CN113257644B - 超快速分闸的组合式断路器操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超快速分闸的组合式断路器操作机构，包括分合闸操作机构，所述分合闸操作机构设有竖直向上伸出的用于与真空灭弧室的动端连接的驱动连杆，还包括斥力分闸机构，所述斥力分闸机构位于所述分合闸操作机构的上方，包括斥力盘和斥力线圈，所述斥力盘同轴固定安装在所述驱动连杆上，所述斥力线圈安装在斥力线圈支撑架上，所述斥力线圈支撑架位于所述斥力盘的上方，所述斥力线圈与所述斥力盘的位置上下对应。本发明在断路器分闸时，通过所述斥力分闸机构和所述分合闸操作机构的配合，能够有效提高动触头的分闸加速度，缩短断路器的分闸时间，快速实现断路器的分闸操作，提高了电力系统运行的稳定性。

Description

超快速分闸的组合式断路器操作机构

技术领域

本发明涉及超快速分闸的组合式断路器操作机构，属于电气设备领域。

背景技术

断路器是电力系统必不可少的装置，其作用是关合、承载和开断正常回路条件下的电流（负荷电流）及在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流（短路故障电流），用于保护电网及回路上电气设备免受损坏，因此，断路器的可靠性和快速性至关重要。

断路器的分合闸动作主要由分合闸操作机构控制，目前，分合闸操作机构主要采用电磁操作机构，具有结构简单、零件数少、工作可靠和制造成本低等特点，但由于其电磁机构的结构笨重，动作缓慢，且在分闸时需要足够的时间退磁，导致断路器的分闸时间较长，通常在5ms左右，已无法满足当下电力系统对断路器的快速分闸的要求。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了超快速分闸的组合式断路器操作机构，采用此操作机构可有效缩短断路器的分闸操作时间，提高电力系统的运行可靠性。

本发明实现上述目的的技术方案是：超快速分闸的组合式断路器操作机构，包括分合闸操作机构，所述分合闸操作机构设有竖直向上伸出的用于与真空灭弧室的动端（通常为与动触头连接的动导电柱）连接的驱动连杆，还包括斥力分闸机构，所述斥力分闸机构位于所述分合闸操作机构的上方，包括斥力盘和斥力线圈，所述斥力盘同轴固定安装在所述驱动连杆上，所述斥力线圈位于所述斥力盘的上方，与所述斥力盘的位置上下对应。

所述斥力线圈与所述斥力盘之间至少在常态下留有间距。

优选的，所述斥力盘呈环形，设有斥力盘支撑盘，所述斥力盘支撑盘同轴固定套装在所述驱动连杆上，所述斥力盘同轴固定在所述斥力盘支撑盘的顶面。

所述斥力盘的顶面优选与所述斥力盘支撑盘的顶面平齐。

优选的，所述斥力线圈固定安装在斥力线圈支撑架上。

所述斥力线圈支撑架通常可以采用环盘形。

所述斥力线圈支撑架通常可以采用环盘形的框架结构。

所述斥力线圈的底面优选与所述斥力线圈支撑架的底面平齐或高于所述斥力线圈支撑架的底面。

所述斥力盘支撑盘的顶面上可以设有斥力盘安装槽（例如，相应尺寸的环槽），所述斥力线圈支撑架的底面上可以设有斥力线圈安装槽（例如，相应尺寸的环槽），便于所述斥力盘和所述斥力线圈的安装。

优选的，所述斥力线圈支撑架的下方固定设有环形的隔板，所述隔板的顶面与所述斥力线圈支撑架的底面贴合并遮挡所述斥力线圈，所述隔板的轴孔与所述驱动连杆之间留有滑动间隙或滑动配合。

优选的，所述分合闸操作机构为电磁操作机构，包括动铁芯、静铁芯和分合闸线圈，所述动铁芯和所述静铁芯均套在所述驱动连杆的外侧，与所述驱动连杆滑动配合，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，二者之间至少在常态下留有间距。

