本發(fā)明涉及開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及斷路器及其液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

三相電力系統(tǒng)在運行中，一般不允許缺相運行，要求斷路器進(jìn)行分、合閘操作時三相要同步動作。對中、低壓系統(tǒng)，由于斷路器結(jié)構(gòu)尺寸小，多采用一臺操動機(jī)構(gòu)通過機(jī)械聯(lián)動的方式實現(xiàn)斷路器三相同步動作，對高壓、超高壓電力系統(tǒng)，由于相間距離比較大，斷路器的結(jié)構(gòu)尺寸、操作力及沖擊振動都較大，在結(jié)構(gòu)上不易實現(xiàn)機(jī)械聯(lián)動。

目前，在超高壓、特高壓電力系統(tǒng)中，斷路器的三相聯(lián)動操作一般采用電氣聯(lián)動的方式，電氣聯(lián)動適用于相間距較大、操作力較大的斷路器，通過一個電氣控制柜控制三個液壓操動機(jī)構(gòu)帶動三相斷路器進(jìn)行分、合閘動作。

公告號為cn203733655u、公告日為2014.07.23的中國專利公開的一種分合閘用液壓操動機(jī)構(gòu)，分合閘用液壓操動機(jī)構(gòu)包括由工作缸、與工作缸連通的三級閥等液壓元件組成的操動單元，還包括由控制面板模塊上的電氣控制元件構(gòu)成的電氣控制單元，由一級閥、分合閘二級閥構(gòu)成的液控單元，電氣控制單元和液控單元構(gòu)成液壓操動機(jī)構(gòu)的控制單元。其中，一級閥為用于將電控信號轉(zhuǎn)化為液控信號的電信號轉(zhuǎn)換閥，分、合閘二級閥為用于放大液控信號的放大閥，分閘二級閥、合閘二級閥具有連通的液控信號油口，三級閥為用于控制工作缸動作的動力主閥，三級閥具有與工作缸的無桿腔連通的工作油口、與液控信號油口連通的主閥信號油口、與低壓油腔連通的高壓油出口、與高壓回路連通的高壓油進(jìn)口。斷路器合閘時，液控信號油口輸出高壓信號油進(jìn)入動力主閥，動力主閥的工作油口與高壓油進(jìn)口連通，高壓油進(jìn)入工作缸無桿腔內(nèi)推動活塞桿運動，從而帶動斷路器的開斷組件合閘；斷路器分閘時，分閘二級閥內(nèi)的高壓信號油經(jīng)過液控信號油口回流，動力主閥的工作油口與高壓油出口連通，工作缸無桿腔內(nèi)油壓降低，活塞桿向無桿腔移動，帶動斷路器的開斷組件分閘。該液壓操動機(jī)構(gòu)工作時通過電氣控制單元控制操動單元的動作，對于具有三相的斷路器而言，通常需要電氣聯(lián)動控制三個液壓操動機(jī)構(gòu)帶動斷路器的三相進(jìn)行分合閘操作，每個液壓操動機(jī)構(gòu)均包括控制單元和操動單元，電氣聯(lián)動式液壓操動機(jī)構(gòu)包括三套控制單元和操動單元，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用元器件多，控制回路復(fù)雜，降低了斷路器運行的可靠性，三個液壓操動機(jī)構(gòu)的分散性也會增大斷路器三相分、合閘時間的同期性誤差，另外，采用三臺液壓操動機(jī)構(gòu)使產(chǎn)品成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)，以解決目前的電氣聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)可靠性低、成本高的問題。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種使用上述液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的斷路器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案為：液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)包括液控單元和用于與斷路器的各相一一對應(yīng)的操動單元，所述的操動單元包括動力主閥，所述動力主閥具有主閥信號油口，所述液控單元具有用于與主閥信號油口連通以向主閥信號油口通入高壓信號油和使主閥信號油口與低壓油箱連通的液控信號油口，所述的液控單元為總液控單元，各動力主閥的主閥信號油口同時與所述總液控單元的液控信號油口連接而由總液控單元同時控制。

所述的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)包括低壓油箱和與低壓油箱連通的輔助油箱，所述的低壓油箱與各動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的數(shù)量與動力主閥的數(shù)量相同且輔助油箱與動力主閥一一對應(yīng)，所述的輔助油箱與對應(yīng)的動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的位置高于低壓油箱的位置。

