CN110289197A - 一种具有保持功能的过欠压保护机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有保持功能的过欠压保护机构，包括壳体、执行单元、动力单元以及控制单元，控制单元接收外部信号，动力单元包括基座、电磁组件以及限位组件，限位组件包括定位件、驱动件以及旋转件，定位件上设置工作高位及工作低位，电磁组件使驱动件运动，驱动件驱动旋转件在定位件内旋转并在工作高位或者工作低位停留进行定位；旋转件位于工作高位，执行单元限制断路器合闸；旋转件位于工作低位，断路器合闸不受限制。通过采用上述保护机构，在限制断路器合闸工作状态下，采用的机械结构进行限位，电磁组件不通电，而电磁组件只在工作状态转为非工作状态及非工作状态转为工作状态的过渡状态下通电工作，提高该机构工作状态的稳定性。

Description

一种具有保持功能的过欠压保护机构

技术领域

本发明涉及低压用电领域中的一种保护设备，尤其是涉及一种具有保持功能的过欠压保护机构。

背景技术

断路器是用于接通或者断开电路的开关装置，在电力系统中起保护和控制作用；而在电力系统发生故障时，断路器会执行断开操作，同时需要保护机构来使得在故障时，断路器不能进行合闸操作；目前，这种保护机构多采用电磁铁进行控制，通过通电或者断电完成保护机构工作状态的转变实现对断路器合闸的限制，而在实际使用过程中，对于限制合闸的这一工作状态，需要电磁铁持续通电来保持，同时电磁铁接收的电压输入很不稳定，很容易对电磁铁造成损害，这样会降低电磁铁使用寿命，工作状态将受电磁铁的影响，很容易发生安全事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低电磁铁的影响同时在不通电时也能限制合闸操作的具有保持功能的过欠压保护机构。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种具有保持功能的过欠压保护机构，安装于断路器上，包括壳体、设置于壳体内的执行单元、驱动执行单元运动的动力单元以及用于控制动力单元的控制单元，所述的控制单元接收外部信号，所述的动力单元包括固定在壳体内的基座、设置在基座上的电磁组件以及设置在基座上且通过电磁组件驱动的限位组件，所述的限位组件包括定位件、驱动件以及旋转件，所述的定位件上设置工作高位以及工作低位，所述的电磁组件使得驱动件上下运动，所述的驱动件驱动旋转件在定位件内旋转并在工作高位或者工作低位停留进行定位；所述旋转件位于工作高位时，执行单元限制断路器合闸；所述的旋转件位于工作低位时，断路器合闸不受限制。

进一步具体的，所述的定位件固定在基座上，所述的定位件上至少一个工作高位以及至少一个工作低位，在所述的工作高位与工作低位之间设置驱动旋转件旋转的固定斜面；在所述的工作低位处设置限位槽。

进一步具体的，所述的驱动件包括驱动本体、设置于驱动本体顶部的花齿以及位于驱动本体两侧的限位块，所述的限位块设置在限位槽内。

进一步具体的，所述的旋转件包括旋转本体、设置于旋转本体下部并向下伸出的转动部以及设置于旋转本体上部的工作部，所述的转动部底部倾斜为转动斜面。

进一步具体的，当所述的旋转件位于工作低位时，所述的限位块以及转动部均在限位槽内，所述的转动斜面与花齿接触并定位在花齿的上半部，此时转动部位于工作低位；当所述的旋转件向工作高位运动时，所述的限位块在限位槽内向上运动，所述的花齿推动转动部向上运动，花齿与固定斜面连接，转动斜面顺着固定斜面进入工作高位。

进一步具体的，在所述的旋转件与基座之间设置弹性件，所述的弹性件使得旋转件向定位件靠拢。

进一步具体的，所述的电磁组件包括磁芯、设置在磁芯上的线圈以及设置在磁芯内的磁顶杆，所述的磁顶杆的顶部用于顶起驱动件。

进一步具体的，所述的执行单元包括第一转动轴、第二转动轴、设置在第一转动轴上的第一杠杆以及设置在第二转动轴上的第二杠杆，所述的第一转动轴以及第二转动轴均固定在壳体内；所述的第一杠杆的两端部分别端部a与端部b，所述的第二杠杆的两端部分别为端部c与端部d，所述的端部a与断路器连接，所述的端部b与端部c相抵，所述的端部d与电磁组件连接；所述的电磁组件通过驱动端部d使第二杠杆旋转，从而使端部c驱动第一杠杆旋转，端部a控制断路器的工作状态。