优选的，所述动铁芯与所述静铁芯的结构相同，二者的心柱相对设置，所述分合闸线圈为所述静铁芯和所述动铁芯的励磁线圈，通电后同时为所述动铁芯和所述静铁芯励磁。

所述分合闸线圈可以环绕在所述静铁芯的心柱上并向下伸出所述静铁芯，延伸至所述动铁芯的对应心柱的外侧。

所述静铁芯可以固定安装在静铁芯支撑框架上。

优选的，所述分合闸线圈向下伸出所述静铁芯的高度（竖向上的尺寸）可以不大于所述动铁芯的心柱的高度。

优选的，所述分合闸线圈设有线圈支撑架，所述线圈支撑架呈环形，其径向外壁上设有环形凹槽，所述分合闸线圈绕设在所述环形凹槽内，所述线圈支撑架套装在所述静铁芯的心柱和所述动铁芯的相应心柱的外侧，其顶端与所述静铁芯的铁轭固定连接。

相应的，所述线圈支撑架的底面与所述静铁芯的底面之间的间距可以不大于所述动铁芯的心柱的高度。

优选的，所述驱动连杆的径向外壁上设有上宽下窄的环形台阶面，所述环形台阶面位于所述静铁芯内的上部，所述驱动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的第一圆柱弹簧和第二圆柱弹簧，所述第二圆柱弹簧套在所述第一圆柱弹簧外，二者之间留有间距，所述第一圆柱弹簧的顶端抵在或固定连接在所述环形台阶面上，底端抵在或固定连接在所述动铁芯的铁轭上，所述第二圆柱弹簧的两端分别抵在或固定连接在所述静铁芯和所述动铁芯的铁轭上。

优选的，所述动铁芯内的驱动连杆上设有径向向外凸出的凸起结构，所述凸起结构位于所述动铁芯内，与所述动铁芯的底部铁轭之间留有间距。

优选的，所述凸起结构的外径小于所述第一圆柱弹簧的内径并位于所述第一圆柱弹簧内。

所述凸起结构可以为旋接在所述驱动连杆上的螺母（或称抵开螺母），也可以为设于所述驱动连杆上并与所述驱动连杆为一体的径向向外凸出的环形凸台。

优选的，所述驱动连杆的底部旋接有限位螺母，所述限位螺母位于所述动铁芯的下方，所述动铁芯的底面抵在所述限位螺母上。

在所述操作机构处于分闸状态时，所述斥力盘与所述斥力线圈之间的间距（指所述斥力盘的顶面与所述隔板的底面之间的间距）不小于所述动铁芯与所述静铁芯之间的间距，所述凸起结构与所述动铁芯的铁轭之间的间距小于所述斥力盘与所述斥力线圈之间的间距（指所述斥力盘的顶面与所述隔板的底面之间的间距），优选小于真空灭弧室的动触头与静触头之间的间距。

本发明的有益效果是：

1、本发明在断路器分闸时，通过所述斥力分闸机构和所述分合闸操作机构的配合，能够有效提高断路器的动触头的分闸加速度（断路器分闸的启动速度），减小断路器的燃弧时间，缩短断路器的分闸时间，快速实现断路器的分闸操作，提高了电力系统运行的可靠性。断路器在需要快速分闸时，向所述斥力线圈中通入分闸电流（瞬间高压），向所述分合闸线圈中通入与合闸电流反向的脉冲电流，所述斥力盘在所述斥力线圈形成的磁场作用下产生涡流，与所述斥力线圈之间瞬时激发一个巨大的斥力，配合所述分合闸线圈的退磁作用，能够快速推动所述斥力盘向下运动，从而强制真空灭弧室内的动、静触头快速分开，实现断路器的快速分闸操作，分闸时间小于1ms，满足交直流应用场合的快速分闸要求。另外，由于采用所述斥力分闸机构与所述分合闸操作机构的退磁过程配合实现断路器的分闸操作，仅需很小的斥力操作功即可实现快速分闸的目的。

2、本发明在断路器分闸时可以采用多种分闸操作方式，不同的分闸操作方式具有不同的分闸操作时间，可以适应于多种不同工况下的断路器分闸要求（例如，单相或三相的快速分闸交直流应用场合），适用范围广。

3、本发明的所述凸起结构（抵开螺母）的设置，在采用所述斥力分闸机构实现断路器的快速分闸操作时，所述斥力盘带动所述驱动连杆和所述凸起结构快速向下运动，利用所述凸起结构快速抵推所述动铁芯，可以使所述动铁芯快速克服与所述静铁芯之间的吸力，实现二者的快速分开，从而进一步加快断路器的分闸操作时间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明应用于断路器的结构示意图；

