CN113284769B - 断路机构及应用其的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路机构及应用其的断路器。在本发明断路机构中，除动作部件能够运动之外，机构外壳也可以在外力的操作下运动，从而增加了断路机构的操作维度。此外，通过增加了复位部件，其不随机构外壳和动作部件的运动而运动，从而在断路机构处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，复位动作部件至合闸位置，从而避免了动作部件长期处于分闸位置而导致的疲劳损耗，延长了使用寿命。

Description

断路机构及应用其的断路器

技术领域

本发明涉及电力行业供配电技术领域，尤其涉及一种断路机构及应用其的断路器。

背景技术

随着我国工业化、城镇化快速发展，在较长时期内电力需求将持续增长，电网发展任务繁重，发展坚强的智能电网显得尤为迫切。同时，智能电网也正朝着超高压、特高压等级迈进。因此，研究开发与之相配套的高性能、高可靠性断路器可为智能电网供电的安全性和可靠性提供强有力的技术保障。

在实现本发明的过程中，申请人发现传统技术中的断路机构仅是通过动作部件的运动而实现分闸、合闸动作，灵活性不足。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

为了实现如上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种断路机构。该断路机构包括：机构外壳，其内部形成筒状空间，机构外壳可沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；动作部件，至少部分位于筒状空间内，动作部件可沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；复位部件，其不随机构外壳和动作部件的运动而运动，用于在断路机构初始处于第二状态，机构外壳切换至分闸位置的过程中，阻挡动作部件跟随机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置；其中，断路机构的第二状态是指：机构外壳处于合闸位置，动作部件处于分闸位置。

在本发明的一些实施例中，断路机构在以下三种状态下切换：第一状态、第二状态、第三状态；其中：第一状态是指：机构外壳处于合闸位置，动作部件处于合闸位置；第三状态是指：机构外壳处于分闸位置，动作部件处于合闸位置。

在本发明的一些实施例中，满足：L2＜L1，其中，L2为断路机构在由第一状态切换至第二状态时，动作部件沿筒状空间中间轴线方向的位移；L1为断路机构在由第二状态切换至第三状态过程中，复位部件允许动作部件沿筒状空间中间轴线方向的最大位移。

在本发明的一些实施例中，L1和L2满足：L2+3mm≤L1≤L2+10mm。

在本发明的一些实施例中，还包括：外壳施力部件，用于向机构外壳施加作用力，驱动机构外壳沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；动作驱动部件，用于驱动动作部件沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换。

在本发明的一些实施例中，动作部件包括：驱动盘，呈盘状结构，容置于筒状空间内；第一运动杆，其自驱动盘的第一面沿筒状空间中间轴线方向延伸，其前端自机构外壳的第一面伸出；其中，动作驱动部件驱动驱动盘沿筒状空间中间轴线方向运动，从而带动第一运动杆沿筒状空间中间轴线方向运动，实现动作部件在合闸位置和分闸位置之间切换。

在本发明的一些实施例中，动作部件还包括：第二运动杆，其自驱动盘的第二面沿筒状空间中间轴线方向延伸，伸出机构外壳的第二面；复位部件包括：下复位块，设置于第二运动杆的下部；其中，当断路机构初始处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置过程中，下复位块阻挡第二运动杆跟随机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置。

在本发明的一些实施例中，第一运动杆伸出机构外壳的部分连接至一限位部；复位部件包括：上复位挡片，设置于机构外壳的上部；其中，当断路机构初始处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，上复位挡片卡住限位部，从而阻挡第一运动杆跟随机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置。

在本发明的一些实施例中，断路机构包括：至少一复位杆，其自驱动盘的第一面沿筒状空间中间轴线方向延伸，穿过机构外壳，其前端朝向筒状空间的径向外侧弯曲，其随驱动盘的运动而运动；复位部件包括：上复位挡块，设置于机构外壳的上部，复位杆的周向外侧；其中，当断路机构初始处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，上复位挡块卡住复位杆，从而阻挡驱动盘跟随机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置。

在本发明的一些实施例中，动作驱动部件包括：分闸线圈，设置于筒状空间内；断路机构还包括：合闸保持部件，固定于筒状空间内靠近第一面的第一侧，用于保持动作部件的合闸状态；分闸保持部件，固定于筒状空间内靠近第二面的第二侧，用于保持动作部件的分闸状态；其中，驱动盘容置于合闸保持部件和分闸保持部件之间的活动空间内。

在本发明的一些实施例中，驱动盘的全部或者局部由磁性金属材料制备；合闸保持部件和分闸保持部件为环状磁铁；分闸线圈设置于合闸保持部件的环状磁铁的内侧。

在本发明的一些实施例中，外壳施力部件为拉杆；拉杆的前端呈U形或V形，连接于机构外壳的第二面或侧面，其末端朝向远离机构外壳的方向延伸。

为了实现如上目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种断路器。该断路器包括：灭弧机构；第一断路机构，为如上的断路机构，其动作部件的前端连接至灭弧机构的动触头；第二断路机构，其动作部件通过传动机构连接至第一断路机构的机构外壳，以驱动第一断路机构的机构外壳在合闸位置和分闸位置之间切换；断路器外结构，其内部形成容置灭弧机构、第一断路机构、第二断路机构的安装空间；其中，第一断路机构的复位部件固定于断路器外结构上。