进一步具体的，所述的控制单元包括固定在壳体内部的PCB组件以及与PCB组件连接的外接插头，所述的外接插头连接于外部控制电脑，所述的PCB组件与电磁组件连接并用于控制电磁组件的通电或者断电。

进一步具体的，在所述的壳体包括内部空腔且一面开口的壳本体、设置在开口位置的盖板以及设置在壳本体与盖板之间的卡扣组件。

本发明的有益效果是：通过采用上述保护机构，在限制断路器合闸工作状态下，采用的机械结构进行限位，电磁组件不通电，而电磁组件只在工作状态转为非工作状态以及非工作状态转为工作状态的过渡状态下通电工作，提高了该保护机构工作状态的稳定性，并且降低了生产成本，延长电磁组件的使用寿命，从而降低电路系统内安全事故的发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图(不带盖板)；

图2是本发明执行单元的结构示意图；

图3是本发明动力单元的结构示意图；

图4是本发明动力单元的剖视结构示意图；

图5是本发明基座及定位件的结构示意图；

图6是本发明基座及定位件的剖视结构示意图；

图7是图6中A部位的放大结构示意图；

图8是本发明驱动件的结构示意图；

图9是本发明旋转件的结构示意图；

图10是本发明壳体的结构示意图；

图11是图10中B部分的放大结构示意图。

图中：1、壳体；2、执行单元；3、动力单元；4、控制单元；11、壳本体；12、盖板；13、限位杆；14、第二卡槽；15、第三转动轴；16、第二卡隼；21、第一转动轴；22、第二转动轴；23、第一杠杆；24、第二杠杆；31、基座；32、电磁组件；33、限位组件；311、长方形框体；312、管体；321、磁芯；322、磁顶杆；331、定位件；332、驱动件；333、旋转件；3111、定位条；3112、限位条；3311、定位槽；3312、限位槽；3313、第一固定斜面；3314、第二固定斜面；3315、挡板；3321、驱动本体；3322、限位块；3323、花齿；3331、旋转本体；3332、转动部；3333、转动斜面；3334、工作部；3335、环形槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示一种具有保持功能的过欠压保护机构，安装于断路器上，当电力系统处于过压或者欠压时，能够限制断路器合闸，该保护机构包括壳体1、设置于壳体1内的执行单元2、驱动执行单元2运动的动力单元3以及用于控制动力单元3的控制单元4，所述的控制单元4接收外部信号，如图3与图4所述的动力单元3包括固定在壳体1内的基座31、设置在基座31上的电磁组件32以及设置在基座31上且通过电磁组件32驱动的限位组件33，所述的限位组件33包括定位件331、驱动件332以及旋转件333，所述的定位件331上设置工作高位以及工作低位，所述的电磁组件32使得驱动件332上下运动，所述的驱动件332驱动旋转件333在定位件331内旋转并在工作高位或者工作低位停留进行定位；所述旋转件333位于工作高位时，执行单元2限制断路器合闸；所述的旋转件333位于工作低位时，断路器合闸不受限制。

当电力系统处于过压或者欠压时，控制单元2接收外部信号并将该信号转化为稳定的电压信号输送至电磁组件32内，电磁组件32动作使得驱动件332向上运动，驱动件332推动旋转件333向上运动，旋转件333与定位件331接触使得旋转件333进行旋转，在旋转件333进行旋转的过程中会在工作高位或者工作低位进行停留，旋转件333在工作高位时驱动执行单元2动作处于工作状态，执行单元2限制断路器合闸；而旋转件333在工作低位时执行单元2回落处于非工作状态，此时断路器可以自由合闸。

