CN112735907B - 一种基于自驱动原理的断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及断路器，具体涉及一种基于自驱动原理的断路器，包括壳体，壳体内部设有断路开关S1、驱动线圈L1、与驱动线圈L1产生的电磁力相互排斥的排斥机构VD、与排斥机构VD相连的分闸保持机构SK1、与分闸保持机构SK1相连的用于拉动断路开关S1的拉杆G，以及与拉杆G相连的合闸保持机构SK2，排斥机构VD与拉杆G之间通过传动机构连接；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的不能快速准确切除短路故障的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及断路器，具体涉及一种基于自驱动原理的断路器。
背景技术
短路故障在电力系统中经常发生，当发生短路故障时，强大的短路电流会对电力系统中的线路和设备产生巨大危害，短路电流的有效治理成为迫切而又艰难的任务。当电力系统发生短路故障时，通常由继电保护采集故障电流的信号，并经过计算和逻辑判断后发送分闸指令，控制储能装置驱动断路器分闸，切断故障电流。然而，现有技术中存在以下几点问题：
1、当发生短路故障时，继电保护系统通过电流互感器和电压互感器采集故障信号，而电流互感器和电压互感器通常存在饱和、采集线路存在干扰等问题，会导致采集的故障信号不准确，断路器存在误判、误动等情况，供电质量大打折扣；
2、普通断路器需要配备储能装置和控制系统，系统复杂、成本高，而断路器所处的环境又是强磁场、强电场的恶劣环境，储能装置的损坏和控制系统故障经常发生，导致断路器存在拒动、误动等问题；
3、普通断路器固有分闸时间一般在40ms以上，继电保护判断时间在20ms以上，从短路故障发生到故障切除需要60ms以上，响应时间较长。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于自驱动原理的断路器，能够有效克服现有技术所存在的不能快速准确切除短路故障的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于自驱动原理的断路器，包括壳体，所述壳体内部设有断路开关S1、驱动线圈L1、与驱动线圈L1产生的电磁力相互排斥的排斥机构VD、与排斥机构VD相连的分闸保持机构SK1、与分闸保持机构SK1相连的用于拉动断路开关S1的拉杆G，以及与拉杆G相连的合闸保持机构SK2，所述排斥机构VD与拉杆G之间通过传动机构连接。
优选地，所述传动机构包括转动连接于壳体内部的外转板，与外转板滑动连接且与拉杆G转动连接的内滑板，与排斥机构VD端部固定的安装块，以及与安装块铰接的连杆，所述外转板内部开设有滑槽，所述连杆端部固定有与滑槽滑动连接的滑块。
优选地，所述壳体内部还设有安装座，所述安装座内部设有容置腔，所述排斥机构VD包括通过第一弹簧与容置腔内壁相连的磁块。
优选地，所述滑槽、滑块的截面均呈“T”形。
优选地，所述分闸保持机构SK1包括与安装座侧壁滑动连接的限位杆，固定于限位杆端部的挡块，连接于挡块与安装座侧壁之间的第二弹簧，以及开设于磁块上与限位杆配合的限位槽。
优选地，所述合闸保持机构SK2包括连接于拉杆G与壳体内壁之间的第三弹簧。
优选地，所述断路开关S1包括静触头、动触头，所述静触头固定于壳体内部并与进线端相连，所述动触头与驱动线圈L1一端通过导线连接，所述驱动线圈L1另一端连接出线端。
优选地，所述动触头与拉杆G端部固定，所述壳体内壁固定有与拉杆G滑动连接的导杆。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于自驱动原理的断路器，具有以下有益效果：
(1)无需采用电流互感器、电压互感器、分闸储能系统、分闸控制系统、采集线路，依靠短路电流自驱动，结构简单，并且降低了干扰误动、元器件损坏拒动等情况，提高了可靠性；
(2)短路故障时，短路电流通过驱动线圈L1，直接驱动排斥机构VD通过传动机构带动断路开关S1的动触头分闸，驱动力大、分闸速度快，同时不需要继电保护系统的判断时间，有效提升响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中安装座内部结构的放大示意图；
图3为本发明中各结构的连接关系示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于自驱动原理的断路器，如图1至图3所示，包括壳体1，壳体1内部设有断路开关S1、驱动线圈L14、与驱动线圈L14产生的电磁力相互排斥的排斥机构VD、与排斥机构VD相连的分闸保持机构SK1、与分闸保持机构SK1相连的用于拉动断路开关S1的拉杆G 5，以及与拉杆G 5相连的合闸保持机构SK2，排斥机构VD与拉杆G 5之间通过传动机构连接。
壳体1内部还设有安装座8，安装座8内部设有容置腔9，排斥机构VD包括通过第一弹簧11与容置腔9内壁相连的磁块10。
