎo)向筒外圓周設(shè)有合閘滑座，合閘彈簧導(dǎo)向筒腔內(nèi)設(shè)有合閘連桿，合閘連桿的兩端分別設(shè)有雙耳片結(jié)構(gòu)，合閘連桿一端連接的銷軸通過長條孔連接合閘滑座，另一端通過合閘拐臂與輸出軸系統(tǒng)連接；在合閘彈簧導(dǎo)向筒的端部開設(shè)有與合閘連桿位置與寬度值對應(yīng)的開口槽；在合閘滑座與端部法蘭之間設(shè)置合閘儲能彈性件。

所述的儲能傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板和右壁板之間設(shè)有電機，棘輪軸穿過左壁板和右壁板之間，在右壁板外端設(shè)有一根曲軸，電機通過傳動機構(gòu)與曲軸連接；棘輪軸的右端部伸出右壁板后與棘輪同軸連接，棘輪軸通過棘輪上的輸出連桿和儲能拐臂與輸出軸系統(tǒng)的套型軸聯(lián)接；棘輪外圓周開有溝槽，圓周面上開有棘齒，在溝槽內(nèi)設(shè)有合閘卡滾，合閘卡滾在合閘儲能完成時與合閘掣子系統(tǒng)的卡接；曲軸伸出右壁板的端部設(shè)有偏心軸段，偏心軸段通過鍵連接一個以上的儲能爪，儲能爪一端交替與棘輪圓周上的棘齒嚙合，另一端與固定在右壁板上的雙扭簧彈性接觸，在棘輪的外圓周設(shè)有若干個逆止爪，逆止爪底部與棘輪圓周上的棘齒嚙合，中部通過彈簧限位，頂部與右壁板活動連接；傳動系統(tǒng)的棘輪軸的左端部伸出左壁板聯(lián)接有凸輪，操作時通過曲面滑動接觸方式傳遞給輸出軸系統(tǒng)分閘儲能能量。

所述的儲能傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板和右壁板之間設(shè)有電機、棘輪軸和至少一根曲軸，一根曲軸為主動曲軸，其余為從動曲軸，從動曲軸通過齒輪與主動曲軸上的傳動齒輪嚙合，主動曲軸與從動曲軸同時組成雙曲軸結(jié)構(gòu)；在棘輪軸的端部伸出右壁板后與棘輪同軸連接，棘輪軸同軸聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)；棘輪外圓周開有溝槽，圓周面上開有棘齒，在溝槽內(nèi)設(shè)有合閘卡滾，合閘卡滾在合閘儲能完成時與合閘掣子系統(tǒng)卡接；曲軸伸出右壁板的端部設(shè)有偏心軸段，偏心軸段通過鍵連接一個儲能爪，儲能爪一端交替與棘輪圓周上的棘齒嚙合，另一端與固定在右壁板上的雙扭簧彈性接觸，在棘輪的外圓周設(shè)有若干個逆止爪，逆止爪底部與棘輪圓周上的棘齒嚙合，中部通過彈簧限位，頂部與右壁板活動連接。

所述的合閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在右壁板外壁表面活動連接長合閘掣子的一端，長合閘掣子的另一端通過雙耳片結(jié)構(gòu)連接合閘觸發(fā)滾，在長合閘掣子的中部設(shè)有觸發(fā)彈簧；在右壁板上設(shè)有合閘電磁鐵，合閘電磁鐵上端設(shè)有合閘掣子座，合閘掣子座端部通過扭簧連接短合閘掣子，短合閘掣子一端與合閘電磁鐵的觸發(fā)桿位置對應(yīng)，另一端設(shè)有弧形槽，并與合閘觸發(fā)滾卡接；在長合閘掣子上設(shè)有弧形槽，長合閘掣子的弧形槽與合閘卡滾卡接。

所述的輸出軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板和右壁板之間設(shè)有套型軸，套型軸內(nèi)同軸穿有輸出軸，套型軸伸出右壁板的一端連接儲能拐臂，儲能拐臂的末端聯(lián)接輸出連桿的一端，輸出連桿的另一端與儲能傳動系統(tǒng)連接，套型軸在右壁板內(nèi)側(cè)同軸連接合閘拐臂，合閘拐臂與合閘儲能彈簧系統(tǒng)連接；輸出軸系統(tǒng)的套型軸在左壁板一側(cè)上設(shè)有輸出軸穿過左壁板，并與傳動拐臂連接，輸出軸系統(tǒng)的輸出軸在左壁板內(nèi)側(cè)與分閘拐臂聯(lián)接后插入到套型軸內(nèi)，并與套型軸同軸配合，分閘拐臂與分閘儲能彈簧系統(tǒng)連接；儲能傳動系統(tǒng)的棘輪軸上連接有凸輪，輸出軸系統(tǒng)的傳動拐臂上設(shè)有傳動滾子和分閘卡滾，在合閘操作時儲能傳動系統(tǒng)的棘輪軸帶動凸輪同步運動并與輸出軸系統(tǒng)上的傳動滾子曲面滑動接觸，觸發(fā)傳動拐臂運動到分閘儲能位置后，傳動拐臂上設(shè)有的分閘卡滾被分閘掣子系統(tǒng)卡接；其中輸出軸系統(tǒng)的套形軸由兩個半軸對接的結(jié)構(gòu)，輸出軸穿入套形軸與分閘拐臂聯(lián)接并同軸聯(lián)動、與合閘拐臂為同軸不聯(lián)動，套形軸與聯(lián)接合閘拐臂并同軸聯(lián)動，與分閘拐臂為同軸不聯(lián)動。