如图2所示执行单元2包括第一转动轴21、第二转动轴22、设置在第一转动轴21上的第一杠杆23以及设置在第二转动轴22上的第二杠杆24，所述的第一转动轴21以及第二转动轴22均固定在壳体1内；所述的第一杠杆23的两端部分别端部a与端部b，所述的第二杠杆24的两端部分别为端部c与端部d，所述的端部a与断路器连接，所述的端部b与端部c相抵，所述的端部d与电磁组件32连接；动力单元3分为两种状态，对应保护机构的工作状态与非工作状态；第一种为工作状态，控制单元4给电磁组件32通电，电磁组件32运动使得旋转件333位于工作高位，旋转件333抵住端部d使得端部d向上运动，从而驱动第二杠杆24转动，端部c向下运动，端部c驱动端部b向下运动，从而驱动第一杠杆23转动，端部a向上运动至工作位，此时断路器不能合闸；第二种为非工作状态，控制单元4给电磁组件32通电，电磁组件32运动使得旋转件333位于工作低位，旋转件333脱离端部d，此时断路器可以合闸，在合闸的过程中使得第一杠杆23与第二杠杆24恢复初始位置；第一杠杆23与第二杠杆24恢复初始位置也可以通过在第一杠杆23上设置扭簧实现。

如图5、图6与图7所示基座31包括用于定位电磁组件32的长方形框体311、位于长方形框体311顶部的管体312以为套设在管体312顶部的盖体，在盖体中部开设通孔，管体312外壁设置第一卡隼，相应的盖体内部设置第一卡槽，第一卡槽与第一卡隼配合，在长方形框体311的内壁上设置定位条3111以及限位条3112，能够准确且快速的对电磁组件32进行定位以及安装；所述的定位件331固定在管体312的内壁上，同时，定位件331中间为通孔，定位件331与管体312可以一体成型，在定位件331上开设限位槽3312，限位槽3312为4个均匀设置在定位件331上，在相邻的2个限位槽3312之间有一定位槽3311，故定位槽3311也为4个，定位槽3311的最低点高于限位槽3312的工作点，该定位槽3311内为工作高位，限位槽3312内为工作低位；在定位槽3311与限位槽3312之间设置固定斜面，该固定斜面有4组，每组内有2个定位斜面组成，分别为从工作低位至工作高位的第一固定斜面3313以及从工作高位至工作低位的第二固定斜面3314；在限位槽3312的底部为挡板3315，能够限制驱动件332以及旋转件333的位置防止其从限位槽3312内掉落。

如图8所示驱动件332包括驱动本体3321、设置于驱动本体3321顶部的花齿3323以及位于驱动本体3321两侧的限位块3322，限位块3322设置在定位件331上的限位槽3312内，相应的限位块3322也设置为4个，电磁组件32使得驱动本体3321实现上下运动，限位块3322在限位槽3312内上下运动，由于限位槽3312的作用从而使得驱动件332只能上下运动，驱动本体3321的外径小于定位件331的内径，同时使得限位块332卡设在限位槽3312内，实现驱动件332在定位件331内上下运动；花齿3323是由多个对称的斜面组成，花齿3323有8个齿形，这8个齿形与4个定位槽3311、4个限位槽3312一一对应设置，每个齿形的上半部与其对应的定位槽3311或者限位槽3312重合，下半部与第一固定斜面3313或者第二固定斜面3314重合。为了降低重量，驱动本体3321内部为一空腔，该空腔上部开口。

如图9所示旋转件333包括旋转本体3331、设置于旋转本体3331下部并向下伸出的转动部3332以及设置于旋转本体3331上部的工作部3334，所述的转动部3332底部倾斜为转动斜面3333；转动部3332设置有4个，4个转动部3332组成的外径大于定位件331通孔的内径且小于管体312的内径，转动部3332的大小可以插入限位槽3312内，转动部3332底部的转动斜面3333在径向方向上即可以与花齿3323接触同时也需要与固定斜面接触，即转动斜面3333在径向方向上分为内部与外部，外部在工作过程中与固定斜面接触，内部在工作过程中与花齿3323接触。旋转本体3331与盖体之间设置弹性体，弹性体可以使旋转本体3331向定位件331靠拢，该弹性件选用压缩弹簧。工作部3334为一顶杆，顶杆穿过盖体中间的通孔，压缩弹簧套设在顶杆上，同时在旋转本体3331上设置一圈环形槽3335，顶杆设置在环形槽3335中部，压缩弹簧的一端卡设在环形槽3335内，另一端顶住盖体，实现对压缩弹簧的限位。

如图4所示电磁组件2包括磁芯331、设置在磁芯331上的线圈以及设置在磁芯321内的磁顶杆322，所述的磁顶杆322的顶部用于顶起驱动件332，通过对线圈进行一次通电，实现磁顶杆332的一次向上运动。

