CN110993383B - 一种负荷开关用三工位操作装置 - Google Patents

Abstract

一种负荷开关用三工位操作装置，包括相对且平行设置的第一侧板和第二侧板，还包括接通操作轴、接地操作轴、输出轴、第一传动连杆、第二传动连杆、弹簧组件、限位轴、隔离限位装置，接通操作轴与接地操作轴左右对称设置，且二者和输出轴成倒三角设置，弹簧组件位于接通操作轴与接地操作轴之间且通过第一销轴销接，隔离限位装置对应输出轴接触设置，接通操作轴与输出轴通过第一传动连杆联动连接，接地操作轴与输出轴通过第二传动连杆联动连接，第一传动连杆、第二传动连杆上均开设有实现输出轴在接通、隔离、接地三个位置之间自由转换及有效限位的长圆槽，所述长圆槽与弹簧组件的储能、释能过程相配合；结构新颖、操作高效，传动环节少。

Description

一种负荷开关用三工位操作装置

技术领域

本发明涉及环网柜技术领域，涉及一种环网柜三工位操作装置，具体涉及一种具备快速分断与关合能力的双向快动的负荷开关用三工位操作装置。

背景技术

环网柜是一组输配电气设备装在金属或非金属绝缘柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，作为对电缆配网进行保护和分段隔离的主要设备，以其安全可靠的性能、紧凑美观的外形被广泛应用到城市电网当中。

目前，随着国家电网的快速发展，小型化、紧凑型环网柜应用得到广泛应用。环网柜通常具有合闸、分闸、接地三个工位，该三工位通过环网柜三工位负荷开关的操作装置进行操作。环网柜产品中，三工位操作机构是其关键机构，保证三工位刀闸分、合的可靠性。目前RVAC系列产品使用的三工位操作机构体积大、结构复杂、零部件多、装配困难、成本高。故需要开发一种体积小、结构简单、零部件少、 性能可靠、成本低的三工位操作装置，以满足现代化实际使用需求。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种负荷开关用三工位操作装置，结构新颖、操作高效，相对于现有的操作机构，结构更加简单，装配更加容易，维修更加方便，制造成本更低，也适用于隔离开关，应用前景广泛。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种负荷开关用三工位操作装置，包括相对且平行设置的第一侧板和第二侧板，还包括接通操作轴、接地操作轴、输出轴、第一传动连杆、第二传动连杆、弹簧组件、限位轴、隔离限位装置，所述接通操作轴、输出轴、接地操作轴、限位轴依次设在第一侧板和第二侧板之间，接通操作轴、输出轴、接地操作轴贯穿至第二侧板的外侧面上，在第一侧板内侧面上分别设置弹簧组件、隔离限位装置；

所述接通操作轴与接地操作轴左右对称设置，且二者和输出轴成倒三角设置，所述弹簧组件位于接通操作轴与接地操作轴之间且通过第一销轴销接，所述隔离限位装置对应输出轴接触设置，接通操作轴与输出轴通过第一传动连杆联动连接，接地操作轴与输出轴通过第二传动连杆联动连接，所述第一传动连杆、第二传动连杆上均开设有实现输出轴在接通、隔离、接地三个位置之间自由转换及有效限位的长圆槽，所述长圆槽与弹簧组件的储能、释能过程相配合；

所述接通操作轴上设有第一拐臂、第二拐臂和第一圆孔，所述接地操作轴上设有第三拐臂、第四拐臂和第三圆孔，所述输出轴的主轴上依次设有第五拐臂、第一限位拐臂、第二限位拐臂和输出轴套，所述弹簧组件包括第一弹簧支撑板、第二弹簧支撑板、第一导向轴、第二导向轴、第一弹簧和第二弹簧。

进一步的，所述第一弹簧支撑板与第一导向轴固接，第二弹簧支撑板与第二导向轴固接，中空的第一导向轴套接在第二导向轴上，所述第一弹簧套接在第二弹簧上，第二弹簧套接在第一导向轴上，第一弹簧、第二弹簧均限位在第一弹簧支撑板和第二弹簧支撑板之间。

