CN107527772B - 低压三相双稳态永磁空气开关 - Google Patents

低压三相双稳态永磁空气开关 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配电网开关技术领域，是一种低压三相双稳态永磁空气开关，其包括绝缘底座，在绝缘底座的左右两侧分别安装有第一绝缘支架和第二绝缘支架，绕线架座在第一绝缘支架和第二绝缘支架上，在第一环槽内安装有上保持永磁铁，在第三环槽内安装有下保持永磁铁，在滑动铁芯的底端固定安装有位于绕线架外侧的绝缘触片连接板，在绝缘触片连接板底部固定安装有一个在滑动铁芯下移时能与对应的一组静触片组相接触动触片。本发明结构合理，不用长时间消耗电能，分合闸线圈无需长时间工作，有效解决了线圈长期通电导致发热、存在安全隐患的问题，减少了永磁铁连续工作时发出的噪声及对磁场的影响，降低了能源消耗，安全环保。

Description

低压三相双稳态永磁空气开关
技术领域
本发明涉及配电网开关技术领域，是一种低压三相双稳态永磁空气开关。
背景技术
当前配电网低压三相开关，大部分不具有电动合闸功能，少量具有电动合闸功能的三相开关体积较大，不能安装在现有的电表箱内实现费控，即当电费用完时，电表会控制控制开关跳开，充费后，电表控制开关闭合；同时现有具有电动合闸功能的三相开关的分合闸需要线圈储能，线圈长期通电会发热，不节能。
发明内容
本发明提供了一种低压三相双稳态永磁空气开关，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有具有电动合闸功能的低压三相开关存在的线圈长期通电导致发热、存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种低压三相双稳态永磁空气开关，包括绝缘底座、绕线架和三组静触片，所述每组静触片组均包括一个电源侧静触片和一个与其对应的负荷侧静触片，在所述绝缘底座的左右两侧分别安装有第一绝缘支架和第二绝缘支架，三个电源侧静触片由前至后依序间隔固定安装在第一绝缘支架和绝缘底座之间，每个负荷侧静触片固定安装在第二绝缘支架和绝缘底座之间且与其对应的电源侧静触片位置相对应，每个电源侧静触片和与其对应的负荷侧静触片之间有间距，绕线架座在第一绝缘支架和第二绝缘支架上，在绕线架的中部沿轴线方向设有贯穿的通孔，在绕线架上由上至下等间隔设有第一环槽、第二环槽和第三环槽，在第一环槽内安装有上保持永磁铁，在第三环槽内安装有与上保持永磁铁磁极相反的下保持永磁铁，在第二环槽内安装有分合闸线圈，在通孔内安装有滑动铁芯，在滑动铁芯的底端固定安装有位于绕线架外侧的绝缘触片连接板，在绝缘触片连接板底部与每组静触片组对应的位置处均固定安装有一个在滑动铁芯下移时能与对应的一组静触片组相接触的动触片。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述在所述绝缘底座的前端和后端及相邻静触片组之间均可固定安装有条形绝缘凸块，相邻两个条形绝缘凸块之间形成灭弧室，三个电源侧静触片、三个负荷侧静触片和三组动触片均位于对应的灭弧室内，在相邻静触片组之间的条形绝缘凸块上与绝缘触片连接板相对应的位置处均设有第一凹槽，在第一绝缘支架和第二绝缘支架上与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块对应的位置处均设有第二凹槽，第一绝缘支架和第二绝缘支架通过第二凹槽与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块相配合且分别安装在绝缘底座的左右两侧。
上述还可包括下端开口的绝缘壳体，相邻静触片组之间的条形绝缘凸块的高度小于绝缘底座的前端和后端的条形绝缘凸块的高度，第一绝缘支架和第二绝缘支架的上端面与绝缘底座的前端和后端的条形绝缘凸块的上端面齐平，绕线架安装在绝缘壳体内部，绝缘壳体的底端固定安装在第一绝缘支架、第二绝缘支架和底座前端及后端的条形绝缘凸块上，在绝缘壳体上与分合闸线圈相对应的位置处分别设有第一接线孔和第二接线孔。
上述绝缘壳体可为环氧材料外壳。
上述电源侧静触片和负荷侧静触片均可通过螺栓固定安装在绝缘底座上.
