特高壓摺疊式水平分合隔離開關的製作方法

2023-07-10 11:31:51 2

專利名稱：特高壓摺疊式水平分合隔離開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種隔離開關，尤其是用於特高壓或超高壓線路的特高壓摺疊式水平分合隔離開關。
背景技術：
雙側斷開式隔離開關是應用於超高壓變電站中的常用設備， 其工作原理是利用設置在每一相線中間的一個可以水平90度旋轉的旋臂連接兩個端頭，旋臂是固定的直杆，合閘時旋轉旋臂使其兩端分別插入兩個端頭，分閘時將旋臂旋轉90度即可。例如阿爾斯通(中國)投資有限公司生產的72.5-550KVs3cd型雙側斷開隔離開關就是這種結構。這種結構的隔離開關結構簡單、調試費用低，可以滿足多種環境的要求。但由於旋臂是一直杆，分閘時旋臂兩端懸空，旋臂支撐杆要承受較大的扭力，影響使用壽命；絕緣柱需直接帶動旋臂旋轉，穩定性差，容易造成觸頭閉合困難。同時，用於超高壓以上線路的時候，隔離開關的體積非常龐大，為了得到足夠的安全距離，需要非常大的線間距離才能滿足要求，架構造價高、佔地面積大；龐大的體積以及較長的旋臂使得分合閘動作的時候慣性衝擊力量大，容易造成機械磨損，減少有效使用次數。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構緊湊、慣性衝擊小、穩定性好的特高壓摺疊式水平分合隔離開關。
為達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案本實用新型所述的特高壓摺疊式水平分合隔離開關，包括每相各有兩根固定的靜觸頭絕緣支柱和一根設置在兩靜觸頭絕緣支柱之間的動觸頭絕緣支柱，靜觸頭絕緣支柱的頂端安裝有靜觸頭，動觸頭絕緣支柱的頂端安裝有連杆，連杆的兩端帶有動觸頭；動觸頭絕緣支柱的頂端固定連接有齒輪箱，齒輪箱中設置有垂直的動力輸入軸和動力輸出軸，動力輸入軸的下端與驅動機構傳動連接；動力輸出軸的上端伸出齒輪箱並固定連接在連杆的中間；連杆為一直杆，齒輪箱的動力輸出軸固定連接在連杆的中間；齒輪箱的殼體上通過鉸軸鉸接兩輔助臂，兩輔助臂分別位於連杆的兩側、與連杆平行，輔助臂的頂端固定連接有主動齒輪，連杆的兩端鉸接有被動齒輪和摺疊臂，被動齒輪與摺疊臂固定連接，主動齒輪與被動齒輪嚙合；摺疊臂的頂端帶有動觸頭端子。
所述的齒輪箱內部除與連杆連接的被動齒輪外，至少還有一個與被動齒輪嚙合的過渡齒輪以及一個與過渡齒輪嚙合的主動齒輪，主動齒輪與驅動機構傳動連接。
齒輪箱的動力輸入軸下端與絕緣旋轉柱固定連接，絕緣旋轉柱平行設置在動觸頭絕緣支柱的一側，動觸頭絕緣支柱的下端固定安裝在底座上，絕緣旋轉柱的下端與驅動裝置傳動連接。
所述的靜觸頭包括殼體、安裝在殼體中的靜觸點、靜觸點支架、防塵蓋轉軸、防塵蓋、防塵蓋復位彈簧、復位拐臂，兩平行的靜觸點支架固定在底座上，靜觸點固定連接在靜觸點支架上；殼體的頂端帶有條狀孔，條狀孔的兩側各安裝一防塵蓋轉軸，防塵蓋和復位拐臂固定連接成一定角度，安裝在防塵蓋轉軸上，復位拐臂上連接防塵蓋復位彈簧，防塵蓋復位彈簧的另一端固定連接在底座上。