进一步的，所述第一弹簧支撑板通过第一销轴与接通操作轴的第一拐臂销接，第二弹簧支撑板通过第一销轴与接地操作轴的第三拐臂销接。

进一步的，所述第一传动连杆以及第二传动连杆的一端开设长圆槽、另一端开设第二圆孔，第一传动连杆的第二圆孔通过第四销轴与接通操作轴的第二拐臂销接，第二传动连杆的第二圆孔通过第二销轴与接地操作轴的第四拐臂销接，第一传动连杆的长圆槽通过第三销轴与输出轴的第五拐臂销接，第二传动连杆的长圆槽通过第三销轴与输出轴的第五拐臂销接，第三销轴在长圆槽内转动及滑动。

进一步的，所述限位轴包括均设在第一侧板与第二侧板之间的接通分闸限位轴、接通合闸限位轴、输出接地合闸限位轴、输出接通合闸限位轴、接地合闸限位轴、接地分闸限位轴。

进一步的，所述隔离限位装置包括限位销、限位板、固定销、扭簧，限位板的一端固设有限位销、另一端与固定在第一侧板上的固定销销接，扭簧套接在固定销上；所述隔离限位装置在扭簧的作用下与输出轴的第二限位拐臂的凹槽可靠接触，达到三工位在隔离位置时的有效限位。

进一步的，所述接通操作轴、接地操作轴、输出轴、限位轴与第一侧板以及第二侧板的配合处分别设有轴套，所述第一侧板、第二侧板均为结构框架支撑板且设有相配合的安装孔及工艺孔。

本发明的有益效果是：

一种负荷开关用三工位操作装置，结构新颖、操作高效，传动环节少，传动连杆长圆槽（空程）对输出轴的有效限位，实现了合闸的同期性，减小了分闸过冲；相对于现有的操作机构，结构更加简单，体积更小，装配更加容易，维修更加方便，制造成本更低，且为模块化设计，可单独进行特性测试，适合批量化生产。也适用于隔离开关，应用前景广泛。具体表现在：

本发明中，传动连杆联动连接操作轴与输出轴，操作轴上的拐臂驱动弹簧组件装配储能，同时带动传动连杆运动长圆槽空行程，继续操作转动操作轴，当弹簧组件过中释放能量一定程度时，传动连杆运动至长圆槽的一端，此时传动连杆就会带动输出轴快速转动，驱动三工位开关快速分、合闸，实现三工位开关的关合、开断的能力需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为接通操作轴的结构示意图；

图4为接地操作轴的结构示意图；

图5为输出轴的结构示意图；

图6为弹簧组件的结构示意图；

图7为弹簧组件的导向轴的结构示意图；

图8为隔离限位装置的结构示意图；

图9为第一传动连杆的结构示意图；

图10为第二传动连杆的结构示意图；

图11为输出轴的第二限位拐臂的结构示意图；

图中标记：1、接通操作轴，101、第一拐臂，102、第二拐臂，103、第一圆孔，2、第一传动连杆，3、第二传动连杆，4、输出轴，401、第五拐臂，402、第一限位拐臂，403、第二限位拐臂，4031、凹槽，404、输出轴套，405、主轴，5、接地操作轴，501、第三拐臂，502、第四拐臂，503、第三圆孔，6、第一销轴，7、第一侧板，8、第二侧板，9、第二销轴，10、第三销轴，11、弹簧组件，1101、第一弹簧支撑板，1102、第二弹簧支撑板，1103、第一弹簧，1104、第二弹簧，1105、第一导向轴，1106、第二导向轴，12、第四销轴，13、轴套，14、隔离限位装置，1401、限位销，1402、限位板，1403、固定销，1404、扭簧，15、限位轴，1501、接通分闸限位轴，1502、接通合闸限位轴，1503、输出接地合闸限位轴，1504、输出接通合闸限位轴，1505、接地合闸限位轴，1506、接地分闸限位轴，16、长圆槽，17、第二圆孔。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种负荷开关用三工位操作装置，包括相对且平行设置的第一侧板7和第二侧板8，还包括接通操作轴1、接地操作轴5、输出轴4、第一传动连杆2、第二传动连杆3、弹簧组件11、限位轴15、隔离限位装置14，所述接通操作轴1、输出轴4、接地操作轴5、限位轴15依次设在第一侧板7和第二侧板8之间，接通操作轴1、输出轴4、接地操作轴5贯穿至第二侧板8的外侧面上，在第一侧板7内侧面上分别设置弹簧组件11、隔离限位装置14；弹簧组件11提供本发明该装置快速动作所需要的能量；

