一种用于XGN2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构的制作方法

一种用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构
技术领域
1.本发明涉及一种用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构。


背景技术：

2.xgn2高压开关柜是目前使用较多的国产型高压开关柜，广泛应用于工业及民用电缆环网及供电终端，作为接收和分配电能之用，具有结构简单、操作灵活、安装方便、连锁可靠等特点。
3.xgn2高压开关柜的结构特点是隔离开关和接地开关分别由手动操作机构控制，因此要求操作人员遵守操作规程进行操作，但是，随着倡导建设智能化变电站，需要有应对此种柜型智能化操作的解决方案，而隔离开关和接地开关操作机构的电动化设计是实现智能化操作的关键。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、安全可靠、可实现接地开关和隔离开关电动化操作的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构。
5.本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于，包括具有第一主动轮的电动转轴、第二主动轮、第三主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述第二主动轮和第三主动轮同轴安装，所述第一从动轮和第二从动轮同轴安装并分别连接接地开关和隔离开关的拐臂连杆，所述第二主动轮和第三主动轮均由完全齿轮和不完全齿轮组成，所述第二主动轮和第三主动轮的不完全齿轮的有效齿设置区间错开且有效齿分别与所述第一从动轮、第二从动轮啮合，而完全齿轮分别与所述第一主动轮啮合，使得第二主动轮和第三主动轮在第一主动轮的带动下利用不完全齿轮的有效齿交错触发第一从动轮和第二从动轮按五防操作顺序旋转，从而实现接地开关和隔离开关的电动化操作。
6.本发明可以实现接地开关和隔离开关的电动化操作，并且可以使用同一个电机带动，从接地合闸、隔离分闸(隔离合闸、接地分闸)切换到隔离合闸、接地分闸(接地合闸、隔离分闸)位置，结构简单、电动操作方便、安全可靠。本发明实现了隔离开关和接地开关操作机构的电动化设计，解决了xgn2高压开关柜智能化操作的关键问题。
7.本发明所述第一主动轮为一个齿轮，同时和第二主动轮、第三主动轮的完全齿轮啮合。
8.本发明所述第一主动轮为一对同轴安装的齿轮，分别和第二主动轮、第三主动轮的完全齿轮啮合。
9.本发明所述第二主动轮和第三主动轮的有效齿设置区间均为一段，所述有效齿设置区间在轮体圆周上的长度根据第一从动轮和第二从动轮的旋转角度确定。在有效齿设置区间内主动轮可带动从动轮转动，在非有效齿设置区间内主动轮空转并且不会带动从动轮转动。
10.本发明在所述第二主动轮和第三主动轮的非有效齿设置区间内分别设有中间位置区间，所述第三主动轮上的中间位置区间是所述第二主动轮的有效齿设置区间在所述第三主动轮圆周上的投影区域和第三主动轮的有效齿设置区间之间的区域，所述第二主动轮上的中间位置区间是所述第三主动轮的有效齿设置区间在所述第二主动轮圆周上的投影区域和第二主动轮的有效齿设置区间之间的区域，当所述第二主动轮和第三主动轮转动至其上的中间位置区间分别与第一从动轮、第二从动轮相对时，第二主动轮和第三主动轮均空转而对应处于接地分闸和隔离分闸状态。
11.本发明所述第一从动轮连接接地开关和第二从动轮连接隔离开关的初始位置为接地合闸、隔离分闸或接地分闸、隔离合闸。
12.本发明所述电动转轴可正反转，从而带动接地开关和隔离开关从接地合闸、隔离分闸或者隔离合闸、接地分闸切换到隔离合闸、接地分闸或者接地合闸、隔离分闸。
