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高压真空断路器领域中,弹簧操作机构的使用已经较为普遍,近几年,随着电力系统容量的不断扩大,电网之间的电气联系程度日趋紧密,电网的短路水平讯速提高,对大容量及发电机断路器的需求不断增加;与之相适应的,弹簧操作机构也在发电机断路器产品上得到应用。
国内目前在为数不多的同类产品中,采用的弹簧机构主要特征为:弹簧操作机构与框架为整体式结构,安装与维护不方便,生产工艺复杂,效率较低,组件结构分散,传动链较长,可靠性完全依赖框架的加工精度,工艺保证难度非常高,易导致机构的不稳定性输出;同时,操作机构的驱动及离合装置多采用棘轮棘爪原理的结构,零部件易磨损,寿命较短;再者弹簧机构大多源自用于普通断路器的机构,难以适应发电机断路器的一些特殊要求,如高的分合闸速度,目前现有断路器操作机构的分合闸速度慢,影响使用。
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述缺陷,提供充气柜断路器操作机构,分闸簧处增加力度调节装置,能够快速重合闸,重合闸时间1-2秒,机械寿命高,机械操作寿命不低于12000次,结构稳定。
充气柜断路器操作机构,包括与断路器连接的支撑框架、设置在支撑框架内的储能传动单元、合闸单元、分闸单元,所述支撑框架由前后排布的上板、中板、下板和将上板、中板、下板间连接固定的安装柱构成,
所述储能传动单元包括设置在中板上的储能电机、与储能电机连接的齿轮传动机构、与齿轮传动机构连接的储能轴机构,齿轮传动机构由齿轮轴、齿轮盘构成,齿轮轴设有与齿轮盘啮合的小齿轮,齿轮轴与储能电机连接,且齿轮轴可连接手动储能装置,
所述储能轴机构包括储能轴、储能拐臂、储能簧、储能限位块,储能轴上设有储能块,储能块与齿轮盘连接,齿轮盘上设有带动储能块转动的限位机构,储能簧设置在下板上,储能簧底端连接储能拐臂,储能轴后端与储能拐臂连接,
所述合闸单元包括合闸电磁铁、合闸半轴以及合闸限位组件,合闸电磁铁设置在合闸半轴侧边,合闸半轴对应处设有与合闸电磁铁配合的顶块,合闸限位组件一端与合闸半轴连接另一端与储能轴机构处配合,
所述分闸单元包括分闸电磁铁、分闸半轴、输出连杆组件、分闸簧组件、分闸限位组件,所述分闸簧组件固定在支撑框架上,分闸簧组件上端与输出连杆组件连接,输出连杆组件处设有连杆组件,连杆组件一端与输出杆组件连接,连杆组件另一端通过设置的传动构件连接储能轴,分闸限位组件设置在分闸半轴侧边,分闸限位组件一端与分闸半轴配合另一端与传动构件配合,分闸簧组件处设有调节分闸簧力度的力度调节装置,分闸电磁铁设置在分闸半轴边侧,分闸半轴对应处设有配合分闸电磁的分闸凸起,力度调节装置包括连杆、连杆底部的调节螺母,分闸簧组件包括分闸簧、罩设分闸簧的分闸簧外罩,分闸簧外罩固定在中板上,分闸簧套设在连杆外部,连杆顶端穿过分闸簧外罩与输出杆组件连接,调节螺母与连杆底端螺纹连接,调节螺母外径大于分闸簧底端外径。
进一步的,所述的限位机构由齿轮盘限位块构成,齿轮盘限位块与齿轮盘活动连接,储能块对应处设有与齿轮盘限位块配合的缺口。
进一步的,所述的输出连杆组件包括分闸限位轴、分闸限位臂,分闸限位臂连接在分闸限位轴后端,分闸限位轴与上板、中板对应处活动配合,分闸限位臂设有与断路器连接结构,所述的连杆组件包括连连接板、分合轴,分合轴设有连接端、传动端、限位端,连接板上端连接分闸限位轴,连接板下端连接分合轴连接端,分合轴传动端与所述传动构件配合,传动构件为合闸拐臂,合闸拐臂设置储能轴上,所述分闸限位组件为合闸限位轴,合闸限位轴一端与分合轴限位端配合,合闸限位轴另一端与分闸半轴配合,分闸半轴对应处设有配合合闸限位轴的凹口。
