新型ABB负荷开关操作机构 |
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| 申请号 | CN201710538026.5 | 申请日 | 2017-07-04 | 公开(公告)号 | CN107331568A | 公开(公告)日 | 2017-11-07 |
| 申请人 | 朱银章; | 发明人 | 朱银章; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种新型ABB负荷 开关 操作机构，包括：一 输出轴 ；其上适配有一合闸驱动板与一接地驱动板；一合闸轴，其上适配有一上驱动板，上驱动板与合闸驱动板之间铰连一上连板；上连板具有一适配上驱动板端部的滑槽；一接地轴；其上适配有一下驱动板；下驱动板和接地驱动板之间铰连一下连板；下连板具有一适配下驱动板端部的滑槽；本发明提出的操作机构寿命高，负荷开关分合闸次数远高于国家标准5000次，可达到10000次左右，接地分合闸次数大于国家标准2000次，可达到3000次左右；机构机械特性满足标准要求≥4.0ms③结构简单，操作与安装方便，零部件少于原ABB机构；本机构成本低，具有较高的 稳定性 ，并且故障率低，可减少售后服务。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型ABB负荷开关操作机构，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 新型ABB负荷开关操作机构技术领域[0001] 本发明具体涉及一种新型ABB负荷开关操作机构。 背景技术[0002] 现市面上低压环网柜内负荷开关操作机构主要使用的是ABB仿制款型，其主要缺点有：①寿命低，负荷开关分合闸与接地分合闸次数均低于1500次，而标准要求负荷开关分合闸次数需5000次以上，接地开关分合闸次数需2000次以上；②机构机械特性不能满足，刚合与刚分速度均≤3.5ms，而标准要求≥4.0ms③其结构复杂，操作不方便，安装困难，零部件多；④故障率高，售后服务频繁⑤市场上仿制机构偏多，质量稳定性差，成本高。 发明内容[0003]针对上述技术问题，本发明提供一种新型ABB负荷开关操作机构。 [0004] 一种新型ABB负荷开关操作机构，包括：一输出轴；其上适配有一合闸驱动板与一接地驱动板； 一合闸轴，其上适配有一上驱动板，上驱动板与合闸驱动板之间铰连一上连板；上连板具有一适配上驱动板端部的滑槽；以一方向转动合闸轴，上驱动板的端部能够于所述上连板滑槽的一端滑动至另一端并形成上驱动板运行的运动轨迹，在该运动轨迹形成的过程中，上驱动板驱使一蓄能装置蓄能；蓄能装置释放能量时，蓄能装置能够带动上驱动板沿着上述运动轨迹继续转动以驱使合闸驱动板转动并最终带动输出轴按照与合闸轴最初相同的转动方向转动； 一接地轴；其上适配有一下驱动板；下驱动板和接地驱动板之间铰连一下连板；下连板具有一适配下驱动板端部的滑槽；以一方向转动接地轴，下驱动板的端部能够于所述下连板滑槽的一端滑动至另一端并形成下驱动板运行的运动轨迹，在该运动轨迹形成的过程中，下驱动板驱使所述蓄能装置蓄能；蓄能装置释放能量时，蓄能装置能够带动下驱动板沿着上述运动轨迹继续转动以驱使接地驱动板转动并最终带动输出轴按照与接地轴最初相同的转动方向转动。 [0005] 进一步，所述操作机构包括相互平行的前面板、中面板以及后面板，上述面板之间通过支撑柱连接；所述输出轴、接地轴和合闸轴的后端连接所述后面板，前端分别穿过所述中面板和后面板。 [0006] 进一步，所述蓄能装置设置于后面板和中面板之间；所述蓄能装置包括两个平行的上弹簧驱动板以及两个平行的下弹簧驱动板，其中，上弹簧驱动板与合闸轴适配，下弹簧驱动板与接地轴适配；所述蓄能装置还包括一上弹簧套以及一直径小于所述上弹簧套的下弹簧套，弹簧套上设有弹簧；水平穿过上弹簧套的上端具有一两端分别连接其中一个上弹簧驱动板的销轴，水平穿过下弹簧套下端具有一两端分别连接其中一个下弹簧驱动板的销轴；除此之外，穿过上弹簧套的销轴和弹簧上端之间设有一套设于上弹簧套上的上垫片，穿过下弹簧套的销轴和弹簧下端之间设有一套设于下弹簧套上的下垫片。 [0007] 进一步， 所述上弹簧驱动板具有第一位置端面与第二位置端面；所述中面板上设有第一限位杆，上弹簧驱动板在其第一静止位置时，第一限位杆接触第一位置端面，上弹簧驱动板在其第二静止位置时，第一限位杆接触第二位置端面；上弹簧驱动板自第一位置端面接触第一限位杆到第二位置端面接触第一限位杆的行程构成上弹簧驱动板的运动轨迹；所述下弹簧驱动板亦具有第一位置端面和第二位置端面，所述中面板上还设有第二限位杆和第三限位杆；下弹簧驱动板在其第一静止位置时，下弹簧驱动板的第一位置端面接触第二限位杆，下弹簧驱动板在其第二静止位置时，下弹簧驱动板的第二位置端面接触第三限位杆，下弹簧驱动板自第一位置端面接触第二限位杆到第二位置端面接触第三限位杆的行程构成下弹簧驱动板的运动轨迹。 [0008] 进一步，还包括一适配于合闸轴上的离合机构；所述离合机构包括一大齿轮、一与大齿轮连接的离合片以及一离合器；所述离合片内形成两个凸台，所述离合器后端端面具有两个与凸台配合的凸起；离合器前端表面设有两个相对的腰孔，穿过两个腰孔且同时穿过所述合闸轴设有一定位销。 [0009] 进一步，所述大齿轮后端设有一铜套；所述离合器前端设有一宝塔弹簧，所述宝塔弹簧一端顶住所述离合器前端，另一端顶住所述铜套。 [0010] 进一步，所述合闸轴的前端设有一轴套，该轴套上设有两个相对的腰孔，并具有一穿过两个腰孔且同时穿过合闸轴的一销轴；轴套和离合器之间设有一挡套。 [0012] 进一步，所述离合器和离合片适配于合闸轴上且与合闸轴并不联动。 [0014] 有益效果：①操作机构寿命高；负荷开关分合闸次数远高于国家标准5000次，可达到10000次左右，接地分合闸次数大于国家标准2000次，可达到3000次左右；②机构机械特性满足标准要求≥4.0ms③结构简单，操作与安装方便，零部件少于原ABB机构；④本机构成本低，具有较高的稳定性，并且故障率低，可减少售后服务。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 [0016] 图1为本发明所的整体结构示意图；图2为图1去掉前面板后的结构图； 图3为图1另一视角结构图； 图4为离合机构的俯视图； 图5-1和图5-2为离合器和离合片的配合结构图； 图6为上弹簧驱动板和下弹簧驱动板在开关合分闸过程中的配合运行轨迹图，图6包括图6-1和图6-2，具体的，图6-1为开关合闸前上弹簧驱动板、下弹簧驱动板和弹簧的位置图； 图6-2为开关合闸后上弹簧驱动板、下弹簧驱动板和弹簧的位置图； 图7为上弹簧驱动板和下弹簧驱动板在接地合分闸过程中的配合运行轨迹图；图7包括图7-1和图7-2，具体的，图7-1为接地合闸前上弹簧驱动板、下弹簧驱动板和弹簧的位置图； 图7-2为接地合闸后上弹簧驱动板、下弹簧驱动板和弹簧的位置图。 [0017] 图中数字表示：1、前面板 2、中面板 3、后面板 4、输出轴 5、合闸轴 6、接地轴 7.