多控式負荷開關的製作方法

2023-06-01 05:51:06 2

專利名稱：多控式負荷開關的製作方法
技術領域：
本實用新型屬電力開關，主要涉及變壓器工作電路控制的開關結構。
公知用戶變壓器如10KV級戶外變壓器，其一次側線路的電力控制開關能滿足供電使用和調節控制的需要，成為保證線路正常運行必不可少的組成部分之一。但任何電力控制開關均以所控電路之外的電源為自身的工作電源，否則將無法工作，因此使有條件使用電力開關處的設備增加、故障增多，加大了維護工作量；供電遠端單臺變壓器一次側的控制而只能以手動方式實現，成為長期以來無法解決的問題。
本實用新型的目的是提出工作電路並聯於所控變壓器二次側兩端，控制其一次側電路的開關結構。
本實用新型的目的是這樣實現的，多控式負荷開關包括可串聯接入所控變壓器一次側電路的定、動觸頭，與動觸頭相聯、含有電動部件的傳動結構，驅動電動部件的電路，控制電動電路工作的控制電路，與控制電路相聯的控制信號接受端，固定各部件的支架，聯接各電路的輔助電路和固定聯接部件。其中，所述電動電路使用時與所控變壓器的二次側輸出端並聯；所述動觸頭的傳動機構還至少與兩個位移貯能部件相聯，其第一貯能部件串聯於電動部件至動觸頭之間的傳動之內，可貯存帶動所聯傳動機構被動側依需要改變工作位置的能量；第二貯能部件則應貯備帶動全部電動部件的能量，對動觸頭的作用方向與第一貯能部件相反，聯接在傳動主動端與支架之間；在所述傳動機構兩端與支架之間還分別聯有可被解除限制的位移限制副，位移限制副與可驅動其改變相對配合位置、從而釋放受限部件的釋放部件相聯，釋放部件則由控制其動作的控制部件控制。這樣，可控的位移限制副可在能量存貯、釋放和操作控制間，提供建立可控時序關係的銜接機制。即在完成貯能後再切斷電源的緩釋限位方式，為本開關提供貯蓄和釋放驅動動觸頭的非電形式能量創造條件，按控制的要求，在需要時通過適時解除限制、允許傳動的形式，實現傳動——從而實現以非電動形式驅動觸頭的控制。貯能部件可將電傳動轉換的位移以自身能量的方式貯存起來，提供能量轉移的載體；兩種貯能要求則適應了開關工作的兩個過程；定動觸點的聯接可控變壓器一次側的工作，其二次側作為本開關的供電聯接端，可提供在受控限位副完成相應動作過程中，貯存開關工作所要求動力的能量，至此建立了開關工作的全部條件。從而實現了本實用新型的目的。
本實用新型所述第二貯能部件可以是彈性部件，也可以是具有勢能聯接關係的部件，它們都是可以在位移與自身具有的能量間建立相關性的結構。
本實用新型所述限位副的釋放控制部件分為兩類，第一類是含有與所述貯能部件移動端相聯的位置感受傳感副的傳動部件，第二類含有可接受外界控制信號的接收端的電動電路，和該電路輔助電源帶動下、能將接收的控制信號以機械傳動方式輸出的傳動部件；這樣，電動電路可以將反映使用者主觀原望的信號、與執行釋放動作的傳動相聯繫，並滿足遙按的需要；輔助電源則可為釋放控制提供能量，位置感受傳感副可以感受貯能部件的位移端的變化，將有效位移即貯能按結構使用的要求，與執行開關動作緊密有機地銜接在一個開關動作之中，滿足控制的要求，成為本開關的又一關鍵內容，兩種型式分別對應了本開關使用中的兩種使用情況。
本實用新型所述第二類電動釋放控制部件的電路中含有間斷接觸開關，其傳動部件中同時含有與間斷開關動觸頭相聯的滑動帶狀傳動副，滑動副的接觸環帶上制有緩升陡降的凸臺，凸臺陡降段表面間斷或與後續接觸表面呈不大於90°的交角。這樣，間斷開關電路導通、實現傳動、完成釋放後，可實現自動斷電，藉以滿足限制副解除動作全過程的需要。緩升陡降凸臺則是間斷傳動的一種構成形式，藉以形成中斷導通或導通中的間斷。接觸環帶則有利於保證工作無死點、連續工作。