所述接通操作轴1与接地操作轴5左右对称设置，且二者和输出轴4成倒三角设置，接通操作轴1与接地操作轴5的结构相同，所述弹簧组件11位于接通操作轴1与接地操作轴5之间且通过第一销轴6销接，所述隔离限位装置14对应输出轴4接触设置，接通操作轴1与输出轴4通过第一传动连杆2联动连接，接地操作轴5与输出轴4通过第二传动连杆3联动连接，所述第一传动连杆2、第二传动连杆3上均开设有实现输出轴4在接通、隔离、接地三个位置之间自由转换及有效限位的长圆槽16，所述长圆槽16与弹簧组件11的储能、释能过程相配合；本发明中，利用长圆槽16（空程）实现输出轴4在接通、隔离、接地三个位置之间的自由转换，同时利用长圆槽16（空程）实现了对输出轴4在接通、隔离、接地三个位置的限位；长圆槽16（空程）与弹簧组件11储能、释能过程的有效配合，实现了该装置在接通分合闸、接地分合闸的快速动作；

所述接通操作轴1上设有第一拐臂101、第二拐臂102和第一圆孔103，所述接地操作轴5上设有第三拐臂501、第四拐臂502和第三圆孔503，所述输出轴4的主轴405上依次设有第五拐臂401、第一限位拐臂402、第二限位拐臂403和输出轴套404，所述弹簧组件11包括第一弹簧支撑板1101、第二弹簧支撑板1102、第一导向轴1105、第二导向轴1106、第一弹簧1103和第二弹簧1104。进一步的，本发明的一种负荷开关用三工位操作装置，固定安装在负荷开关柜其中一侧的侧壁上，通过输出轴4的输出轴套404与负荷开关驱动轴联动连接，控制负荷开关在合闸、分闸、接地三个位置之间相互转换，还可以保持在合闸、分闸、接地三个位置。

进一步的，所述接通操作轴1、接地操作轴5、输出轴4、限位轴15与第一侧板7以及第二侧板8的配合处分别设有轴套13，所述第一侧板7、第二侧板8均为结构框架支撑板且设有相配合的安装孔及工艺孔，安装孔及工艺孔为多个且供各个零部件装配所需。

进一步的，所述第一传动连杆2以及第二传动连杆3的一端开设长圆槽16、另一端开设第二圆孔17，第一传动连杆2的第二圆孔17通过第四销轴12与接通操作轴1的第二拐臂102销接，第二传动连杆3的第二圆孔17通过第二销轴9与接地操作轴5的第四拐臂502销接，第一传动连杆2的长圆槽16通过第三销轴10与输出轴4的第五拐臂401销接，第二传动连杆3的长圆槽16通过第三销轴10与输出轴4的第五拐臂401销接，第三销轴10在长圆槽16内转动及滑动。进一步的，第四销轴12、第二销轴9均可自由转动。

进一步的，所述第一弹簧支撑板1101与第一导向轴1105固接，第二弹簧支撑板1102与第二导向轴1106固接，中空的第一导向轴1105套接在第二导向轴1106上，所述第一弹簧1103套接在第二弹簧1104上，第二弹簧1104套接在第一导向轴1105上，第一弹簧1103、第二弹簧1104均限位在第一弹簧支撑板1101和第二弹簧支撑板1102之间。进一步的，所述第一弹簧1103、第二弹簧1104均为贯穿套接的设置方式。

进一步的，所述第一弹簧支撑板1101通过第一销轴6与接通操作轴1的第一拐臂101销接，第二弹簧支撑板1102通过第一销轴6与接地操作轴5的第三拐臂501销接。第一拐臂101、第三拐臂501均可自由转动。