合闸驱动板 8、接地驱动板 9、上驱动板 10、下驱动板 11、上连板 12、下连板 13、滑槽 14、上弹簧驱动板 15、下弹簧驱动板 16、销轴 17、弹簧 18、上弹簧套 19、下弹簧套 20、第一限位杆 21、第二限位杆 22、第三限位杆 23、上垫片 24、下垫片 25、大齿轮 26、小齿轮 27、电机 28、离合器 29、腰孔 30、轴套 31、定位销 32、支撑柱 33、挡套 34、凸起 35、凸台 36、离合片 37、铜套 38、宝塔弹簧 39、联锁支架 40、联锁柱 。 具体实施方式[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 [0019] 操作说明：本发明所提出的操作机构是用来操作负荷开关，使负荷开关达到开关合闸、开关分闸、接地合闸和接地分闸的控制过程；现有的负荷开关具有主轴、接地触座、静触座和触片等结构；主轴带动触片做逆时针或顺时针转动；初始状态下，触片与接地触座和静触座均不接触；开关合闸：主轴带动触片在初始状态下顺时针旋转，接触静触座；开关分闸：主轴带动触片与静触座分离，回到初始状态；接地合闸：主轴带动触片在初始状态下逆时针旋转，接触接地触座；接地分闸：主轴带动触片与接地触座分离，回到初始状态。 [0020] 图1、图2和图3所示，一种新型ABB负荷开关操作机构，包括前面板1、中面板2和后面板3，面板之间通过支撑柱32连接，所述输出轴4、接地轴6和合闸轴5的后端连接所述后面板3，前端分别穿过所述中面板2和后面板3。 [0021] 一输出轴4；其上适配有一合闸驱动板7与一接地驱动板8；实际使用时，通过将输出轴4与负荷开关的主轴连接，达到控制负荷开关的目的；一合闸轴5，其上适配有一上驱动板9，上驱动板9与合闸驱动板7之间铰连一上连板11； 上连板11具有一适配上驱动板9端部的滑槽13；以一方向转动合闸轴5，上驱动板9的端部能够于所述上连板11滑槽13的一端滑动至另一端并形成上驱动板9运行的运动轨迹，在该运动轨迹形成的过程中，上驱动板9驱使一蓄能装置蓄能；由于上驱动板9是适配于合闸轴5上，而蓄能装置的上弹簧驱动板14亦是适配于合闸轴5上，因此，合闸轴5转动时带动上驱动板9运动，同时带动上弹簧驱动板14运动；蓄能装置释放能量时，蓄能装置能够带动上驱动板9沿着上述运动轨迹继续转动以驱使合闸驱动板7转动并最终带动输出轴4按照与合闸轴 5最初相同的转动方向转动；所述蓄能装置设置于后面板3和中面板2之间；所述蓄能装置包括两个平行的上弹簧驱动板14以及两个平行的下弹簧驱动板15，其中，上弹簧驱动板14与合闸轴5适配，下弹簧驱动板15与接地轴6适配；所述蓄能装置还包括一上弹簧套18以及一直径小于所述上弹簧套18的下弹簧套19，弹簧套上设有弹簧17；水平穿过上弹簧套18的上端具有一两端分别连接其中一个上弹簧驱动板14的销轴16，水平穿过下弹簧套19下端具有一两端分别连接其中一个下弹簧驱动板15的销轴16除此之外，穿过上弹簧套18的销轴16和弹簧17上端之间设有一套设于上弹簧套18上的上垫片23，穿过下弹簧套19的销轴16和弹簧 17下端之间设有一套设于下弹簧套19上的下垫片24。 [0022] 一接地轴6；其上适配有一下驱动板10；下驱动板10和接地驱动板8之间铰连一下连板12；下连板12具有一适配下驱动板10端部的滑槽13；以一方向转动接地轴6，下驱动板10的端部能够于所述下连板12滑槽13的一端滑动至另一端并形成下驱动板10运行的运动轨迹，在该运动轨迹形成的过程中，下驱动板10驱使所述蓄能装置蓄能；蓄能装置释放能量时，蓄能装置能够带动下驱动板10沿着上述运动轨迹继续转动以驱使接地驱动板8转动并最终带动输出轴4按照与接地轴6最初相同的转动方向转动。 [0023] 图6和图7所示，所述上弹簧驱动板14具有第一位置端面与第二位置端面；所述中面板2上设有第一限位杆20，上弹簧驱动板14在其第一静止位置时，第一限位杆20接触第一位置端面，上弹簧驱动板14在其第二静止位置时，第一限位杆20接触第二位置端面；上弹簧驱动板14自第一位置端面接触第一限位杆20到第二位置端面接触第一限位杆20的行程构成上弹簧驱动板14的运动轨迹；所述下弹簧驱动板15亦具有第一位置端面和第二位置端面，所述中面板2上还设有第二限位杆21和第三限位杆22；下弹簧驱动板15在其第一静止位置时，下弹簧驱动板15的第一位置端面接触第二限位杆21，下弹簧驱动板15在其第二静止位置时，下弹簧驱动板15的第二位置端面接触第三限位杆22，下弹簧驱动板15自第一位置端面接触第二限位杆21到第二位置端面接触第三限位杆22的行程构成下弹簧驱动板15的运动轨迹。 [0024] 图4、图5-1和图5-2所示，还包括一适配于合闸轴5上的离合机构；所述离合机构包括一大齿轮25、一与大齿轮25连接的离合片36以及一离合器28；所述离合片36内形成两个凸台35，所述离合器28后端端面具有两个与凸台35配合的凸起34；离合器28前端表面设有两个相对的腰孔29，穿过两个腰孔29且同时穿过所述合闸轴5设有一定位销31。还包括一与所述大齿轮25配合的小齿轮26，所述小齿轮26被一电机27驱动。所述大齿轮25后端设有一铜套37；所述离合器28前端设有一宝塔弹簧38，所述宝塔弹簧38一端顶住所述离合器28前端，另一端顶住所述铜套37。所述离合器28和离合片36适配于合闸轴5上且与合闸轴5并不联动。根据需要，本实施例中离合器28和离合片36之间亦封闭设有一铜套37。 [0025] 所述合闸轴5的前端设有一轴套30，该轴套30上设有两个相对的腰孔29，并具有一穿过两个腰孔29且同时穿过合闸轴5的一销轴16；轴套30和离合器28之间设有一挡套33。 [0026] 所述前面板1下方设有一联锁支架39，联锁支架39上设有至少三个联锁柱40。 [0027] 实施原理：图1至3中，操作机构设有输出轴4、合闸轴5和接地轴6。操作机构和负荷开关的配合是通过输出轴4和负荷开关的主轴连接，操作合闸轴5转动带动输出轴4转动或操作接地轴6转动带动输出轴4转动； 开关合闸操作：在开关合闸之前，上弹簧驱动板14、下弹簧驱动板15以及弹簧17的位置关系如图6-1所示，在图6-1中，上弹簧驱动板14和下弹簧驱动板15之间的连线为弹簧17的轴心线；在此状态下，第一限位杆20接触上弹簧驱动板14的第一位置端面； 以一个初始力顺时针旋转合闸轴5，合闸轴5带动上驱动板9于初始位置顺时针转动，上驱动板9于上连板11的滑槽13内顺时针转动，上连板11小幅度转动以配合上驱动板9的转动轨迹；合闸轴5的转动带动上弹簧驱动板14顺时针转动；蓄能装置中的上弹簧套18、穿过上弹簧套18的销轴16和上垫片23作为一个整体绕穿过下弹簧驱动板15的销轴16做顺时针转动，转动的同时，上弹簧套18相对下弹簧套19向下移动并通过上垫片23压缩弹簧17，当上驱动板9于上连板11的滑槽13内顺时针转动至死点位置时，弹簧17被压缩到最短，蓄能过程完毕，顺时针转动合闸轴5的初始力消失，此时弹簧17蓄能的力瞬间释放，带动上弹簧驱动板 14继续顺时针转动，蓄能力释放完毕后，上弹簧驱动板14转动至第二静止位置，参照图6-2，此时第一限位杆20接触上弹簧驱动板14的第二位置端面；在弹簧17蓄能力释放过程中，上弹簧驱动板14的顺时针转动继续带动上驱动板9于上连板11的滑槽13内转动，由于此时上驱动板9已经接触上连板11滑槽13内死点，因此，上驱动板9会带动上连板11转动，进而带动合闸驱动板7转动，合闸驱动板7带动输出轴4做顺时针转动，实现开关合闸；开关合闸完毕后，上弹簧驱动板14的位置为图6-2所示，此时上驱动板9于上连板11中的滑槽13内从初始位置转动至死点位置。