本實用新型所述位置感受傳感部件可以是帶有限位傳動副的機械傳動結構，也可以是含有接近開關和電傳動部件的電傳動結構。這兩種與位置直接相聯的傳動部件，可以滿足在確定位置即貯能完成的位置，才實現傳動的要求。
本實用新型亦可接入普通供電電路，此時作為貯能來源的電源可以是本開關控制負荷的供電電源。這種使用本身雖不再要求必須滯後切斷電源，但使用本開關仍可以節省非動作狀態的電能消耗，是本實用新型的又一種適用場合。
本實用新型可以是上述各方案的合理組合，以滿足不同使用場合的需要。
本實用新型在電路通斷控制中，引入含有兩個或兩個以上貯能部件的傳動機構，經位置限制副及其釋放動作的控制，可實現利用被控變壓器二次側電能控制其一次側斷電和再導通的遙控操作，解決了單一終端用戶變壓器由遙控方式實現控制的問題；並極大地簡化其控制設備及其操作，減少空載運行和其它不必要的消耗，為用戶變壓器電路合理運行、科學管理，創造條件。本方案構造簡單，製作使用均很容易，在高壓線路的使用效果尤其明顯。
附圖給出了本實用新型實施例結構示意。


圖1為用於10KV降壓變壓器初級控制開關結構圖示；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的K向局部視圖；圖4為圖3撥盤的結構簡圖；圖5為圖4的撥盤左視圖；圖6為圖5中φB柱面展開剖面；圖7為圖6中凸臺部分連續表面型式的局部放大圖；圖8為主電路電原理圖；圖9為復位釋放驅動電原理圖；圖10為選用機械限位開關控制斷電的開關結構示意；圖11為重力式負荷開關結構簡圖；圖12為用於普通電路時的電原理圖；圖13為有微動開關的間斷開關結構圖。
圖中1、固定軸套 2、滑動軸套 3、分閘拉簧 4、固定套 5、固定鋼板6、主軸 7、貯能壓簧、拉簧 8、固定軸套 9、螺管吸力線圈 10、鎖片11、撥盤 12、加力機 13、延時拉杆 14、動鉤 15、定鉤 16、動觸頭組件 17、導電片組件 18、靜觸頭組件 19、輪式道軌 20、靜觸頭組件支架 21、感應片 22、接近開關 23、動觸頭固定架 24、鎖杆 25、分閘小吸力線圈 26、調偏拉杆 27、芯軸 28、鎖銷 29、復位彈簧 30、調整螺母 31、微型電機 32、圓周導電片 33、撥杆 34、軸套 35、彈性觸頭36、絕緣片 37、導電片 38、凸臺 39、鎖片復位彈簧 40、殼體 41、杆42、觸頭 43、重錘K1、高壓開關即主要由16、18組成的開關TL分閘吸力線卷即9B、10KV變壓器 KG1、可控開關 ZL全橋整流 BX、保險A、B、C、10KV三相高壓線a、b、c、380V低壓線O、低壓線零線～10KV、交流電10千伏～220V、交流電220伏DC200V直流200伏K2、旋轉園周落差開關即由32、35組成的間斷接觸開關KG2、可控矽M、電機(微型)即31D、整流二極體E1、太陽能電池E2、蓄電池g、控制信號輸入端K3、微動開關下面結合實施例對本實用新型作進一步說明。
第一實施例為用於控制10千伏變壓器一次側工作的開關，可裝於所控變壓器高壓側的相應位置，與其低壓側輸出端相聯，另附6～12伏直流輔助電源，開關外形尺寸700×500×350mm，無油重近45kg(如圖1-9)。
