一种三相联动GIS开关的分合闸双确认结构的制作方法

一种三相联动gis开关的分合闸双确认结构
技术领域
1.本发明属于高压电器设备技术领域，具体涉及一种三相联动gis开关的分合闸双确认结构。


背景技术：

2.目前252kv gis三工位隔离接地开关三相联动结构是机构将电信号转化为机械能，通过机构输出轴传递给三工位隔离接地开关本体，带动实现分合闸动作。通过机构内部的辅助开关反馈其分合闸位置的电信号，不能满足“一键顺控”双确认即至少应有两个非同样原理或非同源指示隔离开关位置变化的要求。
3.目前，gis三相联动隔离开关结构分合闸时，通过机构内部的辅助开关反馈二次信号至后台，但是非机构相的分合闸状态无法判别，需要到现场，目视其分合状态，增加人工成本，效率低，并且这两种判别方式属于同源，不能准确的表示其开关本体的正确分合闸位置，存在误判情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种三相联动gis开关的分合闸双确认结构，基于gis隔离开关三相联动结构，在中间相和边相的齿轮箱里分别增加一个从相本体输出轴引出的第二确认结构，反馈分、合闸位置监测信号作为第二判据，与第一确认结构反馈的第一判据-机构相辅助开关接点信号，形成非同源的分合闸位置指示，构成隔离开关分、合闸位置的“双确认”结构。仅当所有判据指示均与分合闸操作指令一致时，才能确认该设备已操作到位，确保隔离开关分合闸位置的准确性，避免对隔离开关位置的误判，在满足国网新增一键顺控的要求的同时，提高了操作效率和准确性；而且该双确认结构的结构简单，适用范围广，制造和维护成本低，抗干扰能力强，可靠性与准确性高。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种三相联动gis开关的分合闸双确认结构，所述gis隔离开关的分合闸执行机构包括驱动单元和与之连接的三个齿轮传动单元，所述驱动单元设置在机构相中，所述齿轮传动单元设置在对应三相的齿轮箱中，与对应相的动触头连接，包括第一确认结构和两个第二确认结构；
7.其中，所述第一确认结构安装在机构相中，与驱动单元中驱动电机的输出轴相连，用于检测驱动电机输出轴的转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作；
8.所述第二确认结构设置有三个，分别安装在一个中间相和两个边相的齿轮箱中，与齿轮传动单元中进入齿轮箱的中间传动轴和离开齿轮箱的相本体输出轴相连，用于检测相本体输出轴的转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作。
9.进一步，所述第二确认结构包括三角状的锥齿轮传动机构，所述锥齿轮传动机构的三端分别与中间传动轴、相本体输出轴和检测转动轴连接，围绕所述检测转动轴的周边设置有多个行程开关，其上固定设置有叠状凸轮触发件，通过叠状凸轮触发件与不同的行
程开关接触触发，以判定gis隔离开关的分合闸操作。
10.进一步，所述锥齿轮传动机构包括同轴设置在中间传动轴上的第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮相对设置、结构相同，且均与第四锥齿轮啮合，
11.所述第一锥齿轮固定设置在中间传动轴上，所述第二锥齿轮、第三锥齿轮固定连接一起且转动设置在中间传动轴上，所述第四锥齿轮固定设置在相本体输出轴上，
12.所述第三锥齿轮的外径大于第一锥齿轮、第二锥齿轮，且与第五锥齿轮啮合，所述第五锥齿轮固定设置在检测转动轴上，
13.所述驱动电机带动中间传动轴转动，由中间传动轴依次带动第一锥齿轮、相本体输出轴的第四锥齿轮、第二锥齿轮连同第三锥齿轮、第五锥齿轮转动，从而带动检测转动轴转动，进而带动叠状凸轮触发件转动，实现与不同的行程开关接触触发。
14.进一步，所述第二锥齿轮与第三锥齿轮通过连接键固定连接在一起，两者通过滚针轴承转动设置在中间传动轴上。
15.进一步，所述叠状凸轮触发件包括同轴间隔设置的三个类凸轮件，由上至下依次记为第一类凸轮件、第二类凸轮件和第三类凸轮件，它们相错设置，其均包括圆环状本体，
16.对于第一类凸轮件、第二类凸轮件，在所述圆环状本体的部分边缘设置有弧状凸起，
17.对于第三类凸轮件，在所述圆环状本体的边缘设置有方形凸起。
18.进一步，所述行程开关设置有四个行程开关，两个行程开关为一组，两组行程开关间隔设置，第一组行程开关分别对应第一类凸轮件、第三类凸轮件，第二组行程开关分别对应第一类凸轮件、第二类凸轮件。
