CN105470035A - 一种采用永磁型操作机构的柱上负荷开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，包括开关主箱体，开关主箱体的外部固定有机构箱，机构箱内设有永磁型操作机构，永磁型操作机构设有电动分合闸永磁驱动装置，机构箱还设有手动分合闸操作机构。开关主箱体内设有分合摆臂和手柄拐臂，电动分合闸永磁驱动装置和手动分合闸操作机构分别与分合摆臂和手柄拐臂连接，分合摆臂与手柄拐臂之间设有联锁装置。开关可进行手动分合闸、电动分合闸操作，功能更完善；结构简单，故障点大大减少，无故障寿命更长，成本更低；互换性好，原FZW28分界开关可以直接换用本发明，无需做任何改变。

Description

一种采用永磁型操作机构的柱上负荷开关

技术领域

本发明涉及一种柱上负荷开关，尤其涉及一种采用永磁型操作机构的柱上负荷开关。

背景技术

FZW28型户外高压交流真空负荷开关是一种性能优良，采用三相共箱式结构、SF6绝缘、真空灭弧的柱上负荷开关，主要用于架空线路的分支线路中，能自动隔离支线故障，保护主干线路，是配电系统网络自动化系统的重要设备。

因其安装在电杆上，长期在户外高空中恶劣的自然环境下运行，对设备的可靠性要求非常高。目前国内市场上的该型开关采用的是引进外国技术后开发的弹簧操作机构，虽然整体性能优良，使用广泛，但缺陷也非常明显。

现有技术缺陷：

市场上该型开关的主要缺陷存在于操作机构上：

该分界开关不能进行电动合闸操作，当线路上开关发生保护性分闸后，只能人工用工具去高空手动合闸，操作麻烦且危险；

如图1a、图1b、图2所示，该分界型开关的合闸保持机构采用复杂的机械状态保持装置，加上手动分闸机构，运动部件多(有近百个零件)，结构复杂，对装配的要求高，故障点多，该型开关的质量事故多数出在这两个部位。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、性能可靠的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，包括开关主箱体，所述开关主箱体的外部固定有机构箱，所述机构箱内设有永磁型操作机构，所述永磁型操作机构设有电动分合闸永磁驱动装置，所述机构箱还设有手动分合闸操作机构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，由于采用性能优良、结构简单可靠的永磁型操作机构来驱动开关进行分合操作，开关可进行手动分合闸、电动分合闸操作，功能更完善；开关结构简单，故障点大大减少，无故障寿命更长，成本更低；互换性好，原FZW28分界开关可以直接换用本发明，无需做任何改变。

附图说明

图1a为现有技术中FZW28型柱上负荷开关操作机构手动分闸及合闸保持装置的结构示意图；

图1b为图1a的A部放大结构示意图；

图2为现有技术中FZW28型柱上负荷开关的操作机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关的机构负载出力特性示意图；

图4为本发明实施例提供的采用永磁型操作机构的永磁型柱上负荷开关的外形结构示意图；

图5为本发明实施例中的操作机构结构示意图；

图6为本发明实施例中机构分闸保持状态示意图；

图7为本发明实施例中机构合闸保持状态示意图；

图8为本发明实施例中联锁装置联动状态示意图；

图9为本发明实施例中联锁装置解锁状态示意图；

图10为本发明实施例中机构手动合闸后未储能状态示意图。

图中：

1.开关主箱体；3.手动分闸手柄；4.手动分合闸操作手柄；5.分合指针；

2.机构箱(内置永磁操作机构)，21.机构箱密封条(去除机构箱罩)；

6.老弹簧型操作机构，61.手动分闸装置，62.分闸保持机构；

7.新永磁型操作机构，71.分合摆臂，711.分闸限位钉，712.合闸限位钉，713.联锁装置，7131.联锁位置，7132.解锁板，71321.解锁板解锁位置，7133.联锁舌，71331.联锁舌解锁位置，72.手柄拐臂，721.手柄合闸时转动方向，73.储能弹簧，731.储能簧加压位置，74.永磁驱动装置，741.端板，742.缸体，743.电磁线圈，744.永磁体，745.动铁芯，7451.动铁芯运动方向，746.闭合磁路，747.牵引套，75.分合闸主轴；

a－真空开关出力特性b－弹簧操作机构出力特性c－永磁机构出力特性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其较佳的具体实施方式是：

包括开关主箱体，所述开关主箱体的外部固定有机构箱，所述机构箱内设有永磁型操作机构，所述永磁型操作机构设有电动分合闸永磁驱动装置，所述机构箱还设有手动分合闸操作机构。

所述开关主箱体内设有分合摆臂和手柄拐臂，所述电动分合闸永磁驱动装置和手动分合闸操作机构分别与所述分合摆臂和手柄拐臂连接，所述分合摆臂与手柄拐臂之间设有联锁装置。

所述电动分合闸永磁驱动装置包括缸体和端板，所述缸体内设有电磁线圈和永磁体，所述电磁线圈和永磁体内设有动铁芯，所述动铁芯的端部穿过所述端板后通过牵引套与所述分合摆臂连接。

所述联锁装置包括解锁板和联锁舌。

所述手动分合闸操作机构包括设于所述机构箱外部的手动分闸手柄和手动分合闸操作手柄，所述手动分闸手柄和手动分合闸操作手柄的手柄轴分别与所述手柄拐臂连接。

所述机构箱外部设有分合指针。

本发明的采用永磁型操作机构的永磁型柱上负荷开关，采用性能优良、结构简单可靠的永磁型操作机构来驱动开关进行分合操作，从而形成一种新型的永磁型柱上负荷开关，可完全替代原FZW28型柱上负荷开关。

