本發(fā)明涉及一種有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障率高、穩(wěn)定性差、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成較大的安全隱患，因此近年來(lái)提出了直接利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓斷路器的新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)。申請(qǐng)公布號(hào)為cn104701104a，申請(qǐng)公布日為2015.06.10的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種高壓斷路器，該斷路器包括a、b、c三相瓷套以及設(shè)置在各相瓷套下方的拐臂盒，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸上設(shè)置有外花鍵結(jié)構(gòu)，電機(jī)輸出軸與拐臂盒內(nèi)的傳動(dòng)曲柄（即傳動(dòng)拐臂）通過花鍵連接，傳動(dòng)拐臂的上端與絕緣拉桿相連，絕緣拉桿的另一端與滅弧室內(nèi)的動(dòng)觸頭相連。當(dāng)電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)傳動(dòng)拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使絕緣拉桿上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分合閘操作，同時(shí)在相鄰拐臂盒的傳動(dòng)拐臂之間設(shè)置有傳動(dòng)主軸（即拐臂軸），從而實(shí)現(xiàn)三相聯(lián)動(dòng)。

這種驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸是直接伸入到拐臂盒內(nèi)與傳動(dòng)拐臂連接，現(xiàn)有技術(shù)中有的拐臂軸是同時(shí)穿過三相拐臂盒，直接帶動(dòng)三相傳動(dòng)拐臂動(dòng)作，這時(shí)拐臂軸與電機(jī)輸出軸的連接部位位于拐臂盒的外部，通常采用花鍵套或者法蘭盤（即傳動(dòng)裝置）將二者連接在一起。采用現(xiàn)有技術(shù)中的這種傳動(dòng)裝置，雖然可以起到傳動(dòng)和連接作用，能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳遞給絕緣拉桿，但是卻沒有限位保護(hù)功能，即斷路器的分合閘操作完全只能依靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)一定角度來(lái)控制，那么就需要通過控制系統(tǒng)和算法對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)控，因此通常在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上還連接有控制箱。

但是，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)斷路器的分合閘操作時(shí)，在毫秒級(jí)的動(dòng)作時(shí)間內(nèi)，要完成啟動(dòng)-加速-勻速-減速-停止的過程，很容易造成過沖現(xiàn)象，引起分閘反彈和震動(dòng)，影響開斷性能和滅弧室壽命，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)還很容易受高壓環(huán)境下的強(qiáng)電磁干擾，造成誤動(dòng)或失常，引起過沖撞擊，不利于高壓開關(guān)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)安全存在較大隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避免過沖撞擊、提高高壓開關(guān)運(yùn)行安全性的有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)，包括拐臂盒、與安裝在拐臂盒中的拐臂軸傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，拐臂軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接處設(shè)置有擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置。

擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置包括一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸傳動(dòng)連接、另一端與拐臂軸傳動(dòng)連接的傳動(dòng)件，所述傳動(dòng)件的外部套設(shè)有固定套，固定套的一端用于固定在拐臂盒或驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，傳動(dòng)件的外周面上設(shè)置有限位件，固定套的內(nèi)孔中設(shè)置有與所述限位件擋止配合以限制傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)極限的擋止件。

所述限位件和擋止件均呈扇形塊狀。

所述傳動(dòng)件的一端通過插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)或者第一鍵連接結(jié)構(gòu)與電機(jī)輸出軸傳動(dòng)連接、另一端通過第二鍵連接結(jié)構(gòu)與拐臂軸傳動(dòng)連接。

所述插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在傳動(dòng)件上的至少兩個(gè)第一插齒、設(shè)置在電機(jī)輸出軸上的與第一插齒個(gè)數(shù)相等的第二插齒，相鄰兩個(gè)第一插齒之間構(gòu)成供第二插齒插入的間隙。

所述第一插齒和第二插齒均呈扇形。

所述第一插齒和第二插齒均沿圓周均布。

電機(jī)輸出軸上固設(shè)有插齒套，所述第二插齒由插齒套上的齒構(gòu)成。

擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置也可以包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸或者拐臂軸上的限位件、設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者拐臂盒上的與所述限位件擋止配合以限制電機(jī)輸出軸或者拐臂軸的轉(zhuǎn)動(dòng)極限的擋止件。

擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置還可以包括一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸傳動(dòng)連接、另一端與拐臂軸傳動(dòng)連接的傳動(dòng)件，傳動(dòng)件上設(shè)置有限位件，擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置還包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者拐臂盒上的與所述限位件擋止配合以限制傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)極限的擋止件。

本發(fā)明的有益效果在于：由于拐臂軸和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接處設(shè)置有擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置，因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)拐臂軸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)分合閘時(shí)，擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置會(huì)對(duì)它們的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行擋止限位，保證其只能在有限的轉(zhuǎn)角內(nèi)運(yùn)動(dòng)，避免由于過沖、誤操作、電磁干擾等引起的過沖撞擊損壞高壓開關(guān)內(nèi)部滅弧室，保障了高壓開關(guān)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，消除了電網(wǎng)安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的局部放大圖；

圖3為圖1中擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的左視圖；

圖5為擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的右視圖。

圖中：1.滅弧室；2.拐臂盒；21.拐臂軸；3.驅(qū)動(dòng)電機(jī)；31.齒套；4.擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置；41.固定套；42.傳動(dòng)件；43.內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)；44.插齒結(jié)構(gòu)；45.限位塊；46.擋止塊；5.支柱絕緣子。

具體實(shí)施方式

有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)的一個(gè)實(shí)施例如圖1~圖4所示，包括滅弧室1、支柱絕緣子5、拐臂盒2、擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3，其中擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置4包括傳動(dòng)件42、固定套41，傳動(dòng)件42轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在固定套41的內(nèi)部。傳動(dòng)件42的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的電機(jī)輸出軸傳動(dòng)連接、另一端與安裝在拐臂盒2中并伸出拐臂盒2的拐臂軸21傳動(dòng)連接。傳動(dòng)件42的與拐臂軸21連接的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)43，相應(yīng)的拐臂軸21上設(shè)置有外花鍵結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)件42與拐臂軸21通過花鍵傳動(dòng)連接。

傳動(dòng)件42的另外一端通過插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)與電機(jī)輸出軸傳動(dòng)連接，該插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在傳動(dòng)件42上的插齒結(jié)構(gòu)44，插齒結(jié)構(gòu)44包括圓周間隔均布的四個(gè)第一插齒，插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)還包括固設(shè)在電機(jī)輸出軸上的齒套31，該齒套31包括圓周間隔均布的四個(gè)第二插齒，第一插齒和第二插齒均呈扇形且大小相等，相鄰第一插齒之間構(gòu)成供第二插齒插入的間隙，因此當(dāng)插齒結(jié)構(gòu)44和齒套31對(duì)插后，組合成一個(gè)完整的圓柱筒結(jié)構(gòu)，由于彼此間扇形齒的約束作用，使得電機(jī)輸出軸與擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置實(shí)現(xiàn)了有效的對(duì)中，避免了電機(jī)偏心引起的掃膛。

使用時(shí)，固定套41的一端焊接固定在拐臂盒2上，固定套41的內(nèi)周面上一體凸設(shè)有擋止塊46，該擋止塊46呈扇形，并具有一定的長(zhǎng)度。傳動(dòng)件42的外周面上固設(shè)有限位塊45，限位塊45也呈扇形，并具有一定的長(zhǎng)度，當(dāng)傳動(dòng)件42正轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，限位塊45與擋止塊46的一端面擋止配合，從而限制傳動(dòng)件42在該方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)極限。同樣當(dāng)傳動(dòng)件42反轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，限位塊45與擋止塊46的另一端面擋止配合，從而限制傳動(dòng)件42在該方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)極限。限位塊45和擋止塊46的長(zhǎng)度與高壓開關(guān)的分合閘角度是對(duì)應(yīng)的，根據(jù)不同的分合閘角度，可以設(shè)置限位塊45和擋止塊46的相應(yīng)長(zhǎng)度。

有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)的工作原理是：當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3接到分合閘指令時(shí)，通過齒套31帶動(dòng)傳動(dòng)件42轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)件42通過內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)43帶動(dòng)拐臂軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，拐臂軸21再帶動(dòng)拐臂盒2內(nèi)的傳動(dòng)拐臂（圖中未示出）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)支柱絕緣子5內(nèi)的絕緣拉桿（圖中未示出）上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滅弧室1的分合閘操作。在傳動(dòng)件42隨電機(jī)輸出軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的過程中，由限位塊45與擋止塊46的擋止配合來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效的分合閘限位，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)3在有控制箱（圖中未示出）進(jìn)行調(diào)控的基礎(chǔ)上，又通過機(jī)械結(jié)構(gòu)使其只能在有限的轉(zhuǎn)角內(nèi)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了雙保險(xiǎn)，防止由于過沖、誤操作、電磁干擾等引起的過沖撞擊損壞高壓開關(guān)內(nèi)部滅弧室，保障了高壓開關(guān)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，消除了電網(wǎng)安全隱患。

