CN105575718B - 高压断路器操动机构及其防跳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压断路器操动机构及其防跳装置，防跳装置包括脱扣组件、防跳组件及电磁铁，防跳组件包括固定块、撞击块、销轴和用于使撞击块复位的第一复位弹簧，撞击块的下部为推动部，脱扣组件包括脱扣拐臂和用于使脱扣拐臂复位的第二复位弹簧，电磁铁的铁芯固定连接于固定块，撞击块通过销轴可旋转地连接在固定块上；推动部推动脱扣拐臂转动，推动部滑过脱扣拐臂上端后，脱扣拐臂靠第二复位弹簧复位，撞击块与脱扣拐臂的上端保持一定距离；电磁铁的第三复位弹簧动作时，推动部碰到脱扣拐臂上端时撞击块旋转以跨过脱扣拐臂，撞击块在第一复位弹簧作用下复位。本发明结构简单、制造成本低且可靠性高。

Description

高压断路器操动机构及其防跳装置

技术领域

本发明涉及高压电器开关技术领域，尤其有一种用于高压断路器操动机构的防跳装置及具有该防跳装置的高压断路器操动机构。

背景技术

目前，高压断路器的一般正常操作顺序为：储能-合闸-(储能)-分闸-合闸-(储能)……。为了实现高压断路器能分闸后马上合闸，高压断路器操动机构都须有电机预储能功能，即断路器合闸后，操动机构马上进行储能。此时，若高压断路器合闸按钮一直没有复位，操动机构就会在储能后再次合闸，即重复合闸，这种合闸由于所储能量未作用到高压断路器灭弧系统中去，而仅作用于操动机构内部，对操动机构的冲击和损伤特别严重，因此，这种空合闸是不允许的。

为防止高压断路器出现储能-释能空合-储能-释能空合-储能-释能空合……这样的跳跃，现有技术的高压断路器，主要采用电气防跳。

电气防跳时，当合闸回路出现故障没有断开，导致合闸按钮不能复位时，通过二次回路控制切断合闸回路，使合闸线圈失电，合闸按钮复位防止出现跳跃。

但是，现有技术的这种单一的电气防跳机制，不能防止手动操作合闸按钮时，按钮被卡滞造成的跳跃，所以要求操动机构具有机械防跳功能。

如公开号为CN2297793Y、专利名称为“断路器配用的空气操动机构”的中国实用新型专利提出的防跳装置，它由脱扣杆、脱扣器、滚轮、保持掣子、销钉A、防跳销钉组成，脱扣杆与铁心杆用销钉连接在一起，脱扣器与固定在支架上的弹簧相连接，滚轮固定在保持掣子上，销钉A与操作杆连接在一起，防跳销钉的底座与弹簧相接触。断路器合闸后，如果合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此断路器不能重复合闸操作以实现防跳功能。

上述防跳装置依靠防跳销钉卡住脱扣杆使其倾斜来实现防跳，由于脱扣杆侧面装有复位弹簧，倾斜时具有弹簧反力，一旦防跳销钉未将脱扣杆下端卡住，则防跳功能失效。所以，该实用新型专利提出的防跳装置可靠性不高，且结构较复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防止断路器重复合闸的防跳装置，以提高可靠性、简化结构并降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明防跳装置的高压断路器。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种防跳装置，所述防跳装置包括脱扣组件、防跳组件及电磁铁，该防跳组件包括固定块、撞击块、销轴和用于使所述撞击块复位的第一复位弹簧，所述撞击块的下部为推动部，所述脱扣组件包括脱扣拐臂和用于使所述脱扣拐臂复位的第二复位弹簧，所述电磁铁的铁芯固定连接于所述固定块，所述撞击块通过所述销轴可旋转地连接在所述固定块上；