上述绝缘触片连接板与三组动触片均可通过螺栓固定安装在一起。
上述绝缘底座可为陶瓷底座。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，在正常工作状态下即处于断开或闭合位置时分合闸线圈不带电，不再需要维持电磁铁吸合而消耗能量，只在工作状态切换的瞬间需保持20ms消耗脉冲电流，从而消耗少量的电能，因此本发明不用长时间消耗电能，分合闸线圈无需长时间工作，有效解决了线圈长期通电导致发热、存在安全隐患的问题，减少了永磁铁连续工作时发出的噪声及对磁场的影响，降低了能源消耗，安全环保。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的俯视半剖视结构示意图。
附图3为附图1的左视剖视结构示意图。
附图4为附图2的A-A剖视结构示意图。
附图5为本发明最佳实施例的立体结构示意图。
附图中的编码分别为：1为绝缘底座，2为绕线架，3为电源侧静触片，4为负荷侧静触片，5为第一绝缘支架，6为第二绝缘支架，7为通孔，8为上保持永磁铁，9为下保持永磁铁，10为分合闸线圈，11为滑动铁芯，12为绝缘触片连接板，13为动触片，14为条形绝缘凸块，15为绝缘壳体，16为折边，17为第一接线孔，18为第二接线孔，19为螺栓。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2、3、4、5所示，该低压三相双稳态永磁空气开关，包括绝缘底座1、绕线架2和三组静触片，所述每组静触片组均包括一个电源侧静触片3和一个与其对应的负荷侧静触片4，在所述绝缘底座1的左右两侧分别安装有第一绝缘支架5和第二绝缘支架6，三个电源侧静触片3由前至后依序间隔固定安装在第一绝缘支架5和绝缘底座1之间，每个负荷侧静触片4固定安装在第二绝缘支架6和绝缘底座1之间且与其对应的电源侧静触片3位置相对应，每个电源侧静触片3和与其对应的负荷侧静触片4之间有间距，绕线架2座在第一绝缘支架5和第二绝缘支架6上，在绕线架2的中部沿轴线方向设有贯穿的通孔7，在绕线架2上由上至下等间隔设有第一环槽、第二环槽和第三环槽，在第一环槽内安装有上保持永磁铁8，在第三环槽内安装有与上保持永磁铁8磁极相反的下保持永磁铁9，在第二环槽内安装有分合闸线圈10，在通孔7内安装有滑动铁芯11，在滑动铁芯11的底端固定安装有位于绕线架2外侧的绝缘触片连接板12，在绝缘触片连接板12底部与每组静触片组对应的位置处均固定安装有一个在滑动铁芯11下移时能与对应的一组静触片组相接触的动触片13。
这里绝缘底座1可为陶瓷绝缘材料；三个电源侧静触片3、三个负荷侧静触片4和三个动触片13均为2mm厚的导电铜片，电源侧静触片3与负荷侧静触片4一一对应，一个电源侧静触片3及其对应的负荷侧静触片4与一个动触片13相对应；上保持永磁铁8呈空心圆柱形，其下端面可是N极，上端面可是S极；下保持永磁铁9呈空心圆柱形，下保持永磁铁9需与上保持永磁铁8的磁极相反，其上端面可是N极，下端面可是S极；滑动铁芯11可由工程纯铁制成，可为上下直径相同的圆柱形，也可为下部直径小于上部直径的台阶状圆柱体；滑动铁芯11、绝缘触片连接板12和三个动触片13可为一体连接。这里下保持永磁铁9和上保持永磁铁8所产生的吸引力相同，因此本发明的初始状态时滑动铁芯11完全处于通孔7内。
