CN106960756B - 防止弹簧操作机构凸轮反打的方法及实现该方法的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了防止弹簧操作机构凸轮反打的方法，包括如下步骤：在断路器汇控箱K9继电器上方加装防护罩；更换储能电机、减速箱，就地/远方合闸操作各3次，测量储能电机更换前后、更换减速箱前后各自的两组关于FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；在储能电机输出转轴上设置有铜合金材质的马达刹车片；评估FA5型操作机构的储能顶杆停止位置、可见齿数、后冲角度。本发明加装防护罩，可避免运维人员手按K9继电器进行电机储能；降低储能电机的输出功率和转速，设置在电机输出轴的刹车片，提高对输出轴的阻尼效果，保证储能顶杆后冲角度在90°以内，有效防止FA5型弹簧操作机构凸轮反打的发生。
Description
技术领域
本发明涉及高压断路器弹簧操作机构运维技术领域，尤其涉及一种防止500kV断路器FA5型弹簧操作机构凸轮反打的方法及实现该方法的装置。
背景技术
目前，500kV断路器FA5弹簧操作机构故障频繁发生，近年来网内已发生10起凸轮反打故障，导致合闸缓冲器轴承碎裂和机构壳体开裂，影响断路器可靠分合闸，已危害到了电网安全运行。故障机构解体发现储能齿轮小凸轮尖角均存在异常磨损，顶杆在储能的过程中易从储能齿轮小凸轮凹槽处滑脱，造成凸轮反打，合闸弹簧的能量通过凸轮撞击合闸缓冲器轴承，并将力作用于壳体本身，从而造成合闸缓冲器轴承断裂和机构壳体开裂。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种防止弹簧操作机构凸轮反打的方法及实现该方法的装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：防止弹簧操作机构凸轮反打的方法，包括如下步骤：
步骤1、在断路器汇控箱K9继电器上方加装防护罩；
步骤2、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量原FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤3、更换FA5型操作机构的储能电机，更换后储能电机的输出功率为1200W；
步骤4、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换储能电机后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤5、更换FA5型操作机构的减速箱，使得所述更换后储能电机的转速为7000转/min；
步骤6、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换减速箱后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤7、FA5型操作机构中储能电机输出转轴上设置由铜合金材质制成的马达刹车片；
步骤8、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量设置马达刹车片后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤9、评估FA5型操作机构的储能顶杆停止位置、储能齿轮的可见齿数、储能顶杆的后冲角度。
一种实现防止弹簧操作机构凸轮反打的方法的装置，所述装置包括K9继电器、与K9继电器相接的储能电机、储能电机的电机输出轴上设置有减速箱、由电机输出轴控制的弹簧操作机构、以及设置在电机输出轴上的马达刹车片；所述K9继电器上方装配有防护罩，所述马达刹车片为铜合金材质制成的马达刹车片。
所述弹簧操作机构包括合闸线圈、第一凸轮、第二凸轮、第一杠杆、第二杠杆、第三杠杆、驱动杆、合闸连杆、分闸连杆、合闸弹簧、手动储能机构、储能齿轮、储能轴、滚轴杠杆、合闸缓冲器、操作轴、分闸缓冲器、分闸线圈、外壳、以及分闸弹簧；所述储能轴一端固定有所述储能齿轮，其另一端铰接在所述第二杠杆的第一端上，储能轴的上还分别固定有所述第一凸轮、第二凸轮；所述第一凸轮的自由端由所述合闸线圈控制；所述第二凸轮压接着所述合闸缓冲器；所述储能齿轮与所述手动储能机构相接；所述外壳分别开设有供所述合闸连杆、分闸连杆穿过的导向孔，所述合闸连杆的顶部铰接在所述第二杠杆的第二端上，合闸连杆的下端固定有第一圆台；合闸连杆套设有合闸弹簧，合闸弹簧的上端顶着所述外壳的下侧面，合闸弹簧的下端顶着所述第一圆台；所述滚轴杠杆一端顶着所述第一凸轮，其另一端连接有所述分闸缓冲器，滚轴杠杆的中部固定在所述操作轴的第一端部，操作轴的第二端部固定在所述第三杠杆的中部；所述驱动杆的第一端铰接在所述第一杠杆的一端部，驱动杆的第二端铰接在所述第三杠杆的第一端部，第三杠杆的第二端部铰接在所述分闸连杆的顶部，分闸连杆的下端固定有第二圆台；分闸连杆套设有分闸弹簧，所述分闸弹簧的上端顶着所述外壳的下侧面，分闸弹簧的下端顶着所述第二圆台；与所述储能齿轮同轴固定有带凹槽的储能齿轮小凸轮，还包括三角板和储能过程中顶着所述凹槽的储能顶杆，所述合闸缓冲器连接有轴承；所述储能齿轮带动储能齿轮小凸轮顺时针转动时，在储能完成瞬间，储能顶杆在三角板作用下脱离储能齿轮小凸轮的凹槽。