图3是应用本发明的断路器的软连接的主视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图3的立体图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明公开了超快速分闸的组合式断路器操作机构，主要应用于单相或三相的快速分闸交直流应用场合（通常为电力系统）的断路器，包括分合闸操作机构，所述分合闸操作机构设有竖直向上伸出的用于与真空灭弧室的动端（通常为与动触头连接的动导电柱）连接的驱动连杆1，所述操作机构还包括斥力分闸机构，所述斥力分闸机构位于所述分合闸操作机构的上方，用于在断路器分闸时为真空灭弧室内的动、静触头提供一个快速分开的力，所述斥力分闸机构包括斥力盘（或称涡流盘）2和斥力线圈3，所述斥力盘通常为磁阻性金属盘，同轴固定安装在所述驱动连杆上，所述斥力线圈安装在斥力线圈支撑架4上，所述斥力线圈支撑架位于所述斥力盘的上方，所述斥力线圈与所述斥力盘的位置上下对应，以便在向所述斥力线圈中通入分闸电流时，所述斥力盘在所述斥力线圈形成的磁场作用下产生涡流，与所述斥力线圈之间瞬时激发一个巨大的斥力，从而强制真空灭弧室内的动、静触头快速分开（可以配合或不配合所述分合闸操作机构的分闸动作），实现断路器的快速分闸操作，所述斥力盘与所述斥力线圈之间至少在常态下留有间距。

所述斥力盘优选呈环形，设有斥力盘支撑盘5，所述斥力盘支撑盘同轴固定套装在所述驱动连杆上，所述斥力盘同轴固定嵌装在所述斥力盘支撑盘的顶面，所述斥力盘的顶面优选与所述斥力盘支撑盘的顶面平齐。

实际装配中，所述斥力盘支撑盘的底端可以与所述驱动连杆的顶端同轴固定连接，所述斥力盘支撑盘的顶端同轴连接（旋接）有螺杆6，所述螺杆的顶端与真空灭弧室的动端连接。

所述斥力线圈优选固定在所述斥力线圈支撑架上，所述斥力线圈支撑架通常可以采用环盘形，例如环盘形的框架结构。所述斥力线圈的底面优选与所述斥力线圈支撑架的底面平齐或高于所述斥力线圈支撑架的底面。

所述斥力盘在所述斥力盘支撑盘上的安装方式可以为：所述斥力盘支撑盘的顶面上同轴设有向下凹陷且呈环形的斥力盘安装槽，所述斥力盘安装槽的形状与所述斥力盘的形状相配合，所述斥力盘固定嵌装在所述斥力盘安装槽内。所述斥力线圈在所述斥力线圈支撑架上的安装方式可以为：所述斥力线圈支撑架的底面上同轴设有向上凹陷且呈环形的斥力线圈安装槽，所述斥力线圈绕设在所述斥力线圈安装槽内。采用上述安装方式，结构简单，装配方便。

所述斥力线圈支撑架的下方优选固定设有环形的隔板7，所述隔板的顶面与所述斥力线圈支撑架的底面贴合并遮挡所述斥力线圈（所述隔板封堵所述斥力线圈安装槽的槽口），通过所述隔板可以避免当断路器处于合闸状态时所述斥力盘与所述斥力线圈意外接触导通。所述隔板的轴孔与所述驱动连杆之间留有滑动间隙或滑动配合，便于所述驱动连杆上下滑动。所述隔板可以铆接或通过螺栓连接在所述斥力线圈支撑架上。

所述驱动连杆可以采用由多段同轴固定连接而成的组合式结构，以方便相关各部分的加工制作和组装。

所述分合闸操作机构优选为电磁操作机构，包括动铁芯8、静铁芯9和分合闸线圈10，所述动铁芯和所述静铁芯均套在所述驱动连杆的外侧，与所述驱动连杆滑动配合，所述静铁芯可以固定安装在静铁芯支撑框架11上，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，二者之间至少在常态下留有间距，用于断路器的分合闸操作。所述动铁芯与所述静铁芯的结构优选相同，均包括铁轭和心柱，所述动铁芯和所述静铁芯的铁轭优选均呈环形，设有轴孔，通过轴孔套装在所述驱动连杆的外侧，与所述驱动连杆滑动配合，所述动铁芯和所述静铁芯的心柱优选均呈筒状（优选呈圆柱形的筒状），从各自的铁轭的内表面同轴垂直向外伸出，筒状的心柱的内径大于各自铁轭的轴孔的孔径。所述动铁芯与所述静铁芯的心柱相对设置，即所述静铁芯的心柱自所述静铁芯的铁轭的下表面向下伸出，所述动铁芯的心柱自所述动铁芯的铁轭的上表面向上伸出，所述分合闸线圈环绕在所述静铁芯的心柱上并向下伸出所述静铁芯，延伸至所述动铁芯的对应心柱的外侧。所述动铁芯和所述静铁芯的铁轭也可以呈一侧敞口的筒状（优选呈圆柱形的筒状，所述静铁芯的铁轭底端敞口，所述动铁芯的铁轭顶端敞口），筒壁的内径大于各自心柱的外径，所述动铁芯和所述静铁芯的心柱分别同轴位于各自的铁轭内部，所述分合闸线圈环绕在所述静铁芯的心柱与铁轭侧壁之间形成的环形腔内并向下伸出环形腔。