所述推动部推动所述脱扣拐臂转动时，所述推动部滑过所述脱扣拐臂上端后，所述脱扣拐臂靠所述第二复位弹簧复位，所述撞击块与所述脱扣拐臂的上端保持一定距离；

所述第一复位弹簧动作时，所述推动部碰到脱扣拐臂上端时所述撞击块旋转以跨过所述脱扣拐臂后，所述撞击块在所述第一复位弹簧作用下复位。

本发明的防跳装置，优选的，所述防跳装置还包括掣子组件和凸轮组件，所述脱扣拐臂通过所述掣子组件、所述凸轮组件传动以推动所述高压断路器的合闸拐臂转动。

本发明的防跳装置，优选的，所述脱扣拐臂的上端竖直设置，所述撞击块水平移动，所述撞击块复位时，所述推动部与所述脱扣拐臂的接触面为复位接触面，所述撞击块的内端面与所述复位接触面的夹角为θ，且满足90°<θ<180°。

本发明的防跳装置，优选的，120°<θ<150°。

本发明的防跳装置，优选的，所述撞击块还包括第一轴孔、腹板和一对第一侧板，其中，所述第一轴孔开设在所述第一侧板上，用于穿设所述销轴，所述第一侧板与腹板垂直，所述推动部设置在所述第一侧板和所述腹板的下部。

本发明的防跳装置，优选的，所述固定块包括第二轴孔、端板和一对第二侧板，所述端板位于所述撞击块的内侧，所述第二轴孔开设在所述第二侧板上，用于安装所述销轴，所述第二侧板与所述端板垂直。

本发明的防跳装置，优选的，所述撞击块的内边缘上具有半径为R的圆弧和与所述圆弧内端连接且竖直延伸的直线段a，所述圆弧的圆心到所述直线段a的最远距离为L2，所述第二轴孔的圆心到所述端板之间的距离为L1，则满足R≤L1＜L2。

本发明的防跳装置，优选的，所述防跳装置还包括一侧板，所述脱扣拐臂的第一转轴、所述掣子组件中保持掣子的第二转轴、所述凸轮组件的第三转轴均固定在所述侧板上。

本发明的防跳装置，优选的，所述保持掣子大致是四边形的形状，其四边形的四条边为第一边、第二边、第三边和第四边，其中所述第二转轴设置在所述第一边和所述第二边的交点处，所述第一转轴只与所述第一边接触，所述凸轮组件的滚轮顶在所述第二边或所述第三边。

本发明的高压断路器操动机构，具有本发明的防跳装置。

本发明的有益效果在于，本发明的防跳装置及本发明的高压断路器操动机构，结构简单，制造成本低。其撞击块、固定块、销轴和复位弹簧安装在电磁铁铁芯上。高压断路器合闸时，撞击块推动脱扣拐臂转动实现合闸，撞击块下部滑过脱扣拐臂上端后，脱扣拐臂靠拐臂复位弹簧复位；合闸完成后，若合闸信号一直保持，则撞击块将一直处于脱扣拐臂左边，无法再推动脱扣拐臂转动，因此能够防止重复合闸；合闸信号中断后，电磁铁的铁芯在复位弹簧作用下向右复位，撞击块的推动部碰到脱扣拐臂上端时，撞击块顺时针旋转以跨过脱扣拐臂，跨过脱扣拐臂后撞击块在复位弹簧作用下复位，因此，本发明的防跳装置可靠性高，能够有效防止断路器重复合闸，提高了断路器的可靠性与安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的防跳装置的开关合闸动作原理图。

图2为本发明实施例的防跳装置的开关合闸开始时的状态。

图3为本发明实施例的防跳装置的开关合闸完成时的状态。

图4为本发明实施例的防跳装置的开关合闸完成后电机储能的状态。

图5为本发明实施例的防跳装置的电磁铁铁芯复位时的状态。

图6为本发明实施例的防跳装置的电磁铁铁芯复位完成的状态。

图7A为本发明实施例的防跳装置的装配细节立体示意图。

图7B为本发明实施例的防跳装置的装配细节主视示意图。

图7C为本发明实施例的防跳装置的装配细节俯视示意图。

图8A为本发明实施例的防跳装置的撞击块的立体结构图。

图8B为本发明实施例的防跳装置的撞击块的右视结构图。

图8C为本发明实施例的防跳装置的撞击块的主视结构图。

图8D为本发明实施例的防跳装置的撞击块的俯视结构图。

图9A为本发明实施例的防跳装置的固定块的立体结构图。

图9B为本发明实施例的防跳装置的固定块的主视结构图。

图9C为本发明实施例的防跳装置的固定块的左视结构图。

图9D为本发明实施例的防跳装置的固定块的俯视结构图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的防跳装置，用于本发明实施例的高压断路器操动机构。本发明实施例的高压断路器操动机构，具有本发明实施例的防跳装置。

