一種操動機(jī)構(gòu)及使用該操動機(jī)構(gòu)的直動式接地開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種操動機(jī)構(gòu)及使用該操動機(jī)構(gòu)的直動式接地開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)對設(shè)備安全性要求的提高，市場上越來越多的用戶要求開關(guān)柜內(nèi)接地開關(guān)具備較強(qiáng)的關(guān)合短路電流的能力，而現(xiàn)有市場上具備短路關(guān)合能力且以空氣作為絕緣介質(zhì)的接地開關(guān)動觸頭基本上都是旋轉(zhuǎn)刀片式，或者在這種基本模式上進(jìn)行局部改進(jìn)，此類接地開關(guān)如中國專利號200810162375.2公開的“戶內(nèi)高壓電動接地開關(guān)”，該接地開關(guān)對現(xiàn)存最常見的旋轉(zhuǎn)刀片式接地開關(guān)增加了電動機(jī)構(gòu)，并對安全性進(jìn)行了改進(jìn)，但沒脫離旋轉(zhuǎn)刀片式接地開關(guān)的基本框架。刀片式接地開關(guān)由于觸頭形狀的原因，電場極不均勻，在分閘狀態(tài)經(jīng)常存在局部放電現(xiàn)象，降低了整體的安全可靠性。而在關(guān)合短路電流過程中，由于電場不均會導(dǎo)致觸頭間過早的預(yù)擊穿，燃弧時間長，產(chǎn)生的能量較大，加上旋轉(zhuǎn)式動觸頭與靜觸頭的接觸是由點接觸過渡到線接觸，導(dǎo)致觸頭燒蝕不均勻，上述幾個因素導(dǎo)致現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)刀片式接地開關(guān)短路關(guān)合能力較差，往往出現(xiàn)試驗失敗爆炸的情況。
[0003]中國專利文獻(xiàn)201320825258.6公開了一種固體絕緣直動接地開關(guān)，包括接地開關(guān)靜觸頭、接地開關(guān)動觸頭、殼體、固體絕緣筒，接地開關(guān)靜觸頭固定于固體絕緣筒內(nèi)腔體，接地開關(guān)靜觸頭帶有弧觸頭，具備接地短路電流關(guān)合能力；固體絕緣筒置于殼體，接地開關(guān)動觸頭也置于殼體內(nèi)，且接地開關(guān)動觸頭伸入固體絕緣筒內(nèi)，以與接地開關(guān)靜觸頭實現(xiàn)斷開或閉合；所述殼體為固體絕緣材料或金屬材料。當(dāng)操作本發(fā)明所述固體絕緣直動式接地開關(guān)進(jìn)行合閘時，旋轉(zhuǎn)操作手柄，通過安裝在殼體內(nèi)的連桿機(jī)構(gòu)帶動接地開關(guān)動觸頭沿固體絕緣筒底部的導(dǎo)向環(huán)向上移動至固體絕緣筒內(nèi)的空腔中，當(dāng)棒狀或管狀的接地開關(guān)動觸頭插入接地開關(guān)靜觸頭的梅花開口端，電流回路中的短路電流瞬時閉合產(chǎn)生能量巨大的電弧，該短路電流電弧所產(chǎn)生的氣流通過內(nèi)部氣體通道排至殼體中的內(nèi)部空腔中，然后由安裝在固殼體上的壓力釋放裝置排至外界大氣中，從而完成該接地開關(guān)靜觸頭與接地開關(guān)動觸頭相互閉合后，電氣回路通過接地開關(guān)動觸頭接地的功能。但在該直動接地開關(guān)的開合閘過程中，動觸頭的上下直線運動完全依靠人力施加在操作手柄的操動力實現(xiàn)，這樣不但會加長直動接地開關(guān)開合閘過程所需的時間，使得直動接地開關(guān)的開合閘操作緩慢，而且會增大操作人員的體力消耗，使得直動接地開關(guān)的開合閘操作費力。另外，在該直動接地開關(guān)合閘后，受接地開關(guān)動觸頭自身重力的影響，接地開關(guān)動觸頭有下落的趨勢，趨勢接地動觸頭下端連接的拐臂隨之下落，這樣將導(dǎo)致接地開關(guān)動觸頭和接地開關(guān)靜觸頭脫開，自動分閘，即該直動接地開關(guān)在合閘后需繼續(xù)施加保持力才能保持合閘狀態(tài)，否則將在接地開關(guān)動觸頭自重的作用下自動分閘，使得整個直動接地開關(guān)不能維持合閘狀態(tài)，無法保證直動接地開關(guān)的正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種減少動觸頭動作所需的操動力的直動式接地開關(guān)的操動機(jī)構(gòu)，同時本發(fā)明還提供了一種使用該操動機(jī)構(gòu)的直動式接地開關(guān)。