所述马达刹车片包括接触件和弹力片，所述弹力片包围在接触片周边，所述接触片可包裹紧或松开所述电机输出轴。
所述防护罩为透明的玻璃盖板。
与现有技术对比，本发明的优点在于：本发明采用加装K9继电器的防护罩，可避免运维人员手按K9继电器进行电机储能；降低储能电机的输出功率和转速，设置在电机输出轴的刹车片，增加对输出轴的阻尼效果，保证储能顶杆后冲角度在90°以内，有效防止FA5型弹簧操作机构凸轮反打的发生。
附图说明
图1为本发明实施例弹簧操作机构的结构分解正面示意图；
图2为本发明实施例储能顶杆在储能过程滑脱的状态反面示意图；
图3为本发明实施例储能齿轮小凸轮反打轴承的结构反面示意图；
图4为本发明实施例防止弹簧操作机构凸轮反打的结果判定示意图；
图5为本发明实施例本装置的结构简图；
图6为本发明实施例马达刹车片的结构示意图。
图中附图标记含义：1、合闸线圈；2、第一凸轮；3、第一杠杆；4、驱动杆；5、合闸连杆；6、分闸连杆；7、合闸弹簧；8、手动储能机构；9、储能齿轮；10、储能轴；11、滚轴杠杆；12、合闸缓冲器；13、操作轴；14、分闸缓冲器；15、分闸线圈；16、外壳；17、分闸弹簧；18、三角板；19、储能顶杆；20、储能齿轮小凸轮；21、轴承；22、第二凸轮；23、第二杠杆；24、第三杠杆；25、第一圆台；26、第二圆台；27、马达刹车片；28、接触件；29、弹力片；30、防护罩；31、K9继电器；32、储能电机；33、电机输出轴；34、减速箱；35、弹簧操作机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例
防止弹簧操作机构35凸轮反打的方法，包括如下步骤：
步骤1、在断路器汇控箱K9继电器31上方加装防护罩30；
步骤2、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量原FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮9的可见齿数和储能顶杆19的后冲角度；本实施例中，360°储能齿轮共85个齿，其中6.5个齿被三角板遮住，因此储能齿轮角度和齿数关系为4.235°/齿，运行经验表明：储能顶杆停止位置要求90°以内，即储能顶杆停止位置要求在18个可见齿数以内。
步骤3、更换FA5型操作机构的储能电机32，更换后储能电机32的输出功率为1200W；
步骤4、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换储能电机32后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮9的可见齿数和储能顶杆19的后冲角度；本实施例中，更换新电机后可见齿数至少降低7齿，后冲角度减小约29.6°(7齿×4.235°/齿)；
步骤5、更换FA5型操作机构的减速箱，使得更换后储能电机的转速为7000转/min；
步骤6、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换减速箱后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；本实施例中，更换减速箱后可见齿数至少减低5齿，后冲角度减小约21.1°(5齿×4.235°/齿)；
步骤7、更换FA5型操作机构中储能电机输出转轴上设置由铜合金材质制成的马达刹车片；铜合金材质制成的马达刹车片可增加对储能电机输出轴的阻尼效果；
步骤8、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量设置马达刹车片后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；本实施例中，更换马达刹车片可见齿数至少降低3齿，后冲角度减小约12.7°(3齿×4.235°/齿)；
步骤9、评估FA5型操作机构的储能顶杆19停止位置、储能齿轮9的可见齿数和储能顶杆19的后冲角度；本实施例中，可见齿数控制在8齿，储能顶杆19的后冲角度稳定控制在48°。