使用时，上保持永磁铁8下端面是N极，上端面是S极，下保持永磁铁9上端面是N极，下端面是S极，首先将电源侧三相导线分别与三个电源侧静触片3电连接，将三个负荷侧静触片4分别与负荷侧三相导线电连接；接着通过两根导线将5安培直流电源脉冲的正极和负极接入分合闸线圈10；当需闭合开关时，给分合闸线圈10接入反向电流脉冲，分合闸线圈10产生磁场的方向与下保持永磁铁9产生的磁场方向一致，二者相加后的磁场大于上保持永磁铁8的吸力，故滑动铁芯11向下保持永磁铁9的方向移动，从而通过绝缘触片连接板12带动三个动触片13下移，使每个动触片13与对应的一组静触片组相接触，即开关闭合，脉冲电流持续20ms后消失，滑动铁芯11受下保持永磁铁9的吸引力大于上保持永磁铁8的吸引力，故滑动铁芯11保持不动，本发明保持闭合；当需断开开关时，给分合闸线圈10接入正向电流脉冲，分合闸线圈10产生磁场的方向与上保持永磁铁8产生的磁场方向一致，二者相加后的磁场大于下保持永磁铁9的吸力，故滑动铁芯11向上保持永磁铁8的方向移动，从而通过绝缘触片连接板12带动三个动触片13上移，使每个动触片13与对应的对应的一组静触片组相分离，即开关断开，脉冲电流持续20ms后消失，滑动铁芯11受上保持永磁铁8的吸引力大于下保持永磁铁9的吸引力，故滑动铁芯11保持不动，本发明保持断开。
这里若上保持永磁铁8下端面是S极，上端面是N极，下保持永磁铁9上端面是S极，下端面是N极,则需闭合时给分合闸线圈10接入正向电流脉冲，需断开时给分合闸线圈10接入反向电流脉冲。
本发明使用方便，在正常工作状态下即本发明处于断开或闭合位置时分合闸线圈10不带电，不再需要维持电磁铁吸合而消耗能量，只在工作状态切换的瞬间需保持20ms消耗脉冲电流，从而消耗少量的电能，因此本发明不用长时间消耗电能，分合闸线圈10无需长时间工作，有效解决了线圈长期通电导致发热、存在安全隐患的问题，减少了永磁铁连续工作时发出的噪声及对磁场的影响，降低了能源消耗，安全环保。
可根据实际需要，对上述低压三相双稳态永磁空气开关作进一步优化或/和改进：
如附图1、2、3、4、5所示，在所述绝缘底座1的前端和后端及相邻静触片组之间均固定安装有条形绝缘凸块14，相邻两个条形绝缘凸块14之间形成灭弧室，三个电源侧静触片3、三个负荷侧静触片4和三组动触片13均位于对应的灭弧室内，在相邻静触片组之间的条形绝缘凸块14上与绝缘触片连接板12相对应的位置处均设有第一凹槽，在第一绝缘支架5和第二绝缘支架6上与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块14对应的位置处均设有第二凹槽，第一绝缘支架5和第二绝缘支架6通过第二凹槽与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块14相配合且分别安装在绝缘底座1的左右两侧。
这里由于开关在分合时,静触片组和动触片13之间会出现电弧，电弧会对设备会有损坏，出现安全问题，所以在这里设立三个相互独立的灭弧室进行灭弧，保证静触片和动触片13快速且正确的进行合与分；其中绝缘底座1的前端和后端固定安装的条形绝缘凸块14的高度可与第一绝缘支架5及第一绝缘支架5的高度一致，便于其他部件的安装；所有条形绝缘凸块14可与绝缘底座1连为一体，在相邻静触片组之间的条形绝缘凸块14上与绝缘触片连接板12相对应的位置处均设有第一凹槽，用于实现绝缘触片连接板12的上下移动。
如附图1、2、3、4、5所示，还包括下端开口的绝缘壳体15，相邻静触片组之间的条形绝缘凸块14的高度小于绝缘底座1的前端和后端的条形绝缘凸块14的高度，第一绝缘支架5和第二绝缘支架6的上端面与绝缘底座1的前端和后端的条形绝缘凸块14的上端面齐平，绕线架2安装在绝缘壳体15内部，绝缘壳体15的底端固定安装在第一绝缘支架5、第二绝缘支架6和底座前端及后端的条形绝缘凸块14上，在绝缘壳体15上与分合闸线圈10相对应的位置处分别设有第一接线孔17和第二接线孔18。这里安装绝缘壳体15，保证本发明内部的清洁，增加本发明的灵敏度和使用寿命。通过两根导线将5安培直流电源脉冲的正极和负极接入分合闸线圈10时，将5安培直流电源脉冲的正极通过第一接线孔17接入分合闸线圈10，将5安培直流电源脉冲的负极通过第二接线孔18接入分合闸线圈10。根据需要，可在绝缘壳体15的底端外侧沿圆周设有折边16，绝缘壳体15通过折边16固定安装在第一绝缘支架5、第二绝缘支架6和底座前端及后端的条形绝缘凸块14上。
