CN102881512A - 具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构 - Google Patents

Abstract

一种具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，包括：联动杆，可绕第一定位轴往复转动，在转动的过程中驱动主轴做合闸、分闸运动；分闸弹簧，与联动杆连接，并对联动杆产生趋向于分闸状态的拉力；合闸凸轮，安装在驱动轴上，合闸凸轮与所述联动杆的端部配合，驱动所述联动杆绕第一定位轴做往复转动；锁盘，安装在所述驱动轴上，锁盘的边缘具有卡位；锁钩，与所述锁盘的卡位卡接，所述锁钩通过解锁电磁铁驱动实现锁钩与卡位脱离；储能拐臂，安装在所述驱动轴上，所述储能拐臂的端部与储能弹簧连接。本发明能够在没有控制电源或控制电路失控的情况下进行手动快速合闸操作，同时这种手动快速合闸操作具有自由脱扣功能，保证了断路器对分闸优先的功能要求。

Description

具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构

技术领域

本发明涉及一种断路器机构，应用于永磁机构真空断路器上。

背景技术

目前，公知的永磁机构高压真空断路器大多数能够进行电动合分闸操作和手动分闸操作，或在不带负荷的情况下进行手动慢速合闸，这就造成了在没有控制电源或控制电路失控的情况下，无法进行手动快速合闸操作，作为断路器不能进行手动快速合闸是功能上的重大缺失；即使的个别的永磁机构高压真空断路器也能进行手动快速合闸，但这种手动快速合闸不具备自由脱扣功能，不能满足断路器对分闸优先的功能要求，一旦合闸到短路点上，则会发生上一级断路器的越级跳闸，扩大事故停电的范围。

发明内容

为了克服现有永磁机构高压真空断路器的不足，本发明提供一种具有自由脱扣功能的手动快速合闸永磁机构真空断路器，该断路器具有在没有控制电源或控制电路失灵的情况下，可以进行手动快速合闸操作，特别是手动合闸操作合到短路点时，操作机构具有自由脱扣功能，避免了事故的发生。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，包括：

联动杆，可绕第一定位轴往复转动，在转动的过程中驱动主轴做合闸、分闸的运动；

分闸弹簧，与联动杆连接，并对联动杆产生趋向于分闸状态的拉力；

合闸凸轮，安装在驱动轴上，合闸凸轮与所述联动杆的端部配合，驱动所述联动杆绕第一定位轴做往复转动；

锁盘，安装在所述驱动轴上，锁盘的边缘具有卡位；

锁钩，与所述锁盘的卡位卡接，所述锁钩通过解锁电磁铁驱动实现锁钩与卡位脱离；

储能拐臂，安装在所述驱动轴上，所述储能拐臂的端部与储能弹簧连接。

进一步的设计是，还包括通过链传动的大链轮和小链轮，所述小链轮安装在所述驱动轴上，通过大链轮带动小链轮做顺时针方向转动。

更进一步的设计是，在联动杆的端部设有第一滚轮，所述第一滚轮与所述合闸凸轮配合。

所述锁钩与锁盘的卡位卡接时，所述联动杆上的第一滚轮与所述合闸凸轮的顶端配合。

所述锁钩安装在第二定位轴上，所述锁钩可绕所述第二定位轴做小幅摆动。

所述解锁电磁铁与所述锁钩之间通过一解锁电磁铁弹簧连接，在断路器处于非短路状态时，所述解锁电磁铁弹簧驱动所述锁钩与锁盘的卡位卡接，在断路器处于短路状态时，所述解锁电磁铁在大电流状态下工作，使所述解锁电磁铁弹簧收缩进而驱动所述锁钩进行脱钩动作。

所述锁钩的尾部设有行程开关。

所述主轴位于永磁机构内，主轴突出于永磁机构的上部安装有第二滚轮，所述第二滚轮与分闸凸轮配合。

本发明所述的断路器机构，不仅能进行电动合分闸操作，并且当没有控制电源或控制电路失灵的状态下还能进行手动快速合闸操作，手动快速合闸操作具有自由脱扣功能，保证了设备在非常情况下的正常运转和停止；是一种手动快速合闸机构采用了大小链轮机构拉长储能弹簧储能，过死点后储能弹簧快速释放，通过合闸凸轮驱动断路器驱动轴旋转达到合闸位置的操作机构。

手动合闸机构一旦合到主回路的短路点上，解锁电磁铁动作，使得锁钩与锁盘脱开，储能弹簧在剩余能量的作用下顺时针快速旋转到初始位置，即分闸位置，为永磁机构的分闸做准备，永磁机构接到控制回路的短路信号后进行分闸动作，解除合闸状态重新回到分闸状态，从而完成了分闸优先的自由脱扣功能，起到了短路保护的作用。   

