CN104319197A - 一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可用于断路器电磁斥力机构的气体缓冲装置,本发明主要目的是为了解决电磁斥力机构缓冲的问题，仅仅通过大幅度降低电磁斥力机构运动末期运动速度的方式，从而在保证斥力机构初期运动速度的基础上实现提高斥力机构使用寿命的目的，减小了其对采用电磁斥力机构的断路器的寿命限制。

Description

一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置

技术领域

本发明专利涉及一种气体缓冲装置，具体是一种可用于断路器电磁斥力机构的气体缓冲装置。

背景技术

电磁斥力机构是一种利用涡流原理制作的新型快速操动机构，它的运动过程涉及到电路、电磁感应、电磁力以及机械运动等多个相互作用的动态过程，因此需要联合电路方程、空间磁场与涡流方程以及机械运动方程来求解其动态过程。

基于电磁斥力机构的开关，其结构简单、分合闸速度快且与大功率电力电子器件相比，其通态损耗较小，故在电力系统故障限流、电能质量控制、直流断路器以及相控开关等诸多领域具有广阔的应用前景。

一般的电磁斥力机构在电磁斥力的瞬间作用下可以达到超高的速度，但是在这样的速度下以碰撞的方式实现限位，对整体机构的寿命影响很大，通常几次的碰撞就会造成整体机构损坏，对于类似于断路器等产品来说是一个极大的限制。采用本专利可以有效的增加电磁斥力机构使用寿命，通过对斥力机构的缓冲，在斥力机构运动末期以一个较小的速度与限位装置碰撞实现限位。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提主要目的是为了解决电磁斥力机构缓冲的问题，仅仅降低斥力机构运动末期的运动速度，从而在保证斥力机构运动速度的基础上实现提高斥力机构使用寿命的目的，减小了其对采用电磁斥力机构的中压直流断路器的寿命限制。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置，包括静触头、动触头、绝缘拉杆、斥力线圈绝缘浇注件、斥力盘、气缸和分闸限位块，所述动触头位于所述静触头的下方，所述动触头的下方固定连接所述绝缘拉杆，所述绝缘拉杆包括限位块，所述斥力盘与所述绝缘拉杆固定连接，所述斥力盘的下端面与所述限位块的上端面接触，所述斥力线圈绝缘浇注件与所述气缸固定连接后套装在所述绝缘拉杆上，与所述绝缘拉杆移动副连接，所述斥力盘位于所述气缸中，所述分闸限位块位于所述绝缘拉杆的下方。

进一步的，所述斥力盘与所述绝缘拉杆通过螺纹固定连接。

进一步的，所述斥力盘的外径小于气缸的内径。

进一步的，所述斥力盘的外径与所述气缸的内径的间隙Δ≤5mm。

进一步的，所述气缸内为SF6气体。

进一步的，所述斥力线圈绝缘浇注件与所述绝缘拉杆结合的上端面固定上动密封法兰，所述上动密封法兰的上端面固定上动密封压板；所述气缸与所述绝缘拉杆结合的下端面固定下动密封法兰，所述下动密封法兰的下端面固定下动密封压板。

进一步的，所述斥力线圈绝缘浇注件是将斥力线圈经环氧树脂浇注成一体。

进一步的，包括斥力线圈L、续流二极管D、晶闸管VT和电容器C，所述斥力线圈L与所述续流二极管D并联后与所述晶闸管VT和电容器C串联。

本发明的有益效果是：通过气缸中的气体对高速运动绝缘拉杆起到缓冲作用，减小了绝缘拉杆对断路器静触头和分闸限位块的冲击，从而在保证斥力机构运动速度的基础上实现提高斥力机构使用寿命的目的，减小了其对采用电磁斥力机构的断路器的寿命限制。

附图说明

图1为断路器电磁斥力机构合闸状态整体外观示意图：

图2为断路器电磁斥力机构合闸状态剖视图：

图3为断路器电磁斥力机构分闸状态剖视图：

图4为断路器电磁斥力机构电路控制图。

附图标记说明如下：

1，断路器静触头；    2，断路器动触头；    3，绝缘拉杆；    4，上动密封压板；       5，上动密封法兰；       6，斥力线圈绝缘浇注件；       7，斥力盘；        8，气缸；        9，下动密封法兰；    10，下动密封压板；     11，分闸限位块；      12，限位块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置包括：包括静触头1、动触头2、绝缘拉杆3、斥力线圈绝缘浇注件6、斥力盘7、气缸8和分闸限位块11，所述动触头2位于所述静触头1的下方，所述动触头2的下方固定连接所述绝缘拉杆3，所述绝缘拉杆3包括限位块12，所述斥力盘7与所述绝缘拉杆3固定连接，所述斥力盘7的下端面与所述限位块12的上端面接触，所述斥力线圈绝缘浇注件6与所述气缸6固定连接后套装在所述绝缘拉杆3上，与所述绝缘拉杆3移动副连接，所述斥力盘7位于所述气缸8中，所述分闸限位块11位于所述绝缘拉杆3的下方。

