CN101615524B - 真空断路器单相永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种真空断路器单相永磁机构，包括上端盖、下端盖、动铁心、绝缘拉杆、合闸线圈、永磁体、导磁块、触头弹簧和分闸弹簧。本发明传动环节少，安装体积小，累计运动公差小，响应动作时间的分散性小，能实现分、合闸时刻电压或电流相角的准确定位，从而实现同步关合。
Description
技术领域
本发明是有关于一种永磁机构，且特别是有关于一种真空断路器单相永磁机构。
背景技术
随着电力系统的发展，用户对供电质量的要求越来越高，其中电容器组是电力系统中一种重要的无功电源，用来补偿系统无功功率损失，稳定系统电压的作用，因此在电力系统中对投切电容器组开关的要求越来越高。目前较流行采用三相分体式永磁操动机构真空断路器，实现三相选相关合操作来满足各种不同的补偿方式。此真空断路器三相的每一相要配置独立的永磁机构(单相永磁机构)。对此单相永磁操动机构真空断路器要求是具有响应时间少，动作准确，分合闸时间的分散性小，做分合闸操作时断路器触头没有弹跳，如果能实现三相分、合闸时刻电压或电流相角的准确定位，既可实现同步关合，从而避免引起暂态过电压和高频涌流等一些暂态过程。
虽然在投切电容器组方面，三相分体式永磁操动机构真空断路器与其它开关相比具有较为明显的优势，但还是无法达到同步关合的要求。主要归结为操动机构的传动环节多，累计运动公差大，使其响应动作时间的分散性大，无法实现分、合闸时刻电压或电流橡胶的准确定位，制约了同步关合技术的实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于投切电容器组的真空断路器单相永磁机构，传动环节少，安装体积小，累计运动公差小，使其响应动作时间的分散性小，能实现分、合闸时刻电压或电流相角的准确定位，从而实现同步关合。
为达上述目的，本发明提出一种真空断路器单相永磁机构，包括上端盖、下端盖、动铁心、绝缘拉杆、合闸线圈、永磁体、导磁块、触头弹簧和分闸弹簧。下端盖与上端盖形成一个容置空间；动铁心设置在容置空间中，具有侧壁和底部，且侧壁和底部形成一个内腔；绝缘拉杆设置在内腔中，绝缘拉杆的顶端连接真空断路器本体的连接杆，底端穿过动铁心的底部，且底端具有限位元件，限位元件位于动铁心的下方，动铁心可沿着绝缘拉杆的方向在容置空间内移动，且行程大于真空断路器分闸时静触头和动触头之间的距离；合闸线圈位于容置空间内部，且上述动铁心设置在合闸线圈内；永磁体位于合闸线圈下方，且上述动铁心设置在永磁体内；导磁块填充在永磁体和动铁心之间；触头弹簧一端安装于动铁心的底部，另一端安装于绝缘拉杆上，且绝缘拉杆穿过触头弹簧；分闸弹簧嵌套在触头弹簧外，一端安装于上端盖，另一端安装于动铁心的底部，且分闸弹簧和触头弹簧之间存在活动空间。
本发明的真空断路器单相永磁机构，传动环节少，累计运动公差小，使其响应动作时间的分散性小，能实现分、合闸时刻电压或电流相角的准确定位，从而实现同步关合，且触头弹簧为设置在单相永磁机构的内部，可进一步减小真空断路器本体所占空间。
附图说明
图1为本发明实施例的真空断路器单相永磁机构的结构示意图。
图2a为具有图1中单相永磁机构的真空断路器本体分闸时的结构示意图。
图2b为具有图1中单相永磁机构的真空断路器本体合闸时的结构示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为本发明实施例的真空断路器单相永磁机构的结构示意图。图2a为具有图1中单相永磁机构的真空断路器本体分闸时的结构示意图。图2b为具有图1中单相永磁机构的真空断路器本体合闸时的结构示意图。真空断路器本体包括绝缘套筒20、真空灭弧室30、静触头40、动触头50、连接杆60，真空断路器本体中各元件的具体连接关系和工作原理对于本领域中具有通常知识的人来说属于公知常识，在此不再赘述。
请同时参考图1至图2b，真空断路器单相永磁机构10包括上端盖1、下端盖4、动铁心9、绝缘拉杆6、合闸线圈2、导磁块8、永磁体3、触头弹簧7和分闸弹簧5。