所述的分閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為，在左壁板外表面活動連接二級分閘掣子，二級分閘掣子一端為雙耳片結(jié)構(gòu)并活動連接一級分閘摯子，分閘摯子的外端部設(shè)有凸臺，凸臺上表面限位在左壁板上的限位螺栓底部；二級分閘掣子另一端活動連接分閘觸發(fā)滾，在二級分閘掣子底面支撐扭簧；在左壁板外表面還設(shè)有分閘電磁鐵、分閘掣子座和三級分閘掣子，在分閘掣子座上活動連接半軸，半軸上連接的啟動掣子與分閘電磁鐵的觸發(fā)桿位置對應(yīng)，三級分閘掣子的一端限位在半軸的外圓周，三級分閘掣子的另一端設(shè)有弧形槽，弧形槽與分閘觸發(fā)滾卡接；在三級分閘掣子與分閘掣子座之間設(shè)置卷簧。

所述的分閘儲能彈性件或合閘儲能彈性件可采用圓柱形螺旋彈簧或若干組成對大端徑扣合的碟簧片。

采用高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)的分合閘控制方法，包括以下步驟：

1）初始狀態(tài)：高壓斷路器處于分閘狀態(tài)，本發(fā)明與斷路器聯(lián)接時，分閘儲能彈簧系統(tǒng)和合閘儲能彈簧系統(tǒng)處于非儲能狀態(tài)；

2）合閘儲能：啟動儲能傳動系統(tǒng)，儲能傳動系統(tǒng)的運動帶動合閘儲能彈簧系統(tǒng)動作并完成合閘儲能彈性件的儲能；當(dāng)合閘儲能彈簧系統(tǒng)儲能完成，通過合閘掣子系統(tǒng)鎖定；

3）合閘操作并為分閘儲能：合閘操作與分閘儲能是同步完成的；啟動合閘掣子系統(tǒng)，合閘儲能彈簧系統(tǒng)釋放能量，完成合閘操作，同時聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)動作，使分閘儲能彈簧系統(tǒng)儲能，分閘掣子系統(tǒng)對輸出軸系統(tǒng)鎖定，活塞桿伸出，合閘儲能彈簧系統(tǒng)完成合閘操作的同時，分

閘儲能彈簧系統(tǒng)完成儲能操作；

4）分閘操作工作：當(dāng)高壓斷路器僅需要進行分閘操作時，斷路器發(fā)出分閘操作信號，啟動分閘掣子系統(tǒng)，分閘儲能彈簧系統(tǒng)釋放能量，活塞桿縮回，高壓斷路器完成分閘操作；

5）合閘與分閘同時儲能：本發(fā)明在3)的狀態(tài)下通過合閘操作為分閘彈簧系統(tǒng)完成儲能后，合閘操作完成后儲能傳動系統(tǒng)立即啟動，儲能傳動系統(tǒng)的運動帶動合閘儲能彈簧系統(tǒng)動作并完成合閘彈簧的儲能，合閘儲能彈簧系統(tǒng)再次儲能完成，并通過合閘掣子系統(tǒng)鎖定；此時，本發(fā)明的分閘儲能彈簧 系統(tǒng)與合閘儲能彈簧系統(tǒng)同時處于儲能的狀態(tài)，具備了進行一次連續(xù)的“分閘-合閘分閘”操作循環(huán)的功能；

6）“分閘-合閘分閘”循環(huán)操作： 當(dāng)處于步驟5）時，分閘儲能彈簧系統(tǒng)與合閘儲能彈簧系統(tǒng)同時處于儲能的狀態(tài)時，當(dāng)高壓斷路器在發(fā)出“分閘-合閘分閘”循環(huán)操作的命令信號時，斷路器首先發(fā)出分閘操作信號，此時分閘掣子系統(tǒng)啟動，分閘儲能彈簧系統(tǒng)釋放能量，活塞桿縮回，高壓斷路器完成一次分閘操作；在斷路器發(fā)出第一次分閘信號的300ms后，斷路器發(fā)出第一次合閘操作信號，此時合閘掣子系統(tǒng)啟動，合閘儲能彈簧系統(tǒng)釋放能量的同時再次為分閘儲能彈簧系統(tǒng)儲能，活塞桿伸出，在高壓斷路器完成這次一次合閘操作后，高壓斷路器會立即再次發(fā)出第二次分閘操作信號，分閘掣子系統(tǒng)啟動，分閘儲能彈簧系統(tǒng)釋放能量，活塞桿縮回，高壓斷路器完成第二次分閘操作。

