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摘要：本研究与离合器装置有着一定的联系，并且是能够存储能量的离合装置。此外，还包含与离合器装置有关的高压断路器的弹簧机构的储能装置。
关键词：高压断路器；弹簧机构；离合器装置；储能装置
现阶段，在高压输配电系统中，高压断路器是电力系统中重要电气设备之一，它的主要作用是在正常情况，控制各种电气设备和电力线路的开断（分闸）及关合（合闸）；在电力系统发生故障时，在继电保护配合下，快速切断电力系统中的故障电流，防止故障电流波及整个电力系统中造成巨大的损失，以保持电力系统的正常运行。因此，高压断路器的工作可靠性，直接影响着整个电力系统的稳定。
弹簧机构作为高压断器器动作的核心部件，其可靠动作尤为重要。
本研究主要提出弹簧机构储能装置上离合机构的新结构设计，通过储能装置上离合机构的研究及设计，减少储能装置与弹簧机构的分闸及合闸关联性，使得高压断路器的工作更加可靠。以下的研究内容具体讲述高压断路器弹簧机构的储能装置上的离合机构的原理及实施内容。
1、研究内容
在本研究中，储能装置的离合机构，包含加载齿轮、驱动齿轮、单向轴承、套筒、齿轮部位和离合部位的齿轮轴，其中，加载齿轮主要依靠单向轴承和套筒进行单向运动并且与齿轮轴同轴心进行连接；套筒与离合部件可以进行双向运动并且齿轮轴同轴心进行连接；而驱动齿轮和齿轮配合进行工作。齿轮轴含有多个球状物体和内部的推杆、弹性器件，其中离合部位存在与球体数量相同的孔洞。推杆可以借助预留的槽向齿轮轴进行滑动。驱动齿轮含有一个固定的压块，压块的斜面可以压动推动杆往齿轮轴轴心运动，实现套筒与齿轮轴解锁的目的。当压块的斜面离开推动杆，推动杆在弹性元件压力下复位，套筒与齿轮轴实现锁定。
在此研究中，为了有效的节约成本，在离合机构中采用较为简单、可靠的设备来实现能量存储是动力装置和储能装置之间的分离工作【1】。
在对离合机构的研究分析中，需要注意以下几方面的问题：
第一方面，弹性元器件所受到的挤压力的方向和大小会不断的变化。当压块不断滑动使得推杆发生移动时，球体会进入到槽底部。
第二方面，套筒借助滚动轴承或者滑动轴承与离合部件进行联系，可以实现双向转动。
第三方面，弹性元件一般采用弹簧来进行使用。
第四方面，该项目中所提到的坡为弧形，其能够有效的实现离合机构解锁或者锁紧操作。
第五方面，压块不仅仅指固定的物体，还包含其固定的部位、推杆接触的斜面。斜面能够确保压块顺利的推动推杆，完成后续的操作。
此外，离合机构中的加载齿轮需要与弹簧机构中的动力装置进行连接，而驱动齿轮需要与能量储存模块进行连接，齿轮轴与驱动齿轮进行连接，这样才能确保正常的进行工作，有效的提高动力装置和能量储存设备的分离效果。
以下说明该研究存在的问题、优势、技术特点等进行详细的介绍。
2附图说明
下文中所设计的图纸仅仅是为了更好的对本研究进行介绍和说明，并不对本研究的应用范围等进行限定。
图1为机构能量释放完成后离合机构的立体示意图。
3具体实施原理说明
为了更加全面、清楚的理解和展示本研究的技术特点、运用效果和达到的目的，以附图为基础来对其进行详细的解释。在图中具有相同标号的部件是指结构相似或者相同但是具有相同的使用功能的一种部件，并且结构相同或者功能相同的部件，仅仅罗列出一个或者标注出一个。为了确保附图的直观和简洁明了，仅仅对与研究有关的关键部件进行了展示，这并不代表本研究的实际机构。
（1）在图1中，具有储能装置的离合机构包含的部件和数量较多，如25代表加载齿轮、22代表驱动齿轮、23代表单向轴承、28代表套筒、241代表齿轮部位和242代表的离合部位（详情见图6所示），其中，加载齿轮与单向轴承、套筒进行连接，实现单向转动，套筒与离合部进行连接实现双向转动。驱动齿轮与齿轮部进行咬合，完成工作。齿轮轴主要包含27代表的球体和24代表的齿轮轴内部的21推杆和29弹性元件，一般弹性元件为弹簧。其中242代表的离合部具有与球体相同的孔洞。
