CN110060910A - 一种新型脱扣器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压开关电气领域中应用的一种新型脱扣器，特别是用在各种开关操动机构中的分闸脱扣器。该一种新型脱扣器包括：储能凸轮(17)、驱动杠杆(14)；起回位作用的复位拉簧(8)。由于合闸时磁通变换器储能压簧(10)储存了机械势能，在该势能作用下大幅增加了分闸脱扣的力量，节省了电能。驱动杠杆(14)把磁通变换器动铁芯(6)压紧到位后还会继续向下拉动，这时拉动拉簧(9)将被拉伸，这样既保证磁通变换器可靠储能，又不会因硬性拉动而损坏零部件，保证储能安全可靠。

Description

一种新型脱扣器

技术领域

本发明涉及高压(3.6kV～40.5kV)开关操动机构中的脱扣器，特别是高压真空开关操动机构用分闸脱扣器。

背景技术

目前，公知的高压开关操动机构中的脱扣器特征如下：

采用电磁铁通电时吸合动铁芯，动铁芯运动后撞击合闸半轴上的脱扣板，脱扣板转动带动半轴转动实现合、分闸。这带来了如下问题：

①由于阻力比较大，合、分闸电磁铁需要比较大的功率才能驱动动铁芯以较大的动量撞动半轴旋转脱扣；

②由于电磁铁消耗的功率较大，而且能否自动分闸直接影响到电网运行的安全，所以都给合、分闸回路提供一套专门的直流蓄电池电源，正常时给电池充电，没有交流电压源时可以由电池提供电源保证正常动作。如果是变电站可以多个开关共用一套直流电源，造价并不高，维护也方便。如果是户外单独几个开关组成的环网箱，或者柱上安装的单个开关，也提供一套直流蓄电池电源，不但造价过高，维护也十分不便，尤其电池寿命有限，更换的工作量也十分庞大。

③由于电磁铁消耗的功率较大，如果使用电流互感器通过控制器直接驱动电磁铁动作脱扣，由于电流互感器输出功率有限，就存在动作不够可靠的问题，尤其在低电流时输出功率小，动作非常困难。

④当发生短路时，电压源电压往往都降低很多，不能保证正常分闸。只有依靠蓄电池的直流电源或电流互感器提供的电流源才能保证正常分闸，保护线路或设备。

⑤合闸时可以电动也可以手动，且大多数都是在有交流电源时操作，合闸线圈功率过大问题并不突出。但分闸操作必须有可靠、自动、快速的能力，而这时交流电源最有可能尚失，不能保证可靠动作。

发明内容

技术方案

本发明的目的在于为解决上述缺陷而提供一种新型脱扣器，主要用在分闸动作。

该新型分闸脱扣器包括：储能凸轮；传动杠杆；驱动拉簧；复位拉簧；压动杠杆；磁通变换器等。

上述的一种新型脱扣器，其特征在于，该新型脱扣器还包括：开关合闸凸轮与储能凸轮共同安装在一个主轴上，同步转动。

有益效果

①大幅度降低了开关脱扣需要的功率，可以用电流互感器提供的电流源为控制器提供电源并驱动扣闸；

②省却了直流电池电源，尤其在户外环网箱和柱上开关中应用效果十分显著；

③在不需要通讯和电动操作的场合，可以省却电源用的电压互感器、变压器等辅助设备。

附图说明

图1为开关分闸、磁通变换器未储能状态；

图2为开关正在合闸过程中；

图3为开关已合闸，磁通变换器已储能状态；

图4为磁通变换器正在释放能量撞击脱口板的状态；

图5为开关已分闸、磁通变换器能量已释放(未储能)状态。

图中：1-开关主轴；2-杠杆轴；3-压动杠杆；4-分闸半轴；5-分闸扣板；6-磁通变换器动铁芯；7-挂簧轴；8-复位拉簧；9-拉动拉簧；10-磁通变换器储能压簧；11-磁通变换器线圈；12-磁通变换器永磁体；13-磁通变换器支架；14-驱动杠杆；15-限位轴；16-杠杆轴；17-储能凸轮；18-储能轴；19-合闸凸轮；20-合闸滚子；21-合闸拐臂。

