状态保持组件、操动机构、极柱装置及真空开关的制作方法

本发明属于真空开关，具体涉及一种状态保持组件、操动机构、极柱装置及真空开关。

背景技术：

1、本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

2、真空开关在正常使用中为了保证合闸状态的可靠性，都要对触头施加一定的触头压力，目前的真空开关中往往使用具有线性弹性特性的螺旋弹簧作为触头压力簧，但当触头磨损后，动触头会带动弹簧前移，降低了螺旋弹簧对动触头的压力，从而使真空开关的性能和稳定性变差。为了解决这个问题，确保触头接触压力在更加合理范围内，相关技术中通过将具有双稳态特性的膜片弹簧应用在真空开关的操动机构中，通过膜片弹簧正锥状态和反锥状态的非线性弹性特性的改变来实现真空开关的分闸状态和合闸状态的切换，以及保证合闸状态时触头的接触压力。但是，具有膜片弹簧的真空开关在维持合闸状态所需的触头压力时需要的驱动功率较大，真空开关的能耗较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是至少解决真空开关维持合闸状态所需的触头压力时驱动功率大的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

2、本发明的第一方面提出了一种状态保持组件，用于真空开关，所述状态保持组件包括：

3、膜片弹簧，所述膜片弹簧具有第一形变状态和第二形变状态，所述膜片弹簧处于所述第一形变状态时能够使所述真空开关处于合闸状态，所述膜片弹簧处于所述第二形变状态时能够使所述真空开关处于分闸状态；

4、出力部件，所述出力部件包括出力盘，所述出力盘包括第一端和第二端，所述第一端和所述第二端相对设置，所述第二端设置开口，所述出力盘由所述第一端至所述第二端方向呈扩张状，所述第二端与所述膜片弹簧相连，所述出力盘能够在所述膜片弹簧处于所述第一形变状态时将所述膜片弹簧的载荷力输出至所述真空开关的动触头上，以对所述动触头产生触头压力。

5、根据本发明的状态保持组件，可优化并精简现有操动机构，当状态保持组件应用在真空开关的场景下，真空开关处于合闸状态时出力盘对处于第一形变状态下的膜片弹簧预压，产生具有负弹性特性的触头压力并形成超程，这种触头压力会在触头磨损情况下变大或保持不变，保证合闸状态稳定，并且还可通过改变出力盘在膜片弹簧上的嵌接位置来调整出力盘对膜片弹簧的压力大小和行程，可实现在较小驱动力下带来较大载荷输出，减小真空开关分合闸驱动力，提升真空开关的驱动效率。同时通过对膜片弹簧在第二形变状态时受力点的设计，使得真空开关在分闸状态时膜片弹簧处于负弹性特性载荷接近零点的极稳定微预压状态，这种状态可有效抑制分闸反弹，确保分闸状态稳定。

6、另外，根据本发明第一方面的状态保持组件，还可具有如下附加的技术特征：

7、根据本发明一示例性实施例，所述膜片弹簧包括碟簧部分和分离指部分，所述分离指部分包括多个分离指，所述多个分离指中每相邻两个分离指之间形成窗孔，所述出力部件还包括：

8、多个卡勾，所述多个卡勾沿所述第二端的周向方向设置，所述卡勾与所述窗孔卡接配合；

9、第一支承环，所述第一支承环支承在所述膜片弹簧与所述出力盘之间；

10、第二支承环，所述第二支承环支承在所述卡勾与所述膜片弹簧之间。

11、根据本发明一示例性实施例，沿所述膜片弹簧的沿面方向，所述膜片弹簧包括第一固定点和第二固定点，所述第一固定点位于所述碟簧部分，所述第二固定点位于所述分离指部分，所述第一固定点为所述碟簧部分被固定时的定位点，所述第二固定点为所述分离指部分被固定时的定位点，所述第一固定点至所述第二固定点之间的距离为l1,所述第二固定点至所述卡勾的卡接位置的距离为l2,l1/l2的取值范围为1.2～2.5。

12、根据本发明一示例性实施例，所述出力部件还包括：

13、出力轴，所述出力轴设置在所述第一端，所述出力轴用于与所述动触头相连。

14、本发明的第二方面提出了一种操动机构，所述操动机构包括：

15、驱动轴；

16、支承盘组件，所述支承盘组件包括第一支承盘和第二支承盘，所述第一支承盘和/或所述第二支承盘上设置励磁线圈盘，所述第一支承盘、所述第二支承盘和所述励磁线圈盘套设在所述驱动轴上，并与所述驱动轴滑动连接，所述第一支承盘位于所述第二支承盘的上方；

17、本发明第一方面所提出的状态保持组件，所述状态保持组件设置在所述第一支承盘的背离所述第二支承盘的一侧，所述膜片弹簧的分离指部分与所述驱动轴固定连接，所述膜片弹簧的碟簧部分与所述第一支承盘固定连接，所述出力盘罩设在所述驱动轴上，并可随所述驱动轴的移动而移动。