所述的動力主閥包括上閥腔和下閥腔，所述的上閥腔包括上信號腔、高壓腔及設(shè)置在上信號腔與高壓腔之間的上工作腔，所述的上工作腔用于與工作缸的無桿腔連通，上信號腔與上工作腔之間設(shè)有上信號活塞，上工作腔與高壓腔之間設(shè)有與信號活塞聯(lián)動的上閥芯，所述的下閥腔包括下信號腔、用于與低壓油箱連通的低壓腔、設(shè)置在下信號腔與低壓腔之間的下工作腔，所述的下信號腔與上信號腔連通，所述的下工作腔與上工作腔連通，所述的下信號腔與下工作腔之間設(shè)有下信號活塞，所述的下工作腔與低壓腔之間設(shè)有與下信號活塞聯(lián)動的下閥芯。

所述的液控單元包括分配閥，所述的分配閥為液控兩位三通閥，所述的液控兩位三通閥具有分配閥工作油口、分配閥信號油口、用于通入高壓油的分配閥進(jìn)油口、用于與低壓油箱連通的分配閥回油口，所述的分配閥工作油口與各主閥信號油口連通以構(gòu)成所述的液控信號油口。

所述的分配閥進(jìn)油口連接有輔助儲壓器。

本發(fā)明的斷路器的技術(shù)方案為：斷路器包括開斷組件及驅(qū)動開斷組件分合閘的液壓操動機(jī)構(gòu)，液壓操動機(jī)構(gòu)，包括液控單元和用于與斷路器的各相一一對應(yīng)的操動單元，所述的操動單元包括動力主閥，所述動力主閥具有主閥信號油口，所述液控單元具有用于與主閥信號油口連通以向主閥信號油口通入高壓信號油和使主閥信號油口與低壓油箱連通的液控信號油口，所述的液控單元為總液控單元，各動力主閥的主閥信號油口同時與所述總液控單元的液控信號油口連接而由總液控單元同時控制。

所述的液壓操動機(jī)構(gòu)包括低壓油箱和與低壓油箱連通的輔助油箱，所述的低壓油箱與各動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的數(shù)量與動力主閥的數(shù)量相同且輔助油箱與動力主閥一一對應(yīng)，所述的輔助油箱與對應(yīng)的動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的位置高于低壓油箱的位置。

所述的動力主閥包括上閥腔和下閥腔，所述的上閥腔包括上信號腔、高壓腔及設(shè)置在上信號腔與高壓腔之間的上工作腔，所述的上工作腔用于與工作缸的無桿腔連通，上信號腔與上工作腔之間設(shè)有上信號活塞，上工作腔與高壓腔之間設(shè)有與信號活塞聯(lián)動的上閥芯，所述的下閥腔包括下信號腔、用于與低壓油箱連通的低壓腔、設(shè)置在下信號腔與低壓腔之間的下工作腔，所述的下信號腔與上信號腔連通，所述的下工作腔與上工作腔連通，所述的下信號腔與下工作腔之間設(shè)有下信號活塞，所述的下工作腔與低壓腔之間設(shè)有與下信號活塞聯(lián)動的下閥芯。

所述的液控單元包括分配閥，所述的分配閥為液控兩位三通閥，所述的液控兩位三通閥具有分配閥工作油口、分配閥信號油口、用于通入高壓油的分配閥進(jìn)油口、用于與低壓油箱連通的分配閥回油口，所述的分配閥工作油口與各主閥信號油口連通以構(gòu)成所述的液控信號油口。

所述的分配閥進(jìn)油口連接有輔助儲壓器。

本發(fā)明的有益效果為：操動單元的各動力主閥的主閥信號油口同時與總液控單元的液控信號油口連接，與目前的通過電氣聯(lián)動控制的操動機(jī)構(gòu)的電氣聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的斷路器各相對應(yīng)的動力主閥均由總液控單元同時控制，簡化了操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，降低了操動機(jī)構(gòu)的成本，同時通過液壓控制實現(xiàn)操動機(jī)構(gòu)的聯(lián)動，也提高了操動機(jī)構(gòu)的可靠性。