在分闸初期阶段，斥力盘7上下两个气室压强差很小，对分闸初期速度影响并不大；随着运动速度加快，一方面由于充入的气体提供的缓冲阻力，另一方面由于气隙较小，两段气室压强差较大，也起到了较为明显的缓冲效果；在分闸末期，上下两段气室压强差对斥力盘形成的阻力能将斥力盘的速度彻底降下来，让绝缘拉杆与分闸限位块以较低的速度碰撞，从而减小损耗，延长电磁斥力机构的使用寿命。

作为优化设计，所述斥力线圈绝缘浇注件6与所述绝缘拉杆3结合的上端面固定上动密封法兰5，所述上动密封法兰5的上端面固定上动密封压板4；所述气缸8与所述绝缘拉杆3结合的下端面固定下动密封法兰9，所述下动密封法兰9的下端面固定下动密封压板10。可以有效的保证气缸8中的气体在气缸8相对于绝缘拉杆3上下运动式，不易泄露，起到密封效果。

作为优化设计，所述斥力盘7与所述绝缘拉杆3通过螺纹固定连接。由于高速运动的斥力盘7受到高密度的气体阻碍后会受到很大的轴向力，螺纹连接可以增加斥力盘7与绝缘拉杆3的接触面积，可以减小斥力盘7对绝缘拉杆3的单位面积破坏应力，从而增加此连接面的强度和寿命。进一步的，方便斥力盘的拆卸，以及可以在斥力盘7和限位块12之间增加垫片，以调整斥力盘7的高度。进一步的，在驱动斥力盘对断路器进行分闸操作时，瞬间巨大的驱动力完全作用在限位块12上，相比较于单纯的螺纹固定连接，将力作用在限位块12上可以更好的保证绝缘拉杆的寿命要求。

作为优化设计，所述斥力盘7的外径小于气缸8的内径，间隙控制在5mm以内。这样不仅提供了斥力盘7的运动空间，还可以保证上下两个气室之间的SF₆气体流通，同时保证间隙在5mm以内可以保证气体缓冲的效果。

作为优化设计，所述气缸8内为高压强的SF₆气体。SF₆气体的密度较高，一方面可以依靠高密度的气体对高速运动斥力盘提供缓冲，另一方面在斥力盘运动过程中形成上下两段气室，在高压强的条件下形成的压强差较大，可以提供较高的缓冲效果。

作为优化设计，所述斥力线圈绝缘浇注件6是将斥力线圈经环氧树脂浇注成一体。一方面可以准确处理好斥力线圈与斥力盘7之间的间隙大小，另一方面还可以很好的处理斥力线圈在通电过程中的绝缘问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，包括静触头（1）、动触头（2）、绝缘拉杆（3）、斥力线圈绝缘浇注件（6）、斥力盘（7）、气缸（8）和分闸限位块（11），所述动触头（2）位于所述静触头（1）的下方，所述动触头（2）的下方固定连接所述绝缘拉杆（3），所述绝缘拉杆（3）包括限位块（12），所述斥力盘（7）与所述绝缘拉杆（3）固定连接，所述斥力盘（7）的下端面与所述限位块（12）的上端面接触，所述斥力线圈绝缘浇注件（6）与所述气缸（6）固定连接后套装在所述绝缘拉杆（3）上，与所述绝缘拉杆（3）移动副连接，所述斥力盘（7）位于所述气缸（8）中，所述分闸限位块（11）位于所述绝缘拉杆（3）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述斥力盘（7）与所述绝缘拉杆（7）通过螺纹固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述斥力盘（7）的外径小于气缸（8）的内径。

4.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述斥力盘（7）的外径与所述气缸（8）的内径之间的间隙Δ≤5mm。

5.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述气缸（8）内为SF6气体。

6.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述斥力线圈绝缘浇注件（6）与所述绝缘拉杆（3）结合的上端面固定上动密封法兰（5），所述上动密封法兰（5）的上端面固定上动密封压板（4）；所述气缸（8）与所述绝缘拉杆（3）结合的下端面固定下动密封法兰（9），所述下动密封法兰（9）的下端面固定下动密封压板（10）。

7.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置，其特征在于，所述斥力线圈绝缘浇注件（6）是将电感线圈经环氧树脂浇注成一体。

8.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构的气体缓冲装置的控制方法，其特征在于，包括斥力线圈L、续流二极管D、晶闸管VT和电容器C，所述斥力线圈L与所述续流二极管D并联后与所述晶闸管VT和电容器C串联。