所述动铁芯和静铁芯可以采用镜像对称的相同或相似结构，轴向上各部分的尺寸可以相同或者依据实际需要有所不同，包括同轴设置的内、外筒体以及在内外筒体的外端（静铁芯的上端和动铁芯的下端）与内外筒体连接一体的端板，所述静铁芯的端板位于顶部，构成所述静铁芯的顶部铁轭，所述动铁芯的端板位于底部，构成所述动铁芯的底部铁轭，两铁芯（静铁芯和动铁芯）的内筒体和外筒体的内端面（静铁芯的下端，动铁芯的上端）上下相对，分合闸线圈的上部和下部分别位于静铁芯和动铁芯的内、外筒体之间，构成所述静铁芯和所述动铁芯的励磁线圈，各铁芯的内筒体可视为其铁芯柱（心柱），当分合闸线圈通电时，同时给静铁芯和动铁芯励磁，形成相互吸力的磁力，动铁芯向上移动，进而通过弹簧等的协同作用，带动驱动连杆向上运动。

各铁芯的内筒体的内径大于位于其中的驱动连杆的外径，与驱动连杆之间形成能够用于设置螺旋弹簧的环形间隙。

所述分合闸线圈向下伸出所述静铁芯的高度（竖向上的尺寸）不大于所述动铁芯的心柱的高度，以使所述分合闸线圈不影响所述动铁芯与所述静铁芯的吸合。

所述动铁芯与所述静铁芯采用同一个线圈（分合闸线圈）实现所述分合闸操作机构的分合闸操作，合闸时，向所述分合闸线圈中通入正向的合闸脉冲电流，所述动铁芯激磁，向上运动直至与所述静铁芯吸合；分闸时，向所述分合闸线圈中通入与合闸电流反向的分闸脉冲电流，电磁操作机构退磁，所述动铁芯向下运动直至复位（在复位弹簧的推力作用下）。

所述分合闸线圈可以设有线圈支撑架12，所述线圈支撑架呈环形，其径向外壁上设有径向向内凹陷的环形凹槽，所述分合闸线圈绕设在所述环形凹槽内，所述线圈支撑架套装在所述静铁芯的心柱和所述动铁芯的相应心柱的外侧（所述静铁芯的心柱与铁轭侧壁之间的环形腔内），其顶端与所述静铁芯的顶部铁轭固定连接，相应的，所述线圈支撑架的底面与所述静铁芯的侧壁底面之间的间距不大于所述动铁芯的心柱的高度。

所述驱动连杆的径向外壁上优选设有上宽下窄的环形台阶面（环形台阶面的上方的驱动连杆的外径大于环形台阶面的下方的驱动连杆的外径），所述环形台阶面通常位于所述静铁芯的心柱内，所述驱动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的第一圆柱弹簧13和第二圆柱弹簧14，所述第二圆柱弹簧的内径大于所述第一圆柱弹簧的内径，所述第二圆柱弹簧套在所述第一圆柱弹簧外，二者之间留有间距，所述第一圆柱弹簧的顶端抵在或固定连接在所述环形台阶面上，底端抵在或固定连接在所述动铁芯的底部铁轭上，所述第二圆柱弹簧的两端分别抵在或固定连接在所述静铁芯的顶部铁轭和所述动铁芯的底部铁轭上。

所述动铁芯内的驱动连杆上优选设有径向向外凸出的凸起结构15，所述凸起结构位于所述动铁芯内，与所述动铁芯的底部铁轭之间留有间距。在采用所述斥力分闸机构实现断路器的快速分闸操作时，所述斥力盘带动所述驱动连杆和所述凸起结构快速向下运动，利用所述凸起结构快速抵推所述动铁芯，可以使所述动铁芯快速克服与所述静铁芯之间的吸力，实现二者的快速分开，从而进一步加快断路器的分闸操作时间。