动力单元3包括一个工作状态、一个非工作状态以及两个过渡状态，工作状态为位于工作高位的开启工作状态，非工作状态为位于工作低位的关闭工作状态，两个过渡状态分别为从工作高位至工作低位的关闭过渡状态、从工作低位至工作高位的开启过渡状态，下面从开启工作状态、关闭过渡状态、关闭工作状态以及开启过渡状态依次进行描述。

开启工作状态为一静态的工作状态，此时转动部3332位于定位槽3311内，顶杆迫使电动操作机构处于开启状态，使得断路器不能够合闸；驱动件332的限位块3322位于限位槽3312内，由于限位槽3312底部的挡板3315作用，驱动件332位于限位槽3312的最低端，驱动件332不与旋转件333接触；电磁组件32未通电。

关闭过渡状态为一动态过程，通过电磁组件32通电进行触发，对电磁组件32内的线圈进行通电形成磁场，使得磁顶杆322向上运动，磁顶杆322与驱动本体3321接触并推动驱动本体3321向上运动，由于驱动本体3321由限位块3322与限位槽3312的作用，使得驱动本体3321只能沿其轴向方向运动；当驱动件332与旋转件333接触时，即花齿3323与转动部3332的转动斜面3333接触，驱动件332推动旋转件333继续向上运动，当旋转件333脱离定位槽3312时，花齿3323的齿形与第二固定斜面3314相连形成一个相通的斜面，由于此时转动斜面3333只与花齿3323齿形的上半部接触，没有定位槽3312的限制，使得转动斜面3333继续向花齿3323齿形的下半部滑动，当转动斜面3333进入花齿3323齿形的下半部时，转动斜面3333同时进入了第二固定斜面3314；此时电磁组件32断电，磁顶杆322由于重力原因回复初始位置不再给驱动件332动力，驱动件332由于重力原因向下运动回落至限位槽3312内，转动斜面3333不再与花齿3323接触，只与第二固定斜面3314接触，转动部3332顺着第二固定斜面3314斜向下运动进入限位槽3312内，当转动斜面3333与限位槽3312内的花齿3323接触时为工作低位。

关闭工作状态为一静态的工作状态，此时限位块3322以及转动部3332位于限位槽3312内，转动斜面3333与花齿3323齿形的上半部接触，顶杆脱离电动操作机构的触头，此时断路器可以随时合闸；电磁组件32不通电。

开启过渡状态为一动态过程，电磁组件32通电，使得磁顶杆322向上运动，磁顶杆322推动驱动件332以及旋转件333沿轴向方向向上运动，当驱动件332以及旋转件333运动到最高点时，花齿3323齿形与第一斜面3313形成一个相通的斜面，转动部3332没有了限位槽3312的阻挡，转动斜面3333顺着花齿3323齿形进入第一固定斜面3313，此时电磁组件32断电，磁顶杆322回落，驱动件332回落，转动斜面3333顺着第一固定斜面3313进入定位槽3311内，进入工作高位。

如图1所示控制单元4包括固定在壳体1内部的PCB组件41以及与PCB组件41连接的外接插头42，所述的外接插头42连接于外部控制电脑，所述的PCB组件41与电磁组件32连接并用于控制电磁组件32的通电或者断电；外部控制电脑接收到电力系统内过压或者欠压信号后，将该信号传递给PCB组件41，经过PCB组件41处理之后将恒定的电压信号传递给电磁组件32，从而控制电磁组件32的运动。

如图10与图11所示壳体1包括内部空腔且一面开口的壳本体11、设置在开口位置的盖板12以及设置在壳本体11与盖板12之间的卡扣组件，在壳本体11内多个位置设置限位杆13，盖板12通过限位杆13进行限位，卡扣组件包括设置在壳本体11的第二卡隼16以及设置在盖板12上的第二卡槽14，在壳本体11上设置一第三转动轴15，第二卡隼16设置在第三转动轴15上且能够围绕第三转动轴15旋转，第二卡隼16通过旋转实现壳本体11与盖板12之间的快速连接于拆卸。