進(jìn)一步的，所述的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)包括低壓油箱和與低壓油箱連通的輔助油箱，所述的低壓油箱與各動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的數(shù)量與動力主閥的數(shù)量相同且輔助油箱與動力主閥一一對應(yīng)，所述的輔助油箱與對應(yīng)的動力主閥的高壓油出口連通，所述的輔助油箱的位置高于低壓油箱的位置，在驅(qū)動工作缸進(jìn)行分閘時，動力主閥的高壓油出口需要向外快速排油，輔助油箱可以加快工作缸排油的過程，從而減小斷路器固有的分閘時間。由于輔助油箱高于低壓油箱，所以輔助油箱內(nèi)的低壓油最終返回到低壓油箱，不影響下次分合閘操作的正常使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的具體實施例的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中d部分的放大視圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的液壓操動機(jī)構(gòu)的原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的具體實施例，如圖1至圖3所示，液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)包括控制單元和與斷路器三相對應(yīng)的三個操動單元a、b、c，液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)還包括油箱模塊11，控制單元包括電氣控制單元和總液控單元1，總液控單元1包括與油箱模塊11連接的分合閘控制模塊12，油箱模塊11包括低壓油箱111、輔助油箱112、主儲壓器113、第一輔助儲壓器114、第二輔助儲壓器115，分合閘控制閥模塊12包括組合控制閥121、與組合控制閥121連接的分配閥122，分配閥122為液控兩位三通閥，分配閥122具有分配閥工作油口1221、分配閥信號油口1222、用于通入高壓油的分配閥進(jìn)油口1223、用于與低壓油箱連通的分配閥回油口1224。

三個操動單元的結(jié)構(gòu)相同，操動單元a包括傳動機(jī)構(gòu)23和與傳動機(jī)構(gòu)連接用于帶動斷路器的斷口組件動作的工作缸21及與工作缸21聯(lián)動的動力主閥22。動力主閥22具有通過信號油路1-a與分配閥工作油口1221連通的主閥信號油口221及與主儲壓器113連接的高壓油進(jìn)口222、與低壓油箱111和輔助油箱112連通的高壓油出口223、與工作缸連通的主閥工作油口224。本實施例中，主儲壓器、第一、二輔助儲壓器均相互連通。分配閥工作油口1221與各主閥信號油口連通以構(gòu)成液控信號油口。

低壓油箱111與各動力主閥22的高壓油出口連通，輔助油箱112的數(shù)量與動力主閥22的數(shù)量相同且輔助油箱112與動力主閥22一一對應(yīng)，輔助油箱112與對應(yīng)的動力主閥22的高壓油出口223連通，輔助油箱112的位置高于低壓油箱111的位置。在驅(qū)動工作缸進(jìn)行分閘時，動力主閥的高壓油出口需要向外快速排油，輔助油箱可以加快工作缸排油的過程，從而減小斷路器固有的分閘時間。由于輔助油箱高于低壓油箱，所以輔助油箱內(nèi)的低壓油最終返回到低壓油箱，不影響下次分合閘操作的正常使用。

動力主閥22包括上閥腔225和下閥腔226，上閥腔225包括上信號腔2251、高壓腔2252及設(shè)置在上信號腔2251與高壓腔2252之間的上工作腔2253，上工作腔2253用于與工作缸21的無桿腔213連通，上信號腔2251與上工作腔2253之間設(shè)有上信號活塞2254，上工作腔2253與高壓腔2252之間設(shè)有與信號活塞聯(lián)動的上閥芯2255，下閥腔226包括下信號腔2261、低壓腔2262及設(shè)置在下信號腔2261與低壓腔2262之間的下工作腔2263，下信號腔2261與上信號腔2251連通，下工作腔2263與上工作腔2253連通，下信號腔2261與下工作腔2263之間設(shè)有下信號活塞2264，下工作腔2263與低壓腔2262之間設(shè)有與下信號活塞聯(lián)動的下閥芯2265，下低壓腔2262與低壓油箱111連通。通過設(shè)置上、下信號活塞，可以提高主動力閥的可靠性，同時方便安裝，裝配時上信號活塞與上閥芯匹配，下信號活塞與下閥芯匹配，降低裝配精度。

各動力主閥的主閥信號油口同時與總液控單元的液控信號油口連接而由總液控單元同時控制，總液控單元1僅設(shè)有與各操動單元同時對應(yīng)的一個。三個操動單元的動力主閥22的主閥信號油口221均與分配閥工作油口1221連通以使三個操動單元并聯(lián)，三個操動單元的分合閘動作由控制單元控制。操動單元a通過信號油路1-a、高壓油路2-a、低壓油路3-a與控制單元連接；操動單元b通過信號油路1-b、高壓油路2-b、低壓油路3-b與控制單元連接；操動單元c通過信號油路1-c、高壓油路2-c、低壓油路3-c與控制單元連接；