手动合闸机构的合闸凸轮在操作完毕后回到初始位置，即合闸凸轮在手动合闸轴的上方，使永磁机构的电动合分闸操作不受手动机构的影响和制约。   

由于小链轮与驱动轴上的合闸凸轮存在超越离合关系，在储能弹簧储能时小链轮能驱动驱动轴旋转，储能弹簧快速释放时驱动轴不能带动小链轮旋转，以免打伤手动操作者。

本发明提供的断路器结构，除了具备电动合分闸最基本的功能外，还能够在没有控制电源或控制电路失控的情况下进行手动快速合闸操作，同时这种手动快速合闸操作具有自由脱扣功能，保证了断路器对分闸优先的功能要求；使永磁机构的真空断路器适用更多的工况场合，完善了永磁机构真空断路器的功能，为永磁机构真空断路器的推广奠定了基础。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述具有自由脱扣功能的断路器机构的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例所述的具有自由脱扣功能的断路器机构，包括：

联动杆7，可绕第一定位轴1往复转动，在转动的过程中驱动主轴25做合闸、分闸的运动；

分闸弹簧24，与联动杆7连接，并对联动杆7产生趋向于分闸状态的拉力；

合闸凸轮13，安装在驱动轴14上，合闸凸轮13与所述联动杆7的端部配合，驱动所述联动杆7绕第一定位轴1做往复转动；

锁盘15，安装在所述驱动轴14上，锁盘15的边缘具有卡位5；

锁钩11，与所述锁盘15的卡位5卡接，所述锁钩11通过解锁电磁铁9驱动实现锁钩11与卡位5脱离；

储能拐臂16，安装在所述驱动轴14上，所述储能拐臂16的端部与储能弹簧19连接。

还包括通过链18传动的大链轮20和小链轮17，所述小链轮17安装在所述驱动轴14上，通过大链轮20带动小链轮17做顺时针方向转动。

在联动杆7的端部设有第一滚轮12，所述第一滚轮12与所述合闸凸轮13配合。

所述锁钩11与锁盘15的卡位5卡接时，所述联动杆7上的第一滚轮12与所述合闸凸轮13的顶端配合。

所述合闸凸轮13的顶端位置设有超越离合部4。

所述锁钩11安装在第二定位轴3上，所述锁钩11可绕所述第二定位轴3做小幅摆动。

所述解锁电磁铁9与所述锁钩11之间通过一解锁电磁铁弹簧10连接，在断路器处于非短路状态时，所述解锁电磁铁弹簧10驱动所述锁钩11与锁盘15的卡位5卡接，在断路器处于短路状态时，所述解锁电磁铁9在大电流状态下工作，使所述解锁电磁铁弹簧10收缩进而驱动所述锁钩进行脱钩动作。

所述锁钩11的尾部设有行程开关8。

所述主轴25位于永磁机构23内，主轴25突出于永磁机构23的上部安装有第二滚轮22，所述第二滚轮22与分闸凸轮21配合。

该断路器机构采用链条传动的超越离合器原理，首先通过旋转大链轮20带动小链轮17，小链轮17通过同轴上的储能拐臂16将储能弹簧19拉伸储能，当储能轴拐臂16将储能弹簧19拉过死点后，储能弹簧19快速释放，驱动轴14上的合闸凸轮13驱动永磁机构23的主轴25上的第二滚轮22使机构主轴快速旋转，机构从分闸状态进入合闸状态，永磁机构23处于合闸位置；在机构进入合闸状态的同时，驱动轴14上的锁盘15在解锁电磁铁弹簧10的作用下被锁钩11锁定在合闸状态，以防止永磁机构23的反向力将其斥开，此时若合闸状态刚好在短路点，则解锁电磁铁9在控制回路的控制下动作，将锁钩11打开，储能弹簧19利用剩余的能量将合闸凸轮13返回到手动合闸前状态，为永磁机构23的分闸做准备，永磁机构23接到控制回路的短路信号后进行分闸动作，解除合闸状态重新回到分闸状态，从而完成了分闸优先的自由脱扣功能；若合闸状态正常无短路发生，则锁钩11经过一个短延时后打开，储能弹簧19利用剩余的能量将合闸凸轮13返回原始状态，永磁机构23靠永磁体将合闸状态保持，因锁钩11已打开，合闸凸轮13不再压制联动杆7上的第一滚轮12了，使电动操作不受手动机构的制约。

