一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构的制作方法

1.本实用新型属于高压开关技术领域，尤其是涉及一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构。


背景技术：

2.国家电网公司为明确变电站一键顺控技术相关设备、功能、安装、调试、验收及运行维护等要求，结合自主可控新一代变电站二次系统总体方案，由国网设备部组织制定了变电站一键顺控技术导则(试行)，并且《国家电网有限公司35-750kv输变电工程通用设计、通用设备应用目录(2021年版)》中的3.6.2条规定，“根据“一键顺控”需求，接地开关在分闸、合闸位置各增加1只微动开关，”已经明确指出了未来的研究方向；
3.目前由于故障接地开关需要在短时间内进行合闸操作，整体机构振动较大，无法准确的对触头位置给予指示，针对国网要求和设计难点，我们需要设计新的结构。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构，以在满足故障接地开关分合闸等基本功能的基础上，附加满足《变电站一键顺控技术导则》要求的一键顺控功能。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构，包括箱体、上板、输出轴、电机、辅助开关、拐臂连杆、第一微动开关和第二微动开关，上板、电机、辅助开关分别安装至箱体内壁，且上板位于电机和辅助开关之间，电机的转动轴固接至蜗杆，输出轴底端与箱体内壁底面活动套接，输出轴外部依次固定套接弹簧单元的一端、蜗轮、凸轮、拐臂连杆的一端，且蜗轮和凸轮之间设有上板，且上板内部与输出轴活动套接，第一微动开关、第二微动开关沿着凸轮外围分别安装至上板顶面，弹簧单元的另一端铰接至箱体一侧内壁，拐臂连杆的另一端固接至辅助开关的开关轴，电机通过导线分别连接至辅助开关、外置开关，外置开关安装至箱体外壁，第一微动开关、第二微动开关分别导线连接至外部电路，蜗杆与蜗轮啮合传动。
7.进一步的，弹簧单元包括弹簧、伸缩杆、连接环和铰接块，伸缩杆两端分别固接至铰接块、连接环，且伸缩杆外围套接弹簧，铰接块与箱体左侧内壁铰接，连接环内壁固定套接至输出轴外壁，且连接环位于箱体内壁底面和蜗轮之间。
8.进一步的，凸轮和拐臂连杆之间设有制动板，且制动板活动套接至凸轮外围，上板顶面两侧分别安装第一缓冲器、第二缓冲器。
9.进一步的，制动板横截面为人字形结构。
10.进一步的，第一缓冲器和第二缓冲器均为液压缓冲器。
11.进一步的，凸轮以平键的方式与输出轴连接，且凸轮、第一微动开关和第二微动开关位于同一水平面。
12.相对于现有技术，本实用新型所述的一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构具有以下有益效果：
13.(1)本实用新型所述的一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构，一键顺控功能是通过凸轮分别和第一微动开关、第二微动开关实现的，通过输出轴转动使凸轮压接第一微动开关或者第二微动开关，通过第一微动开关和第二微动开关状态的改变向中控室传输故障接地开关分闸、合闸的位置信号。
14.(2)本实用新型所述的一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构，在故障接地开关装配完成后，仅需使用工装将一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构安装在故障接地开关上即可，非常的简单便捷，模块化程度高，功能齐全，产品质量得到了很好的保证。
附图说明
15.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1为本实用新型实施例所述的一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构的内部俯视示意图；
17.图2为本实用新型实施例所述的弹簧单元、蜗轮、上板输出轴、第一缓冲器、第二缓冲器、电机、第一微动开关和第二微动开关装配示意图；
18.图3为本实用新型实施例所述的上板、第一微动开关和第二微动开关的装配示意图。
19.附图标记说明：
20.1-箱体；2-弹簧单元；21-弹簧；22-伸缩杆；23-连接环；24-铰接块；3-蜗轮；4-蜗杆；5-上板；6-输出轴；7-制动板；81-第一缓冲器；82-第二缓冲器；9-凸轮；10-电机；11-辅助开关；121-第一微动开关；122-第二微动开关；13-拐臂连杆。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