本開關置於殼體40內，開關的矩形固定鋼板5裝在殼體上頂內。在鋼板5兩端段分別固定有同心軸套1、8，套內裝有與之滑動配合主軸6。在軸端內孔底端以銷固定拉力彈簧7的一端，拉簧7的另端則固定於該端軸套1的外端側。與軸套1內端面相鄰、在軸6中段兩套1、8之間、依次裝有滑套2和固定套4，兩套之間以拉力彈簧3彼此相聯。滑套2的下側固定有動觸頭固定架23，架23上固定三組動觸頭組件16；在滑套2外側還沿軸向固定有一桿端帶鉤的閉鎖杆24，該鉤與固定在裝有拉簧7的軸套1上、帶有吸力線圈25的鎖銷28相配。固定套4上裝有與接近開關22配合的感應片21。軸6在穿出另端軸套8後的軸端，經球形鉸接與拉杆26相聯，拉杆26另端亦經球形鉸接與螺管吸力線圈9中的傳動芯軸27相聯。螺管吸力線圈內端面固定於本開關殼體外側的相應部位。在螺管吸力線圈外端端面固定有可在與端面平行的平面內擺動的銷片10，鎖片10的一端可與由線圈伸出芯軸27端段的卡槽配合，固定伸出狀態的芯軸。鎖片的下端與可在銷片10擺動平面的平行面內轉動撥盤11上的4個撥杆33相配，撥杆與撥盤表面垂直，同時鎖片上裝有復位彈簧39，使鎖片保持在與芯軸27相配合的位置。撥盤11是由減速器或稱加力機12的輸出端帶動的，在撥盤的另一端面附有電路控制開關，如圖4、5、6、7。開關的圓周導電片32附於撥盤11，且在與觸頭35接觸的環帶上制有與撥杆33位置對應、在運動方向滯後於撥杆、接觸表面為緩升陡降的凸臺38。在陡降段圓周導電片表面間斷如圖6，或垂直或成銳角與後續表面相聯如圖7。觸頭35固定於減速器殼體，觸頭與圓周導電片彈性接觸相聯，可導通電路，組成本例的斷路開關。加力機12固定於殼體40上，由毫安級直流微型電機31帶動。由直流6-12伏電源E1或E2，可控導通電路KG2、斷路開關32、35組成本例的外控釋放電路，由可控導通電路KG2的接收端8接收控制信號。在鋼板5所裝軸套軸向兩側相應位置，固定有在其橫截面中包圍主軸6的靜觸頭組件18的固定框架20，其在動觸頭組件固定架23的相應位置，設有與固定架23兩側滾動配合的滾輪19，以限定該架23繞主軸6的擺動。在殼體40上還固定有接近開關22，其固定位置應保證，在螺管吸力線圈9的被動芯軸27越過被鎖片10鎖定的位置後，固定在固定套4上的感應片21立即使開關22接通。開關22則是用來控制固定在端部軸套1上感應線圈25的，該電路及螺管吸力線圈9皆以所控變壓器二次側輸出端並聯。螺管吸力線圈9由含遙控開關KG1的電路控制。動靜觸點組件16、18串聯於變壓器一次側工作電路之中。至此是本例主要結構的情況。
工作時，在變壓器運行狀態觸點組聯通，螺管吸力線圈9、繼電器25線圈雖皆與變壓器二次側線圈相聯，但因遙控開關KG1、接近開關22均尚未聯通，二者無電流通過。
若需要變壓器停止工作時，則使遙控開關KG1接通，吸力線圈9通電，芯軸27被線圈吸入，經杆26、軸6帶動軸端拉簧7伸長，固定套4亦隨軸6同時右移；滑動套2被繼電器25的鎖銷28限位，仍停留在原處，分閘拉簧3因滑動與固定兩套4、2分離而被拉長。待鐵心越過被鎖片10鎖定的位置後，鎖片10因復位彈簧39的作用進入限位位置；鐵心繼續前移，固定在固定套4上的感應片21則立即使接近開關22導通，繼電器25的線圈得電，鎖銷28脫離限位位置，在分閘接簧3的拉力作用下閉鎖杆24隨滑套2右移，在滾道19間動觸頭組件16同時移動。此時因固定在滑套2上的動觸頭組件16開始動作，變壓器一次側線路被截斷，二次側線路亦因之失電，兩吸力線圈停止工作、失去吸力；軸端貯能拉簧7因被拉長而有作用在軸6、並傳至鐵心27、套2、4等上、使之復位的拉力，但因鎖片10已進入限位狀態，使這些受拉力作用的部件皆不能動作，開關的動觸頭組逐被限定在斷路位置，變壓器的斷電狀態得以維持。