本发明实施例的用于高压断路器操动机构的防跳装置，结构简单成本低，并且能够有效的防止断路器重复合闸，可靠性高。

本发明实施例的防跳装置，如图1所示，包括侧板100、拐臂组件10、防跳组件20、电磁铁30、掣子组件40和凸轮组件50。

其中的侧板100，可以是独立的仅属于本发明实施例的防跳装置的部件，也可以是高压断路器中的本发明实施例防跳装置之外的其他部件的外壳或背板等。

其中，如图1-图6所示，拐臂组件10包括脱扣拐臂11、拐臂复位弹簧12和第一转轴13，第一转轴13可转动地安装在侧板100上，脱扣拐臂11与第一转轴13固定连接(如键连接)，脱扣拐臂11的上端竖直设置。

如图1所示，电磁铁30包括铁芯32和缠绕在所述铁芯32上的复位弹簧31，当本发明实施例的高压断路器得到合闸信号时，电磁铁30的铁芯32在水平方向上向左运动；当本发明实施例的高压断路器的合闸信号中断后，铁芯32可以在复位弹簧31的作用下水平向右移动。

如图7A-图7C所示，防跳组件20包括固定块21、撞击块22、销轴23、复位弹簧24和连杆25。其中，固定块21内侧通过连杆25固定连接于电磁铁30的铁芯32，连杆25与铁芯32之间可通过螺纹进行连接。撞击块22通过销轴23可旋转地连接在固定块21上，复位弹簧24用于使撞击块22通过复位至图1-图4所示的位置。其中，优选的，复位弹簧24为扭簧，复位弹簧24安装在销轴23上。本说明书中，对于防跳组件20，以其靠近电磁铁30的一侧为内侧，反之为外侧。另外，铁芯32的水平运动带动撞击块22也在水平方向上运动。

如图8A-图8D所示，撞击块22包括轴孔220、推动部222、腹板223和一对侧板221，其中，轴孔220开设在侧板221上，用于穿设销轴23，而侧板221与腹板223垂直，推动部222设置在侧板221与腹板223的下部，用以推动脱扣拐臂11。侧板221的形状如图8C所示，撞击块22的内边缘上具有半径为R的圆弧、直线段a和直线段b，其中，直线段a与所述圆弧内端连接且竖直延伸，设圆心O1到直线段a的最远距离为L2。

如图8C所示，撞击块22上的直线段a与b之间的夹角为θ，且有90°<θ<180°，这样使得撞击块22在复位时运动比较顺畅，θ的较佳角度范围为120°<θ<150°。

其中直线a所处的位置，是撞击块22的内端面的位置，内端面是竖直设置的。而直线b所处的位置，是撞击块22复位时，推动部222与脱扣拐臂11的接触面的位置，可以称这一接触面为复位接触面。由于脱扣拐臂11的上端也是竖直设置的，直线段a与b之间的夹角θ，也等于复位接触面与上述内端面之间的夹角。

如图9A-图9D所示，固定块21包括轴孔213、端板210和一对侧板211，端板210位于固定块21的内侧，轴孔213开设在侧板211上，用于安装销轴23，而侧板211与端板210垂直，侧板211的形状如图9B所示，轴孔213的圆心O2到端板(或称侧壁)210之间的距离设为L1，则有R≤L1＜L2，这样的尺寸设计可保证装配后撞击块22旋转顺畅，又可对撞击块22逆时针方向转动进行限位。