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中操動機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案如下:
操動機(jī)構(gòu)，包括繞水平延伸的軸線轉(zhuǎn)動裝配在機(jī)架上的主軸、止旋裝配在主軸上的拐臂及沿懸伸方向?qū)蛞苿友b配在拐臂懸伸端上的導(dǎo)向件，拐臂通過導(dǎo)向件與動觸頭鉸接，拐臂、動觸頭在機(jī)架上形成通過拐臂的俯仰擺動牽引動觸頭上下移動的偏置滑塊導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，拐臂上連接有用于在合閘過程中向拐臂施加向上頂推動觸頭的扭矩、和/或在分閘過程中向拐臂施加向下牽引動觸頭的扭矩的彈性件。
[0006]彈性件為連接在拐臂和機(jī)架之間的圓柱螺旋彈簧，圓柱螺旋彈簧的一端通過第一彈簧座鉸接在拐臂上、另一端通過第二彈簧座鉸接在機(jī)架上，第一彈簧座的鉸點和主軸的軸心間隔設(shè)置。
[0007]定義在拐臂帶動動觸頭上擺至合閘到位時主軸的軸心和第一彈簧座的鉸點之間的連線為合閘位連線，在拐臂帶動動觸頭下擺至分閘到位時主軸的軸心和第一彈簧座的鉸點之間的連線為分閘位連線，第二彈簧座的鉸點處于合閘位連線和分閘位連線之間。
[0008]第二彈簧座的鉸點到分閘位連線的距離小于到合閘位連線的距離。
[0009]第一彈簧座的鉸點偏置于導(dǎo)向件在拐臂上直線移動方向的一側(cè)。
[0010]主軸設(shè)有手動操作結(jié)構(gòu)及電動傳動機(jī)構(gòu)，電動傳動機(jī)構(gòu)包括連接在主軸上的傳動件及傳動連接在傳動件和電機(jī)之間的雙向超越離合器。
[0011]本發(fā)明中直動式接地開關(guān)的技術(shù)方案如下:
直動式接地開關(guān)，包括機(jī)架及其上裝配的操動機(jī)構(gòu)，操動機(jī)構(gòu)包括繞水平延伸的軸線轉(zhuǎn)動裝配在機(jī)架上的主軸、止旋裝配在主軸上的拐臂及沿懸伸方向?qū)蛞苿友b配在拐臂懸伸端上的導(dǎo)向件，拐臂通過導(dǎo)向件與動觸頭鉸接，拐臂、動觸頭在機(jī)架上形成通過拐臂的俯仰擺動牽引動觸頭上下移動的偏置滑塊導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，拐臂上連接有用于在合閘過程中向拐臂施加向上頂推動觸頭的扭矩、和/或在分閘過程中向拐臂施加向下牽引動觸頭的扭矩的彈性件。
[0012]彈性件為連接在拐臂和機(jī)架之間的圓柱螺旋彈簧，圓柱螺旋彈簧的一端通過第一彈簧座鉸接在拐臂上、另一端通過第二彈簧座鉸接在機(jī)架上，第一彈簧座的鉸點和主軸的軸心間隔設(shè)置。
[0013]定義在拐臂帶動動觸頭上擺至合閘到位時主軸的軸心和第一彈簧座的鉸點之間的連線為合閘位連線，在拐臂帶動動觸頭下擺至分閘到位時主軸的軸心和第一彈簧座的鉸點之間的連線為分閘位連線，第二彈簧座的鉸點處于合閘位連線和分閘位連線之間。
[0014]主軸設(shè)有手動操作結(jié)構(gòu)及電動傳動機(jī)構(gòu)，電動傳動機(jī)構(gòu)包括連接在主軸上的傳動件及傳動連接在傳動件和電機(jī)之間的雙向超越離合器。
[0015]本發(fā)明中拐臂上連接有彈性件，這樣在開合閘過程中，隨著拐臂帶動動觸頭相對于靜觸頭上下動作，彈性件會向拐臂施加相應(yīng)的扭矩，以使彈性件施加在拐臂上的扭矩和主軸施加在拐臂上的驅(qū)動力結(jié)合，結(jié)合后的合力通過拐臂牽引動觸頭進(jìn)行相應(yīng)的分合閘動作，從而在單純的主軸驅(qū)動拐臂的基礎(chǔ)上，增加了彈性件施加在拐臂上的彈性力，減少了拐臂推拉動觸頭動作過程中所需的操動力，使得直動式接地開關(guān)的分閘和/或合閘動作省時省力。