該高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)采用分閘儲能彈簧系統(tǒng)、合閘儲能彈簧系統(tǒng)、儲能傳動系統(tǒng)、合閘掣子系統(tǒng)、輸出軸系統(tǒng)和分閘掣子系統(tǒng)的聯(lián)動機構(gòu)，采用彈性元件作為儲能元件，通過合閘掣子預(yù)鎖定控制系統(tǒng)、分閘掣子同步鎖定控制系統(tǒng)，偏距搖桿滑塊輸出傳動系統(tǒng)，驅(qū)動彈簧操動機構(gòu)完成高壓斷路器的分閘與合閘操作；本發(fā)明采用的以上技術(shù)，大幅度地降低了彈簧操動機構(gòu)系統(tǒng)存在的側(cè)向摩擦阻力，有效地提高了傳動輸出效率，實現(xiàn)了輸出系統(tǒng)的高效穩(wěn)定的操作功輸出。

本發(fā)明具有儲能元件儲能密度高、主體結(jié)構(gòu)合理、機械傳輸特性好、傳輸效率高、分合閘操作功率大、機械特性穩(wěn)定、體積小、可靠性高等優(yōu)點。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)分閘和合閘操作功在2000J-15000J之間全譜系輸出的特點，可以滿足126KV-550kV六氟化硫高壓斷路器不同操作功的匹配需求，可根據(jù)所匹配的高壓斷路器需要的不同是輸出操作功，在上述輸出操作功譜系之間有選擇性的分型號進行生產(chǎn)制造，在實際生產(chǎn)中產(chǎn)品型號之間可以做到操作功的重疊與覆蓋，并可滿足為特殊分閘和合閘特性需求的高壓斷路器進行特性化定制制造的要求。

附圖說明

圖1為實施例一高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)主視方向軸測圖。

圖2為實施例一高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)拆除右壁板后的主視方向軸測圖。

圖3為實施例一高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)后視方向軸測圖。

圖4為實施例一高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)（使用碟簧為彈性元件）的剖視圖。

圖5為實施例一儲能傳動系統(tǒng)和合閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為實施例一輸出軸系統(tǒng)和分閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為實施例一分閘儲能彈簧系統(tǒng)的軸測圖。

圖8為實施例一分閘儲能彈簧系統(tǒng)的剖視圖。

圖9為實施例一合閘儲能彈簧系統(tǒng)的剖視圖。

圖10為實施例一儲能傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為實施例一輸出軸系統(tǒng)主視圖方向軸測圖。

圖12為實施例一輸出軸系統(tǒng)主后視方向軸測圖。

圖13為實施例一輸出軸系統(tǒng)側(cè)向剖視圖。

圖14為實施例一合閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為實施例一分閘掣子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為實施例二高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)軸測圖。

圖17為實施例二儲能傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18為實施例二高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)的剖視圖。