所述凸起结构的外径优选小于所述第一圆柱弹簧的内径并位于所述第一圆柱弹簧内。所述凸起结构可以是旋接在所述驱动连杆上的螺母（或称抵开螺母），也可以为设于所述驱动连杆上并与所述驱动连杆为一体的径向向外凸出的环形凸台。

所述驱动连杆的底部优选旋接有限位螺母16，所述限位螺母位于所述动铁芯的下方，所述动铁芯的底面抵在所述限位螺母上，起到对所述动铁芯的限位作用。

所述操作机构可以设有壳体17，所述分合闸操作机构和所述斥力分闸操作机构均位于所述壳体内，所述斥力线圈支撑架和所述静铁芯支撑框架可以是所述壳体的一部分（此时，所述斥力线圈支撑架作为所述壳体的顶壁），也可以是自所述壳体的内表面向内水平伸出的环形凸缘（此时，所述壳体优选呈两端敞口的圆柱形筒状），所述斥力线圈支撑架和所述静铁芯支撑框架设有可供所述驱动连杆或所述螺杆穿过的轴孔并留有滑动间隙。

所述操作机构应用于断路器时，断路器的真空灭弧室18与所述操作机构采用直动式结构，所述操作机构位于所述真空灭弧室的下方，通过驱动连杆或所述螺杆（设有所述螺杆时）与所述真空灭弧室的动端连接。

所述真空灭弧室的动端通常包括动触头和与动触头连接的动导电柱，所述真空灭弧室的静端通常包括静触头和与静触头连接的静导电柱，所述动触头和所述静触头位于所述真空灭弧室内，所述动导电柱与所述静导电柱向外伸出所述真空灭弧室，所述动导电柱（优选为动导电柱的底部）通常通过软连接与动端导电连接件（或动端接线端）连接，所述静导电柱（优选为静导电柱的顶部）与静端导电连接件（或静端接线端）连接。

在断路器处于分闸状态时，所述动铁芯与所述静铁芯之间的间距不小于所述真空灭弧室内的动触头与静触头之间的间距，所述斥力盘与所述斥力线圈之间的间距（指所述斥力盘的顶面与所述隔板的底面之间的间距）不小于所述动铁芯与所述静铁芯之间的间距，以保证断路器能够顺利地实现分合闸操作。所述凸起结构与所述动铁芯的铁轭的底壁上表面之间的间距小于所述动触头与所述静触头之间的间距，以使当所述斥力盘带动所述驱动连杆和所述凸起结构快速向下运动时（相当于所述斥力盘复位时），所述凸起结构能够抵推所述动铁芯向下运动。由于分闸起始时刻动铁芯不动，有利于提高分闸速度，在驱动连杆下移一段距离后，灭弧室内的动端和静端有效分离，再带动动铁芯下移，通过第一圆柱弹簧和第二圆柱弹簧的协同，在斥力线圈没电之后，依然能够保持分闸状态。

所述分合闸操作机构（指所述动铁芯）的下方可以设有底座19，所述壳体固定安装在所述底座的顶面上，所述底座中空，其顶壁上设有可供所述驱动连杆和所述限位螺母穿过的通孔，断路器的控制电路、控制开关、分合闸指示灯、相关接线端子等可以设于所述底座内或底座的侧壁上。

本发明应用于断路器时的分合闸工作原理及过程为：

当执行合闸操作时，向所述分合闸线圈中通入正向的合闸脉冲电流，动静铁芯激磁，所述动铁芯开始向上运动，同时压缩所述第一圆柱弹簧和所述第二圆柱弹簧，所述驱动连杆在所述第一圆柱弹簧的推力作用下向上运动，同时带动所述动导电柱和所述动触头向上运动，直至所述动触头与所述静触头闭合，当所述动铁芯与所述静铁芯吸合后，完成合闸动作，所述动铁芯与所述静铁芯依靠剩磁保持吸合状态（不需要外部电源向所述分合闸线圈中持续通入电流维持），此时，所述斥力盘与所述斥力线圈非常靠近（所述斥力盘支撑盘与所述斥力线圈支撑架非常靠近或接触），所述抵开螺母与所述动铁芯的底部铁轭也非常靠近。可以选用具有适宜剩磁的材料制备所述动铁芯和所述静铁芯，具体矫顽力或其他剩磁特性指标可以依据实际设计通过理论计算和/或实验获得，剩磁吸合力的大小应适度，在保持可靠吸合的情形下，避免因吸合力过大导致过大的分闸斥力要求。