19.进一步，所述圆环状本体的内圈呈六边形，与检测转动轴的外径配合。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1.第一确认结构选用机构相中驱动电机的输出轴为判定依据，根据其转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作；第二确认结构安装在中间相和边相的齿轮箱中，选用相本体输出轴为判定依据，同样根据其转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作，三个第二确认结构分别直接指示三相本体分合闸执行机构末端的执行位置，确保隔离开关分合闸位置的准确性；
22.同时第一确认结构指示三相联动gis隔离开关分合闸指令执行机构的传动起始端即驱动电机输出轴，而第二确认结构指示三相联动gis隔离开关分合闸指令执行机构的传动末端即相本体输出轴，更靠近各相的动触头，它们属于异源指示，只有当所有判据指示均与分合闸操作指令一致时，才能确认该设备已操作到位，提高了操作的效率和准确性。
23.2.第二确认结构采用三角式的锥齿轮传动机构，巧妙地将中间传动轴、相本体输出轴和检测转动轴连接在一起，并通过设置在检测转动轴上的叠状凸轮触发件和行程开关的配合，实现对gis隔离开关的分合闸操作的确认，其结构紧凑，传动简洁，适用范围广，制造和维护成本低，抗干扰能力强，可靠性高。
附图说明
24.图1为本发明的252kv gis隔离接地开关双确认三相联动的结构示意图；
25.图2为本发明的第一确认结构的剖面结构示意图；
26.图3为本发明的第二确认结构的结构示意图一；
27.图4为本发明的第二确认结构的结构示意图一；
28.图5为本发明的第二确认结构的剖面示意图；
29.图6为本发明的叠状凸轮触发件的结构示意图一；
30.图7为本发明的叠状凸轮触发件的结构示意图二；
31.图中：1-丝杆，2-齿轮传动结构，3-驱动电机，4-丝杠螺母，5-扇形凸轮，6-辅助开关，7-中间传动轴，8-相本体输出轴，9-检测转动轴，10-行程开关，11-叠状凸轮触发件，1101-类凸轮件，1102-弧状凸起，1103-方形凸起，12-第一锥齿轮，13-第二锥齿轮，14-第三锥齿轮，15-第四锥齿轮，16-滚针轴承，17-第五锥齿轮，18-机构相，19-齿轮箱。
具体实施方式
32.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
33.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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。当两个元件“固定连接”或“回转连接”时，两个元件可以直接连接或者也可以存在居中的元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。固接或固定连接方式可以为螺接或焊接或铆接或插接或通过第三个部件进行连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
35.本发明提供了一种三相联动gis开关的分合闸双确认结构，如图1所示，该gis隔离开关的分合闸执行机构包括驱动单元和与之连接的三个齿轮传动单元，该驱动单元设置在机构相18中，该齿轮传动单元设置在对应三相的齿轮箱19中，与对应相的动触头连接，包括第一确认结构和两个第二确认结构；其中，该第一确认结构安装在机构相18中，与驱动单元中驱动电机的输出轴相连，用于检测驱动电机输出轴的转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作；该第二确认结构设置有三个，分别安装在一个中间相和两个边相的齿轮箱19中，与齿轮传动单元中进入齿轮箱19的中间传动轴和离开齿轮18的相本体输出轴相连，用于检测相本体输出轴的转动角度判定gis隔离开关的分合闸操作。具体如下：
36.如图2所示，该第一确认结构包括平行设置的丝杆1，其一端分别通过齿轮传动结
构2与隔离开关/接地开关的分合闸机构的驱动电机3的输出轴连接，其上还设置有丝杠螺母4，两个丝杆1之间设置有扇形凸轮5，每一侧分别设置有两个辅助开关6，两个辅助开关6间隔设置，这样，驱动电机通过齿轮传动带动丝杆转动，从而带动丝杠螺母沿丝杆上下运动，再由丝杠螺母推动扇形凸轮的一侧向另一侧转动，与对应的辅助开关接触触发，从而输出对应的分合闸信号即为第一次分合闸的判定信号。