工作缸21內(nèi)設(shè)有與傳動機(jī)構(gòu)23連接的活塞桿211，工作缸21具有有桿腔212和無桿腔213，有桿腔212與主儲壓器113連通，無桿腔213與動力主閥22的主閥工作油口224連通。

低壓油箱111連接有油泵116，組合控制閥121的高壓油路與油泵116連接，組合控制閥121的低壓油路與低壓油箱111連接。組合控制閥121包括合閘一級閥1211、分閘一級閥1212和分合閘二級閥1213，本實施例中，分合閘二級閥1213、分配閥122均起到放大流量的作用。分閘一級閥1211與分合閘二級閥1213為集成式一體閥。分合閘一級閥為用于將電控信號轉(zhuǎn)化為液控信號的電液轉(zhuǎn)換閥，分、合閘二級閥和分配閥為用于放大液控信號的液控放大閥。

低壓油箱111與油泵116進(jìn)油口連通，油泵116出油口與防震容器117的進(jìn)油口連通，防震容器117具有兩個防震容器出油口，其中一個防震容器出油口連接有安全閥118，另一個防震容器出油口連接第一輔助儲壓器114，防震容器出油口與第一輔助儲壓器114的油壓工作腔連通。低壓油箱111與輔助儲壓器的輔助儲壓器出油口和安全閥出油口連通。微動開關(guān)119位于輔助儲壓器出油口和低壓油箱111之間，第一輔助儲壓器連接有壓力監(jiān)視裝置120。低壓油箱111通過回油管路與組合控制閥121、分配閥122、動力主閥22連通。其中連接低壓油箱111與組合控制閥121的回油管路在低壓油箱111的端口高于組合控制閥中分閘一級閥閥口的油面高度。

第一輔助儲壓器114的油壓工作腔與信號缸的工作腔、合閘一級閥1211的進(jìn)油口和分合閘二級閥1213的進(jìn)油口連通。合閘一級閥1211的進(jìn)油口與高壓油路連通，分配閥信號油口連接分合閘二級閥1213。分合閘二級閥1213的液控信號油口與分配閥信號油口連通。

工作過程：首先液壓系統(tǒng)建立壓力，電機(jī)mo運轉(zhuǎn)，油泵116的活塞下移使油腔增大，低壓油箱111中的低壓油經(jīng)過過濾器和閥芯e1進(jìn)入油腔，此時，油泵116的活塞上移使油腔內(nèi)的油成為高壓油排出，高壓油經(jīng)過閥芯e3進(jìn)入防震容器117中，由于防震容器117的減震作用，油壓的脈沖撥動被減小，高壓油經(jīng)防震容器117的逆止閥進(jìn)入主儲壓器113、第二輔助儲壓器115和第一輔助儲壓器114。高壓油推動各儲壓器內(nèi)的活塞壓縮各儲壓器內(nèi)的氮氣，使各儲壓器儲能。

各儲壓器的油壓達(dá)到設(shè)定的油壓時，油泵116停止打壓，各儲壓器完成儲能。此時震容器117中的逆止閥芯am關(guān)閉，將油泵116從液壓系統(tǒng)中隔離出來，以減少油壓泄漏。如果控制油泵116停止打壓的電氣線路發(fā)生故障，油泵116打壓超過規(guī)定值，防震容器117中的安全閥芯ag將開啟，泄放高壓、從而保證液壓系統(tǒng)免受過壓的危險。

液壓系統(tǒng)壓力建立完成后，合閘操作時，合閘電磁鐵123接受合閘命令后動作，打開合閘一級閥的閥芯ah1，關(guān)閉閥芯af1，逆止閥閥芯ah6打開，高油壓進(jìn)入分合閘二級閥1213的上部空腔av2，推動分合閘二級閥1213的閥桿向下，打開閥芯ah4，關(guān)閉閥芯ah5，高壓油進(jìn)入分合閘二級閥1213的內(nèi)腔av3，此時高壓油經(jīng)定徑孔an后進(jìn)入分配閥122，關(guān)閉閥芯d3，打開閥芯d4，高壓油進(jìn)入與操動單元連通的三根控制油管到各自操動單元的動力主閥22的上信號腔2251。高壓油進(jìn)入動力主閥22以后，將上閥芯2255打開，下閥芯2265關(guān)閉，主儲壓器113中的高壓油經(jīng)定徑孔n1進(jìn)入工作缸21的合閘端，其活塞受壓面積為me。工作缸的分閘端受常高壓，其活塞受壓面積md。因me>md，所以工作缸活塞向上運動即斷路器合閘。合閘完畢后，工作缸的合閘端繼續(xù)處于高壓下，斷路器維持合閘狀態(tài)。