絕緣旋轉柱下端的蝸輪蝸杆機構通過永磁操作機構與驅動機構連接；所述的永磁操作機構包括與驅動裝置傳動連接的儲能彈簧箱、雙穩態換向器，儲能彈簧箱中設置有支架，支架上通過軸承安裝有橫軸，橫軸的一端固定安裝儲能制動盤，另一端固定安裝彈簧內支撐盤，另有彈簧外支撐盤通過軸承安裝在支架上，盤式彈簧一端固定在彈簧內支撐盤上，另一端固定在彈簧外支撐盤上；彈簧外支撐盤通過儲能蝸輪蝸杆裝置與驅動裝置傳動連接；橫軸通過連軸器連接雙穩態換向器的輸入軸，雙穩態換向器的輸出軸通過蝸輪蝸杆裝置與絕緣旋轉柱傳動連接；雙穩態換向器的輸入軸、輸出軸、過渡軸通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸上固定安裝有輸入軸合閘齒輪和輸入軸常嚙合齒輪，輸出軸上通過花鍵鍵槽機構滑動安裝有輸出軸雙連齒輪，過渡軸上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪和過渡軸分閘齒輪，輸入軸常嚙合齒輪與過渡軸常嚙合齒輪嚙合，輸出軸雙連齒輪在輸出軸上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪或過渡軸分閘齒輪嚙合，輸出軸雙連齒輪上連接撥叉。
本實用新型採用平行四邊行框架結構的摺疊式旋臂，分合閘動作時旋臂動作空間小，具有如下優點1、線間距離減少，整個設備的佔地面積減少40％以上，工程造價大幅度降低。
2、旋臂支撐絕緣柱單獨支撐旋臂的重量，由絕緣旋轉柱帶動旋臂旋轉，提高了設備的穩定性和可靠性。
3、旋臂在分、合閘動作的同時產生摺疊動作，慣性扭矩小，對觸頭的衝擊力減小，可以有效提高使用壽命。
4、可以有效解決其他形式的特高壓隔離開關存在的穩定性差的問題。
5、結構簡單、同期性好、故障率低。


圖1是本實用新型的一個實施例其中一相的結構示意圖；圖2是連杆部分的俯視圖；圖3儲能彈簧箱的結構示意圖；；圖4是雙穩態換向器的剖視圖；圖5是雙穩態永磁機構的結構示意圖；圖6是靜觸頭的剖視圖；圖7是當動觸頭切入靜觸頭時的剖視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型所述的特高壓摺疊式水平分合隔離開關，包括每相各有兩根固定的靜觸頭絕緣支柱1以及安裝在靜觸頭絕緣支柱1頂端的靜觸頭2，靜觸頭2上帶有連接線纜的接線柱；動觸頭絕緣支柱10位於每相靜觸頭絕緣支柱1的中間；動觸頭絕緣支柱10的頂端固定安裝有齒輪箱9，齒輪箱9中帶有通過齒輪嚙合連接的動力輸入軸92和動力輸出軸91；動力輸入軸92連接在主動齒輪71上，動力輸出軸91連接在被動齒輪7上，中間通過過渡齒輪8嚙合。動力輸出軸91的上端伸出齒輪箱9並固定連接在連杆4的中間；連杆4為一直杆，其兩端鉸接有被動齒輪431和摺疊臂42，被動齒輪431與摺疊臂42固定連接，摺疊臂42的頂端帶有動觸頭6；另外，齒輪箱9的殼體上通過鉸軸鉸接兩輔助臂41，兩輔助臂41分別位於連杆4的兩側、與連杆4平行，輔助臂41的頂端固定連接有主動齒輪411，主動齒輪411與被動齒輪431嚙合。
這樣，當連杆4在被動齒輪7的帶動下旋轉的時候，輔助臂41相應旋轉，而由於主動齒輪411是固定在輔助臂41上的，輔助臂41旋轉時，主動齒輪411相對於輔助臂41固定，而相對於連接臂產生旋轉，也即主動齒輪411會推動被動齒輪431旋轉，而由於被動齒輪431與連杆4鉸接而與摺疊臂42固定連接，被動齒輪431旋轉時就帶動摺疊臂42反方向旋轉，使摺疊臂42產生摺疊動作。
為了提高導電性能，可以在連杆4與摺疊臂42之間用軟導線連接。
上述齒輪箱9的動力輸入軸92下端與絕緣旋轉柱3固定連接，絕緣旋轉柱3平行設置在動觸頭絕緣支柱10的一側，動觸頭絕緣支柱10的下端固定安裝在底座上，絕緣旋轉柱3的下端通過蝸輪蝸杆機構和永磁操作機構與驅動機構連接。
該永磁操作機構包括與驅動裝置735傳動連接的儲能彈簧箱7和雙穩態換向器8。