25.如图1-3所示，一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构包括：箱体1、弹簧单元2、蜗轮3、蜗杆4、上板5、输出轴6、制动板7、凸轮9、电机10、辅助开关11、拐臂连杆13(拐臂连杆13型号为8bn101799)、第一缓冲器81、第二缓冲器82、第一微动开关121和第二微动开关122，箱体1前后两端内壁分别安装电机10、辅助开关11，电机10的转动轴固接至蜗杆4，输出轴6底端穿过箱体1内壁底面中心位置后通过花键连接至故障接地开关，输出轴6底端与箱体1内壁底面中心位置活动套接(箱体1内壁底面中心位置设有用于穿过输出轴6底端的第二预留孔，输出轴6底端通过第二轴承活动套接至第二预留孔内壁，第二轴承外环外侧壁固接至第二预留孔内壁，第一轴承内环内侧壁固接至输出轴6底端)，输出轴6顶端依次穿过弹簧单元2的一端、蜗轮3、上板5、凸轮9、制动板7、拐臂连杆13的一端，且输出轴6顶端与上板5中心位置活动套接(上板5中心位置设有用于穿过输出轴6的第一预留孔，输出轴6顶端通过第一轴承活动套接至上板5的第一预留孔内壁，第一轴承外环外侧壁固接至第一预留孔内壁，第一轴承内环内侧壁固接至输出轴6顶端)，输出轴6顶端分别与弹簧单元2的一端、蜗轮3、凸轮9、制动板7、拐臂连杆13的一端固定套接，弹簧单元2的另一端铰接至箱体1左端内壁，上板5通过若干螺栓固接至箱体1内壁底面，制动板7横截面为人字形结构，蜗轮3与蜗杆4啮合，拐臂连杆13的另一端固接至辅助开关11的开关轴，第一缓冲器81、第二缓冲器82分别安装至上板5后端顶面的左右两侧(第一缓冲器81、第二缓冲器82分别与上板5顶面固接)，第二微动开关122安装至上板5后端顶面中心位置，第一微动开关121安装至上板5前端顶面(第一微动开关121、第二微动开关122分别与上板5顶面固接)，且第一微动开关121位于第二微动开关122的左前方(第一微动开关121、第二微动开关122沿着凸轮9外围分别安装至上板5顶面)，第一微动开关121和第二微动开关122所夹钝角为120
°
，电机10通过导线分别连接至辅助开关11、外置开关，外置开关安装至箱体1外壁，第一微动开关121、第二微动开关122分别导线连接至外部电路，电机10为常见的串励交直流两用电机，抗故障能力强，第一微动开关121和第二微动开关122型号均为csk2-za-10，辅助开关11型号为fa-16c01，外置开关为普通的倒顺开关，一键顺控功能是通过凸轮9分别和第一微动开关121、第二微动开关122实现的，通过输出轴6转动使凸轮9压接第一微动开关121或者第二微动开关122，通过第一微动开关121和第二微动开关122状态的改变向中控室传输故障接地开关分闸、合闸的位置信号，在故障接地开关装配完成后，仅需使用工装将一种带一键顺控功能的故障接地开关用弹簧操动机构安装在故障接地开关上即可，非常的简单便捷，模块化程度高，功能齐全，产品质量得到了很好的保证，制动板7的端部形状在接触第一缓冲器81或第二缓冲器82时能有效的导向，使第一缓冲器81、第二缓冲器82不至于倾斜造成损坏；制动板7的人字形能有效的加强制动板7的强度；拐臂连杆13是关节轴承结构，可以有效的在三维立体空间中进行传动，并且减少传动间隙，保证了足够的精度，电机10的转动轴带动蜗杆4，蜗杆4与蜗轮3啮合传动，蜗轮3推动弹簧单元2进行储能，弹簧单元2储能后释放推动输出轴6来实现故障接地开关的分合闸，输出轴6通过拐臂连杆13带动辅助开关11的开关轴，由辅助开关11切断电机10的电源，使电机10停转，凸轮9以平键的方式与输出轴6连接，且凸轮
9、第一微动开关121和第二微动开关122位于同一水平面，保证了凸轮9能够拨动第一微动开关121和第二微动开关122。
26.如图2所示，弹簧单元2包括弹簧21、伸缩杆22、连接环23和铰接块24，伸缩杆22两端分别固接至铰接块24、连接环23，且伸缩杆22外围套接弹簧21(弹簧21两端分别固接至铰接块24、连接环23)，铰接块24与箱体1左侧内壁铰接，连接环23内壁固定套接至输出轴6外壁，且连接环23位于箱体1内壁底面和蜗轮3之间，蜗杆4与蜗轮3啮合减速(增大转矩减速转动)，使蜗轮3转动压缩弹簧单元2的弹簧21，伸缩杆22为弹簧21提供导向作用，弹簧21起储能助推作用，弹簧21采用抗疲劳弹簧钢材料，能有效增加弹簧单元2的使用寿命，并且弹簧21的刚度足够带动输出轴6进行快速分合闸。
27.如图1所示，第一缓冲器81和第二缓冲器82均为液压缓冲器，且型号均为8bn101660，起缓冲作用。
28.本实用新型的工作原理：初始状态时：故障接地开关处于分闸状态，制动板7左端接触第一缓冲器81，且使第一缓冲器81完全压缩，如图1所示，凸轮9拨动第二微动开关122，弹簧21处于正常状态；
29.以分闸状态到合闸状态为例，工作人员打开外置开关，使得电机10开始工作，电机10转动轴转动，电机10转动轴带动蜗杆4转动，蜗杆4带动涡轮3逆时针转动，因为输出轴6顶端分别与弹簧单元2的一端、蜗轮3、凸轮9、制动板7、拐臂连杆13的一端固定套接，所以涡轮3带动输出轴6逆时针转动，输出轴6同时带动连接环23、凸轮9、制动板7、拐臂连杆13的一端转动，连接环23带动伸缩杆22和弹簧21转动，因为铰接块24与箱体1左侧内壁铰接，所以伸缩杆22、弹簧21同时被铰接块24和连接环23压缩，弹簧21储能，当弹簧21储能达到水平临界点时，弹簧21快速释放能量，使输出轴6快速合闸(使输出轴6快速逆时针转动，达到快速合闸的目的)，当凸轮9拨动第一微动开关121时(如图3所示)，制动板7的右端已经接触第二缓冲器82，且第二缓冲器82已经完全压缩，同时拐臂连杆13的另一端已经拨动辅助开关11的开关轴，辅助开关11使得电机10停止转动，第一微动开关121传输合闸信号，第一微动开关121、第二微动开关122和辅助开关11传输的信号即作为两种确认方式共同传输至中控室实现一键顺控功能。
30.电源的提供属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械装置，外部电路和故障接地开关也不包含在本实用新型的保护范围以内，只是告知第一微动开关121、第二微动开关122触发连接的部件，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。