（2）21代表的推杆包含一个槽，可以向着齿轮轴进行滑动，弹性元件可以与推杆进行合作一起完成推杆的滑动操作。槽底部具有一定的深度，并且其深度必须大于或者等于球体的直径，避免出现球体卡住的现象。槽底部具有弹性元件，去具有一定的挤压力，方向和力度随时变化。驱动齿轮位置存在一个固定的压块，压块可以以推杆进行接触，使得推杆沿齿轮轴的轴心方向滑动。当压块推动推杆并且使得推杆发生移动时【2】，球体会沿着斜坡落入到槽底部，实现套筒和齿轮轴的解锁。
（3）在图1到图7中，套筒与滚动轴承、离合部连接实现双向转动。在以上所示的图中，离合机构中的加载齿轮借助单向轴承与套筒进行连接，实现单向转动的目的。而一般来讲，在对弹性元件进行选择时，首选弹性性能好的弹簧，并且其需要能够有效的与其他部件结合实现挤压推杆的目的。槽坡在进行选择时，一般选择具有一定弧度的坡，可以向上凸起或者向下凹陷，也可以根据实际的情况选择不具有弧度的坡。
（4）在图8中，压块不仅仅是固定的物体，包含挤压推杆的斜面。槽底的深度不得大于球体的半径，这样才能有效的确保球体进入之后顺利的离开槽底。
本研究中，高压断路器上弹簧机构包含的模块较多，比如动力装置、离合机构、能量储存模块、分合闸脱扣模块等，其中，离合机构中的加载齿轮需要与弹簧机构中的动力装置进行连接，离合机构中的驱动齿轮需要与能量储存模块进行连接，齿轮轴与驱动齿轮进行连接。当能量存储模块释放完能量之后，离合机构的状态为图1、图3、图6所示位置。槽底部的弹性元件与推杆合作并且对推杆进行挤压，此时其与套筒内侧和推杆的外侧接触，而套筒和齿轮轴互相咬合处于锁紧状态，使其无法进行转动，详情见图6。但是，如果此时借助电动机的动力实现加载齿轮和齿轮轴的转动，这样能够将动能转变为能量储存装置的势能，确保设备的正常转动，保证能量不会在运动过程中被释放。此时，驱动齿轮和齿轮部位也发生转动。当能量储存完成之后，压块会发生转动并且位置如图2、图4、图7。当斜面推动推杆时，会对弹性元件产生一定的挤压力，使得球体落入到槽底，从而有效的实现球体的脱离而与套筒进行接触，并且使得能量储存装置与加载齿轮实现机械化的分离的目的【2】。此时能量储存模块完成储能。为高压断路器合闸做准备。在弹簧机构得到合闸信号时，驱动齿轮和压块同步进行转动，并且也会使得齿轮轴发生转动，。当固定在驱动齿轮上的压块旋转到一定的角度时，压块会到推杆产生一定的推力，使得推杆在弹性元件、球体和套筒的相互作用下回到原来的位置。复位之后，齿轮轴在单向轴承的作用下继续转动，直至完成能量的释放。
（6）在本说明中，示意性是指将其当作实例进行分析或者对其进行实际的分析、说明。不应该将本文中所提到的示意性理解为最佳或者最好的技术方案，仅仅是使用一种方式来对其的原理进行表述和说明。
4结束语
总而言之，在本文中提到的所有关于“示意性”的实施方式仅仅是为了更好的对研究的技术特点、目的、实现原理等进行说明和解释，并不是对本研究的适用范围进行限制。
参考文献
[1]常广.高压断路器振动监测与故障诊断的研究[D].北京交通大学,2013.
[2]黄凌洁.高压断路器状态监测与故障诊断方法的研究[D].北京交通大学,2007.
论文作者:黄国强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/27
标签：推杆论文; 齿轮论文; 离合论文; 套筒论文; 机构论文; 装置论文; 球体论文; 《电力设备》2017年第35期论文;