如圖3所示，儲能彈簧箱7中設置有支架71，支架71上通過軸承安裝有橫軸72，橫軸72的一端固定安裝儲能制動盤73，儲能制動盤73上帶有盤式制動裝置78；橫軸72上還固定安裝有彈簧內支撐盤74並通過軸承安裝有蝸輪，另有彈簧外支撐盤75固定連接在蝸輪的一側，盤式彈簧76的一端固定在彈簧內支撐盤74上，另一端固定在彈簧外支撐盤75上；蝸輪通過與蝸杆的配合共同構成蝸輪蝸杆裝置77與驅動裝置735傳動連接；橫軸72通過連軸器連接雙穩態換向器8的輸入軸81，雙穩態換向器8的作用是將儲能彈簧箱7輸出的相同方向的扭力轉變為 雙穩態換向器8的輸出軸82通過連軸器連接轉向蝸輪蝸杆裝置，轉向蝸輪蝸杆裝置的輸入軸端固定安裝分合閘制動盤733，分合閘制動盤733上帶有盤式制動裝置，轉向蝸輪蝸杆裝置的輸出端與絕緣旋轉柱3的下端通過蝸輪連接。
如圖4所示，雙穩態換向器8帶有輸入軸81、輸出軸82、過渡軸83，該三軸通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸81上固定安裝有輸入軸合閘齒輪84和輸入軸常嚙合齒輪85，輸出軸82上通過花鍵鍵槽機構滑動安裝有輸出軸雙連齒輪86，過渡軸83上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪87和過渡軸分閘齒輪88，輸入軸常嚙合齒輪85與過渡軸常嚙合齒輪87嚙合，輸出軸雙連齒輪86在輸出軸82上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪84或過渡軸分閘齒輪88嚙合，輸出軸雙連齒輪86上連接撥叉89。由於隔離開關的工作要求不能出現空擋的中間狀態，即輸出軸雙連齒輪86在任何時候必須與合閘齒輪84或過渡軸分閘齒輪88其中之一嚙合，為了滿足這一要求，除在齒輪的設計和安裝上進行改進外(這些設計和改進是機械設計行業的常規，在此不再詳細敘述)，配合採用如圖5所示的本人發明的雙穩態永磁機構(中國專利98220417.5)作為撥叉的操縱機構，徹底杜絕人工操作撥叉可能不到位的問題。
輸出軸雙連齒輪86上連接的撥叉89固定連接在撥叉杆90上，撥叉杆90與雙穩態永磁機構傳動連接，如圖4所示的雙穩態永磁機構的外殼101中設置有輸出軸102，輸出軸102穿過外殼101兩端的端蓋外伸，其前端與撥叉杆連接，輸出軸102上固定有鐵芯103，鐵芯103的外側設置有永磁體104，永磁體104與外殼101固定連接，永磁體104的兩端各設置一組脈衝線圈105，輸出軸102與外殼101的接觸部位套裝有防磁軸套1011，防磁軸套1011周圍的外殼101上帶有向內凸起的端蓋磁靴，位於兩脈衝線圈105之間的外殼101的中間部位帶有向內凸起的外殼磁靴。
上述驅動裝置735可以採用電動機配合蝸輪蝸杆減速器使用，該驅動裝置為現有公知技術，在此不再詳細敘述。
上述齒輪箱為公知技術，其目的是將絕緣旋轉柱3的動力通過輪傳遞到動力輸出軸91，通過動力輸出軸91驅動連杆4旋轉。絕緣旋轉柱3的動力來源於位於其底端的蝸輪蝸杆機構，該蝸輪蝸杆機構將驅動機構的動力傳遞到絕緣旋轉柱3。
本實用新型的工作原理如下動力裝置735通過彈簧儲能蝸輪蝸杆裝置77帶動彈簧外支撐盤75旋轉，而此時由於儲能盤式制動器78將儲能制動盤73卡死，橫軸72和彈簧內支撐盤74不能轉動，彈簧外支撐盤75旋轉時將儲能彈簧76擰緊待用。當需要連杆4動作時，首先通過電器控制裝置操縱雙穩態換向器8到工作位置，然後操縱制動裝置鬆開儲能制動盤73和分合閘制動盤733，橫軸72在彈簧76的作用下快速旋轉，並通過雙穩態換向器8驅動轉向蝸杆734旋轉，並最終帶動絕緣旋轉柱3旋轉，絕緣旋轉柱3旋轉時帶動齒輪箱9中的動力輸入軸92旋轉，並經過中間過渡齒輪驅動動力輸出軸91旋轉，動力輸出軸91旋轉的時候帶動連杆4旋轉，實現分、合閘動作。連杆4動作到位時，電器控制裝置啟動剎車裝置卡緊儲能制動盤73和分合閘制動盤733，橫軸72和轉向蝸杆734、絕緣旋轉柱3停止轉動，分、合閘動作結束。電器控制裝置操縱驅動裝置735重新啟動，為儲能彈簧儲能，當儲能到達設定值時驅動裝置735停止工作，等待下一工作循環。