本实施例的防跳装置，脱扣拐臂11通过掣子组件40、凸轮组件40传动以推动本发明实施例的高压断路器操动机构的合闸拐臂61转动。

如图1-图6所示，掣子组件40包括保持掣子41、掣子复位弹簧42和第二转轴43，而凸轮组件50包括凸轮51、滚轮52、第三转轴53和销54，第二转轴43和第三转轴53可转动地安装在侧板100上，保持掣子41连接在第二转轴43上。保持掣子41可大致是四边形的形状，如图3所示，其四边形的四条边包括第一边411、第二边412、第三边413和第四边414，其中第二转轴43设置在第一边411和第二边412的交点处，第一转轴13只与第一边411接触，滚轮52可能顶在第二边412，也可能顶在第三边413。其中，凸轮51与第三转轴53固定连接，例如通过键连接。

下面介绍一下本发明实施例的防跳装置的工作原理。

本发明实施例的高压断路器的合闸弹簧(图中未示出)储能后，第三转轴53具有如图1中所示的逆时针方向的转矩，滚轮52的圆心通过销54可旋转地连接在凸轮51上，滚轮52的轮缘顶在保持掣子41上，具体的说是顶在保持掣子41的第三边413，这时，保持掣子41的第一边411的边缘卡在第一转轴13上，第一转轴13与保持掣子41接触的部分为半轴，半轴即轴的一部分被加工切削掉，对保持掣子41进行限位，使合闸力矩得到保持。

再如图2所述，当本发明实施例的高压断路器得到合闸信号时，电磁铁30的铁芯32向左运动，撞击块22的下部，也即推动部222，推动脱扣拐臂11转动，从而带动第一转轴13转动，当第一转轴13转动一定角度时，半轴部分便不能对保持掣子41的第一边411进行限位，也即保持掣子41的任一边的边缘均不卡在第一转轴13上。此时，保持掣子41将在滚轮52的推动下绕第二转轴43逆时针旋转，滚轮52滑过保持掣子41，也即滚轮52从第三边413滑向第二边412，直至脱离第二边412。同时，凸轮51在合闸力矩作用下绕第三转轴53逆时针旋转，推动合闸拐臂61转动，实现开关合闸。

在上述过程中，当第一转轴13不再对保持掣子41进行限位后，撞击块22将推动脱扣拐臂11继续转动，当脱扣拐臂11转动到足够角度时，撞击块22下部将滑过脱扣拐臂11上端，不再推动脱扣拐臂11转动，拐臂复位弹簧12装在第一转轴13上，此时脱扣拐臂11将在拐臂复位弹簧12的作用下沿顺时针方向复位，掣子复位弹簧42装在第二转轴43上，使保持掣子41沿顺时针方向复位，开关合闸状态如图3所示。

如图4所示，开关合闸结束后，本发明实施例的高压断路器操动机构的电机马上开始储能。此时若合闸信号一直保持，则铁芯32将一直处于图4所示位置，撞击块22将一直保持在脱扣拐臂11的左边，撞击块22的推动部222无法再推动脱扣拐臂11转动，所以可防止开关重复合闸。

再如图5所示，当合闸信号中断后，铁芯32在复位弹簧31的作用下向右移动，撞击块22下部的推动部222，碰到脱扣拐臂11上端时撞击块22绕销轴23顺时针转动，以跨过脱扣拐臂11，同时装在销轴23上的复位弹簧24受到压缩，当撞击块22完全跨过脱扣拐臂11后，复位弹簧24使撞击块22绕销轴23逆时针转动复位，复位后的状态如图6所示。

之前提到，撞击块22上的直线a与b之间的夹角为θ，且有90°<θ<180°，而脱扣拐臂11的上端在此状态下是竖直状态，因此，相当于推动部222的与脱扣拐臂11接触的接触面是一个斜面，因此这样使得撞击块22在复位时运动比较顺畅。