圖19為實施例二本機構(gòu)的分閘位，分合閘彈簧系統(tǒng)均為儲能狀態(tài)。

圖20為實施例二本機構(gòu)的分閘位，合閘彈簧已儲能。

圖21為實施例二本機構(gòu)的合閘位，分閘彈簧已儲能。

圖22為實施例二本機構(gòu)的合閘位，合閘彈簧和分閘彈簧已儲能。

圖中各編號：1、軸銷，2、分閘連桿，3、輸出軸，4、螺紋法蘭，5、分閘彈簧導(dǎo)向筒，6、定位螺環(huán)，7、分閘滑座，8、接頭，9、分閘彈簧，10、液壓緩沖缸，11、缸座，12、緩沖套，13、安裝法蘭，14、斯特封，15、密封圈，16、壓板，17、活塞桿，18、螺栓，19、電機，20、二級齒輪，21、螺栓，22、連接法蘭，23、安裝法蘭，24、合閘彈簧，25、合閘彈簧導(dǎo)向筒，26、棘輪軸，27、軸銷，28、合閘滑座，29、合閘連桿，30、套形軸，31、安裝法蘭，32、合閘拐臂，33、分閘拐臂，34、彈簧座，35、彈簧，36、爪座，37、逆止爪，38、螺栓，39、帶軸滾輪，40、滾輪座，41、螺軸，42、儲能爪，43、儲能爪座，44、螺栓，45、三級減速齒輪，46、連接螺栓，47、二級減速齒輪軸，48、電機齒輪，49、右壁板，50、曲軸，51、雙扭簧，52螺柱、53螺軸、54、長合閘掣子，55、彈簧座，56、彈簧，57、棘輪，58、合閘卡滾，59、合閘觸發(fā)滾，60、合閘電磁鐵，61、螺栓，62、扭簧，63、合閘掣子座，64、軸銷，65、軸銷，66、輸出連桿，67、儲能拐臂，68、套形軸壓蓋，69、左壁板，70、凸輪，71、凸輪壓蓋、72、分閘傳動滾子，73、軸銷、74傳動拐臂、75、壓蓋、76、螺釘、77、螺栓、78分閘卡滾、79、軸銷、80、限位螺栓、81、一級分閘掣子，82、二級分閘掣子，83、扭簧，84、螺栓，85、軸銷，86、螺軸，89、分閘觸發(fā)滾，90、三級分閘掣子、91、螺軸、92、螺栓、93、分閘掣子座，94、半軸，95、啟動掣子，96、分閘電磁鐵，97、短合閘掣子，98、一級齒輪，99、一級齒輪軸，100、分閘儲能彈簧系統(tǒng)，200、合閘儲能彈簧系統(tǒng)，300、儲能傳動系統(tǒng)，400、合閘掣子系統(tǒng)，500、輸出軸系統(tǒng)，600、分閘掣子系統(tǒng)，701、齒輪。

具體實施方式

實施例一

如圖1至圖6所示，一種高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)，在左壁板69和右壁板49之間設(shè)有上下平行的分閘儲能彈簧系統(tǒng)100和合閘儲能彈簧系統(tǒng)200，其中分閘儲能彈簧系統(tǒng)100上連接有供分合閘輸出動作的活塞桿17；儲能傳動系300在右壁板49外壁與合閘儲能彈簧系統(tǒng)200連接提供儲能操作，在左壁板69外壁通過曲面滑動接觸方式與分閘儲能彈簧系統(tǒng)100接觸連接提供分閘儲能操作，儲能傳動系300的棘輪軸26在左壁板69和右壁板49之間穿過；在右壁板49設(shè)有合閘掣子系統(tǒng)400；在左壁板69外壁設(shè)有分閘掣子系統(tǒng)600；輸出軸系統(tǒng)500設(shè)置在左壁板69和右壁板49的內(nèi)側(cè)及外壁，分別與儲能傳動系統(tǒng)300、分閘儲能系統(tǒng)100、合閘儲能系統(tǒng)200連接，輸出軸系統(tǒng)500的套型軸30穿過左壁板69和右壁板49之間，套型軸30為套裝式半軸結(jié)構(gòu)，可與分閘儲能系統(tǒng)100與合閘彈簧儲能系統(tǒng)200分別聯(lián)動。

如圖7和圖8所示，所述的分閘儲能彈簧系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)為，在左壁板69和右壁板49之間通過兩個平行的法蘭連接分閘彈簧導(dǎo)向筒5，分閘彈簧導(dǎo)向筒5中部開有對穿長條孔，在分閘彈簧導(dǎo)向筒5外圓周設(shè)有分閘滑座7，位于分閘彈簧導(dǎo)向筒5腔內(nèi)的接頭8一端連接輸出活塞桿17，并伸出壁板側(cè)端面，另一端連接分閘連桿2，分閘連桿2聯(lián)接分閘拐臂33與輸出軸系統(tǒng)500系統(tǒng)連接；在接頭8設(shè)置的銷軸穿過長條孔與分閘滑座7連接；在分閘滑座7一端設(shè)有與分閘彈簧導(dǎo)向筒5螺紋連接的定位螺環(huán)6，分閘滑座7的另一端與端部法蘭之間設(shè)置分閘儲能彈性件9。當(dāng)儲能傳動系統(tǒng)300運動時，帶動分閘連桿2沿長條孔運動，從而帶動分閘滑座7推動儲能彈性件9進行壓縮蓄能，同時活塞桿17伸出；當(dāng)儲能傳動系統(tǒng)300對分閘連桿2的外力撤出，活塞桿17撤回，并通過分閘彈簧導(dǎo)向筒5內(nèi)設(shè)有液壓緩沖缸10進行液壓緩沖，對活塞桿17的伸出與回縮運動進行緩沖。