[0016]進(jìn)一步的，彈性件為連接在拐臂和機(jī)架之間的圓柱螺旋彈簧，圓柱螺旋彈簧的一端通過第一彈簧座鉸接在拐臂上、另一端通過第二彈簧座鉸接在機(jī)架上，第一彈簧座的鉸點和主軸的軸心間隔設(shè)置，第二彈簧座的鉸點處于合閘位連線和分閘位連線之間。在合閘和分閘過程中，開始階段，主軸施加在拐臂上的操動扭矩和彈性件施加在拐臂上的彈性扭矩是反向的，直至主軸的軸心、第一彈簧座的鉸點和第二彈簧座的鉸點處于同一直線時，彈性件將處于死點位置，將不再向拐臂施加扭矩，而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)主軸的話，彈性件施加在拐臂上的彈性扭矩將與主軸施加在拐臂上的操動扭矩同向，以通過彈性件內(nèi)彈性勢能的釋放，帶動拐臂快速轉(zhuǎn)動，這就使得無論在合閘過程中，還是在分閘過程中，彈性件均能夠加快相應(yīng)動觸頭的動力，同時減少主軸施加在拐臂上的操動力，從而進(jìn)一步使得直動式接地開關(guān)的分、合閘動作省時省力。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的直動式接地開關(guān)的實施例在分閘狀態(tài)下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中直動式接地開關(guān)在去除上面板后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1的右視圖；
圖4是本發(fā)明中直動式接地開關(guān)在合閘狀態(tài)下的主視圖；
圖5是本發(fā)明中直動式接地開關(guān)中拐臂和彈簧的相對位置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明中直動式接地開關(guān)的實施例:如圖1至圖5所示，該直動式接地開關(guān)是一種12kV-40.5kV配電成套開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域中采用的高短路關(guān)合能力的直動式電動接地開關(guān)，主要由支柱絕緣子1、機(jī)架2、觸頭組件3、操動機(jī)構(gòu)4、電動機(jī)構(gòu)5幾部分組成。觸頭組件3中靜觸頭通過支柱絕緣子I固定在機(jī)架2的頂部，觸頭組件3中動觸頭通過操動機(jī)構(gòu)4裝配在機(jī)架2的底部，動觸頭在操動機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動下可沿豎直方向直線往復(fù)移動，電動機(jī)構(gòu)5傳動連接在操動機(jī)構(gòu)4的動力輸入端上、以向操動機(jī)構(gòu)4施加驅(qū)動其動作的驅(qū)動力。
[0019]該直動式接地開關(guān)是三相開關(guān)，各相的觸頭組件3中動觸頭和靜觸頭為三相分離式，每相的結(jié)構(gòu)基本相同，下面以單相為例進(jìn)行描述。機(jī)架2主要由后面板21、上面板22、側(cè)板23和底板24組成，該機(jī)架2使得整個直動式接地開關(guān)的外形美觀，并起到保護(hù)操作人員安全及固定和安裝其他元器件等作用。支柱絕緣子I的內(nèi)部安裝有帶電顯示裝置，一端固定安裝在后面板21的頂部、另一端支撐固連靜觸頭的靜端連接刀體，起支撐靜觸頭、對地絕緣和帶電顯示的作用。觸頭組件3主要由連接導(dǎo)體31、靜觸頭32、導(dǎo)向套33和動觸頭34組成，動觸頭34在導(dǎo)向套33的限制下沿豎向直線上下往復(fù)運動，通過與靜觸頭32的接通和分離實現(xiàn)直動式接地開關(guān)的分、合閘。操動機(jī)構(gòu)4主要由第二彈簧座41、彈簧42、第一彈簧座43、拐臂44、導(dǎo)向滑塊45、接地軸46和主軸47組成，操動機(jī)構(gòu)4的作用是將電機(jī)操動力和人力的輸入傳遞到彈簧42和動觸頭34上，實現(xiàn)動觸頭34的分、合閘動作，接地軸46為接地