需要手动合闸时，通过驱动大链轮20带动小链轮17及驱动轴14顺时针转动，与驱动轴14同轴上的储能拐臂16将储能弹簧19拉长储能，小链轮17、驱动轴14、凸轮13、锁盘15同轴设置。当储能拐臂16顺时针旋转到小链轮17的中心点下方并与小链轮中心及大链轮中心成一条直线时，此时储能弹簧19被拉到最长，即死点位置，手动合闸储能完成，当小链轮17顺时针转动过死点后，按超越离合器功能驱动轴14在储能弹簧19收缩力的作用下快速顺时针旋转，并带动合闸凸轮13将联动杆7上的第一滚轮12下压；同时，与合闸凸轮13同轴的锁盘15同样按顺时针旋转并在解锁电磁铁9的储能弹簧10的作用下，用锁钩11将锁盘15锁定；这时，永磁机构23的主轴25被联动杆7拉至合闸位置，分闸弹簧24被拉伸储能作为分闸备用；解锁电磁铁9经短延时后，永磁机构23稳定地保持在合闸状态，行程开关8发信号至控制回路将解锁电磁铁9闭合，则锁钩11逆时针旋转，锁盘15解锁并在储能弹簧19在剩余能量的作用下顺时针旋转到初始位置，使电动操作不受手动机构的制约，从而达到手动快速合闸的要求。

如上所述，当手动合闸储能完成后，合闸凸轮13将滚轮12下压，行程开关8也处于闭合状态，这时若主回路处于短路状态，则控制回路通过行程开关8的电信号驱动解锁电磁铁9闭合，使得锁钩11与锁盘脱开15，储能弹簧19在剩余能量的作用下顺时针旋转到初始位置，即分闸位置，此时处于合闸状态的永磁机构23接到控制回路的短路信号后进行分闸动作，由合闸状态转换到分闸状态，从而完成了分闸优先的自由脱扣功能，起到了短路保护的作用。

本发明提供的断路器结构，除了具备电动合分闸最基本的功能外，还能够在没有控制电源或控制电路失控的情况下进行手动快速合闸操作，同时这种手动快速合闸操作具有自由脱扣功能，保证了断路器对分闸优先的功能要求；使永磁机构的真空断路器适用更多的工况场合，完善了永磁机构真空断路器的功能，为永磁机构真空断路器的推广奠定了基础。

Claims (9)

1.具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，包括：

联动杆（7），可绕第一定位轴（1）往复转动，在转动的过程中驱动主轴（25）做合闸、分闸的运动；

分闸弹簧（24），与联动杆（7）连接，并对联动杆（7）产生趋向于分闸状态的拉力；

合闸凸轮（13），安装在驱动轴（14）上，合闸凸轮（13）与所述联动杆（7）的端部配合，驱动所述联动杆（7）绕第一定位轴（1）做往复转动；

锁盘（15），安装在所述驱动轴（14）上，锁盘（15）的边缘具有卡位（5）；

锁钩（11），与所述锁盘（15）的卡位（5）卡接，所述锁钩（11）通过解锁电磁铁（9）驱动实现锁钩（11）与卡位（5）脱离；

储能拐臂（16），安装在所述驱动轴（14）上，所述储能拐臂（16）的端部与储能弹簧（19）连接。

2.如权利要求1所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，还包括通过链（18）传动的大链轮（20）和小链轮（17），所述小链轮（17）安装在所述驱动轴（14）上，通过大链轮（20）带动小链轮（17）做顺时针方向转动。

3.如权利要求1或2所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，在联动杆（7）的端部设有第一滚轮（12），所述第一滚轮（12）与所述合闸凸轮（13）配合。

4.如权利要求3所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述锁钩（11）与锁盘（15）的卡位（5）卡接时，所述联动杆（7）上的第一滚轮（12）与所述合闸凸轮（13）的顶端配合。

5.如权利要求4所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述合闸凸轮（13）的顶端位置设有超越离合部（4）。 

6.如权利要求1或2所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述锁钩（11）安装在第二定位轴（3）上，所述锁钩（11）可绕所述第二定位轴（3）做小幅摆动。

7.如权利要求6所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述解锁电磁铁（9）与所述锁钩（11）之间通过一解锁电磁铁弹簧（10）连接，在断路器处于非短路状态时，所述解锁电磁铁弹簧（10）驱动所述锁钩（11）与锁盘（15）的卡位（5）卡接，在断路器处于短路状态时，所述解锁电磁铁（9）在大电流状态下工作，使所述解锁电磁铁弹簧（10）收缩进而驱动所述锁钩进行脱钩动作。

8.如权利要求1或7所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述锁钩（11）的尾部设有行程开关（8）。

9.如权利要求1所述的具有自由脱扣功能的手动快速合闸断路器机构，其特征在于，所述主轴（25）位于永磁机构（23）内，主轴（25）突出于永磁机构（23）的上部安装有第二滚轮（22），所述第二滚轮（22）与分闸凸轮（21）配合。

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