本发明的功能及优点：

1.开关可进行手动分合闸、电动分合闸操作，功能更完善；

2.开关结构简单，故障点大大减少，无故障寿命更长，成本更低；

3.互换性好，原FZW28分界开关可以直接换用本发明，无需做任何改变；

4.永磁机构的运动特性更符合真空负荷开关的负载特性曲线(见图3)。

具体实施例：

如图4所示，为本发明的采用永磁型操作机构的永磁型柱上负荷开关的外形图；

如图5所示，为本发明实施例中负荷开关的操作机构结构图。

本发明主要是为FZW28型开关的弹簧操作机构加装了永磁驱动装置，具体改动如下：

1.保留原有机构中合理的支架、分合摆臂(内连分合闸操作轴)、手柄拐臂、储能弹簧等部分；开关的分合闸动作是由分合摆臂上的导向槽来控制的，因本发明对该部份不做改动，因而不再展开讲述其原理。

2.分合摆臂与手柄拐臂之间新设计了联锁装置，可使手柄轴直接带动分合摆臂动作。

3.加装永磁驱动装置，用于电动分合闸。

4.利用永磁体闭合自锁的原理，取代了原复杂而不可靠的合闸保持机构及手动分闸机构。

5.在手柄拐臂与分合摆臂之间设计有联动机构，可实现手动分合闸功能。

本发明的永磁型操作机构的工作原理是：

电动操作：

1.电动合闸：分闸状态时(图6)电磁线圈通电，产生的磁场与永磁体磁场叠加，动铁芯在磁场驱动下产生推力，通过牵引套推动分合摆臂进行合闸操作，同时也对储能弹簧进行压缩储能，合闸到位(图7)后电磁线圈断电。

2.合闸保持：合闸到位后，动铁芯与端板接触，连同缸体、永磁体、静铁芯一起构成了闭合磁路(图7中环线)，磁隙为零，仅永磁体的磁力作用就可使两者吸合自锁，并且该力远大于储能弹簧产生的分闸力，因而分合摆臂被锁定于合闸状态

3.电动分闸：电磁线圈反向通电，磁场与永磁体磁场相抵消，永磁自锁力消失，在储能弹簧的压力释放作用下，分合摆臂进行分闸操作

4.分闸保持：分闸到位后，分合摆臂被储能弹簧压在分闸限位钉处，锁定于分闸状态

手动操作：

1.手动分闸：顺时针转动手柄轴，手柄拐臂通过联锁装置(图8)带动分合摆臂转动，克服永磁自锁力，推动永磁机构的动铁芯与端板分离，永磁体的闭合磁路被切断，自锁力迅速消失，分合摆臂在储能弹簧做用下，迅速进行分闸操作(图7状态至图6状态)。

2.分闸保持：分闸到位后，分合摆臂被储能弹簧压在分闸限位钉处，锁定于分闸状态，而此时手柄拐臂在储能弹簧作用下复位，与分合摆臂之间的联锁状态被解除(图9)

3.手动合闸：顺时针转动手柄轴，因分闸时联锁状态被解除，所以手柄拐臂可以向左越过分合摆臂，储能弹簧会推动分合摆臂反向运动，进行合闸操作，此时手柄轴不分复位(图10)

4.储能操作：手动合闸到位后，必需逆时针转动手柄轴，使手柄轴及拐臂回到初始的合闸保持状态(图10状态至图7状态)

5.合闸保持：手动合闸到位后，分合摆臂因永磁机构的自锁力而保持在合闸状态(图7)

本发明带来的效果：

1.本发明将永磁驱动技术用到了柱上负荷开关中，通过专门设计的永磁型操作机构，大大简化了产品结构，提高产品性能，国内还没有这方面的类似结构。

2.因本发明的永磁型机构运动部件少，运动特性更适合真空开关的负载特性曲线，因而性能比原有产品更优良，更符合市场需求。

3.FZW28型开关是国内正在大面积扩广的智能电网的基础元件，使用越最越大，对它的安全稳定性要求越来越高，因而应用本发明的产品市场前景广阔，投产后能迅速取代原有产品，很快产生良好的经济效益。

本发明的核心是：

一种替代现场上现有的FZW28型柱上真空负荷开关的新型永磁型柱上真空负荷开关，开关采用了结构简单、性能可靠的永磁型操作机构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，包括开关主箱体，其特征在于，所述开关主箱体的外部固定有机构箱，所述机构箱内设有永磁型操作机构，所述永磁型操作机构设有电动分合闸永磁驱动装置，所述机构箱还设有手动分合闸操作机构。

2.根据权利要求1所述的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其特征在于，所述开关主箱体内设有分合摆臂和手柄拐臂，所述电动分合闸永磁驱动装置和手动分合闸操作机构分别与所述分合摆臂和手柄拐臂连接，所述分合摆臂与手柄拐臂之间设有联锁装置。

3.根据权利要求2所述的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其特征在于，所述联锁装置包括解锁板和联锁舌。

4.根据权利要求2所述的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其特征在于，所述电动分合闸永磁驱动装置包括缸体和端板，所述缸体内设有电磁线圈和永磁体，所述电磁线圈和永磁体内设有动铁芯，所述动铁芯的端部穿过所述端板后通过牵引套与所述分合摆臂连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其特征在于，所述手动分合闸操作机构包括设于所述机构箱外部的手动分闸手柄和手动分合闸操作手柄，所述手动分闸手柄和手动分合闸操作手柄的手柄轴分别与所述手柄拐臂连接。

6.根据权利要求5所述的采用永磁型操作机构的柱上负荷开关，其特征在于，所述机构箱外部设有分合指针。