雙穩態換向器8的作用是使橫軸72單一方向的扭力通過換向作用到絕緣旋轉柱3的時候產生兩種不同方向的扭力。當然也可以採用其他形式的換向器。
另外，由於雙穩態換向器8的動力輸出端與絕緣旋轉柱3之間是通過蝸輪蝸杆連接的。因此，在工作時絕緣旋轉柱3的旋轉角度可以不超過360度，能夠很方便地在絕緣旋轉柱3的下端安裝定位開關736，通過檢測絕緣旋轉柱3旋轉的角度判斷連杆4是否到位，為電器控制裝置提供數據。
另外，可以在驅動裝置735上安裝手動儲能手柄，當電機出現故障，不能儲能時，可用手動儲能，能保證分合閘速度不受影響。儲能制動盤和分合閘制動盤能有效保證雙穩態換向器8換向時隔離開關的分合閘狀態和儲能彈簧的狀態暫不改變，使換向器可靠換向。
本實用新型的靜觸頭與動觸頭的結合方式是切入式的，普通的觸頭沒有防護裝置，不能防塵，在惡劣環境中使用的時候壽命大大降低。為解決這個問題，本實施例特別採用了具有防塵裝置的靜觸頭2。如圖6所示，這種靜觸頭2包括殼體21、安裝在殼體21中的靜觸點22、靜觸點支架23、防塵蓋轉軸24、防塵蓋25、防塵蓋復位彈簧26、復位拐臂27，兩平行的靜觸點支架23固定在底座上，靜觸點22固定連接在靜觸點支架23上，靜觸點22與動觸頭的接觸面上還帶有波浪狀的溝槽，以便於更好地與動觸頭接觸；殼體21的頂端留有動觸頭通過的條狀孔，條狀孔的兩側各安裝一防塵蓋轉軸24，防塵蓋25和復位拐臂27固定連接成一定角度，安裝在防塵蓋轉軸24上，復位拐臂27上連接防塵蓋復位彈簧26，防塵蓋復位彈簧26的另一端固定連接在底座上。如圖6所示，平時，防塵蓋復位彈簧26將復位拐臂27拉緊，使防塵蓋25水平地覆蓋住條狀孔，避免灰塵進入殼體21內部；如圖7所示，合閘動作的後期，當動觸頭41切入靜觸頭2的時候，動觸頭41首先頂開防塵蓋25，使復位拐臂27轉過一個角度，動觸頭41從兩防塵蓋25之間的空隙進入殼體21中，並最終卡在兩靜觸點22之間，動觸頭41到位後，防塵蓋25在防塵蓋復位彈簧26的作用下復位，仍然覆蓋在條狀孔的上面，起到防塵的作用。同樣道理，分閘動作開始的時候，動觸頭41首先頂開防塵蓋25，離開殼體21後，防塵蓋25在防塵蓋復位彈簧26的作用下復位，仍然覆蓋在條狀孔的上面，起到防塵的作用。
權利要求1.特高壓摺疊式水平分合隔離開關，包括每相各有兩根固定的靜觸頭絕緣支柱(1)和一根設置在兩靜觸頭絕緣支柱(1)之間的動觸頭絕緣支柱(10)，靜觸頭絕緣支柱(1)的頂端安裝有靜觸頭(2)，動觸頭絕緣支柱(10)的頂端安裝有連杆(4)，連杆(4)的兩端帶有動觸頭(6)；其特徵是動觸頭絕緣支柱(10)的頂端固定連接有齒輪箱(9)，齒輪箱(9)中設置有垂直的動力輸入軸(92)和動力輸出軸(91)，動力輸入軸(92)的下端與驅動機構傳動連接；動力輸出軸(91)的上端伸出齒輪箱(9)並固定連接在連杆(4)的中間；連杆(4)為一直杆；齒輪箱(9)的殼體上通過鉸軸鉸接兩輔助臂(41)，兩輔助臂(41)分別位於連杆(4)的兩側、與連杆(4)平行，輔助臂(41)的頂端固定連接有主動齒輪(411)，連杆(4)的兩端鉸接有被動齒輪(431)和摺疊臂(42)，被動齒輪(431)與摺疊臂(42)固定連接，主動齒輪(411)與被動齒輪(431)嚙合；摺疊臂(42)的頂端固定安裝動觸頭(6)。
