CN111769006A - 含储能装置的高压断路器电机操动机构及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含储能装置的高压断路器电机操动机构，包括断路器机构箱体，所述断路器机构箱体上方设有绝缘筒，每个绝缘筒内部设有真空灭弧室，真空灭弧室内上部设有静触头，真空灭弧室内下部设有动触头，断路器机构箱体内部设有升降机构，升降机构包括工字板，工字板侧部固定有齿条，齿条侧部设置有与齿条相啮合的齿轮，所述齿轮由蜗轮蜗杆机构驱动转动，工字板与断路器机构箱体之间设有储能弹簧，断路器机构箱体两侧上方设有多个散热翅片。本发明设计合理，解决了现有的高压断路器需要工作人员手动操作操动机构进行合闸和分闸，费时费力，手动操作合闸和分闸的过程不稳定，而且不能够对高压断路器操动机构内部进行有效的散热降温。
Description
技术领域
本发明涉及一种含储能装置的高压断路器电机操动机构及其工作方法。
背景技术
高压断路器不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，断路器操动机构是供操作高压断路器、高压负荷开关及高压隔离开关使用的电气控制设备，断路器操动机构是高压断路器的重要组成部分，通常由储能单元、控制单元、和力传递单元组成。
但是，现有技术中，常用的高压断路器在进行合闸和分闸时，需要工作人员手动操作操动机构进行合闸和分闸，费时费力，手动操作合闸和分闸的过程不稳定，而且不能够对高压断路器操动机构内部进行有效的散热降温，其内部在长期运行状态下产生大量热量容易造成零部件受损，影响零部件的正常使用，为此，我们提出一种含储能装置的高压断路器电机操动机构用于解决上述问题。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的高压断路器需要工作人员手动操作操动机构进行合闸和分闸，费时费力，手动操作合闸和分闸的过程不稳定，而且不能够对高压断路器操动机构内部进行有效的散热降温，其内部在长期运行状态下产生大量热量容易造成零部件受损，影响零部件的正常使用。
本发明的具体实施方案是：提供一种含储能装置的高压断路器电机操动机构，包括断路器机构箱体，所述断路器机构箱体上方设有一对绝缘筒，每个绝缘筒内部开设有真空灭弧室，所述真空灭弧室内上部设有静触头，所述真空灭弧室内下部设有动触头，所述断路器机构箱体内部设有用以拉动动触头升降的升降机构，所述升降机构包括工字板，所述工字板侧部竖向固定有齿条，所述齿条侧部设置有与齿条相啮合的齿轮，所述齿轮由蜗轮蜗杆机构驱动转动，所述工字板下方与断路器机构箱体内底部之间设有储能弹簧，所述断路器机构箱体两侧上方设有多个散热翅片。
进一步的，所述蜗轮蜗杆机构包括横向设于断路器机构箱体中部的横向转轴，所述横向转轴上同轴固定有蜗杆，所述蜗杆上方设有与蜗杆相配合的蜗轮，所述蜗轮与齿轮之间经纵向转轴同轴设置。
进一步的，所述横向转轴中部同轴设有圆盘，所述圆盘两侧对称设置有连接杆，所述圆盘两侧面均设有弧形导向槽，所述连接杆靠近圆盘的一侧设有延伸至弧形导向槽内限位的导向杆。
进一步的，所述断路器机构箱体底部横向设置有传动轴，所述传动轴上同轴设有多个扇叶，所述传动轴由第二电机驱动转动。
进一步的，所述断路器机构箱体左侧下方设有进气孔，所述断路器机构箱体右侧上方设有散热孔，所述进气孔及散热孔内均设有防尘滤网。
进一步的，所述工字板上方设有向上延伸至绝缘筒内的绝缘拉杆，所述绝缘拉杆与动触头固定连接。
进一步的，所述工字板包括由上至下设置的第一横板及第二横板，所述第一横板与第二横板之间设有竖杆，所述齿条固定在竖杆侧部，所述断路器机构箱体内部竖向设有贯穿第二横板的滑杆。
进一步的，所述断路器机构箱体前方设有检修口，所述检修口上安装有检修门。
进一步的，一种含储能装置的高压断路器电机操动机构的工作方法，包括步骤如下：（1）在对高压断路器进行合闸时，第一电机正转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮顺时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮顺时针转动；（2）齿轮与齿条配合，工字板上升，推动绝缘拉杆及相应的动触头上升，储能弹簧受到拉伸变形产生弹力，进行储能，当动触头与相对应的静触头相接触时，高压断路器合闸成功；（3）在合闸过程中，工字板沿滑杆上滑，起限位稳定的作用；（4）合闸完成后，第一电机停止工作，高压断路器开始运作；（5）同时第二电机启动，第二电机驱动传动轴及扇叶转动，使断路器机构箱体内的空气进行流动，断路器机构箱体内的热空气从散热孔排出，同时散热翅片也可以对断路器箱体内部进行快速有效散热，避免高压断路器长期工作时，内部由于高温造成零件损坏；（6）在高压断路器进行分闸的时候，第一电机反转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮逆时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮逆时针转动；（7）在储能弹簧的弹力辅助作用下，齿条能够轻松带动工字板下降，从而拉动动触头下降，储能弹簧复位，动触头与静触头分离并不再接触，完成轻松分闸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置结构新颖，设计合理，解决了现有的高压断路器需要工作人员手动操作操动机构进行合闸和分闸，费时费力，手动操作合闸和分闸的过程不稳定，而且不能够对高压断路器操动机构内部进行有效的散热降温，其内部在长期运行状态下产生大量热量容易造成零部件受损，影响零部件的正常使用的问题。
附图说明
图1为本发明实施例主视的剖视结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
图3为本发明实施例侧视的剖视结构示意图；
图4为本发明实施例圆盘的侧视结构示意图；
图5为本发明实施例主视结构示意图。
图中：1-断路器机构箱体；2-绝缘筒；3-真空灭弧室；4-静触头；5-绝缘拉杆；6-动触头；7-第一横板；8-竖杆；9-齿条；10-第二横板；11-储能弹簧；12-固定板；13-纵向转轴；14-齿轮；15-蜗轮；16-横向转轴；17-蜗杆；18-第一电机；19-圆盘；20-连接杆；21-导向杆；22-弧形导向槽；23-进气孔；24-散热孔；25-防尘滤网；26-第二电机；27-传动轴；28-扇叶；29-散热翅片；30-滑杆；31-检修门，32-工字板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1：如图1~5所示，提供一种含储能装置的高压断路器电机操动机构，包括断路器机构箱体1，所述断路器机构箱体上方设有一对绝缘筒2，每个绝缘筒内部开设有真空灭弧室3，所述真空灭弧室内上部设有静触头4，所述真空灭弧室内下部设有动触头6，所述断路器机构箱体内部设有用以拉动动触头升降的升降机构，所述升降机构包括工字板32，所述工字板侧部竖向固定有齿条9，所述齿条侧部设置有与齿条相啮合的齿轮14，所述齿轮由蜗轮蜗杆机构驱动转动，所述工字板下方与断路器机构箱体内底部之间设有储能弹簧11，所述断路器机构箱体两侧上方设有多个散热翅片29，多个散热翅片可以由上至下等间距分布。
本实施例中，所述断路器机构箱体内底面固定有固定板12，所述储能弹簧下端固定在固定板上。
本实施例中，所述蜗轮蜗杆机构包括横向设于断路器机构箱体中部的横向转轴16，所述横向转轴上同轴固定有蜗杆17，所述蜗杆上方设有与蜗杆相配合的蜗轮15，所述蜗轮与齿轮之间经纵向转轴13同轴设置；所述横向转轴由位于断路器机构箱体内侧的第一电机18驱动转动。
本实施例中，为了对圆盘转动的角度进行限位，所述横向转轴中部同轴设有圆盘19，所述圆盘两侧对称设置有连接杆20，所述圆盘两侧面均设有弧形导向槽22，所述连接杆靠近圆盘的一侧设有延伸至弧形导向槽内限位的导向杆21。
本实施例中，所述断路器机构箱体底部横向设置有传动轴27，所述传动轴上同轴设有多个扇叶28，所述传动轴由第二电机26驱动转动。
本实施例中，所述断路器机构箱体左侧下方设有进气孔23，所述断路器机构箱体右侧上方设有散热孔24，所述进气孔及散热孔内均设有防尘滤网25。
本实施例中，所述工字板上方设有向上延伸至绝缘筒内的绝缘拉杆5，所述绝缘拉杆与动触头固定连接。
本实施例中，所述工字板包括由上至下设置的第一横板7及第二横板10，所述第一横板与第二横板之间设有竖杆8，所述齿条固定在竖杆侧部，所述断路器机构箱体内部竖向设有贯穿第二横板的滑杆30。
本实施例中，为了方便对断路器机构箱体内部进行清理或维修，所述断路器机构箱体前方设有检修口，所述检修口上安装有检修门31。
本实施例中，所述断路器机构箱体远离第一电机的一侧设有第二轴承安装座，所述横向转轴一端穿设在第二轴承安装座内；所述断路器机构箱体前面及后面均设有第一轴承安装座，用以穿设纵向转轴的两端。
本实施例中，工作时，在对高压断路器进行合闸时，第一电机正转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮顺时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮顺时针转动；齿轮与齿条配合，工字板上升，推动绝缘拉杆及相应的动触头上升，储能弹簧受到拉伸变形产生弹力，进行储能，当动触头与相对应的静触头相接触时，高压断路器合闸成功；在合闸过程中，工字板沿滑杆上滑，起限位稳定的作用；合闸完成后，第一电机停止工作，高压断路器开始运作；同时第二电机启动，第二电机驱动传动轴及扇叶转动，使断路器机构箱体内的空气进行流动，断路器机构箱体内的热空气从散热孔排出，同时散热翅片也可以对断路器箱体内部进行快速有效散热，避免高压断路器长期工作时，内部由于高温造成零件损坏；在高压断路器进行分闸的时候，第一电机反转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮逆时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮逆时针转动；在储能弹簧的弹力辅助作用下，齿条能够轻松带动工字板下降，从而拉动动触头下降，储能弹簧复位，动触头与静触头分离并不再接触，完成轻松分闸。