當需要接通本開關使變壓器一次側恢復通電時，控制接通微電機可控開關KG2的觸發電路，微電機得電工作，加力機12以加力輸出帶動撥盤11轉動，撥杆33撥動鎖片10離開鎖定位置，鐵心此時因受貯能拉簧7的持續拉力而開始左移，動觸頭組件16亦隨之動作，直至恢復與靜觸頭一一接觸，使變壓器一次側線路得電，變壓器恢復工作，完成了本例開關的接通工作。此時，因附於撥盤背面開關圓周導電片32在兩撥杆33相應位置間的凸臺38，使彈性觸頭35與動片32間有一短暫的分離、該開關有一截斷的動作，微電機電路被立即切斷，電機停轉，撥盤亦不再動作；雖此後觸頭與動盤又恢復導通，但因可控開關已恢復截斷狀態，電機仍無法繼續工作。在動靜觸點組恢復接觸的同時，主軸6等均在拉力彈簧7作用下復位，滑套2的閉鎖杆24也恢復到與鎖銷28配合的位置，一切如本例對工作過程描述初始，變壓器呈運行的工作狀態，又可以開始新的控制操作，至此完成了本例工作的全過程。
由工作過程可知，本開關靜止時，開關所用電路全部處於斷路狀態，電能的消耗僅發生在通、斷的動作瞬間，主要能耗只發生在切斷操作開始之後、觸點被分離之前的貯能階段。開關的結構亦十分簡單，製造安裝調試運行皆很方便，動作關係明確合理。
第二實施例與第一例結構基本相同，如圖10。區別僅在於貯能拉簧改為壓縮彈簧7，裝於固定套4與右端軸套8之間的主軸6外圍；在滑套2上所裝動鉤14經杆43與帶有復位壓縮彈簧29的傳動杆組13相聯，杆13與軸6平行、與滑動套在其軸向滑動配合，杆13位於固定套側的端部伸長至固定套的行程之內，該端部有限位塊30與固定套相應位置配合；在另端動鉤14與滑套2，動杆，和動杆與杆13皆為鉸接，鉸接軸垂直過杆13和軸6軸心線的面；在端軸套1外側的相應位置，制有與該組件的鉤頭14配合固定於軸套1的鉤頭15。並以此組杆件代替第一例中接近開關21、22及其所控制的分閘小吸力線圈25電路和鎖杆24鎖銷28等；此外，主軸6與螺管線圈的傳動芯軸直接相聯，沒有帶球鉸接聯接杆26。
工作時，當螺管線圈9得電，芯軸、主軸開始動作後，壓簧7即被壓縮，貯存了能量。待芯軸端部越過限位位置之後，滑套上的傳動杆組端部的限位塊30即被固定套4的位移所帶動，經杆組傳動後，另端動杆鉤頭14開啟，滑套2與固定套4間所聯拉簧3帶動滑套2和動觸頭組件16右移，實現斷路動作，並由鎖片10鎖定。當鎖片10被撥動、芯軸27的限位被解除時，壓縮的貯能彈簧7則推動主軸左移復位，動觸頭組件隨其恢復與靜觸頭的結合，完成導通工作，一切相應的動作部件復位，如運行常態，其餘同例一。
第三例為低壓大容量開關，可控大型動力或廠礦動力線的開關，結構與第二例基本相同，如圖11。只是主軸6及相應部件豎直安裝，軸下端裝有重錘43，芯軸、主軸、重錘等組件總重為4kg；螺管線圈9位於主軸上部，無例二中的貯能壓簧7及相關聯接部件。本開關動靜觸點組件接入所控動力線內，如圖12所示，本開關所用主要電源取自所控線路供電電源。由於重力作用立軸滑套所聯動觸頭組件保持與靜觸頭的導通狀態。需斷電時遙控或普通操作接通螺管線圈後，本開關得電動作，克服主軸重錘鐵心組件的重力，實現斷電，並由鎖片10維持之。在需要接通開關時，啟動微電機電路或以手動解除鎖片10與鐵心27間的配合，依重力作用觸頭恢復導通。其餘情況均與以上兩例一致。
第四例如圖12，作為低壓開關用於大型動力的控制，本開關與所控負荷共用同一電源，但與負荷的電源開關通斷狀態相反，即當負荷為通路時，本開關與電源呈斷路，反之為通路。或開關與電源為常通聯接。開關結構與第一、二例基本一致，即可使用接近開關21、22控制電傳動，也可使用限位開關4、30帶動第一限位副24、28或14、15動作。本開關工作與上幾例不同的是，當第一貯能部件3完成釋放動作後，開關的動靜觸頭16、18是處於接觸導通狀態；而當第二貯能部件7完成釋放後，本開關則處於截斷分離狀態。其餘結構及工作均與前述一致。
本開關同前例所述，在非動作期間儘管可能與電源保持聯通，但因電路中的控制部件KG1、KG2未被導通，故並無電能消耗。