根据需要，绝缘壳体15为环氧材料外壳。
如附图1、2、3、4、5所示，所述电源侧静触片3和负荷侧静触片4均通过螺栓19固定安装在绝缘底座1上。这里三组静触片均通过螺栓19固定安装在绝缘底座1上，电源侧三相导线可通过螺栓19分别与三个电源侧静触片3电连接，三个负荷侧静触片4可通过螺栓19分别与负荷侧三相导线电连接；并且通过螺栓19连接便于装置使用过程中的松紧调节。
如附图1、2、3、4、5所示，所述绝缘触片连接板12与三组动触片13均通过螺栓19固定安装在一起。这里通过螺栓19连接便于装置使用过程中的松紧调节。
根据需要，所述绝缘底座1为陶瓷底座。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (1)

1.一种低压三相双稳态永磁空气开关，其特征在于包括绝缘底座、绕线架和三组静触片，所述每组静触片组均包括一个电源侧静触片和一个与其对应的负荷侧静触片，在所述绝缘底座的左右两侧分别安装有第一绝缘支架和第二绝缘支架，三个电源侧静触片由前至后依序间隔固定安装在第一绝缘支架和绝缘底座之间，每个负荷侧静触片固定安装在第二绝缘支架和绝缘底座之间且与其对应的电源侧静触片位置相对应，每个电源侧静触片和与其对应的负荷侧静触片之间有间距，绕线架座在第一绝缘支架和第二绝缘支架上，在绕线架的中部沿轴线方向设有贯穿的通孔，在绕线架上由上至下等间隔设有第一环槽、第二环槽和第三环槽，在第一环槽内安装有上保持永磁铁，在第三环槽内安装有与上保持永磁铁磁极相反的下保持永磁铁，在第二环槽内安装有分合闸线圈，在通孔内安装有滑动铁芯，在滑动铁芯的底端固定安装有位于绕线架外侧的绝缘触片连接板，在绝缘触片连接板底部与每组静触片组对应的位置处均固定安装有一个在滑动铁芯下移时能与对应的一组静触片组相接触的动触片，在所述绝缘底座的前端和后端及相邻静触片组之间均固定安装有条形绝缘凸块，相邻两个条形绝缘凸块之间形成灭弧室，三个电源侧静触片、三个负荷侧静触片和三组动触片均位于对应的灭弧室内，在相邻静触片组之间的条形绝缘凸块上与绝缘触片连接板相对应的位置处均设有第一凹槽，在第一绝缘支架和第二绝缘支架上与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块对应的位置处均设有第二凹槽，第一绝缘支架和第二绝缘支架通过第二凹槽与相邻静触片组之间的条形绝缘凸块相配合且分别安装在绝缘底座的左右两侧，还包括下端开口的绝缘壳体，相邻静触片组之间的条形绝缘凸块的高度小于绝缘底座的前端和后端的条形绝缘凸块的高度，第一绝缘支架和第二绝缘支架的上端面与绝缘底座的前端和后端的条形绝缘凸块的上端面齐平，绕线架安装在绝缘壳体内部，绝缘壳体的底端固定安装在第一绝缘支架、第二绝缘支架和底座前端及后端的条形绝缘凸块上，在绝缘壳体上与分合闸线圈相对应的位置处分别设有第一接线孔和第二接线孔，绝缘壳体为环氧材料外壳，所述三组静触片均通过螺栓固定安装在绝缘底座上，所述绝缘触片连接板与三组动触片均通过螺栓固定安装在一起，所述绝缘底座为陶瓷底座。
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