2.根據權利要求1所述的特高壓摺疊式水平分合隔離開關，其特徵在於所述的齒輪箱(9)內部除與連杆(4)連接的被動齒輪(7)外，至少還有一個與被動齒輪(7)嚙合的過渡齒輪(8)以及一個與過渡齒輪(8)嚙合的主動齒輪(71)，主動齒輪(71)與驅動機構傳動連接。
3.根據權利要求1或2所述的特高壓摺疊式水平分合隔離開關，其特徵是齒輪箱(9)的動力輸入軸(92)下端與絕緣旋轉柱(3)固定連接，絕緣旋轉柱(3)平行設置在動觸頭絕緣支柱(10)的一側，動觸頭絕緣支柱(10)的下端固定安裝在底座上，絕緣旋轉柱(3)的下端與驅動機構傳動連接。
4.根據權利要求1或2所述的特高壓摺疊式水平分合隔離開關，其特徵是所述的靜觸頭(2)包括殼體(21)、安裝在殼體(21)中的靜觸點(22)、靜觸點支架(23)、防塵蓋轉軸(24)、防塵蓋(25)、防塵蓋復位彈簧(26)、復位拐臂(27)，兩平行的靜觸點支架(23)固定在底座上，靜觸點(22)固定連接在靜觸點支架(23)上；殼體(21)的頂端帶有條狀孔，條狀孔的兩側各安裝一防塵蓋轉軸(24)，防塵蓋(25)和復位拐臂(27)固定連接成一定角度，安裝在防塵蓋轉軸(24)上，復位拐臂(27)上連接防塵蓋復位彈簧(26)，防塵蓋復位彈簧(26)的另一端固定連接在底座上。
5.根據權利要求1或2所述的一種雙側斷開隔離開關，其特徵是絕緣旋轉柱(3)下端的蝸輪蝸杆機構通過永磁操作機構與驅動機構連接；所述的永磁操作機構包括與驅動裝置(735)傳動連接的儲能彈簧箱(7)、雙穩態換向器(8)，儲能彈簧箱(7)中設置有支架(71)，支架(71)上通過軸承安裝有橫軸(72)，橫軸(72)的一端固定安裝儲能制動盤(73)，另一端固定安裝彈簧內支撐盤(74)，另有彈簧外支撐盤(75)通過軸承安裝在支架(71)上，盤式彈簧(76)一端固定在彈簧內支撐盤(74)上，另一端固定在彈簧外支撐盤(75)上；彈簧外支撐盤(75)通過儲能蝸輪蝸杆裝置(77)與驅動裝置(735)傳動連接；橫軸(72)通過連軸器連接雙穩態換向器(8)的輸入軸(81)，雙穩態換向器(8)的輸出軸(82)通過蝸輪蝸杆裝置與絕緣旋轉柱(3)傳動連接；雙穩態換向器(8)的輸入軸(81)、輸出軸(82)、過渡軸(83)通過軸承安裝在箱體中，其中輸入軸(81)上固定安裝有輸入軸合閘齒輪(84)和輸入軸常嚙合齒輪(85)，輸出軸(82)上通過花鍵鍵槽機構滑動安裝有輸出軸雙連齒輪(86)，過渡軸(83)上固定安裝有過渡軸常嚙合齒輪(87)和過渡軸分閘齒輪(88)，輸入軸常嚙合齒輪(85)與過渡軸常嚙合齒輪(87)嚙合，輸出軸雙連齒輪(86)在輸出軸(82)上滑移的時候分別與輸入軸合閘齒輪(84)或過渡軸分閘齒輪(88)嚙合，輸出軸雙連齒輪(86)上連接撥叉(89)。
專利摘要本實用新型涉及一種隔離開關，尤其是用於特高壓或超高壓線路的特高壓摺疊式水平分合隔離開關。採用雙平行四邊行框架結構的摺疊式旋臂，摺疊臂採用齒輪傳遞，動作的準確性提高；利用獨立的絕緣旋轉柱驅動旋臂，旋臂支撐絕緣柱只承重不旋轉，分、合閘旋轉動力由獨立的絕緣旋轉柱承擔。本實用新型大幅度減少了隔離開關的佔地面積，降低了工程造價，同時也減小了慣性扭矩，穩定性和使用壽命大幅度提高。
文檔編號H01H31/16GK2906885SQ20062011435
公開日2007年5月30日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者王光順 申請人:王光順