本发明的防跳装置及本发明的高压断路器操动机构，结构简单，制造成本低。其撞击块22、固定块21、销轴23和复位弹簧24安装在电磁铁30的铁芯32上。断路器合闸时，撞击块22推动脱扣拐臂11转动实现合闸，撞击块22下部滑过脱扣拐臂11上端后，脱扣拐臂11靠拐臂复位弹簧12复位；合闸完成后，若合闸信号一直保持，则撞击块22将一直处于脱扣拐臂11左边一定距离处，无法再推动脱扣拐臂11转动，因此能够防止重复合闸；合闸信号中断后，电磁铁30的铁芯32在复位弹簧31作用下向右复位，撞击块22的推动部222碰到脱扣拐臂11上端时，撞击块22顺时针旋转以跨过脱扣拐臂11，跨过脱扣拐臂11后撞击块22在复位弹簧24作用下复位，因此，本发明实施例的防跳装置可靠性高，能够有效防止断路器重复合闸。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防跳装置，其特征在于，所述防跳装置包括脱扣组件、防跳组件及电磁铁，所述防跳组件包括固定块、撞击块、销轴和用于使所述撞击块复位的第一复位弹簧，所述撞击块的下部为推动部，所述脱扣组件包括脱扣拐臂和用于使所述脱扣拐臂复位的第二复位弹簧，所述电磁铁的铁芯固定连接于所述固定块，所述撞击块通过所述销轴可旋转地连接在所述固定块上；

所述推动部推动所述脱扣拐臂转动时，所述推动部滑过所述脱扣拐臂上端后，所述脱扣拐臂靠所述第二复位弹簧复位，所述撞击块与所述脱扣拐臂的上端保持一定距离；

所述电磁铁的第三复位弹簧动作时，所述推动部碰到脱扣拐臂上端时所述撞击块旋转以跨过所述脱扣拐臂后，所述撞击块在所述第一复位弹簧作用下复位。

2.如权利要求1所述的防跳装置，其特征在于，所述防跳装置还包括掣子组件和凸轮组件，所述脱扣拐臂通过所述掣子组件、所述凸轮组件传动以推动一高压断路器操动机构的合闸拐臂转动。

3.如权利要求1所述的防跳装置，其特征在于，所述脱扣拐臂的上端竖直设置，所述撞击块水平移动，所述撞击块复位时，所述推动部与所述脱扣拐臂的接触面为复位接触面，所述撞击块的内端面与所述复位接触面的夹角为θ，且满足90°<θ<180°。

4.如权利要求3所述的防跳装置，其特征在于，120°<θ<150°。

5.如权利要求2所述的防跳装置，其特征在于，所述撞击块还包括第一轴孔、腹板和一对第一侧板，其中，所述第一轴孔开设在所述第一侧板上，用于穿设所述销轴，所述第一侧板与腹板垂直，所述推动部设置在所述第一侧板和所述腹板的下部。

6.如权利要求5所述的防跳装置，其特征在于，所述固定块包括第二轴孔、端板和一对第二侧板，所述端板位于所述固定块的内侧，所述第二轴孔开设在所述第二侧板上，用于安装所述销轴，所述第二侧板与所述端板垂直。

7.如权利要求6所述的防跳装置，其特征在于，所述撞击块的内边缘上具有半径为R的圆弧和与所述圆弧内端连接且竖直延伸的直线段a，所述圆弧的圆心到所述直线段a的最远距离为L2，所述第二轴孔的圆心到所述端板之间的距离为L1，则满足R≤L1＜L2。

8.如权利要求2所述的防跳装置，其特征在于，所述防跳装置还包括一侧板，所述脱扣拐臂的第一转轴、所述掣子组件中保持掣子的第二转轴、所述凸轮组件的第三转轴均固定在所述侧板上。

9.如权利要求8所述的防跳装置，其特征在于，所述保持掣子大致是四边形的形状，其四边形的四条边为第一边、第二边、第三边和第四边，其中所述第二转轴设置在所述第一边和所述第二边的交点处，所述第一转轴只与所述第一边接触，所述凸轮组件的滚轮顶在所述第二边或所述第三边。

10.一种高压断路器操动机构，其特征在于，所述高压断路器操动机构具有权利要求1-9任一所述的防跳装置。