参阅图1至图6，图中所示的各种箭头表示各部件转动的方向，一种实现防止弹簧操作机构35凸轮反打的方法的装置，装置包括K9继电器31、由K9继电器31控制的储能电机32、储能电机32的电机输出轴33上设置有减速箱34、与电机输出轴33相接的弹簧操作机构35、以及设置在电机输出轴33上的马达刹车片27；K9继电器31上方装配有防护罩30，马达刹车片27为铜合金材质制成的马达刹车片27。
弹簧操作机构35包括合闸线圈1、第一凸轮2、第二凸轮22、第一杠杆3、第二杠杆23、第三杠杆24、驱动杆4、合闸连杆5、分闸连杆6、合闸弹簧7、手动储能机构8、储能齿轮9、储能轴10、滚轴杠杆11、合闸缓冲器12、操作轴13、分闸缓冲器14、分闸线圈15、外壳16、以及分闸弹簧17；储能轴10一端固定有储能齿轮9，其另一端铰接在第二杠杆23的第一端上，储能轴10的上还分别固定有第一凸轮2、第二凸轮22；第一凸轮2的自由端由合闸线圈1控制；第二凸轮22压接着合闸缓冲器12；储能齿轮9与手动储能机构8相接；外壳16分别开设有供合闸连杆5、分闸连杆6穿过的导向孔，合闸连杆5的顶部铰接在第二杠杆23的第二端上，合闸连杆5的下端固定有第一圆台25；合闸连杆5套设有合闸弹簧7，合闸弹簧7的上端顶着外壳16的下侧面，合闸弹簧7的下端顶着第一圆台25；滚轴杠杆11一端顶着第一凸轮2，其另一端连接有分闸缓冲器14，滚轴杠杆11的中部固定在操作轴13的第一端部，操作轴13的第二端部固定在第三杠杆24的中部；驱动杆4的第一端铰接在第一杠杆3的一端部，驱动杆4的第二端铰接在第三杠杆24的第一端部，第三杠杆24的第二端部铰接在分闸连杆6的顶部，分闸连杆6的下端固定有第二圆台26；分闸连杆6套设有分闸弹簧17，分闸弹簧17的上端顶着外壳16的下侧面，分闸弹簧17的下端顶着第二圆台26；与储能齿轮9同轴固定有带凹槽的储能齿轮小凸轮20，还包括三角板18和储能过程中顶着凹槽的储能顶杆19，合闸缓冲器12连接有轴承21；储能齿轮9带动储能齿轮小凸轮20顺时针转动时，在储能完成瞬间，储能顶杆19在三角板18作用下脱离储能齿轮小凸轮20的凹槽。
马达刹车片27包括接触件28和弹力片29，弹力片29包围在接触片周边，接触片可包裹紧或松开电机输出轴33。
防护罩30为透明的玻璃盖板。
K9继电器31闭合，储能电机32启动储能，其输出功率为1200W、转速为7000转/min；储能电机32带动减速箱34齿轮、电机输出轴33转动，电机输出轴33上的刹车片起作用，降低储能电机输出轴33的转速，电机输出轴33带动储能齿轮9顺时针转动，储能齿轮9带动储能轴10顺时针转动，从而带动合闸弹簧7向上走，压缩合闸弹簧7，合闸弹簧7储能完毕，K9继电器31打开。
参阅图1，本装置涉及500kV断路器FA5弹簧操作机构35凸轮反打主要发生在合闸弹簧7储能和机构合闸过程。
FA5操作机构合闸弹簧7储能环节：储能电机32带电-储能齿轮9转动(顺时针)-带动储能轴10顺时针转动-带动合闸弹簧7向上走，压缩合闸弹簧7-合闸弹簧7储能完毕。
FA5操作机构合闸过程为：合闸脱扣线圈带电-合闸脱口器动作-合闸脱扣器顶舌动作-合闸棘爪动作-第一凸轮2顺时针转动-第一凸轮2挤压滚轴杆-滚轴杆杆逆时针转动-带动操作轴13逆时针转动-V型连杆(第三杠杆24)逆时针转动-推动第一杠杆3，迫使绝缘拉杆往上走-实现合闸过程-合闸后多余能量通过合闸缓冲器12释放。
储能顶杆19在储能的过程中易从储能齿轮小凸轮20凹槽处滑脱，参照图2所示，储能轴10上的储能齿轮小凸轮20和第二凸轮22同时在合闸弹簧7的拉力下顺时针反打(在图2和图3的正常储能方向为逆时针)，导致第二凸轮22直接撞击到合闸缓冲器12的轴承21，并通过轴承21和限位斜块将冲击力最终作用于合闸缓冲器12和机构的壳体本身。未过死点合闸弹簧7在无负载的情况下，将所有合闸弹簧7能量直接撞击到合闸缓冲器12的轴承21，并通过轴承21和斜块将力最终作用于壳体本身。
断路器可靠储能要求储能顶杆19与储能齿轮小凸轮20凹槽应为面接触，参照图2所示。储能顶杆19根部在经过三角板18处，储能顶杆19就脱离储能齿轮小凸轮20，储能顶杆19由于惯性继续顺时针转动，评估储能顶杆19根部的停止位置，如储能顶杆19存在后冲角度超过90°异常情况，且由于储能顶杆19顶部搭在储能齿轮小凸轮20外沿面上，合闸过程中储能齿轮小凸轮20高速运动，储能顶杆19会有轻微跳动，在储能顶杆19与储能齿轮小凸轮20凹槽接触前，由于储能顶杆19运动距离较短，跳动阻尼时间较短，跳动还未完全停止，导致储能顶杆19与储能齿轮小凸轮20接触面减小，储能过程中储能顶杆19就易从凹槽处脱落。因此，本申请中，如图4所示，A表示储能顶杆19停止位置控制在18齿以内、B表示储能顶杆19的后冲角度控制在90°以内、C表示储能顶杆19正常脱离储能齿轮小凸轮20位置。