进一步的，所述限位轴15包括均设在第一侧板7与第二侧板8之间的接通分闸限位轴1501、接通合闸限位轴1502、输出接地合闸限位轴1503、输出接通合闸限位轴1504、接地合闸限位轴1505、接地分闸限位轴1506。既做机构限位又做框架侧板的连接固定。

进一步的，所述隔离限位装置14包括限位销1401、限位板1402、固定销1403、扭簧1404，限位板1402的一端固设有限位销1401、另一端与固定在第一侧板7上的固定销1403销接，扭簧1404套接在固定销1403上；所述隔离限位装置14在扭簧1404的作用下与输出轴4的第二限位拐臂403的凹槽4031可靠接触，达到三工位在隔离位置时的有效限位。

本发明的工作原理如下：

一种负荷开关用三工位操作装置处于隔离位置时，弹簧组件11置于接通操作轴1第一拐臂101与接地操作轴5第三拐臂501之间，并通过第一销轴6销接，同时第一拐臂1001左边设有接通分闸限位轴1501，第三拐臂501右边设有接地分闸限位轴1506；

切换工作位置至接通合闸时，驱动接通操作轴1顺时针旋转，第一拐臂101压缩弹簧组件11储能，第二拐臂102拉动第一传动连杆2，此时弹簧组件11的另一端被接地分闸限位轴1506限位只能绕着第一销轴6旋转，同时第一传动连杆2的长圆槽16沿着第三销轴10滑动；继续旋转接通操作轴1，当弹簧组件11过中释放一定能量时，第一传动连杆2的长圆槽16的一端与第三销轴10相接，通过第五拐臂401带动输出轴4快速逆时针转动，通过输出轴套404驱动三工位开关快速合闸；

当输出轴4开始转动之前，隔离限位装置14的限位销1401始终卡在第二限位拐臂403的凹槽4031处，使得三工位刀闸不会由于重力的作用而转动，当输出轴4开始转动之后，隔离限位装置14的限位销1401随着输出轴4的转动逐渐脱离第二限位拐臂403的凹槽4031；

到达合闸位置时，接通合闸限位轴1502与第一拐臂101相接，限制了装置的运动，输出轴接通合闸限位轴1504与第一限位拐臂402相接，限制输出轴4转动；这样，三工位开关稳定在合闸位置；

切换工作位置至接通分闸时，驱动接通操作轴1逆时针旋转，其过程与上述相反，到达隔离位置时接通分闸限位轴1501与第一拐臂101相接，限制了装置的运动；第一传动连杆2的长圆槽16的一端与第二传动连杆3的长圆槽16的一端交叉卡住第三销轴10，从而限制了输出轴4的转动；隔离限位装置14的限位销1401掉入第二限位拐臂403的凹槽4031，限制负荷开关刀闸的自由转动；

切换接地分合工作位置时，驱动接地操作轴5的逆时针转动，其过程与与接通分合闸操作方法完全相同只是运动方向相反。

综上所述，本发明的一种负荷开关用三工位操作装置，结构新颖、操作高效，传动环节少，传动连杆长圆槽（空程）对输出轴的有效限位，实现了合闸的同期性，减小了分闸过冲；相对于现有的操作机构，结构更加简单，体积更小，装配更加容易，维修更加方便，制造成本更低，且为模块化设计，可单独进行特性测试，适合批量化生产。也适用于隔离开关，应用前景广泛。

以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种负荷开关用三工位操作装置，包括相对且平行设置的第一侧板（7）和第二侧板（8），其特征在于：还包括接通操作轴（1）、接地操作轴（5）、输出轴（4）、第一传动连杆（2）、第二传动连杆（3）、弹簧组件（11）、限位轴（15）、隔离限位装置（14），所述接通操作轴（1）、输出轴（4）、接地操作轴（5）、限位轴（15）依次设在第一侧板（7）和第二侧板（8）之间，接通操作轴（1）、输出轴（4）、接地操作轴（5）贯穿至第二侧板（8）的外侧面上，在第一侧板（7）内侧面上分别设置弹簧组件（11）、隔离限位装置（14）；