当执行分闸操作时，可以采用三种操作方式：

（1）若对分闸时间要求不高，可以采用常规分闸方式，向所述分合闸线圈中通入与合闸电流反向的分闸脉冲电流，电磁操作机构退磁，所述动铁芯依靠所述第一圆柱弹簧和所述第二圆柱弹簧的推力作用向下运动与所述静铁芯分开，同时带动所述动导电柱和所述动触头向下运动，使所述动触头与所述静触头分开，直至所述动铁芯复位，完成分闸动作，分闸时间通常为3-5ms；

（2）若对分闸时间要求较高，可以采用快速分闸方式，直接向所述斥力线圈中通入分闸电流，所述斥力盘在所述斥力线圈形成的磁场作用下产生涡流，与所述斥力线圈之间瞬时激发一个巨大的斥力，推动所述斥力盘快速向下运动，同时带动所述动导电柱和所述动触头快速向下运动，强制所述动触头与所述静触头快速分开，所述动铁芯在所述抵开螺母的推动下强制向下运动，直至所述动铁芯和所述斥力盘复位，完成分闸动作，分闸时间通常为1.5-3ms；

（3）若对分闸时间要求特别高，可以采用超快速分闸方式，即上述两种方式的组合，向所述斥力线圈中通入分闸电流的同时向所述分合闸线圈中通入与合闸电流反向的分闸脉冲电流，所述斥力盘在所述斥力线圈形成的磁场作用下产生涡流，与所述斥力线圈之间瞬时激发一个巨大的斥力，配合电磁操作机构退磁作用，推动所述斥力盘快速向下运动，同时带动所述动导电柱和所述动触头超快速向下运动，强制所述动触头与所述静触头快速分开，所述动铁芯在所述抵开螺母的推动下以及电磁操作机构的退磁作用下强制向下运动，直至所述动铁芯和所述斥力盘快速复位，完成分闸动作，分闸时间通常小于1ms，此种方式由于采用所述斥力分闸机构与所述分合闸操作机构的退磁过程配合实现断路器的分闸操作，仅需很小的斥力操作功即可实现超快速分闸的目的。

参见图3-5，所述软连接包括第一导电环（或称内导电环）20、第二导电环（或称外导电环）21和若干个U型的铜排22，所述第一导电环与所述第二导电环同轴，两者在常态下可以位于相同或相近高度，两者间留有间隙，通常所述第一导电环的外径小于所述第二导电环的内径。

各铜排的构造及电学和力学特性通常可以相同，采用相同的材料，即采用相同的铜排。

所述铜排的两端分别连接所述第一导电环和所述第二导电环，位于同一径向上，用于实现所述第一导电环与所述第二导电环的导通，各所述铜排沿同一圆周均匀分布，形成旋转对称的结构，旋转角（旋转对称角度）为铜排的一个角间距，这种分布方式散热条件好，可有效提高断路器运行的稳定性。

所述第一导电环与所述真空灭弧室的动端（通常为所述动导电柱的底部）连接，所述第二导电环与所述动端导电连接件（或动端接线端）连接。所述软连接采用若干个沿同一圆周均匀分布的所述铜排实现所述第一导电环与所述第二导电环的导通，近似于采用环形的铜排实现所述第一导电环与所述第二导电环的导通，铜排的总有效表面积大，导流和载流能力强。通过调整（例如，增加）所述铜排的数量，允许各所述铜排具有较小的宽度，弹性性能好，运动阻力小，既可以保证所述动导电柱的自由运动，又不易断裂，连接可靠。

所述铜排优选采用旋转对称或旋转对称和镜像对称的方式分布。如此设置，在所述动导电柱沿轴向运动时，各所述铜排的受力均匀，各所述铜排对所述第一导电环的作用力均匀，可有效避免或减小所述第一导电环的偏心趋势，减小对所述动导电柱运动的阻碍。各所述铜排相当于并联在所述第一导电环与所述第二导电环之间，电阻小，且电流在所述第一导电环与所述第二导电环内呈圆周分布，电流发热低，温升小。