13.本发明在所述第一从动轮和第二从动轮的轮体上设有用于固定接地开关和隔离开关拐臂连杆的连接销轴。
14.本发明所述电动转轴是电机的动力输出轴，所述电机、安装有所述第二主动轮和第三主动轮的第一传动轴、安装有所述第一从动轮和第二从动轮的第二传动轴均固定在安装板上。
15.本发明所述第二主动轮和第三主动轮的完全齿轮和不完全齿轮一体制成或者分体制成并连接成一体。
16.与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
17.⑴
本发明可以实现接地开关和隔离开关的电动化操作，并且可以使用同一个电机带动，从接地合闸、隔离分闸(隔离合闸、接地分闸)切换到隔离合闸、接地分闸(接地合闸、隔离分闸)位置，实现了隔离开关和接地开关操作机构的电动化设计，解决了xgn2高压开关柜智能化操作的关键问题。
18.⑵
本发明结构简单、制造成本低、运行平稳、功能稳定、方便控制，适于广泛推广和使用。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
20.图1是本发明的立体结构示意图；
21.图2是本发明的传动原理示意图之一(电机正转)；
22.图3是本发明的传动原理示意图之二(电机反转)。
23.图中：1-电机；2-电动转轴；3-第二主动轮；4-第三主动轮；5-第一从动轮；6-第二从动轮；7-第一连接销轴；8-第二连接销轴；9-第一传动轴；10-第二传动轴；11-安装板；12-第一主动轮；13-完全齿轮；14-不完全齿轮；15-隔离开关拐臂连杆；16-接地开关拐臂连杆；18-隔离开关；19-接地开关。
具体实施方式
24.如图1～3所示，是本发明一种用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，它包括安装板11、具有电动转轴2的电机1、安装在电动转轴2上的第一主动轮12、第二主动
轮3、第三主动轮4、第一从动轮5和第二从动轮6，第二主动轮3和第三主动轮4同轴安装在第一传动轴9上，第一从动轮5和第二从动轮6同轴安装在第二传动轴10上，电机1、第一传动轴9和第二传动轴10均固定在安装板11上，第一从动轮5的轮体上设有用于固定接地开关19拐臂连杆16的第一连接销轴7，第二从动轮6的轮体上设有用于固定隔离开关18拐臂连杆15的第二连接销轴8。第二主动轮3和第三主动轮4均由完全齿轮13和不完全齿轮14组成，完全齿轮13和不完全齿轮14可以是一体制成，也可以是分体制成并连接成一体。第二主动轮3和第三主动轮4的不完全齿轮14的有效齿设置区间错开且有效齿分别与第一从动轮5、第二从动轮6啮合，而完全齿轮13分别与第一主动轮12啮合，使得第二主动轮3和第三主动轮4在第一主动轮12的带动下利用不完全齿轮14的有效齿交错触发第一从动轮5和第二从动轮6按五防操作顺序旋转，从而实现接地开关和隔离开关的电动化操作。
25.第一主动轮12可以是一个齿轮，同时和第二主动轮3、第三主动轮4的完全齿轮13啮合，也可以是一对同轴安装的齿轮，分别和第二主动轮3、第三主动轮4的完全齿轮13啮合。
26.第二主动轮3和第三主动轮4的有效齿设置区间均为一段，有效齿设置区间在轮体圆周上的长度根据第一从动轮5和第二从动轮6的旋转角度确定。在有效齿设置区间内主动轮可带动从动轮转动，在非有效齿设置区间内主动轮空转并且不会带动从动轮转动。
27.第一从动轮5连接接地开关和第二从动轮6连接隔离开关的初始位置只能为接地合闸、隔离分闸或接地分闸、隔离合闸。随着电机1同方向旋转，第一从动轮5可带动接地开关从合(分)闸位置到分(合)闸位置(在此过程中，第二从动轮6空转)，继续同方向旋转，第二从动轮6可带动隔离开关从分(合)闸位置切换到合(分)闸位置(在此过程中，第一从动轮5空转)。