从初始状态至合闸完毕，弹簧17的位置从图6-1所示中转动至图6-2中所示。 [0028] 开关分闸操作：在开关合闸操作完毕后，此时弹17簧、上弹簧驱动板14和下弹簧驱动板15的位置关系如6-2所示，此时，上弹簧驱动板14处于第二静止位置，第一限位杆20接触上弹簧驱动板14的第二位置端面；以一初始力逆时针转动合闸轴5，合闸轴5带动上驱动板9逆时针转动，上驱动板9于上连板11的滑槽13内逆时针转动，上连板11小幅度转动以配合上驱动板9的转动轨迹；合闸轴 5的逆时针转动带动上弹簧驱动板14逆时针转动；蓄能装置中的上弹簧套18、穿过上弹簧套 18的销轴16和上垫片23作为一个整体绕穿过下弹簧驱动板15的销轴16做逆时针转动，转动的同时，上弹簧套18相对下弹簧套19向下移动并通过上垫片23压缩弹簧17，当上驱动板9于上连板11的滑槽13内逆时针转动至死点位置时，弹簧17被压缩到最短，蓄能过程完毕，逆时针转动合闸轴5的初始力消失，此时弹簧蓄能的力瞬间释放，带动上弹簧驱动板14继续逆时针转动，蓄能力释放完毕后，上弹簧驱动板14转动至第一静止位置，参照图6-1，此时第一限位杆20接触上弹簧驱动板14的第一位置端面；在弹簧蓄能力释放过程中，上弹簧驱动板14的逆时针转动继续带动上驱动板9于上连板11的滑槽13内逆时针转动，由于此时上驱动板9已经接触上连板11滑槽13内死点，因此，上驱动板9会带动上连板11逆时针转动，进而带动合闸驱动板7逆时针转动，合闸驱动板7带动输出轴4做逆时针转动，实现开关分闸；开关分闸完毕后，上弹簧驱动板14的位置为图6-1所示，此时上驱动板9于上连板11中的滑槽13内的位置关系恢复至合闸操作之前的位置。弹簧17的位置从图6-2所示中转动至图6-1中所示。开关分闸操作完毕。 [0029] 图6-1和图6-2中双向箭头所表示的轨迹为弹簧上驱动板9在开关合分闸过程中固定运动轨迹。 [0030] 接地合闸操作：接地合闸操作前，弹簧17、上弹簧驱动板14和下弹簧驱动板15之间的位置关系参照图7-1，上弹簧驱动板14和下弹簧驱动板15之间的连线为弹簧17的轴线；此时，下弹簧驱动板15处于第一静止位置，第二限位杆21接触下弹簧驱动板15的第一位置端面；第三限位杆22与下弹簧驱动板15并不接触；以一初始力逆时针转动接地轴6，接地轴6带动下驱动板10逆时针转动，下驱动板10于下连板12的滑槽13内逆时针转动，下连板12小幅度转动以配合下驱动板10的转动轨迹；接地轴6的逆时针转动带动下弹簧驱动板15逆时针转动；蓄能装置中的下弹簧套19、穿过下弹簧套19的销轴16和下垫片24作为一个整体绕穿过上弹簧驱动板14的销轴16做逆时针转动，转动的同时，下弹簧套19相对上弹簧套18向上移动并通过下垫片24压缩弹簧17，当下驱动板10于下连板12的滑槽13内逆时针转动至死点位置时，弹簧17被压缩到最短，蓄能过程完毕，逆时针转动接地轴6的初始力消失，此时弹簧17蓄能的力瞬间释放，带动下弹簧驱动板 15继续逆时针转动，蓄能力释放完毕后，下弹簧驱动板15转动至第二静止位置，参照图7-2，此时第三限位杆22接触下弹簧驱动板15的第二位置端面；在弹簧17蓄能力释放过程中，下弹簧驱动板15的逆时针转动继续带动下驱动板10于下连板12的滑槽13内逆时针转动，由于此时下驱动板10已经接触下连板12滑槽13内死点，因此，下驱动板10会带动下连板12逆时针转动，进而带动接地驱动板8逆时针转动，接地驱动板8带动输出轴4做逆时针转动，实现接地合闸；接地完毕后，下弹簧驱动板15的位置为图7-2所示。