CN105374616A - 快速单相旁路真空接触器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速单相旁路真空接触器，包括有壳体，壳体内上部设置有真空开关管，真空开关管下方设置有绝缘子，绝缘子中设有槽孔，真空开关管中动导电杆竖直向下穿入绝缘子槽孔中，且动导电杆下端与绝缘子槽孔内底部之间连接有超行程弹簧，绝缘子下方设置有磁缸，磁缸下端缸口盖合安装有下端盖，磁缸内设有铁芯，铁芯与磁缸之间间隙下部设有永磁体，上部设合闸线圈，由磁缸、永磁体、合闸线圈、铁芯构成永磁驱动机构，铁芯中设有台阶形通孔，绝缘子下端中心联动杆穿入铁芯台阶形通孔中，联动杆下端与台阶形通孔的台阶处之间连接有合闸弹簧，联动杆上靠近下端位置固定安装有上端盖，联动杆上还安装有分闸拐臂。

Description

快速单相旁路真空接触器

技术领域

本发明涉及真空接触器领域，具体是一种快速单相旁路真空接触器。

背景技术

目前电力系统中，高、中、低压接触器及断路器使用的都是电磁式分合闸，电磁分合闸的快慢主要靠线圈和磁铁的体积大小来实现的，因真空接触是靠真空管来灭弧，真空管有自闭力和触头压簧组成，常规电力使用的真空接触器，设计中都有触头压簧和分闸反力弹簧为设计思路，所以设计的线圈和磁铁体积比较大，才能把真空管推到合闸位置，因为推动的力要大于真空管的自闭力和超行程弹簧力还有反力弹簧力总和。线圈越大合闸时间就越长，因电磁铁线圈有电感的存在，电感的大小关乎到接触合闸时间的快慢。

目前国内市场的常规接触器已经满足不了现在的光伏太阳能、风力发电、柔性直流及变频等新型产业。因为这些新型的发电在并入电网时是在不断电下进行的。或作为旁路开关接触器就是其中并网关键的原件，所以对接触器合闸时间要求极高，必须控制在3ms以下，常规接触器无法实现。

发明内容本发明的目的是提供一种快速单相旁路真空接触器，以解决现有技术市场上常规接触器在新型产业应用中受到限制的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

快速单相旁路真空接触器，包括有壳体，其特征在于：壳体内上部设置有真空开关管，壳体内位于真空开关管下方设置有绝缘子，绝缘子顶部中心向绝缘子中设有槽孔，所述真空开关管中动导电杆竖直向下穿入绝缘子槽孔中，且动导电杆下端与绝缘子槽孔内底部之间连接有超行程弹簧，所述壳体内位于绝缘子下方设置有磁缸，磁缸上、下端分别设为缸口，且磁缸下端缸口盖合安装有隔磁材料制成的下端盖，磁缸内同轴设有铁芯，铁芯上端面与磁缸上端缸口齐平，铁芯外壁与磁缸内壁之间有间隙，且铁芯与磁缸之间间隙下部设有套在铁芯上的永磁体，铁芯与磁缸之间间隙上部设有套在铁芯上的合闸线圈，由磁缸、永磁体、合闸线圈、铁芯构成永磁驱动机构，铁芯顶部中心向铁芯中设有上粗下细的台阶形通孔，所述绝缘子下端中心竖直连接有联动杆，所述联动杆下端穿入铁芯台阶形通孔中，且联动杆下端与铁芯台阶形通孔的台阶处之间连接有合闸弹簧，所述联动杆上靠近下端位置固定安装有可盖合在磁缸上端缸口的导磁材料制成的上端盖，联动杆上还安装有分闸拐臂。

所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：上端盖作为衔铁，由纯铁材料制成用于导磁，下端盖由铝材料制成用于隔磁固定磁缸。

所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：分合闸共用一个永磁驱动机构，分闸时手动驱动分闸拐臂带动联动杆向下运动，装在铁芯内的合闸弹簧压缩进行储能，上端盖与磁缸、铁芯上端面完全吸合在一起，通过永磁体保持完成手动分闸；合闸时合闸线圈反向通电产生反向磁路，克服永磁体的保持力使上端盖与磁缸、铁芯上端面分离产生气隙，瞬间装在铁芯内的合闸弹簧和真空开关管的自闭力推动上端盖向真空开关管方向运动，使上端盖与磁缸、铁芯的上端面完全分开完成电动合闸，并通过合闸弹簧进行保持。

所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：所述永磁驱动机构采用拍合直动式，上端盖重量比常规的铁芯轻，可实现快速运动。

所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：运动原理采用逆向思维，合闸保持采用真空开关管自闭力和超行程弹簧进行保持，分闸保持利用上端盖与磁缸、铁芯端面吸合在一起通过永磁体保持。