傳動(dòng)件42與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3之間采用插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)配合，不但保證了對(duì)中精度，避免了電機(jī)偏心，而且相比現(xiàn)有技術(shù)中的花鍵套或法蘭盤而言，如果齒套31代表的就是電機(jī)輸出軸的直徑，是固定不變的，此時(shí)傳動(dòng)件上的插齒結(jié)構(gòu)44與齒套31插接后，兩者組合成圓柱筒結(jié)構(gòu)，外徑是一樣的，從而可以減小傳動(dòng)件42的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，有效降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。同時(shí)，采用插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在聯(lián)軸器和電機(jī)輸出端都去除了一定的材料，從而可以降低轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，有效降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這樣就可以降低對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制系統(tǒng)的要求，使有限轉(zhuǎn)角限位的高壓開關(guān)更容易實(shí)現(xiàn)。因此本發(fā)明的擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置既可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)、又可以實(shí)現(xiàn)限位，且裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠，可以有效提高高壓開關(guān)的運(yùn)行可靠性，具有大范圍推廣的潛力，對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。

有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)的另一個(gè)實(shí)施例如圖5~圖6所示，該實(shí)施例與上述實(shí)施例的不同之處在于，傳動(dòng)件42的與電機(jī)輸出軸連接的一端設(shè)置的是平鍵槽結(jié)構(gòu)，此時(shí)傳動(dòng)件42與電機(jī)輸出軸是通過平鍵連接，電機(jī)輸出軸上不需要再套設(shè)任何零部件，同時(shí)傳動(dòng)件42也便于加工和制造。另外在該實(shí)施例中，傳動(dòng)件42的一半內(nèi)孔是花鍵孔、另一半是設(shè)置有鍵槽的鍵槽孔，且鍵槽孔的內(nèi)徑大于花鍵孔的內(nèi)徑，兩者之間形成一個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)件42在與電機(jī)輸出軸的裝配時(shí)，該臺(tái)階結(jié)構(gòu)可以起到限位作用，從而方便裝配。

在有限轉(zhuǎn)角限位高壓開關(guān)的其他實(shí)施例中：傳動(dòng)件與電機(jī)輸出軸之間也可以是花鍵連接；拐臂軸與傳動(dòng)件之間也可以是平鍵連接或者插齒結(jié)構(gòu)連接；傳動(dòng)件上的第一插齒也可以有兩個(gè)或者三個(gè)，對(duì)應(yīng)的電機(jī)輸出軸上齒套的第二插齒也有兩個(gè)或三個(gè)；第二插齒也可以是直接在電機(jī)輸出軸上加工出來(lái)的；第一插齒和第二插齒可以不是圓周均布，此時(shí)各第一插齒或各第二插齒的大小不同；第一插齒和第二插齒可以不是扇形的，比如都是截面為矩形的直齒，當(dāng)?shù)谝徊妪X有兩個(gè)時(shí)，這兩個(gè)第一插齒是平行的，此時(shí)第二插齒也是平行的并插接在兩個(gè)第一插齒之間；插接式止轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)也可以是在傳動(dòng)件的一端設(shè)置插齒、在電機(jī)輸出軸上設(shè)置供插齒插入的插孔；限位件和擋止件可以不是扇形塊狀，比如限位件可以是兩個(gè)間隔分布的矩形塊，擋止件也可以是兩個(gè)間隔分布的矩形塊；固定套的一端也可以固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外殼上；擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置也可以不包括固定套、但包括傳動(dòng)件，此時(shí)與傳動(dòng)件上的限位件擋止配合的擋止件固定設(shè)置在拐臂盒或驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，比如可以與拐臂盒或驅(qū)動(dòng)電機(jī)焊接固定或者是一體設(shè)置；擋止式轉(zhuǎn)角限位裝置也可以不包括固定套和傳動(dòng)件，此時(shí)限位件直接設(shè)置在電機(jī)輸出軸或者拐臂軸上，擋止件直接設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者拐臂盒上。