综上，采用上述过欠压保护机构后，主要有两种工作状态分别为工作状态以及非工作状态，而这两种状态对应的动力单眼的工作高位与工作低位均是通过机械结构之间相互作用实现的，在使用过程中工作状态或者非工作状态均不再采用电磁组件32通电进行保持，电磁组件32只在触发过程中通电使用，这样大大提高了该机构的稳定性，降低生产成本，同时降低了安全事故的发生。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有保持功能的过欠压保护机构，安装于断路器上，包括壳体(1)、设置于壳体(1)内的执行单元(2)、驱动执行单元(2)运动的动力单元(3)以及用于控制动力单元(3)的控制单元(4)，所述的控制单元(4)接收外部信号，其特征在于，所述的动力单元(3)包括固定在壳体(1)内的基座(31)、设置在基座(31)上的电磁组件(32)以及设置在基座(31)上且通过电磁组件(32)驱动的限位组件(33)，所述的限位组件(33)包括定位件(331)、驱动件(332)以及旋转件(333)，所述的定位件(331)上设置工作高位以及工作低位，所述的电磁组件(32)使得驱动件(332)上下运动，所述的驱动件(332)驱动旋转件(333)在定位件(331)内旋转并在工作高位或者工作低位停留进行定位；所述旋转件(333)位于工作高位时，执行单元(2)限制断路器合闸；所述的旋转件(333)位于工作低位时，断路器合闸不受限制。

2.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的定位件(331)固定在基座(31)上，所述的定位件(331)上至少一个工作高位以及至少一个工作低位，在所述的工作高位与工作低位之间设置驱动旋转件(333)旋转的固定斜面；在所述的工作低位处设置限位槽(3312)。

3.根据权利要求2所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的驱动件(332)包括驱动本体(3321)、设置于驱动本体(3321)顶部的花齿(3323)以及位于驱动本体(3321)两侧的限位块(3322)，所述的限位块(3322)设置在限位槽(3312)内。

4.根据权利要求3所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的旋转件(333)包括旋转本体(3331)、设置于旋转本体(3331)下部并向下伸出的转动部(3332)以及设置于旋转本体(3331)上部的工作部(3334)，所述的转动部(3332)底部倾斜为转动斜面(3333)。

5.根据权利要求4所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，当所述的旋转件(333)位于工作低位时，所述的限位块(3322)以及转动部(3332)均在限位槽(3312)内，所述的转动斜面(3333)与花齿(3323)接触并定位在花齿(3323)的上半部，此时转动部(3332)位于工作低位；当所述的旋转件(333)向工作高位运动时，所述的限位块(3322)在限位槽(3312)内向上运动，所述的花齿(3323)推动转动部(3332)向上运动，花齿(3323)与固定斜面连接，转动斜面(3333)顺着固定斜面进入工作高位。

6.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，在所述的旋转件(333)与基座(31)之间设置弹性件，所述的弹性件使得旋转件(333)向定位件(331)靠拢。

7.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的电磁组件(32)包括磁芯(321)、设置在磁芯(321)上的线圈以及设置在磁芯(321)内的磁顶杆(322)，所述的磁顶杆(322)的顶部用于顶起驱动件(332)。

8.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的执行单(2)元包括第一转动轴(21)、第二转动轴(22)、设置在第一转动轴(21)上的第一杠杆(23)以及设置在第二转动轴(22)上的第二杠杆(24)，所述的第一转动轴(21)以及第二转动轴(22)均固定在壳体(1)内；所述的第一杠杆(23)的两端部分别端部a与端部b，所述的第二杠杆(24)的两端部分别为端部c与端部d，所述的端部a与断路器连接，所述的端部b与端部c相抵，所述的端部d与电磁组件(32)连接；所述的电磁组件(32)通过驱动端部d使第二杠杆(24)旋转，从而使端部c驱动第一杠杆(23)旋转，端部a控制断路器的工作状态。

9.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，所述的控制单元(4)包括固定在壳体(1)内部的PCB组件(41)以及与PCB组件(41)连接的外接插头(42)，所述的外接插头(42)连接于外部控制电脑，所述的PCB组件(41)与电磁组件(32)连接并用于控制电磁组件(32)的通电或者断电。

10.根据权利要求1所述的具有保持功能的过欠压保护机构，其特征在于，在所述的壳体(1)包括内部空腔且一面开口的壳本体(11)、设置在开口位置的盖板(12)以及设置在壳本体(11)与盖板(12)之间的卡扣组件。