防止弹簧操作机构35凸轮反打的方法的装置的工作过程：K9继电器31闭合，储能电机32的输出功率为1200W、转速为7000转/min，带动减速箱34齿轮、电机输出轴33转动，电机输出轴33上的马达刹车片27起作用，从而降低电机输出轴33转速，电机输出轴33带动储能齿轮9顺时针转动，储能齿轮9带动储能轴10顺时针转动，带动合闸弹簧7向上走，压缩合闸弹簧7-合闸弹簧7储能完毕，K9继电器31打开。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种防止弹簧操作机构凸轮反打的装置，其特征在于：所述装置包括K9继电器、由K9继电器控制的储能电机、储能电机的电机输出轴上设置有减速箱、与电机输出轴相接的弹簧操作机构、以及设置在电机输出轴上的马达刹车片；所述K9继电器上方装配有防护罩，所述马达刹车片为铜合金材质制成的马达刹车片；所述弹簧操作机构包括合闸线圈、第一凸轮、第二凸轮、第一杠杆、第二杠杆、第三杠杆、驱动杆、合闸连杆、分闸连杆、合闸弹簧、手动储能机构、储能齿轮、储能轴、滚轴杠杆、合闸缓冲器、操作轴、分闸缓冲器、分闸线圈、外壳、以及分闸弹簧；所述储能轴一端固定有所述储能齿轮，其另一端铰接在所述第二杠杆的第一端上，储能轴的上还分别固定有所述第一凸轮、第二凸轮；所述第一凸轮的自由端由所述合闸线圈控制；所述第二凸轮压接着所述合闸缓冲器；所述储能齿轮与所述手动储能机构相接；所述外壳分别开设有供所述合闸连杆、分闸连杆穿过的导向孔，所述合闸连杆的顶部铰接在所述第二杠杆的第二端上，合闸连杆的下端固定有第一圆台；合闸连杆套设有合闸弹簧，合闸弹簧的上端顶着所述外壳的下侧面，合闸弹簧的下端顶着所述第一圆台；所述滚轴杠杆一端顶着所述第一凸轮，其另一端连接有所述分闸缓冲器，滚轴杠杆的中部固定在所述操作轴的第一端部，操作轴的第二端部固定在所述第三杠杆的中部；所述驱动杆的第一端铰接在所述第一杠杆的一端部，驱动杆的第二端铰接在所述第三杠杆的第一端部，第三杠杆的第二端部铰接在所述分闸连杆的顶部，分闸连杆的下端固定有第二圆台；分闸连杆套设有分闸弹簧，所述分闸弹簧的上端顶着所述外壳的下侧面，分闸弹簧的下端顶着所述第二圆台；与所述储能齿轮同轴固定有带凹槽的储能齿轮小凸轮，还包括三角板和储能过程中顶着所述凹槽的储能顶杆，所述合闸缓冲器连接有轴承；所述储能齿轮带动储能齿轮小凸轮顺时针转动时，在储能完成瞬间，储能顶杆在三角板作用下脱离储能齿轮小凸轮的凹槽。
2.根据权利要求1所述的防止弹簧操作机构凸轮反打的装置，其特征在于：所述马达刹车片包括接触件和弹力片，所述弹力片包围在接触片周边，所述接触片可包裹紧或松开所述电机输出轴。
3.根据权利要求1所述的防止弹簧操作机构凸轮反打的装置，其特征在于：所述防护罩为透明的玻璃盖板。
4.一种基于权利要求1所述防止弹簧操作机构凸轮反打的装置的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在断路器汇控箱K9继电器上方加装防护罩；
步骤2、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量原FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤3、更换FA5型操作机构的储能电机，更换后储能电机的输出功率为1200W；
步骤4、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换储能电机后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤5、更换FA5型操作机构的减速箱，使得所述更换后储能电机的转速为7000转/min；
步骤6、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量更换减速箱后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度；
步骤7、FA5型操作机构中储能电机输出转轴上设置由铜合金材质制成的马达刹车片；
步骤8、就地/远方合闸操作各3次，每合闸操作一次测量设置马达刹车片后FA5型操作机构的储能时间、储能齿轮的可见齿数、储能顶杆的后冲角度；
步骤9、评估FA5型操作机构的储能顶杆停止位置、储能齿轮的可见齿数和储能顶杆的后冲角度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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