如圖9所示，所述的合閘儲能彈簧系統(tǒng)200結(jié)構(gòu)為，在左壁板69和右壁板49之間通過兩個平行的法蘭連接合閘彈簧導(dǎo)向筒25，合閘彈簧導(dǎo)向筒25中部開有對穿長條孔，在合閘彈簧導(dǎo)向筒25外圓周設(shè)有合閘滑座28，合閘彈簧導(dǎo)向筒25腔內(nèi)設(shè)有合閘連桿29，合閘連桿29的兩端分別設(shè)有雙耳片結(jié)構(gòu)，合閘連桿29一端連接的銷軸通過長條孔連接合閘滑座28，另一端通過合閘拐臂32與輸出軸系統(tǒng)500連接；在合閘彈簧導(dǎo)向筒25的端部開設(shè)有與合閘連桿29位置與寬度值對應(yīng)的開口槽；在合閘滑座28與端部法蘭之間設(shè)置合閘儲能彈性件24。當(dāng)儲能傳動系統(tǒng)300運動，帶動合閘連桿29沿長條孔運動，推動合閘滑座，使合閘儲能彈性件24沿合閘彈簧導(dǎo)向筒25壓合儲能；當(dāng)儲能傳動系統(tǒng)300對合閘連桿29的外力撤出，合閘儲能彈性件24儲能釋放，活塞桿17撤回。

如圖10所示，所述的儲能傳動系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)為分別布置在左壁板69和右壁板49外壁，棘輪軸26穿過左壁板69和右壁板49兩個壁板之間，在右壁板與合閘儲能彈簧200系統(tǒng)連接提供合閘儲能操作，在左壁板以曲面滑動接觸的方式為分閘儲能彈簧系統(tǒng)100提供分閘儲能操作；棘輪軸26穿過左壁板69和右壁板49，在左壁板69和右壁板49之間設(shè)有電機19，在右壁板49外端設(shè)有一根曲軸50，電機19通過傳動機構(gòu)與曲軸50連接；在棘輪軸26的右端部伸出右壁板49后與棘輪57同軸連接，棘輪軸26通過棘輪57上的輸出連桿66和儲能拐臂67與輸出軸系統(tǒng)500的輸出軸3聯(lián)接，棘輪57外圓周開有溝槽，圓周面上開有棘齒，在溝槽內(nèi)設(shè)有合閘卡滾58，合閘卡滾58在合閘儲能完成時與合閘掣子系統(tǒng)400的卡接；曲軸50伸出右壁板49的端部設(shè)有偏心軸段，偏心軸段通過鍵連接一個以上的儲能爪42，儲能爪42一端交替與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，另一端與固定在右壁板49上的雙扭簧51彈性接觸，在棘輪57的外圓周設(shè)有若干個逆止爪37，逆止爪37底部與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，中部通過彈簧限位，頂部與右壁板49活動連接；傳動系統(tǒng)300的棘輪軸26的左端部伸出左壁板69聯(lián)接有凸輪70，通過曲面滑動接觸方式傳遞分閘操作能量給傳動拐臂74，為分閘儲能彈簧系統(tǒng)100提供分閘儲能操作。電機19啟動后，通過曲軸旋轉(zhuǎn)帶動儲能爪42擺動，從而使棘輪57旋轉(zhuǎn)，棘輪57聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)500，合閘儲能完成后通過合閘掣子系統(tǒng)400鎖緊，保證儲能狀態(tài)的穩(wěn)定性；

如圖14所示，所述的合閘掣子系統(tǒng)400結(jié)構(gòu)為，在右壁板49外表面活動連接長合閘掣子54的一端，長合閘掣子54的另一端通過雙耳片結(jié)構(gòu)連接合閘觸發(fā)滾59，在長合閘掣子54的中部設(shè)有觸發(fā)彈簧；在右壁板49上設(shè)有合閘電磁鐵60，合閘電磁鐵60上端設(shè)有合閘掣子座63，合閘掣子座63端部通過扭簧連接短合閘掣子97，短合閘掣子97一端與合閘電磁鐵60的觸發(fā)桿位置對應(yīng)，另一端設(shè)有弧形槽，并與合閘觸發(fā)滾59卡接；在長合閘掣子54上設(shè)有弧形槽，長合閘掣子54的弧形槽與合閘卡滾58卡接。當(dāng)棘輪57轉(zhuǎn)過死點后，即被長合閘掣子54鎖定棘輪57上的合閘滾子58，而長合閘掣子54上的合閘觸發(fā)滾59的同時被短合閘掣子97鎖定，至此，行程開關(guān)控制電機19斷電，合閘儲能彈性件24的壓縮量被鎖定，合閘儲能彈性件24處于設(shè)定的彈力勢能狀態(tài)，合閘儲能過程結(jié)束。

如圖11至圖13所示，所述的輸出軸系統(tǒng)500結(jié)構(gòu)為，在左壁板69和右壁板49的內(nèi)側(cè)和兩個外壁設(shè)置有輸出軸系統(tǒng)500，分別與儲能傳動系統(tǒng)300、分閘儲能系統(tǒng)100、合閘儲能系統(tǒng)連接200，輸出軸系統(tǒng)500的套裝軸30穿過兩個壁板之間為套裝式半軸結(jié)構(gòu)，可與分閘儲能系統(tǒng)100與合閘彈簧儲能系統(tǒng)200分別聯(lián)動。