所述铜排可以为等宽铜排，或者为不等宽铜排。

所述不等宽铜排的主体部分优选为等腰梯形，且进一步优选为外端（与第二导电环的连接端）宽度大于内端宽度，两端可以根据需要呈曲线状或圆角结构。

也可以采用其他形状的不等宽铜排，例如，中部宽度大于两端宽度的铜排。

采用不等宽铜排，在分闸开始时弹性阻力小，有利于快速和可靠地分闸，降低分闸斥力要求，且有利于保证整体的稳定性。

所述铜排的数量可以为偶数个，也可以为奇数个，沿同一圆周对称分布，相邻铜排之间的角间距通常应相同。

所述铜排可以由多层铜箔、铜母线或铜编织带上下依次贴合叠置构成。

所述第一导电环上优选设有第一插槽，所述第二导电环上优选设有第二插槽，所述铜排的两端分别插接且固定在所述第一插槽和所述第二插槽上，实现有效连接。所述铜排的两端分别插接且固定在所述第一插槽和所述第二插槽上后，所述铜排的两个直臂（U型的两个直臂）优选分别与对应的所述第一导电环的铜排连接侧的端面和所述第二导电环的铜排连接侧的端面垂直。

所述铜排在第一插槽和第二插槽上的固定方式优选为过盈配合，以提高连接的稳固性。

所述第一插槽可以为与所述铜排一一对应的且沿圆周均匀分布的若干小插槽，也可以为位于圆周上的环形插槽。所述第二插槽可以为与所述铜排一一对应的且沿圆周均匀分布的若干小插槽，也可以为位于圆周上的环形插槽。

所述第一插槽的形式和所述第二插槽的形式可以相同，也可以不同。

所述第一导电环的铜排连接侧（设置第一插槽的区域）优选为其底面，相应的，所述第二导电环的铜排连接侧（设置第二插槽的区域）也优选为其底面。

所述第一插槽与所述第二插槽可以为矩形槽或者燕尾形槽等适宜形状，相应的，所述铜排的两端呈与矩形槽、所述燕尾形槽或其他形状的槽相配合的矩形、倒梯形或其他相应形状。

所述第一导电环的轴孔优选为台阶孔，所述台阶孔包括依次同轴连通的宽径孔23、窄径孔24和锥孔25，所述锥孔的小径端与所述窄径孔连通，所述窄径孔的直径小于所述锥孔的小径端的直径，所述宽径孔的直径大于所述窄径孔的直径，所述宽径孔位于所述第一导电环的铜排连接侧。所述锥孔用于所述第一导电环与所述动导电柱连接，相应的，与所述锥孔连接的所述动导电柱的连接端（通常为底端）的外壁呈与所述锥孔相配合的倒置圆台状，便于二者的连接，所述第一导电环与所述动导电柱之间采用锥面连接的方式，连接可靠（利用锥面的自紧作用），即使拆去连接螺栓或连接销，连接也不易松脱，另外，锥面接触的接触面积要比平面接触（传统软连接的连接方式）的接触面积大，可有效较小接触电阻，降低断路器工作过程中的发热量，避免由于发热导致的各种潜在故障。所述宽径孔与所述窄径孔用于与所述动导电柱连接的所述驱动连杆或所述螺杆穿过，相应的，所述驱动连杆或所述螺杆的外径与所述窄径孔的孔径相配合（允许有装配间隙），所述驱动连杆或所述螺杆的径向外壁上设有径向向外伸出的环形凸台，环形凸台的外径与所述宽径孔的孔径相配合（允许有装配间隙），如此设置，当所述动导电柱沿轴向朝向远离所述第二导电环的方向（通常为向上）运动时（断路器合闸时），可以通过环形凸台推动所述第一导电环随着所述动导电柱朝向相应的方向（向上）运动，当所述动导电柱沿轴向朝向靠近所述第二导电环的方向（通常为向下）运动时（断路器分闸时），可以通过所述动导电柱的锥端（呈倒置圆台状的端部）推动所述第一导电环随着所述动导电柱朝向相应的方向（向下）运动，所述第一导电环复位。

所述锥孔的孔壁上可以设有径向内外贯穿的螺孔或销孔26，当所述动导电柱的锥端插入所述锥孔内后，可以通过螺栓或销实现所述第一导电环与动所述导电柱的固定连接（所述动导电柱的锥端相应部位设有螺孔或销孔）。