如果在合閘過程中，合閘電磁鐵斷電，合閘一級閥中的閥芯ah1關(guān)閉，閥芯af1開啟，此時逆止閥芯ah6關(guān)閉，而分合閘二級閥1213的內(nèi)腔av3內(nèi)的高壓油經(jīng)定徑孔ak補(bǔ)充到空腔av2內(nèi)，使分合閘二級閥1213保持在合閘位置以繼續(xù)完成合閘全過程。

在分合閘二級閥1213合閘動作時，其空腔av3的高壓油經(jīng)定徑孔fb1進(jìn)入信號缸fb的合閘端，其活塞受壓面積為fbe，信號缸的分閘端受常高壓，其活塞受壓面積為fbd，因fbe>fbd，所以信號缸活塞向右運動，通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)帶動輔助開關(guān)轉(zhuǎn)動。定徑孔fb1的大小可保證輔助開關(guān)中在合閘位置時閉合的接點，在斷路器合閘到底后才接通。輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換后，其接點將合閘電磁鐵斷電。

分閘操作時，分閘電磁鐵124接受分閘命令后動作，打開分閘一級閥芯ah2，空腔av2內(nèi)的高壓油被降壓，分合閘二級閥1213返回，關(guān)閉閥芯ah4，開啟閥芯ah5，空腔av3內(nèi)的高壓油降壓，分配閥122復(fù)位，閥芯d4關(guān)閉，d3開啟，管路子1-a、1-b、1-c降壓，動力主閥22中的上信號腔2251和下信號腔2261也隨之降壓，上閥芯2255關(guān)閉，而c3開啟，工作缸合閘端的高壓油經(jīng)定徑孔n2被泄到輔助油箱112，該輔助油箱是為了加快工作缸排油的過程，從而減小斷路器的固有分閘時間。由于輔助油箱高于低壓油箱，所以油最終返回到低壓油箱111。由于工作缸的分閘端受常高壓，所以工作缸活塞向下運動，斷路器分閘。分閘完成后，動力主閥中的下閥芯2265在彈簧作用下復(fù)位。由于工作缸分閘端受常高壓，斷路器維持在分閘位置。

在內(nèi)腔av3放壓時，信號缸fb的合閘端fbe也降壓，因分閘端fbd受常高壓，信號缸返回，輔助開關(guān)也隨之換位，其接點將分閘電磁鐵斷電。

本發(fā)明的操動單元的各動力主閥的主信號油口同時與總液控單元的液控信號油口連接，使各動力主閥均由總液控單元同時控制。目前的液壓操動機(jī)構(gòu)如圖4所示，目前的液壓操動機(jī)構(gòu)的三相液壓操動機(jī)構(gòu)100分別包括控制單元101和操動單元102，通過電氣控制柜103控制三相液壓操動機(jī)構(gòu)100的同時動作，與目前的通過電氣聯(lián)動控制液壓操動機(jī)構(gòu)的電氣聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的斷路器各相對應(yīng)的動力主閥均由總液控單元同時控制，簡化了操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，降低了操動機(jī)構(gòu)的成本，同時通過液壓控制實現(xiàn)操動機(jī)構(gòu)的聯(lián)動，也提高了操動機(jī)構(gòu)的可靠性。

本發(fā)明的斷路器的具體實施例，斷路器包括開斷組件及驅(qū)動開斷組件分合閘的液壓操動機(jī)構(gòu)，其中液壓操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與上述液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的具體實施例中所述的液壓聯(lián)動式操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，不予贅述。

其他實施例中，根據(jù)斷路器相應(yīng)的端口數(shù)量，操動單元可以設(shè)置兩個；上述輔助油箱可以設(shè)置一個，此時三各操動單元的動力主閥均與輔助油箱連通；上述輔助儲壓器可以不設(shè)，或者僅在流量放大閥上設(shè)置；上述總液控單元可以由背景技術(shù)中公告號為cn203733655u的專利文件中的一級閥、二級閥構(gòu)成，上述操動單元也可以是由該專利文件中的由工作缸、與工作缸連通的三級閥等液壓元件組成。