在左壁板69和右壁板49之間設(shè)有的套型軸30，套型軸30伸出右壁板49的一端連接儲能拐臂67，儲能拐臂67的末端聯(lián)接輸出連桿66的一端，輸出連桿66的另一端與儲能傳動系統(tǒng)300連接，套型軸30的在右壁板49內(nèi)側(cè)同軸連接合閘拐臂32，合閘拐臂32與合閘儲能彈簧系統(tǒng)200連接；輸出軸系統(tǒng)500的左側(cè)上設(shè)有輸出軸3穿過左壁板69，并與傳動拐臂74連接，輸出軸系統(tǒng)500在左壁板69內(nèi)側(cè)與分閘拐臂33聯(lián)接后插入到套型軸30內(nèi)，并與套型軸30同軸配合；分閘拐臂33與分閘儲能彈簧系統(tǒng)100連接；在傳動拐臂74上設(shè)有傳動滾子72和分閘卡滾78，儲能傳動系統(tǒng)300的傳動軸3上連接有凸輪70，凸輪70在合閘操作時與傳動軸3同步運動并與輸出軸系統(tǒng)500上的傳動滾子72曲面滑動接觸，觸發(fā)傳動拐臂74運動到分閘儲能位置后，在傳動拐臂74上設(shè)有的分閘卡滾78與分閘掣子系統(tǒng)600卡接；其中輸出軸3是通過套形軸30由兩個半軸對接的結(jié)構(gòu)，輸出軸3與分閘拐臂32為同軸聯(lián)動、與合閘拐臂33同軸不聯(lián)動。

輸出主軸系統(tǒng)500的工作原理為：合閘儲能操作時，儲能電機19通過傳動系統(tǒng)帶動棘輪57運動，并通過儲能拐臂67及輸出連桿66帶動棘輪軸26運動；棘輪軸26運動的同時，帶動合閘拐臂32同步運動，壓緊合閘彈簧系統(tǒng)24并儲能，當(dāng)合閘彈簧24達到設(shè)定的儲能位置時，棘輪57經(jīng)由長合閘掣子54、合閘長滾58、合閘觸發(fā)滾59等組成合閘摯子系統(tǒng)400鎖定，通過磁吹開關(guān)切斷電機19的電源，合閘彈簧系統(tǒng)24停止儲能運動，棘輪軸26亦同時停止運動；在上述合閘彈簧系統(tǒng)200儲能的過程中，棘輪軸26運動的同時，裝配在棘輪軸26另一端的分閘儲能凸輪70與棘輪軸26同軸同步運動。

合閘操作時，合閘摯子系統(tǒng)400放開鎖定的棘輪57，從而放開合閘彈簧24，合閘拐臂32在合閘彈簧24彈性的作用下運動回到原合閘彈簧24未儲能的位置，帶動與合閘拐臂32聯(lián)接的棘輪軸26同步運動回到原起始位置，此時安裝在與輸出軸26另一端的分閘儲能凸輪70與棘輪軸26同步運動，分閘儲能凸輪70在此時的運動過程中，通過與分閘傳動滾子72的表面滑動接觸并驅(qū)動分閘傳動滾子72運動，分閘傳動滾子72帶動輸出主軸3運動，從而帶動與輸出主軸3同軸的分閘拐臂33運動并壓縮分閘彈簧9，分閘彈簧9運動到預(yù)定的位置時，分閘卡滾78被分閘摯子系統(tǒng)600鎖定，分閘彈簧9在儲能位置被鎖定，完成分閘彈簧9的儲能；在此同時，與分閘拐臂33聯(lián)接的分閘連桿2同步運動，拉動與分閘連桿2緊密聯(lián)接的輸出活塞桿17同步伸出運動，對所聯(lián)接的斷路器完成合閘操作。

分閘操作時，分閘摯子系統(tǒng)600放開鎖定的分閘彈簧9，分閘拐臂33在分閘彈簧9的彈性作用下運動回到起始位置，此時與分閘拐臂33聯(lián)接的分閘連桿2與分閘拐臂33同步運動，拉動與分閘連桿2緊密聯(lián)接的輸出活塞桿17同步回縮運動，對所聯(lián)接的斷路器完成分閘操作。

由于輸出軸3是通過套形軸30由兩個半軸對接的結(jié)構(gòu)，輸出軸3與合閘拐臂33及分閘拐臂32為同軸不聯(lián)動的結(jié)構(gòu)，因此合閘儲能與操作、分閘儲能與操作均為獨立的運動，相互沒有聯(lián)動關(guān)系，并由此依靠與傳動主軸3系統(tǒng)的配合，實現(xiàn)了進行合閘操作時同步帶動分閘儲能，合閘與分閘可以分別操作相互沒有聯(lián)動的功能。