本发明在工作时：主要运用真空开关管的自闭力和合闸弹簧在手动分闸时进行储能，接通电源，磁缸内的合闸线圈进行励磁后合闸，采用合闸线圈反向通电产生反向磁路，克服永磁体的保持力通过真空开关管的自闭力及合闸弹簧力同时合闸。使上端盖（衔铁）与磁缸及铁芯端面产生气隙，在此瞬间合闸弹簧和真空开关管自闭力同时释放把真空开关管推到闭合位置，这时合闸线圈通过辅助触点切断电源完成合闸任务。

本发明的有益效果体现在：

本发明运用逆向思维设计，常规的现有真空接触器是在合闸时采用保持原理。通过电磁、永磁或机械等为保持的设计思路和方法，本发明是在分闸时采用永磁保持，合闸时通过真空开关管的自闭力和超行程弹簧进行保持。本发明通过采用手动方式分闸，真空管自闭力及合闸弹簧直接合闸。分闸时，手动操作分闸拐臂使永磁机构的上端盖与磁缸端面吸合在一起，实现分闸；合闸时，永磁机构的合闸弹簧推动上端盖（衔铁）与磁缸及铁芯端面完全分开。在真空开关管的自闭力和合闸弹簧的作用下直接合闸，同时增加了真空开关管动触头的压力，也克服了其弹跳问题，突破了以往接触器和断路器弹跳的问题。也大大提高了合闸时间，为太阳能、风电及柔性直流、变频等并网解决了一大难题，也填补了我国电力行业这一项的空白。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，快速单相旁路真空接触器，包括有壳体12，壳体12内上部设置有真空开关管7，壳体12内位于真空开关管7下方设置有绝缘子8，绝缘子8顶部中心向绝缘子8中设有槽孔，真空开关管7中动导电杆13竖直向下穿入绝缘子8槽孔中，且动导电杆13下端与绝缘子8槽孔内底部之间连接有超行程弹簧6，壳体12内位于绝缘子8下方设置有磁缸11，磁缸11上、下端分别设为缸口，且磁缸11下端缸口盖合安装有隔磁材料制成的下端盖1，磁缸11内同轴设有铁芯5，铁芯5上端面与磁缸11上端缸口齐平，铁芯5外壁与磁缸11内壁之间有间隙，且铁芯5与磁缸11之间间隙下部设有套在铁芯5上的永磁体10，铁芯5与磁缸11之间间隙上部设有套在铁芯5上的合闸线圈4，由磁缸11、永磁体10、合闸线圈4、铁芯5构成永磁驱动机构，铁芯5顶部中心向铁芯5中设有上粗下细的台阶形通孔，绝缘子8下端中心竖直连接有联动杆14，联动杆14下端穿入铁芯5台阶形通孔中，且联动杆14下端与铁芯5台阶形通孔的台阶处之间连接有合闸弹簧15，联动杆14上靠近下端位置固定安装有可盖合在磁缸11上端缸口的导磁材料制成的上端盖9，联动杆14上还安装有分闸拐臂2。

上端盖9作为衔铁，由纯铁材料制成用于导磁，下端盖1由铝材料制成用于隔磁固定磁缸11。

分合闸共用一个永磁驱动机构，分闸时手动驱动分闸拐臂2带动联动杆14向下运动，装在铁芯5内的合闸弹簧15压缩进行储能，上端盖9与磁缸11、铁芯5上端面完全吸合在一起，通过永磁体10保持完成手动分闸；合闸时合闸线圈4反向通电产生反向磁路，克服永磁体10的保持力使上端盖9与磁缸11、铁芯5上端面分离产生气隙，瞬间装在铁芯5内的合闸弹簧15和真空开关管7的自闭力推动上端盖9向真空开关管7方向运动，使上端盖9与磁缸11、铁芯5的上端面完全分开完成电动合闸，并通过合闸弹簧15进行保持。