具体实施例

该新型分闸脱扣器包括：

(1)开关主轴1-驱动开关合分用；

(2)杠杆轴2-支撑压动杠杆(3)用；

(3)压动杠杆3-压动磁通变换器动铁芯(6)储能用；

(4)分闸半轴4-让开关保持在合闸位置用；

(5)分闸扣板5-驱动半轴(4)转动用；

(6)磁通变换器动铁芯6-撞击脱扣板(5)分闸用；

(7)挂簧轴7-挂复位拉簧(8)用；

(8)复位拉簧8-压动杠杆(3)复位用；

(9)拉动拉簧9-拉动压动杠杆(3)用；

(10)磁通变换器储能压簧10-储存势能用；

(11)磁通变换器线圈11-受电后产生磁场用；

(12)磁通变换器永磁体12-储能保持用；

(13)磁通变换器支架13-安装磁通变换器用；

(14)驱动杠杆14-储能传动用；

(15)限位轴15-限位用；

(16)杠杆轴16-支撑驱动杠杆14用；

(17)储能凸轮17-储能传动用；

(18)储能轴18-安装合闸凸轮(19)、储能凸轮(17)等用；

(19)合闸凸轮19-开关合闸用；

(20)合闸滚子20-传动用；

(21)合闸拐臂21-传动用。

下面结合附图1～5及实施例对本发明作进一步说明：

1.新型分闸脱扣器要点：

①在储能轴(18)上面增加一个储能凸轮(17)，构成一个新部件，既完成合闸又给磁通变换器储存机械能。弹簧的机械势能释放时增加了脱扣力量，节省了电能；

②在储能传动的环节中有一个传动拉簧，构成一个柔性传动过程，让储能过程中有一定的过量，但又不损坏零部件；

③使用储能凸轮(17)直接驱动驱动杠杆(14)，结构简单可靠。

2.磁通变换器工作原理

由磁通变换器动铁芯(6)、磁通变换器储能压簧(10)、磁通变换器线圈(11)、磁通变换器永磁体(12)组成的组件称为磁通变换器。其工作原理是：当磁通变换器动铁芯(6)受向下压力，克服磁通变换器储能压簧(10)的反作用力而向下运动，其底部与磁通变换器永磁体(12)接触后，构成一个闭合的铁磁磁路，即使外部的压力消失，足够大的磁通产生的吸力让磁通变换器动铁芯(6)被吸在磁通变换器永磁体(12)上(参见图3)。由于磁通变换器储能压簧(10)被压缩了，这就就储存了一定的弹性势能。当磁通变换器线圈(11)通过直流电流，在同一个磁路里产生了一个与永磁体产生的磁通相反的磁通，相互抵消。当剩余的磁通产生的吸力小于磁通变换器储能压簧(10)的应力，磁通变换器动铁芯(6)将在磁通变换器储能压簧(10)的作用下向上运动，释放弹簧的弹性势能。其在运动的过程中，就可以驱动其它零部件运动了。由于磁通变换器储能压簧(10)储存的能量很大，产生的力也很大，利于分闸脱扣，与直接使用电磁铁脱扣方式相比较消耗的电能却很小。

3.开关合闸及磁通变换器储能过程

图1所示为开关分闸后、弹簧机构已储能(操动机构未详细画出)、磁通变换器未储能状态。当操动机构在合闸簧的驱动下，储能轴(18)逆时针快速旋转(参加图1)，同时带动储能凸轮(17)、合闸凸轮(19)绕储能轴(18)逆时针旋转。当合闸凸轮(19)撞击到合闸滚子(20)，再通过合闸拐臂(21)带动开关主轴(1)顺时针转动(参见图2)，合闸到位后自动保持在合闸位置(见图3)。在上述合闸过程中，储能凸轮(17)同时推动驱动杠杆(14) 绕杠杆轴(16)顺时针旋转，驱动杠杆(14)通过拉动拉簧(9)拉动压动杠杆(3)绕杠杆轴(2)顺时针转动，压动杠杆(3)压动磁通变换器动铁芯(6)向下运动，直到被吸在磁通变换器永磁体(12)底部，不再返回(见图2)。当储能轴(18)逆时针旋转大约180°后停止，合闸凸轮(19)已经脱离合闸滚子(20)，开关主轴(1)顺时针转动到合闸位置并保持。同时，储能凸轮(17)凸沿也脱离驱动杠杆(14)，这时完成开关合闸，同时磁通变换器完成储能(见图3)。压动杠杆(3)在复位拉簧(8)的作用下逆时针转动回位，准备下一次动作。

为了保证磁通变换器可靠储能，磁通变换器动铁芯(6)需要向下压紧到位。当驱动杠杆(14)已经把磁通变换器动铁芯(6)压紧到位后还会继续向下拉动，这时拉动拉簧(9)将被拉伸，这样既保证磁通变换器可靠储能，又不会因硬性拉动而损坏零部件。

4.开关分闸过程

当磁通变换器线圈(11)通过一定的直流电流，磁通变换器动铁芯(6)在磁通变换器储能压簧(10)作用下向上运动，撞击分闸扣板(5)(参见图4)，分闸扣板(5)带动分闸半轴(4)逆时针转动，使开关分闸(见图5)，这时就完全回到图1的状态，可以再次合闸储能。

Claims (2)

1.一种新型脱扣器，其特征在于，包括：与合闸凸轮同步转动的储能凸轮(17)、起传动作用的驱动杠杆(14)、起回位作用的复位拉簧(8)。

2.根据权利要求1所述的一种新型脱扣器，其特征在于，该脱扣器还包括：起到柔性传动作用的拉动弹簧(9)、压动磁通变换器动铁芯(6)且有半圆形凸沿的压动杠杆(3)。