弹簧17的位置从图7-1所示中转动至图7-2中所示。接地合闸操作完毕。 [0031] 接地分闸操作：在接地合闸操作完毕后，此时弹簧17、上弹簧驱动板14和下弹簧驱动板15的位置关系如7-2所示，此时，下弹簧驱动板15处于第二静止位置，第三限位杆22接触上弹簧驱动板14的第二位置端面； 以一初始力顺时针转动接地轴6，接地轴6带动下驱动板10顺时针转动，下驱动板10于下连板12的滑槽13内顺时针转动，下连板12小幅度转动以配合下驱动板10的转动轨迹；接地轴6的顺时针转动带动下弹簧驱动板15顺时针转动；蓄能装置中的下弹簧套19、穿过下弹簧套19的销轴16和下垫片24作为一个整体绕穿过上弹簧驱动板14的销轴16做顺时针转动，转动的同时，下弹簧套19相对上弹簧套18向上移动并通过下垫片24压缩弹簧17，当下驱动板10于下连板12的滑槽13内顺时针转动至死点位置时，弹簧17被压缩到最短，蓄能过程完毕，顺时针转动接地轴6的初始力消失，此时弹簧蓄能的力瞬间释放，带动下弹簧驱动板15继续顺时针转动，蓄能力释放完毕后，下弹簧驱动板15转动至第一静止位置，参照图7-1，此时第二限位杆21接触下弹簧驱动板15的第一位置端面；在弹簧17蓄能力释放过程中，下弹簧驱动板15的顺时针转动继续带动下驱动板10于下连板12的滑槽13内顺时针转动，由于此时下驱动板10已经接触下连板12滑槽13内死点，因此，下驱动板10会带动下连板12顺时针转动，进而带动接地驱动板8顺时针转动，接地驱动板8带动输出轴4做顺时针转动，实现接地分闸；接地分闸完毕后，下弹簧驱动板15的位置为图7-1所示，此时下驱动板10于下连板 12中的滑槽13内的位置关系恢复至接地合闸操作之前的位置。弹簧的位置从图7-2所示中转动至图7-1中所示。接地分闸操作完毕。 [0032] 由上述可见，开关合闸和分闸是通过转动合闸轴5来实现输出轴4的转动；合闸轴5的转动分为手动和自动两种；其中，自动操作需要离合机构来完成。 [0033] 图3、图4、图5-1和图5-2所示，图4中，离合器28和离合片36之间设有一封闭铜套37；大齿轮25后端设有一抵住宝塔弹簧38一端的铜套37；图5-1中隐藏了离合器28和离合片 36之间的封闭铜套37；图5-2隐藏了图5-1中的离合片36和大齿轮25。 [0034] 自动操作：电机27转动，带动小齿轮26转动，小齿轮26通过啮合带动大齿轮25转动；在初始状态下，即宝塔弹簧38处于自然状态下，离合器28上的凸起34与离合片36内的凸台35配合；大齿轮25带动离合片36转动，离合片36带动离合器28转动，离合器28后端通过定位销31和合闸轴5连接，因此，离合器28的转动带动合闸轴5转动，实现自动操作；手动操作：通过一个与合闸轴5前端轴套30配合的操作手柄来实现，操作手柄嵌置住轴套30后向离合器28方向推动，在挡套33的作用下推动离合器28向大齿轮25方向移动，离合器28上的凸台35与离合片36上的凸起34失去配合，并压缩宝塔弹簧38；此时转动合闸轴5，离合器28虽然跟随转动，但离合器28与大齿轮25失去配合，由于大齿轮25与离合片36整体与合闸轴5并不联动，因此，手动操作不会带动大齿轮25转动；如果需要切换至自动操作，将手柄抽走，在宝塔弹簧38的作用下，离合器28和离合片36重新建立配合关系，便可以实现自动操作。 |
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