进一步的,所述的中板上对应储能轴后端处设有联锁限位机构,联锁限位机构包括联锁板、联锁凸起,联锁板竖直设置与上板滑动配合,联锁凸起设置在储能轴后端对应的中板上,联锁板上端设有与联锁凸起配合的凹槽。
进一步的,上板上对应分闸半轴处设有微动开关,支撑框架上还设有切换开关,微动开关连接切换开关,切换开关连接外设的控制机构。
(1)快速重合闸,重合闸时间1-2秒,分闸簧处增加力度调节装置,分闸力度可调,通用性高,实现分闸后合闸簧储能,即分闸后可立即重合闸;
(7)无人工控制,利用储能电机储能,电气控制分闸、合闸,实现充气柜断路器操作机构的远程无人工操控,电气控制系统设有检测模块,保证控制动作。
其中:1为上板,2为中板,3为下板,4为储能电机,5为齿轮轴,5.1为小齿轮,6为齿轮盘,7为储能轴,8为储能拐臂,9为储能簧,10为储能限位块,11为储能块,11.1为限位凸起,12为合闸电磁铁,13为齿轮盘限位块,14为合闸半轴,15为合闸半轴,16为储能限位块,17为电磁铁17,18为分闸半轴,19为分闸簧,20为连杆,20.1为调节螺母,21为分闸限位轴,22为分闸限位臂,23为连接板,24为分合轴,25为合闸拐臂,26为合闸限位轴,27为联锁板,28为联锁凸起,29为微动开关。
充气柜断路器操作机构,包括与断路器连接的支撑框架、设置在支撑框架内的储能传动单元、合闸单元、分闸单元,参照图1所示,支撑框架由前后排布的上板1、中板2、下板3和将上板1、中板2、下板3间连接固定的安装柱构成,参照图2-图4所示,储能传动单元包括设置在中板2上的储能电机4、与储能电机连接的齿轮传动机构、与齿轮传动机构连接的储能轴机构,齿轮传动机构由齿轮轴5、齿轮盘6构成,齿轮轴5设有与齿轮盘6啮合的小齿轮5.1,齿轮轴5与储能电机4连接,且齿轮轴5前端为六角结构,能与手动装置进行配合,进行手动操作储能,储能轴机构包括储能轴7、储能拐臂8、储能簧9、储能限位块10,储能轴7上设有储能块11,储能块11与齿轮盘6连接,齿轮盘6上设有带动储能块转动的齿轮盘限位块13,齿轮盘限位块13与齿轮盘6活动连接,储能块11对应处设有与齿轮盘限位块13配合的缺口,储能块11与储能轴7同心固定连接,齿轮盘6与储能轴7单向转动连接,储能簧9设置在中板2与下板3之间,储能簧9底端连接储能拐臂8,储能轴7后端与储能拐臂8连接,储能簧9顶端通过储能簧9安装板与中板2后侧连接,储能电机4转动,齿轮轴5带动齿轮盘6转动,齿轮盘6转动在齿轮盘限位块13的作用下储能块11转动,带动储能轴7转动,储能轴7带动储能拐臂8转动,使储能簧9拉长储能,合闸单元包括合闸电磁铁12、合闸半轴15以及合闸限位组件,合闸电磁铁12设置在合闸半轴15侧边,合闸半轴15对应处设有与合闸电磁铁12配合的顶块,合闸限位组件包括储能限位块16、限位凸起11.1,限位凸起11.1设置在储能块11上,储能限位块16的一端与合闸半轴15配合,合闸半轴15对应处设有与储能限位块16配合的凹口,储能限位块16的另一端与限位凸起11.1配合,合闸半轴15处对应的上板1上设有合闸微动开关,储能簧9储能过程中,储能块11转动其上的凸起在储能簧9刚好拉长至最长状态时将储能限位块16压起,使储能限位块16底端恰好抵在限位凸起11.1上,而储能限位块16上端恰好与合闸半轴14的凹口边缘处接触,一旦储能到位,合闸微动开关测到信号,发出信号控制储能电机5停转,合闸电磁铁12顶杆顶出,顶动合闸半轴15转动,使储能限位块16上端与合闸半轴14的凹口配合,储能簧9的能量放出,能量由设置的传动构件传递给分闸单元处,输出连杆组件输出至断路器,完成合闸操控。
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