如圖15所示，所述的分閘掣子系統(tǒng)600結(jié)構(gòu)為，在左壁板69外表面活動連接二級分閘掣子82，二級分閘掣子82一端為雙耳片結(jié)構(gòu)并活動連接一級分閘摯子81，分閘摯子81的外端部設(shè)有凸臺，凸臺上表面限位在左壁板69上的限位螺栓80底部；二級分閘掣子82另一端活動連接分閘觸發(fā)滾89，在二級分閘掣子82底面支撐扭簧；在左壁板69外表面還設(shè)有分閘電磁鐵96、分閘掣子座93和三級分閘掣子90，在分閘掣子座93上活動連接半軸94，半軸94上連接的啟動掣子95與分閘電磁鐵96的觸發(fā)桿位置對應(yīng)，三級分閘掣子90的一端限位在半軸94的外圓周，三級分閘掣子90的另一端設(shè)有弧形槽，弧形槽與分閘觸發(fā)滾89卡接；在三級分閘掣子90與分閘掣子座93之間設(shè)置卷簧。當(dāng)合閘停止時，一級分閘掣子81在扭簧的作用下又快速向上壓動，頂住傳動滾子72， 將所儲入分閘儲能彈性件9的能量鎖住，一級分閘掣子81早已受到二級分閘掣子82的壓制，而二級分閘掣子82與之相連的分閘觸發(fā)滾89受三級分閘掣子90的壓制，三級分閘掣子90又受半軸94的鎖定，最終使一級分閘掣子81鎖定傳動滾子72并能鎖定在分閘儲能彈性件9的彈性勢能作用下欲順時針轉(zhuǎn)動的傳動拐臂74，可靠地儲存分閘儲能彈性件9的彈力勢能。當(dāng)高壓斷路器發(fā)出分閘操作信號時，分閘電磁鐵96通電后擊打啟動摯子95，使啟動摯子95和半軸94順時針轉(zhuǎn)動，在分閘儲能彈性件9的作用力下，三級分閘摯子90受到二級分閘摯子82上分閘觸發(fā)滾89的作用力，使傳動拐臂74順時針轉(zhuǎn)動，傳動拐臂74上的傳動滾子72使二級分閘摯子82順時針轉(zhuǎn)動，進而使一級分閘摯子81順時針轉(zhuǎn)動，二級分閘摯子82的分閘觸發(fā)滾89與三級分閘摯子90的下端分離，

所述的分閘儲能彈性件9或合閘儲能彈性件24可采用若干組成對大端徑扣合的碟簧片。

實施例二

如圖16至圖18所示，所述的儲能傳動系統(tǒng)300結(jié)構(gòu)為，在左壁板69和右壁板49之間設(shè)有電機19、棘輪軸26和至少一根曲軸50，一根曲軸50為主動曲軸，其余為從動曲軸，從動曲軸通過齒輪701與主動曲軸上的傳動齒輪嚙合，主動曲軸與從動曲軸同時組成雙曲軸結(jié)構(gòu)；在棘輪軸26的端部伸出右壁板49后與棘輪57同軸連接，棘輪軸26同軸聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)500；棘輪57外圓周開有溝槽，圓周面上開有棘齒，在溝槽內(nèi)設(shè)有合閘卡滾58，合閘卡滾58在合閘儲能完成時與合閘掣子系統(tǒng)400卡接；曲軸50伸出右壁板49的端部設(shè)有偏心軸段，偏心軸段通過鍵連接一個儲能爪42，儲能爪42一端交替與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，另一端與固定在右壁板49上的雙扭簧51彈性接觸，在棘輪57的外圓周設(shè)有若干個逆止爪37，逆止爪37底部與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，中部通過彈簧限位，頂部與右壁板49活動連接。工作過程為：電機19通過齒輪98、二級齒輪20和三級減速齒輪45與曲軸50聯(lián)接，曲軸50與儲能爪42聯(lián)接并帶動儲能爪42運動，驅(qū)動儲能爪42一端交替與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，曲軸50另一端與固定在右壁板49上的雙扭簧51彈性接觸，在棘輪57的外圓周設(shè)有若干個逆止爪37，逆止爪37底部與棘輪57圓周上的棘齒嚙合，中部通過彈簧限位，頂部與右壁板49活動連接。電機19啟動后，通過曲軸旋轉(zhuǎn)帶動儲能爪42擺動，從而驅(qū)使棘輪57旋轉(zhuǎn)，棘輪57聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)500，在棘輪57旋轉(zhuǎn)運動到設(shè)定的位置時，棘輪57通過合閘掣子系統(tǒng)400鎖緊，棘輪57停止旋轉(zhuǎn)并鎖定的設(shè)定在預(yù)定的位置上，保證儲能狀態(tài)的穩(wěn)定性；