实施例2，在实施例1的基础上，第一电机可以是正反转电机，即伺服电机，所述第一电机与第二电机可以与外接控制开关通过导线电性连接，外接控制开关可以控制第一电机和第二电机的启停和正反转工作。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，包括断路器机构箱体，所述断路器机构箱体上方设有一对绝缘筒，每个绝缘筒内部开设有真空灭弧室，所述真空灭弧室内上部设有静触头，所述真空灭弧室内下部设有动触头，所述断路器机构箱体内部设有用以拉动动触头升降的升降机构，所述升降机构包括工字板，所述工字板侧部竖向固定有齿条，所述齿条侧部设置有与齿条相啮合的齿轮，所述齿轮由蜗轮蜗杆机构驱动转动，所述工字板下方与断路器机构箱体内底部之间设有储能弹簧，所述断路器机构箱体两侧上方设有多个散热翅片。
2.根据权利要求1所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构包括横向设于断路器机构箱体中部的横向转轴，所述横向转轴上同轴固定有蜗杆，所述蜗杆上方设有与蜗杆相配合的蜗轮，所述蜗轮与齿轮之间经纵向转轴同轴设置。
3.根据权利要求2所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述横向转轴中部同轴设有圆盘，所述圆盘两侧对称设置有连接杆，所述圆盘两侧面均设有弧形导向槽，所述连接杆靠近圆盘的一侧设有延伸至弧形导向槽内限位的导向杆。
4.根据权利要求3所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述断路器机构箱体底部横向设置有传动轴，所述传动轴上同轴设有多个扇叶，所述传动轴由第二电机驱动转动。
5.根据权利要求4所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述断路器机构箱体左侧下方设有进气孔，所述断路器机构箱体右侧上方设有散热孔，所述进气孔及散热孔内均设有防尘滤网。
6.根据权利要求5所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述工字板上方设有向上延伸至绝缘筒内的绝缘拉杆，所述绝缘拉杆与动触头固定连接。
7.根据权利要求1所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述工字板包括由上至下设置的第一横板及第二横板，所述第一横板与第二横板之间设有竖杆，所述齿条固定在竖杆侧部，所述断路器机构箱体内部竖向设有贯穿第二横板的滑杆。
8.根据权利要求1所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构，其特征在于，所述断路器机构箱体前方设有检修口，所述检修口上安装有检修门。
9.一种利用如权利要求5所述的含储能装置的高压断路器电机操动机构的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：（1）在对高压断路器进行合闸时，第一电机正转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮顺时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮顺时针转动；（2）齿轮与齿条配合，工字板上升，推动绝缘拉杆及相应的动触头上升，储能弹簧受到拉伸变形产生弹力，进行储能，当动触头与相对应的静触头相接触时，高压断路器合闸成功；（3）在合闸过程中，工字板沿滑杆上滑，起限位稳定的作用；（4）合闸完成后，第一电机停止工作，高压断路器开始运作；（5）同时第二电机启动，第二电机驱动传动轴及扇叶转动，使断路器机构箱体内的空气进行流动，断路器机构箱体内的热空气从散热孔排出，同时散热翅片也可以对断路器箱体内部进行快速有效散热，避免高压断路器长期工作时，内部由于高温造成零件损坏；（6）在高压断路器进行分闸的时候，第一电机反转，带动横向转轴及蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮逆时针转动，从而带动纵向转轴及齿轮逆时针转动；（7）在储能弹簧的弹力辅助作用下，齿条能够轻松带动工字板下降，从而拉动动触头下降，储能弹簧复位，动触头与静触头分离并不再接触，完成轻松分闸。
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