18、本发明的第三方面提出了一种操动机构，所述操动机构包括：

19、驱动轴；

20、支承盘组件，所述支承盘组件包括第一支承盘和第二支承盘，所述第一支承盘和/或所述第二支承盘上设置励磁线圈盘，所述第一支承盘、所述第二支承盘和所述励磁线圈盘套设在所述驱动轴上，并与所述驱动轴滑动连接，所述第一支承盘位于所述第二支承盘的上方；

21、本发明第一方面所提出的状态保持组件，所述状态保持组件设置在所述第二支承盘的背离所述第一支承盘的一侧，所述膜片弹簧的分离指部分与所述驱动轴固定连接，所述膜片弹簧的碟簧部分与所述第二支承盘固定连接，所述出力盘套设在所述驱动轴上并可随所述驱动轴的移动而移动。

22、根据本发明的电磁操动机构，当电磁操动机构应用在真空开关的场景下，通过设置状态保持组件可保证真空开关分闸状态和合闸状态的稳定，同时能有效提升真空开关的驱动效率。

23、根据本发明第一方面和第二方面的操动机构，还可具有如下附加的技术特征：

24、根据本发明一示例性实施例，所述驱动轴包括延伸部，所述延伸部位于所述驱动轴的靠近所述第二支承盘的一端，并伸出所述第二支承盘；

25、所述操动机构还包括手动操作部，所述手动操作部包括设置在所述延伸部上的长孔以及设置在所述长孔内的手动操作轴，所述长孔沿所述延伸部长度方向延伸，所述手动操动轴可沿所述长孔的长度方向滑动。

26、根据本发明一示例性实施例，所述励磁线圈盘有两个，分别为第一励磁线圈盘和第二励磁线圈盘，所述第一励磁线圈盘设置在所述第一支承盘的靠近所述第二支承盘的一侧，所述第二励磁线圈盘设置在所述第二支承盘的靠近所述第一支承盘的一侧，所述操动机构还包括：

27、驱动盘，所述驱动盘套设在所述驱动轴上，并与所述驱动轴固定连接，所述驱动盘位于所述第一励磁线圈盘和所述第二励磁线圈盘之间，所述驱动轴能够通过所述第二励磁线圈盘通电来驱动所述驱动盘与所述第一励磁线圈盘相接触，以使所述膜片弹簧处于所述第一形变状态，所述驱动轴能够通过所述第一励磁线圈盘通电来驱动所述驱动盘与所述第二励磁线圈盘相接触，以使所述膜片弹簧处于所述第二形变状态。

28、本发明第四方面提出了一种极柱装置，所述极柱装置包括极柱模块，所述极柱模块包括：

29、绝缘外壳，所述绝缘外壳内设置操动机构腔和真空灭弧室；

30、动电极，所述动电极包括动触头和动导电杆，所述动导电杆的一端位于所述真空灭弧室内，所述动触头位于设置在所述动导电杆的位于所述真空灭弧室内的一端，所述动导电杆的另一端延伸至所述操动机构腔；

31、静电极，所述静电极包括静触头和静导电杆，所述静导电杆的一端由所述真空灭弧室的外部伸入至所述真空灭弧室内，所述静触头设置在所述静导电杆的位于所述真空灭弧室的一端；

32、操动机构，所述操动机构设置在所述操动机构腔内，所述操动机构包括驱动轴；

33、绝缘连杆，设置在所述操动机构腔内，所述绝缘连杆与所述驱动轴相连；

34、权利要求1-4任意一项所述的状态保持组件，所述状态保持组件设置于所述操动机构腔内，所述膜片弹簧的分离指部分与所述绝缘连杆的远离所述驱动轴的一端固定连接，所述膜片弹簧的碟簧部分与所述操动机构腔的内壁固定连接，所述出力盘固定连接在所述动导电杆的远离所述动触头的一端，并可在所述操动机构驱动所述绝缘连杆移动时带动所述动导电杆移动，以使所述动触头与所述静触头接合或分离。

35、根据本发明的极柱装置，当极柱装置应用在真空开关的场景下，通过设置状态保持组件可保证真空开关分闸状态和合闸状态的稳定，同时能有效降低真空开关合闸时的驱动功率。

36、本发明第五方面提出了一种真空开关，所述真空开关包括本发明第一方面所提出的状态保持组件，或包括本发明第二方面的操动机构，或包括本发明第三方面的操动机构。

37、根据本发明的真空开关，在真空开关处于分闸状态和合闸状态时的可靠性更高，能耗更低，真空开关的响应时间更短、更精准，应用范围广泛、灵活，可实现模块化组合，同时还减少运行维护，可以实现智能控制，可满足从快速开关到常规开关的不同性能要求。