所述窄径孔的两端优选倒角，装配时，便于与所述驱动连杆或所述螺杆穿过。

所述第二导电环的径向外壁上沿轴向可以设有环形台阶面，所述第二导电柱的铜排连接端（指底端）的外径小于另一端（指顶端）的外径（通过两端的外径不等构成环形台阶面），断路器的动端导电连接件或动端接线端可以设置成环形结构，环形的内径与所述第二导电环的底端的直径相配合，环形的动端导电连接件或动端接线端套在所述第二导电环的底端的外壁上并抵在环形台阶面上，可以通过螺栓或法兰紧固，如此实现所述第二导电环与导电件或接线端的稳固、可靠连接。

所述第一导电环的径向外壁上沿轴向优选设有环形台阶面27，所述第一导电环的铜排连接端（指底端）的外径大于另一端（指顶端）的外径（通过两端的外径不等构成环形台阶面）。环形台阶面的设置，可以在所述第一导电环沿轴向朝向远离所述第二导电环的方向（向上）运动时，与断路器内的相应限位结构（例如，设于断路器的壳体内壁上的向内凸出的环形凸缘或支撑框架）相配合，对所述第一导电环的运动起到限位作用。

所述第一导电环的铜排连接侧的端面（指底面）与所述第二导电环的铜排连接侧的端面（指底面）可以位于同一平面内，也可以不位于同一平面内。

本说明书表述方位关系的“上”、“下”等术语仅用于限定相对位置关系，对应于图1和图2所示的状态，不构成对实际使用方向的限定。

本说明书公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (5)

1.超快速分闸的组合式断路器操作机构，包括分合闸操作机构，所述分合闸操作机构设有竖直向上伸出的用于与真空灭弧室的动端连接的驱动连杆，其特征在于还包括斥力分闸机构，所述斥力分闸机构位于所述分合闸操作机构的上方，包括斥力盘和斥力线圈，所述斥力盘同轴固定安装在所述驱动连杆上，所述斥力线圈位于所述斥力盘的上方，与所述斥力盘的位置上下对应，所述分合闸操作机构为电磁操作机构，包括动铁芯、静铁芯和分合闸线圈，所述动铁芯和所述静铁芯均套在所述驱动连杆的外侧，与所述驱动连杆滑动配合，所述驱动连杆的底部旋接有限位螺母，所述限位螺母位于所述动铁芯的下方，所述动铁芯的底面抵在所述限位螺母上，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，二者之间留有间距，所述分合闸线圈为所述静铁芯和所述动铁芯的励磁线圈，所述分合闸线圈环绕在所述静铁芯的心柱上并向下伸出所述静铁芯，延伸至所述动铁芯的对应心柱的外侧，所述驱动连杆的径向外壁上设有上宽下窄的环形台阶面，所述环形台阶面位于所述静铁芯内的上部，所述驱动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的第一圆柱弹簧和第二圆柱弹簧，所述第二圆柱弹簧套在所述第一圆柱弹簧外，二者之间留有间距，所述第一圆柱弹簧的顶端抵在或固定连接在所述环形台阶面上，底端抵在或固定连接在所述动铁芯的铁轭上，所述第二圆柱弹簧的两端分别抵在或固定连接在所述静铁芯和所述动铁芯的铁轭上。

2.如权利要求1所述的超快速分闸的组合式断路器操作机构，其特征在于所述斥力盘呈环形，设有斥力盘支撑盘，所述斥力盘支撑盘同轴固定套装在所述驱动连杆上，所述斥力盘同轴固定在所述斥力盘支撑盘的顶面。

3.如权利要求2所述的超快速分闸的组合式断路器操作机构，其特征在于所述斥力线圈固定安装在斥力线圈支撑架上。

4.如权利要求3所述的超快速分闸的组合式断路器操作机构，其特征在于所述斥力线圈支撑架的下方固定设有环形的隔板，所述隔板的顶面与所述斥力线圈支撑架的底面贴合并遮挡所述斥力线圈，所述隔板的轴孔与所述驱动连杆之间留有滑动间隙。

5.如权利要求1、2、3或4所述的超快速分闸的组合式断路器操作机构，其特征在于所述分合闸线圈设有线圈支撑架，所述线圈支撑架呈环形，其径向外壁上设有环形凹槽，所述分合闸线圈绕设在所述环形凹槽内，所述线圈支撑架套装在所述静铁芯的心柱和所述动铁芯的相应心柱的外侧。

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