第五例如例一，只是釋放部件的間斷開關，是由微動開關K3接入微型電機21的電路之中，代替前例中的圓周導電片32和彈性觸頭35，如圖13。本例中的撥盤11圓周側面，製成帶有兩個沿圓周對稱分布、結構如前例的徑向凸起38的圓柱面環帶，經杆41與微動開關K3的觸頭42接觸相聯，杆41的一端沿撥盤柱面環帶滑動，另端成彈性鉸接，使滑動端與柱面環帶彈性接觸、杆41中部與開關觸頭42接觸。
工作時，撥盤轉動，38會迫使杆41按下觸頭42而斷電，加力機12的傳動慣性會促使凸起38越過與杆41的接觸，使杆41落回柱面環帶、開關復位導通，準備下一次起動。其餘情況均與前例一致。
權利要求1.多控式負荷開關包括可串聯接人所控變壓器一次側電路的定、動觸頭，與動觸頭相聯、含有電動部件的傳動機構，驅動所述電動部件的電路，控制電動電路工作的控制電路，與控制電路相聯的控制信號輸入端，固定各部件的支架，以及聯接上述電路的輔助電路和固定聯接部件，其特徵在於——所述電動電路使用時與所控變壓器的二次側輸出端相聯；——所述動觸頭的傳動機構還至少聯有兩個位移貯能部件，第一貯能部件(3)串聯於電動部件至動觸頭之間的傳動之內；第二貯能部件(7)對動觸頭的作用方向與第一貯能部件相反，聯接在傳動機構主動端與支架之間；——在所述傳動機構兩端(2、27)與支架之間還分別聯有位移限制副(10、27，14、15)，位移限制副與釋放部件(33、13)相聯，釋放部件則與釋放控制部件(12、4)相聯。
2.如權利要求1所述開關，其特徵在於所述第二貯能部件可以是彈性部件(7)，也可以是具有勢能聯接關係的部件(43)。
3.如權利要求1或2所述開關，其特徵在於第一貯能部件所聯限位副的釋放控制部件，是含有與所述貯能部件位移端相聯的位置感受傳感副的傳動部件(6、4、21、22、25，6、4、30、13、29)；第二貯能部件所聯限位副的釋放控制部件，含有可接受外界控制信號接收端(g)的電動電路(K2、KG2、N)，和在輔助電源(E、E2)帶動下，可將控制信號以機械傳動方式輸出的傳動部件(31、12)。
4.如權利要求3所述開關，其特徵在於所述電動釋放控制部件電路K2、KG2、N)中含有間斷接觸開關(32、35)，所述傳動部件中同時含有與間斷開關動觸頭相聯的滑動環帶狀傳動副(32、35，11、41)，該滑動環帶上制有緩升陡降的凸臺(38)，凸臺陡降段接觸環帶間斷、或與後續接觸工作表面的夾角≤90°，滑動傳動副的兩構件間(32、35，11、41)為彈性接觸；電路中還有可觸發導通的元件(KG2)。
5.如權利要求4所述開關，其特徵在於所述位置感受部件可以是機械傳動中的限位傳動部件(4、30)，也可以是位置電感應部件(21、22)。
6.如權利要求1或2所述開關，其特徵在於所述開關亦可接入普通供電電路，此時本開關須與所控負荷的供電端相聯。
7.如權利要求3所述開關，其特徵在於所述開關亦可接入普通供電電路，此時本開關的供電控負荷電源相聯。
8.如權利要求4所述開關，其特徵在於所述開關亦可接入普通供電電路，此時本開關須與所控負荷的供電端相聯。
9.如權利要求5所述開關，其特徵在於所述開關亦可接入普通供電電路，此時本開關須與所控負荷的供電端相聯。
專利摘要多控式負荷開關屬電力控制設備,包括可控制變壓器一次側通斷的觸頭(16、18),與其動觸頭相聯的電傳動機構的兩端(2、27)聯有受控緩釋限位副(14、15、10、27),在串聯有勢能貯存部件(3)的傳動機構的主動側與支架間亦聯有勢能貯存部件(7)。使用時電傳動電路與變壓器二次側輸出端相聯,主動端的緩釋限位副(10、27)由遙控電路(KG
文檔編號H01H33/02GK2282262SQ9625078
公開日1998年5月20日 申請日期1996年12月29日 優先權日1996年12月29日
發明者趙 智 申請人:趙 智