所述接通操作轴（1）与接地操作轴（5）左右对称设置，且二者和输出轴（4）成倒三角设置，所述弹簧组件（11）位于接通操作轴（1）与接地操作轴（5）之间且通过第一销轴（6）销接，所述隔离限位装置（14）对应输出轴（4）接触设置，接通操作轴（1）与输出轴（4）通过第一传动连杆（2）联动连接，接地操作轴（5）与输出轴（4）通过第二传动连杆（3）联动连接，所述第一传动连杆（2）、第二传动连杆（3）上均开设有实现输出轴（4）在接通、隔离、接地三个位置之间自由转换及有效限位的长圆槽（16），所述长圆槽（16）与弹簧组件（11）的储能、释能过程相配合；

所述接通操作轴（1）上设有第一拐臂（101）、第二拐臂（102）和第一圆孔（103），所述接地操作轴（5）上设有第三拐臂（501）、第四拐臂（502）和第三圆孔（503），所述输出轴（4）的主轴（405）上依次设有第五拐臂（401）、第一限位拐臂（402）、第二限位拐臂（403）和输出轴套（404），所述弹簧组件（11）包括第一弹簧支撑板（1101）、第二弹簧支撑板（1102）、第一导向轴（1105）、第二导向轴（1106）、第一弹簧（1103）和第二弹簧（1104）；

所述第一弹簧支撑板（1101）与第一导向轴（1105）固接，第二弹簧支撑板（1102）与第二导向轴（1106）固接，中空的第一导向轴（1105）套接在第二导向轴（1106）上，所述第一弹簧（1103）套接在第二弹簧（1104）上，第二弹簧（1104）套接在第一导向轴（1105）上，第一弹簧（1103）、第二弹簧（1104）均限位在第一弹簧支撑板（1101）和第二弹簧支撑板（1102）之间；

所述第一传动连杆（2）以及第二传动连杆（3）的一端开设长圆槽（16）、另一端开设第二圆孔（17），第一传动连杆（2）的第二圆孔（17）通过第四销轴（12）与接通操作轴（1）的第二拐臂（102）销接，第二传动连杆（3）的第二圆孔（17）通过第二销轴（9）与接地操作轴（5）的第四拐臂（502）销接，第一传动连杆（2）的长圆槽（16）通过第三销轴（10）与输出轴（4）的第五拐臂（401）销接，第二传动连杆（3）的长圆槽（16）通过第三销轴（10）与输出轴（4）的第五拐臂（401）销接，第三销轴（10）在长圆槽（16）内转动及滑动；

所述限位轴（15）包括均设在第一侧板（7）与第二侧板（8）之间的接通分闸限位轴（1501）、接通合闸限位轴（1502）、输出接地合闸限位轴（1503）、输出接通合闸限位轴（1504）、接地合闸限位轴（1505）、接地分闸限位轴（1506），既做机构限位又做框架侧板的连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种负荷开关用三工位操作装置，其特征在于：所述第一弹簧支撑板（1101）通过第一销轴（6）与接通操作轴（1）的第一拐臂（101）销接，第二弹簧支撑板（1102）通过第一销轴（6）与接地操作轴（5）的第三拐臂（501）销接。

3.根据权利要求1所述的一种负荷开关用三工位操作装置，其特征在于：所述隔离限位装置（14）包括限位销（1401）、限位板（1402）、固定销（1403）、扭簧（1404），限位板（1402）的一端固设有限位销（1401）、另一端与固定在第一侧板（7）上的固定销（1403）销接，扭簧（1404）套接在固定销（1403）上；所述隔离限位装置（14）在扭簧（1404）的作用下与输出轴（4）的第二限位拐臂（403）的凹槽（4031）可靠接触，达到三工位在隔离位置时的有效限位。

4.根据权利要求1所述的一种负荷开关用三工位操作装置，其特征在于：所述接通操作轴（1）、接地操作轴（5）、输出轴（4）、限位轴（15）与第一侧板（7）以及第二侧板（8）的配合处分别设有轴套（13），所述第一侧板（7）、第二侧板（8）均为结构框架支撑板且设有相配合的安装孔及工艺孔。

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