37.如图3-5所示，该第二确认结构包括三角状的锥齿轮传动机构，该锥齿轮传动机构的三端分别与中间传动轴7、相本体输出轴8和检测转动轴9连接，围绕检测转动轴9的周边设置有多个行程开关10，其上固定设置有叠状凸轮触发件11，通过叠状凸轮触发件11与不同的行程开关接触触发，以判定gis隔离开关的分合闸操作。这样通过驱动电机带动中间传动轴转动，再依次带动相本体输出轴、检测转动轴转动，进而带动叠状凸轮触发件转动，以便和不同的行程开关接触，从而判定gis隔离开关的分合闸操作。
38.具体地，该锥齿轮传动机构包括同轴设置在中间传动轴上的第一锥齿轮12、第二锥齿轮13和第三锥齿轮14，该第一锥齿轮12、第二锥齿轮13相对设置、结构相同，且均与第四锥齿轮15啮合，该第一锥齿轮12固定设置在中间传动轴上，两者同步转动，该第二锥齿轮13、第三锥齿轮14固定连接一起且转动设置在中间传动轴7上，可以通过螺钉或者连接键等将两者连接起来，通过滚针轴承16将第二锥齿轮13、第三锥齿轮14转动连接在中间传动轴7上，该第四锥齿轮15固定设置在相本体输出轴8上，同时该第三锥齿轮14的外径大于第一锥齿轮12、第二锥齿轮13，且与第五锥齿轮17啮合，该第五锥齿轮17固定设置在检测转动轴9上，这样，在驱动电机的带动下，中间传动轴转动，由此依次带动第一锥齿轮转动，与之啮合的相本体输出轴的第四锥齿轮转动，还有与第四锥齿轮啮合的第二锥齿轮连同第三锥齿轮转动、再由第三锥齿轮带动第五锥齿轮转动，从而带动检测转动轴转动，进而带动叠状凸轮触发件转动，实现与不同的行程开关接触触发。
39.为了配合gis开关中隔离开关和接地开关的分合闸操作确认，如图6-7所示，该叠状凸轮触发件11包括同轴间隔设置的三个类凸轮件1101，由上至下依次记为第一类凸轮件、第二类凸轮件和第三类凸轮件，它们相错设置，其均包括圆环状本体，该圆环状杯体的内圈可呈六边形，与检测转动轴的外径配合，便于实现固定连接，
40.对于第一类凸轮件、第二类凸轮件，在圆环状本体的部分边缘设置有弧状凸起1102，其弧长可以根据隔离开关或者接地开关的分合闸行程而定，对于第三类凸轮件，在圆环状本体的边缘设置有方形凸起1103；
41.该行程开关12设置有四个行程开关，两个行程开关为一组，两组行程开关间隔设置，其间隔距离可以根据隔离开关或者接地开关的分合闸行程而定，分别对应检测隔离开关和接地开关，如第一组行程开关用于检测隔离开关，分别对应第一类凸轮件、第三类凸轮件，第二组行程开关用于检测接地开关，分别对应第一类凸轮件、第二类凸轮件。
42.中间相与边相齿轮箱中第二确认结构工作原理相同，以中间相齿轮箱为例，其分、合闸位置监测信号反馈过程如下：
43.隔离开关合闸时，驱动电机正转，机构相的输出轴带动中间传动轴正向转动，将驱动电机产生的动能传递到齿轮箱中的齿轮传动机构上，带动与其相连的相本体输出轴正向转动，驱动中间相本体执行合闸动作；同时，中间传动轴的正向转动依次带动第一锥齿轮正向转动，与之啮合的相本体输出轴的第四锥齿轮正向转动，还有与第四锥齿轮啮合的第二
锥齿轮连同第三锥齿轮正向转动、再由第三锥齿轮带动第五锥齿轮正向转动，从而带动检测转动轴正向转动，进而带动叠状凸轮触发件上第一类凸轮件的弧状凸起与第一组行程开关的一个行程开关接触触发，输出合闸信号；
44.类似地，分闸时，驱动电机反转，机构相的输出轴带动中间传动轴反向转动，将驱动电机产生的动能传递到齿轮箱中的齿轮传动机构上，带动与其相连的相本体输出轴反向转动，驱动中间相本体执行分闸动作；同时，中间传动轴的正向转动依次带动第一锥齿轮反向转动，与之啮合的相本体输出轴的第四锥齿轮反向转动，还有与第四锥齿轮啮合的第二锥齿轮连同第三锥齿轮反向转动、再由第三锥齿轮带动第五锥齿轮反向转动，从而带动检测转动轴反向转动，进而带动叠状凸轮触发件上第三类凸轮件的方形凸起与第一组行程开关的另一个行程开关接触触发，输出分闸信号；
45.对于接地开关的分合闸信号的判定输出过程和隔离开关类似，只是叠状凸轮触发件上的第一类凸轮件和第二类凸轮件和第二组行程开关相互配合接触触发，输出对应的分合闸信号；
46.第二确认结构设置在齿轮箱中，直接以相本体输出轴的转动角度为判定依据，输出第二次分合闸的判定信号；第一确认结构设置在机构相中，直接以驱动电机的输出轴转动角度为判定依据，输出第一次分合闸的判定信号；两者属于异源判定，只有当第一确认结构和第二确认结构的反馈信号均与分合闸操作指令一致时，才说明三相分合闸动作位置均正确，确保了隔离开关分合闸动作准确执行，相较于单纯按照辅助开关或位置指示器判断隔离开关分、合闸位置，本发明的双确认结构提高了精准度，避免对隔离开关分、合闸的误判。
47.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。