28.在第二主动轮3和第三主动轮4的非有效齿设置区间内分别设有中间位置区间，第三主动轮4上的中间位置区间是第二主动轮2的有效齿设置区间在第三主动轮4圆周上的投影区域和第三主动轮4的有效齿设置区间之间的区域，第二主动轮3上的中间位置区间是第三主动轮4的有效齿设置区间在第二主动轮3圆周上的投影区域和第二主动轮3的有效齿设置区间之间的区域，当第二主动轮3和第三主动轮4转动至其上的中间位置区间分别与第一从动轮5、第二从动轮6相对时，第二主动轮3和第三主动轮4均空转而对应处于接地分闸和隔离分闸状态。在同一台电机带动下，首先第二主动轮3触发了第一从动轮5，第一从动轮5通过第一连接销轴7带动接地开关拐臂进行切换，此时第三主动轮4空转并且第二从动轮6不动；电机1继续传动，第二主动轮3的有效齿已经转完，第三主动轮4还未啮合到第二从动轮6的首齿，第二主动轮3和第三主动轮4空转，第二主动轮3和第三主动轮4上的这段区间被称为中间位置区间；电机1继续转动，第二主动轮3有效齿已经转完，第一从动轮5位置不变，第三主动轮4啮合到第二从动轮6的首齿，带动第二从动轮6旋转，第二从动轮6通过第二连接销轴8带动隔离开关拐臂进行切换，直到第三主动轮4有效齿旋转完。
29.电机可通过控制器实现电动转轴的正反转，从而带动接地开关和隔离开关从接地合闸、隔离分闸或者隔离合闸、接地分闸切换到隔离合闸、接地分闸或者接地合闸、隔离分闸。
30.本发明的工作原理如下：通过后台远控进行电动操作时，电机1通过电动转轴2带动第二主动轮3和第三主动轮4一起逆时针运动，通过第二主动轮3和第三主动轮4一侧的不
完全齿轮带动第一从动轮5和第二从动轮6按五防操作顺序顺时针(a向)旋转，第一从动轮5和第二从动轮6上分别装有第一连接销轴7和第二连接销轴8，第一连接销轴7和第二连接销轴8分别用于固定接地开关和隔离开关拐臂连杆，从而实现接地开关和隔离开关的电动化操作。
31.本发明的工作过程如下：第二主动轮3和第二主动轮4均由一根电动转轴2上的第一主动轮12带动，电机1旋转时，第二主动轮3和第三主动轮4同时绕轴旋转，第一从动轮5连接接地开关和第二从动轮6连接隔离开关的初始位置为接地合闸、隔离分闸或接地分闸、隔离合闸，通过第二主动轮3和第三主动轮4的不完全齿轮14带动第一从动轮5和第二从动轮6按五防操作顺序顺时针旋转，即当第一从动轮5连接接地开关和第二从动轮6连接隔离开关的初始位置为接地合闸、隔离分闸时，随着电机1同方向旋转，第二主动轮3的有效齿和第一从动轮5啮合带动接地开关从合闸位置切换到分闸位置，在此期间，第三主动轮4的非有效齿设置区间与第二从动轮6相对，第二从动轮6空转，当第二主动轮3的有效齿已经转完，第三主动轮4还未啮合到第二从动轮6的首齿，第二主动轮3和第三主动轮4空转，此时处于接地分闸、隔离分闸状态，电机1继续转动，第三主动轮4啮合到第二从动轮6的首齿，带动第二从动轮6旋转，可带动隔离开关从分闸位置切换到合闸位置，在此期间，第二主动轮3的非有效齿设置区间与第一从动轮5相对，第一从动轮5空转。当第一从动轮5连接接地开关和第二从动轮6连接隔离开关的初始位置为接地分闸、隔离合闸时，其工作过程与上述具体工作过程相似，此不赘述。
32.本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：包括具有第一主动轮的电动转轴、第二主动轮、第三主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述第二主动轮和第三主动轮同轴安装，所述第一从动轮和第二从动轮同轴安装并分别连接接地开关和隔离开关的拐臂连杆，所述第二主动轮和第三主动轮均由完全齿轮和不完全齿轮组成，所述第二主动轮和第三主动轮的不完全齿轮的有效齿设置区间错开且有效齿分别与所述第一从动轮、第二从动轮啮合，而完全齿轮分别与所述第一主动轮啮合，使得第二主动轮和第三主动轮在第一主动轮的带动下利用不完全齿轮的有效齿交错触发第一从动轮和第二从动轮按五防操作顺序旋转，从而实现接地开关和隔离开关的电动化操作。2.