断路开关S1包括静触头2、动触头3，静触头2固定于壳体1内部并与进线端相连，动触头3与驱动线圈L14一端通过导线连接，驱动线圈L14另一端连接出线端。
动触头3与拉杆G 5端部固定，壳体1内壁固定有与拉杆G 5滑动连接的导杆6。
传动机构包括转动连接于壳体1内部的外转板16，与外转板16滑动连接且与拉杆G5转动连接的内滑板19，与排斥机构VD端部固定的安装块15，以及与安装块15铰接的连杆17，外转板16内部开设有滑槽18，连杆17端部固定有与滑槽18滑动连接的滑块。
滑槽18、滑块的截面均呈“T”形。
分闸保持机构SK1包括与安装座8侧壁滑动连接的限位杆20，固定于限位杆20端部的挡块12，连接于挡块12与安装座8侧壁之间的第二弹簧13，以及开设于磁块10上与限位杆20配合的限位槽14。
合闸保持机构SK2包括连接于拉杆G 5与壳体1内壁之间的第三弹簧7。
如图1所示，当进线端中的短路电流通过驱动线圈L14时，根据安培定则，驱动线圈L14产生的磁极中，N极朝上，此时磁块10与驱动线圈L14之间的排斥力能够克服第一弹簧11的弹力，使得磁块10向上移动。
在磁块10向上移动的过程中，连杆17随之向上移动，并且推动外转板16逆时针转动，借助内滑板19给予拉杆G 5向下的压力，克服第三弹簧7的弹力，使得拉杆G 5沿着导杆6向下移动，进而使得动触头3与静触头2分离，完成分闸动作。
在磁块10向上移动的过程中，当限位槽14移动至与限位杆20相对处时，限位杆20在第二弹簧13的弹力作用下卡入限位槽14中，完成对磁块10的限位固定，保持分闸状态。
需要解除分闸状态时，克服第二弹簧13的弹力向外拉动限位杆20，使得限位杆20脱离限位槽14，磁块10在第一弹簧11的弹力作用下向下移动，进而带动外转板16顺时针转动，使得拉杆G 5带动动触头3与静触头2接触，并且在第三弹簧7的弹力作用下，动触头3能够与静触头2紧密接触，保持合闸状态。
本申请技术方案中，连杆17端部的滑块与滑槽18滑动连接，能够保证外转板16在转动过程中，连杆17始终能够给予外转板16作用力，确保分闸、合闸动作的快速完成。
驱动线圈L14可以绕在固定于壳体1内部的杆件上，还可以在驱动线圈L14上串联限流电阻，防止短路电流过大而导致驱动线圈L14烧毁。
本申请技术方案中，分闸保持机构SK1可以是机械式卡锁装置，也可以是电磁式分闸保持装置，或者是永磁式分闸保持装置；合闸保持机构SK2可以是机械式的卡锁装置，也可以是电磁式合闸保持装置、弹簧式合闸保持装置，或者是永磁式合闸保持装置。排斥机构VD还可以是金属盘，或金属线圈，或者是金属盘和金属线圈的组合。
本申请技术方案可以运用于真空灭弧室，可以运用于六氟化硫灭弧室。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种基于自驱动原理的断路器，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)内部设有断路开关S1、驱动线圈L1(4)、与驱动线圈L1(4)产生的电磁力相互排斥的排斥机构VD、与排斥机构VD相连的分闸保持机构SK1、与分闸保持机构SK1相连的用于拉动断路开关S1的拉杆G(5)，以及与拉杆G(5)相连的合闸保持机构SK2，所述排斥机构VD与拉杆G(5)之间通过传动机构连接；
所述断路开关S1包括静触头(2)、动触头(3)，所述静触头(2)固定于壳体(1)内部并与进线端相连，所述动触头(3)与驱动线圈L1(4)一端通过导线连接，所述驱动线圈L1(4)另一端连接出线端，所述动触头(3)与拉杆G(5)端部固定；
所述壳体(1)内部还设有安装座(8)，所述安装座(8)内部设有容置腔(9)，所述排斥机构VD包括通过第一弹簧(11)与容置腔(9)内壁相连的磁块(10)；
所述传动机构包括转动连接于壳体(1)内部的外转板(16)，与外转板(16)滑动连接且与拉杆G(5)转动连接的内滑板(19)，与排斥机构VD的磁块(10)的端部固定的安装块(15)，以及与安装块(15)铰接的连杆(17)，所述外转板(16)内部开设有滑槽(18)，所述连杆(17)端部固定有与滑槽(18)滑动连接的滑块；
所述分闸保持机构SK1包括与安装座(8)侧壁滑动连接的限位杆(20)，固定于限位杆(20)端部的挡块(12)，连接于挡块(12)与安装座(8)侧壁之间的第二弹簧(13)，以及开设于磁块(10)上与限位杆(20)配合的限位槽(14)；
所述合闸保持机构SK2包括连接于拉杆G(5)与壳体(1)内壁之间的第三弹簧(7)。
2.根据权利要求1所述的基于自驱动原理的断路器，其特征在于：所述滑槽(18)、滑块的截面均呈“T”形。
3.根据权利要求1所述的基于自驱动原理的断路器，其特征在于：所述壳体(1)内壁固定有与拉杆G(5)滑动连接的导杆(6)。
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