永磁驱动机构采用拍合直动式，上端盖9重量比常规的铁芯轻，可实现快速运动。

运动原理采用逆向思维，合闸保持采用真空开关管7自闭力和超行程弹簧6进行保持，分闸保持利用上端盖9与磁缸11、铁芯5端面吸合在一起通过永磁体保持。

本发明包括安装在框架上的单相真空开关装置，真空开关装置包括一个真空开关管7、绝缘子8和一个永磁驱动机构3。真空开关装置和永磁驱动机构装置采用直动式机构驱动分合闸。绝缘子8内装有超行程弹簧6。永磁驱动机构装置包括永磁体10、磁缸11、线圈4及铁芯5，铁芯5内装有合闸弹簧15，磁缸两端装有上下端盖。上端盖（衔铁）9为纯铁用于导磁，下端盖1铝盖隔磁固定作用。分合闸共用一个永磁驱动机构3，分闸时，先通过手动驱动分闸拐臂2向磁缸下端盖1方向运动，这时使装在铁芯内的合闸弹簧15进行储能，使上端盖（衔铁）9与磁缸11、铁芯5端面完全吸合在一起，通过永磁体10保持完成手动分闸。合闸时所述分合闸驱动机构通过合闸线圈4释放的力使上端盖（衔铁）9与磁缸11和铁芯5端面产生气隙，瞬间装在铁芯5内的合闸弹簧15和真空管的自闭力推动衔铁9向真空开关管7方向运动，使上端盖（衔铁）9与磁缸11和铁芯5端面完全分开完成电动合闸通过合闸弹簧力进行保持。与常规现有的接触器运动原理正好相反，现有接触器一般是在合闸时要通过电磁铁、永磁体、机械等进行保持。本发明采用了逆向思维，设计一种直动式机构，手动分闸，在分闸状态下通过永磁体10保持，合闸时合闸线圈4反相通电产生反相磁路，克服永磁体10的保持力通过真空管的自闭力和合闸弹簧15达到快速合闸目的并进行保持。

超行程弹簧和合闸弹簧15为蝶形弹簧，压力稳定，调节方便，提供合闸动力。永磁机构的永磁体10保持。

通过分闸拐臂的力臂比，使得需要的手动操作力度较小，容易控制推动动铁芯脱扣使上端盖9与磁缸11端面完全吸合完成分闸动作。

本发明在工作时：主要运用真空开关管的自闭力和合闸弹簧15在手动分闸时进行储能，接通电源，磁缸11内的合闸线圈4进行励磁后合闸采用合闸线圈4反相通电产生反相磁路，克服永磁体10的保持力通过真空管的自闭力及合闸弹簧力同时合闸。使上端盖（衔铁）9与磁缸11及铁芯5端面产生气隙，在此瞬间合闸弹簧15和真空管自闭力同时释放把真空开关管7推到闭合位置，这时合闸线圈4通过辅助触点切断电源完成合闸任务。

Claims (5)

1.快速单相旁路真空接触器，包括有壳体，其特征在于：壳体内上部设置有真空开关管，壳体内位于真空开关管下方设置有绝缘子，绝缘子顶部中心向绝缘子中设有槽孔，所述真空开关管中动导电杆竖直向下穿入绝缘子槽孔中，且动导电杆下端与绝缘子槽孔内底部之间连接有超行程弹簧，所述壳体内位于绝缘子下方设置有磁缸，磁缸上、下端分别设为缸口，且磁缸下端缸口盖合安装有隔磁材料制成的下端盖，磁缸内同轴设有铁芯，铁芯上端面与磁缸上端缸口齐平，铁芯外壁与磁缸内壁之间有间隙，且铁芯与磁缸之间间隙下部设有套在铁芯上的永磁体，铁芯与磁缸之间间隙上部设有套在铁芯上的合闸线圈，由磁缸、永磁体、合闸线圈、铁芯构成永磁驱动机构，铁芯顶部中心向铁芯中设有上粗下细的台阶形通孔，所述绝缘子下端中心竖直连接有联动杆，所述联动杆下端穿入铁芯台阶形通孔中，且联动杆下端与铁芯台阶形通孔的台阶处之间连接有合闸弹簧，所述联动杆上靠近下端位置固定安装有可盖合在磁缸上端缸口的导磁材料制成的上端盖，联动杆上还安装有分闸拐臂。

2.根据权利要求1所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：上端盖作为衔铁，由纯铁材料制成用于导磁，下端盖由铝材料制成用于隔磁固定磁缸。

3.根据权利要求1所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：分合闸共用一个永磁驱动机构，分闸时手动驱动分闸拐臂带动联动杆向下运动，装在铁芯内的合闸弹簧压缩进行储能，上端盖与磁缸、铁芯上端面完全吸合在一起，通过永磁体保持完成手动分闸；合闸时合闸线圈反向通电产生反向磁路，克服永磁体的保持力使上端盖与磁缸、铁芯上端面分离产生气隙，瞬间装在铁芯内的合闸弹簧和真空开关管的自闭力推动上端盖向真空开关管方向运动，使上端盖与磁缸、铁芯的上端面完全分开完成电动合闸，并通过合闸弹簧进行保持。

4.根据权利要求1所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：所述永磁驱动机构采用拍合直动式，上端盖重量比常规的铁芯轻，可实现快速运动。

5.根据权利要求1所述的快速单相旁路真空接触器，其特征在于：运动原理采用逆向思维，合闸保持采用真空开关管自闭力和超行程弹簧进行保持，分闸保持利用上端盖与磁缸、铁芯端面吸合在一起通过永磁体保持。