分閘儲能彈性件9或合閘儲能彈性件24采用圓柱形螺旋彈簧，其余結(jié)構(gòu)與實施例一相同。

采用實施例二的圖19至圖22所示，說明高壓斷路器大功率彈簧操動機構(gòu)的分合閘控制方法，包括以下步驟：

1）初始狀態(tài)：高壓斷路器處于分閘狀態(tài)，本發(fā)明與斷路器聯(lián)接時，分閘儲能彈簧系

統(tǒng)100和合閘儲能彈簧系統(tǒng)200處于非儲能狀態(tài)，如圖19所示；

2）合閘儲能：啟動儲能傳動系統(tǒng)300，儲能傳動系統(tǒng)300的運動帶動合閘儲能彈簧系統(tǒng)200動作并完成合閘儲能彈性件的儲能；當(dāng)合閘儲能彈簧系統(tǒng)200儲能完成，通過合閘掣子系統(tǒng)400鎖定，如圖20所示；

3）合閘操作并為分閘儲能：合閘操作與分閘儲能是同步完成的；啟動合閘掣子系統(tǒng)400，合閘儲能彈簧系統(tǒng)200釋放能量，完成合閘操作，同時聯(lián)動輸出軸系統(tǒng)500動作，使分閘儲能彈簧系統(tǒng)100儲能，分閘掣子系統(tǒng)600對輸出軸系統(tǒng)500鎖定，活塞桿17伸出，合閘儲能彈簧系統(tǒng)200完成合閘操作的同時，分閘儲能彈簧系統(tǒng)100完成儲能操作，如圖21所示；

4）分閘操作工作：當(dāng)高壓斷路器僅需要進行分閘操作時，斷路器發(fā)出分閘操作信號，啟動分閘掣子系統(tǒng)600，分閘儲能彈簧系統(tǒng)100釋放能量，活塞桿17縮回，高壓斷路器完成分閘操作；

5）合閘與分閘同時儲能：本發(fā)明在3)的狀態(tài)下通過合閘操作為分閘彈簧系統(tǒng)100完成儲能后，合閘操作完成后儲能傳動系統(tǒng)300立即啟動，儲能傳動系統(tǒng)300的運動帶動合閘儲能彈簧系統(tǒng)200動作并完成合閘彈簧的儲能，合閘儲能彈簧系統(tǒng)200再次儲能完成，并通過合閘掣子系統(tǒng)400鎖定；此時，本發(fā)明的分閘儲能彈簧系統(tǒng)100與合閘儲能彈簧系統(tǒng)200同時處于儲能的狀態(tài)，如圖22所示，具備了進行一次連續(xù)的“分閘-合閘分閘（O-0.3s-CO）”操作循環(huán)的功能；

6）“分閘-合閘分閘”循環(huán)操作： 當(dāng)處于步驟5）分閘儲能彈簧系統(tǒng)100與合閘儲能彈簧系統(tǒng)200同時處于儲能的狀態(tài)時，當(dāng)高壓斷路器在發(fā)出“分閘-合閘分閘（O-0.3s-CO）”循環(huán)操作的命令信號時，斷路器首先發(fā)出分閘操作信號，此時分閘掣子系統(tǒng)600啟動，分閘儲能彈簧系統(tǒng)100釋放能量，活塞桿17縮回，高壓斷路器完成一次分閘操作；在斷路器發(fā)出第一次分閘信號的300ms后，斷路器發(fā)出第一次合閘操作信號，此時合閘掣子系統(tǒng)400啟動，合閘儲能彈簧系統(tǒng)200釋放能量的同時再次為分閘儲能彈簧系統(tǒng)100儲能，活塞桿17伸出，在高壓斷路器完成這次一次合閘操作后，高壓斷路器會立即再次發(fā)出第二次分閘操作信號，分閘掣子系統(tǒng)600啟動，分閘儲能彈簧系統(tǒng)100釋放能量，活塞桿17縮回，高壓斷路器完成第二次分閘操作。本發(fā)明在完成“分閘-合閘分閘（O-0.3s-CO）”循環(huán)操作動作時，操作控制信號由高壓斷路器控制系統(tǒng)發(fā)出的，本發(fā)明在5）狀態(tài)下完成“分閘-合閘分閘（O-0.3s-CO）”循環(huán)操作時，本發(fā)明是在不啟動儲能傳動系統(tǒng)300的狀態(tài)下，完成一次“分閘-合閘分閘（O-0.3s-CO）”的操作循環(huán)，實現(xiàn)了高壓斷路器對所負載的輸變電高壓線路完成了一次智能化的故障判斷、檢測和控制的功能。