根据权利要求1所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述第一主动轮为一个齿轮，同时和第二主动轮、第三主动轮的完全齿轮啮合。3.根据权利要求1所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述第一主动轮为一对同轴安装的齿轮，分别和第二主动轮、第三主动轮的完全齿轮啮合。4.根据权利要求2或3所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述第二主动轮和第三主动轮的有效齿设置区间均为一段，所述有效齿设置区间在轮体圆周上的长度根据第一从动轮和第二从动轮的旋转角度确定。5.根据权利要求4所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：在所述第二主动轮和第三主动轮的非有效齿设置区间内分别设有中间位置区间，所述第三主动轮上的中间位置区间是所述第二主动轮的有效齿设置区间在所述第三主动轮圆周上的投影区域和第三主动轮的有效齿设置区间之间的区域，所述第二主动轮上的中间位置区间是所述第三主动轮的有效齿设置区间在所述第二主动轮圆周上的投影区域和第二主动轮的有效齿设置区间之间的区域，当所述第二主动轮和第三主动轮转动至其上的中间位置区间分别与第一从动轮、第二从动轮相对时，第二主动轮和第三主动轮均空转而对应处于接地分闸和隔离分闸状态。6.根据权利要求5所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述第一从动轮连接接地开关和第二从动轮连接隔离开关的初始位置为接地合闸、隔离分闸或接地分闸、隔离合闸。7.根据权利要求6所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述电动转轴可正反转，从而带动接地开关和隔离开关从接地合闸、隔离分闸或者隔离合闸、接地分闸切换到隔离合闸、接地分闸或者接地合闸、隔离分闸。8.根据权利要求7所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：在所述第一从动轮和第二从动轮的轮体上设有用于固定接地开关和隔离开关拐臂连杆的连接销轴。9.根据权利要求8所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述电动转轴是电机的动力输出轴，所述电机、安装有所述第二主动轮和第三主动轮的第一传动轴、安装有所述第一从动轮和第二从动轮的第二传动轴均固定在安装板上。10.根据权利要求9所述的用于xgn2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，其特征在于：所述第二主动轮和第三主动轮的完全齿轮和不完全齿轮一体制成或者分体制成并连接成一体。

技术总结
本发明公开了一种用于XGN2高压开关柜的接地及隔离电动操作机构，包括具有第一主动轮的电动转轴、第二主动轮、第三主动轮、第一从动轮和第二从动轮，第二主动轮和第三主动轮同轴安装，第一从动轮和第二从动轮同轴安装并分别连接接地开关和隔离开关拐臂连杆，第二主动轮和第三主动轮均由完全齿轮和不完全齿轮组成，第二主动轮和第三主动轮的不完全齿轮的有效齿设置区间错开且有效齿分别与第一从动轮、第二从动轮啮合，完全齿轮分别与第一主动轮啮合，第二主动轮和第三主动轮在第一主动轮带动下利用不完全齿轮的有效齿交错触发第一从动轮和第二从动轮按五防操作顺序旋转，实现接地开关和隔离开关电动化操作，结构简单、电动操作方便、安全可靠。安全可靠。安全可靠。


技术研发人员：赵玉芝 余文智 冯剑平 林敬福 郑德智 韦楠
受保护的技术使用者：广州致新电力科技有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/21