下端盖4与上端盖1形成一个容置空间(图中未标出)。动铁心9设置在容置空间中，且具有侧壁F和底部B，且侧壁F和底部B形成一个内腔C。绝缘拉杆G设置在内腔C中，绝缘拉杆G的顶端G1连接真空断路器本体的连接杆60，底端G2穿过动铁心9的底部B，且底端G2具有限位元件6，限位元件6位于动铁心9的下方，动铁心9可沿着绝缘拉杆G的方向在容置空间内移动，且移动范围L1大于真空断路器分闸时静触头40和动触头50之间的距离L2。合闸线圈2位于容置空间内部，且动铁心9设置在合闸线圈2内。永磁体3位于合闸线圈2下方，且动铁心9设置在永磁体内。导磁块8填充在永磁体3和动铁心9之间。触头弹簧7一端安装于动铁心9的底部，另一端安装于绝缘拉杆G上，且绝缘拉杆G穿过触头弹簧7。分闸弹簧5嵌套在触头弹簧7外，一端安装于上端盖1，另一端安装于动铁心9的底部B，且分闸弹簧5和触头弹簧7之间存在活动空间。
本实施例中，上端盖1为磁轭，下端盖4为尼龙端盖；限位元件6为调节螺母6；单相永磁机构10为设置于机箱70内部。
接下来，结合图1、图2a、图2b分析本实施例的单相永磁机构与真空断路器本体连接时的工作过程。
起始状态下，如图2a所示，合闸线圈2中没有电流通过，此时触头弹簧7和分闸弹簧5的合力将动铁心9保持在容置空间的底部，绝缘拉杆G在动铁心9的作用下也保持在容置空间的底部，此时断路器动触头50保持在分闸位置。
当给单相永磁机构合闸动作信号时，合闸线圈2中通入正向电流，产生磁动势。对于动铁心9和触头弹簧7这个整体而言，触头弹簧7受到压缩产生向上的弹力与绝缘拉杆G对触头弹簧7产生的压力属于内力。起初，合闸线圈2产生的向上电磁力和分闸弹簧5产生向下的弹力相互抵消。随着正向电流的增加，当合闸线圈2产生的向上磁力大于分闸弹簧5产生的向下弹力及动铁心9和绝缘拉杆G向下的重力和摩擦力时，动铁心9和触头弹簧7向上运动。
分闸弹簧5一直处在压缩状态下，当动触头50与静触头40刚合后，由于动铁心9的行程L1大于真空断路器分闸时静触头40和动触头50之间的距离L2，因此动铁心9继续向上运动，触头弹簧7继续受压缩，此时绝缘拉杆G在触头弹簧7弹力的作用下继续有向上运动的趋势。当单相永磁机构的动铁心9运动到上端部时，分闸弹簧5和触头弹簧7同时压缩到极限位置，使动触头50压紧静触头40，真空断路器合闸。合闸线圈2没有电流通过时，永磁体3利用动铁心9、上端盖1和导磁块8提供的低磁阻抗通道，将动铁心9、绝缘拉杆G保持在上端部，此时绝缘拉杆G通过连接杆60使真空断路器保持在合闸位置。
当给单相永磁机构分闸动作信号时，合闸线圈2通入反向电流。当反向电流达到一定值时，合闸线圈2产生的磁场和永磁体3的磁场叠加的总磁场产生的向上合力小于分闸弹簧1和触头弹簧7产生向下的弹力以及重力之和，此时动铁心9和绝缘拉杆10以一定的速度带动动触头50向下运动。此时真空断路器触头由合闸位置向分闸位置运动。
本发明的真空断路器单相永磁机构，传动环节少，累计运动公差小，使其响应动作时间的分散性小，能实现分、合闸时刻电压或电流相角的准确定位，从而实现同步关合，且触头弹簧为设置在单相永磁机构的内部，可进一步减小真空断路器本体所占空间。
本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
Claims (1)
1.一种真空断路器单相永磁机构，其特征在于包括：
上端盖；
下端盖，与上述上端盖形成一个容置空间；
动铁心，设置在上述容置空间中，具有侧壁和底部，且侧壁和底部形成一个内腔；
绝缘拉杆，设置在内腔中，绝缘拉杆的顶端连接真空断路器本体的连接杆，底端穿过动铁心的底部，且底端具有限位元件，限位元件位于动铁心的下方，动铁心可沿着绝缘拉杆的方向在容置空间内移动，且行程大于真空断路器分闸时静触头和动触头之间的距离；
合闸线圈，位于容置空间内部，且上述动铁心设置在合闸线圈内；
永磁体，位于合闸线圈下方，且上述动铁心设置在永磁体内；
导磁块，填充在永磁体和动铁心之间；
触头弹簧，一端安装于动铁心的底部，另一端安装于绝缘拉杆上，且绝缘拉杆穿过触头弹簧；
分闸弹簧，嵌套在触头弹簧外，一端安装于上端盖，另一端安装于动铁心的底部，且分闸弹簧和触头弹簧之间存在活动空间。
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