在本发明的一些实施例中，第二断路机构的动作部件通过传动机构连接至第一断路机构的机构外壳；第二断路机构还包括：机构本体；动作部件为运动杆，运动杆自机构本体向下伸出；传动机构包括：连杆轴；连杆，其中部可转动地枢接于连杆轴，其后端连接于第二断路机构的运动杆的前端，其前端向上连接至第一断路机构的机构外壳。

在本发明的一些实施例中，包括：2个第一断路器单元；每一第一断路器单元包括：1组的第一断路机构和灭弧机构的组合、1台的第二断路机构、1台的传动机构；在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的动作部件的前端与灭弧机构联动。

在本发明的一些实施例中，包括：2台第一断路器单元；以及1台第二断路器单元；其中：每一第一断路器单元包括：1组的第一断路机构和灭弧机构的组合、1台的第二断路机构、1台的传动机构；在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的动作部件的前端与灭弧机构联动；第二断路器单元包括：1台的第二断路机构、1台的灭弧机构；其中，第二断路机构通过传动机构直接连接至灭弧机构。

在本发明的一些实施例中，第一断路机构中，动作部件包括：驱动盘，呈盘状结构，容置于筒状空间内；第二运动杆，其自驱动盘的第二面沿筒状空间中间轴线方向延伸，伸出机构外壳的第二面；第一断路机构中，复位部件包括：下复位块，设置于第二运动杆的下部；断路器中多个第一断路机构的下复位块一体化设计，连接为一复位横杆，该复位横杆两端固定于断路器外结构上。

在本发明的一些实施例中，第一断路机构和第二断路机构独立驱动；第一断路机构比第二断路机构完成分闸、合闸操作的时间要短。

(三)有益效果

从上述技术方案可知，本发明至少具有以下有益效果其中之一：

(1)在断路机构中，除动作部件能够运动之外，机构外壳也可以在外力的操作下运动，从而增加了断路机构的操作维度，提升了其灵活性。

(2)增加了复位部件，其不随机构外壳和动作部件的运动而运动，从而在断路机构处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，复位动作部件至合闸位置，从而避免了动作部件长期处于分闸位置而导致的疲劳损耗，延长了使用寿命。

(3)提供了三种复位部件的具体实现方式，总结了动作部件和复位部件在工作过程中的最佳尺寸，既能实现断路机构三个状态的顺利切换，又能兼顾效率。

(4)在断路器中，传动机构的连杆的中部可转动地枢接于连杆轴。连杆的后端枢接于第二断路机构的运功杆，连杆的前端枢接于连接第一断路机构的机构本体的杆件，第一断路机构的运动杆向上连接至灭弧机构的动触头。通过如此设置，实现了第一断路机构、第二断路机构和灭弧机构的高效联动。

(5)在断路器中，第二断路机构的运动杆朝向连杆轴倾斜向下设置，提高了传动效率，增加了分闸可靠性和断路器的使用寿命。

(6)在断路器中，连杆的前端通过一杆件向上连接至第一断路机构的机构本体；第一断路机构的运动杆通过一绝缘拉杆连接至灭弧机构的动触头，减小了系统体积，确保了用电安全。

(7)断路器包括：2个断路器单元；每一断路器单元包括：1组的第一断路机构和灭弧机构的组合、1台的第二断路机构、1台的传动机构。其中，每一断路器单元均可以独立的操作，从而可以实现三相独立的快慢动作。

该断路器可以作为中性点不接地系统中限制短路电流用的两相双速开关，具有体积小，节约空间，便于安装，结构相对简单，使用寿命高，成本低等优势。

(8)断路器包括：2台第一断路器单元；以及1台第二断路器单元；其中：每一第一断路器单元包括：1组的第一断路机构和灭弧机构的组合、1台的第二断路机构、1台的传动机构；在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的第一运动杆的前端与灭弧机构联动；第二断路器单元包括：1台的第二断路机构、1台的灭弧机构；其中，第二断路机构通过传动机构直接连接至灭弧机构。

该种断路器可以作为中性点不接地系统中切除短路故障用的两相双速开关。由于在中性点非有效接地系统中，开断任意两相，短路电流就会消失，达到快速消除短路事故的目的，因此，相对于包括3台第一断路器单元的断路器而言，该种断路器的其中一相的断路器单元中取消快速动作的第一断路机构，从而达到了进一步缩小体积，降低成本的目的。

(9)第一断路机构比第二断路机构完成分闸操作的时间短，能在出现故障时使用快速分相操动机构实现快速分、合闸，由于在分闸时能够实现了快慢结合的二次分闸，避免了分闸动作失败的情况，提升了可靠性及安全性。进一步地，在第二断路机构完成分闸动作之后，复位第一断路机构使其恢复合闸位置，以避免快速驱动导致的疲劳损坏，提高整个装置的可靠性和使用寿命。

(10)第一断路机构和第二断路机构独立驱动，第二断路机构还可以满足正常的分、合闸速度的机构驱动，因此，断路器还能在满足使用要求情况下按照普通断路器的方式进行驱动，拓展了应用场景。

附图说明

图1为本发明中断路机构第一实施例的示意图。

图2为本实施例断路机构处于三种工作状态的示意图。

图3A和图3B为本发明中具有其他外壳施力部件形式的断路机构的示意图。

图4为实际场景中具有完整动作驱动部件的断路机构的示意图。

图5为本发明实施例断路器第一实施例的结构示意图。

图6为本发明断路器第二实施例的结构示意图。

图7为本发明断路器第三实施例的结构示意图。

图8为本发明第二实施例断路器在第一断路机构侧观察的内部结构图。

图9为本发明第三实施例断路器在第一断路机构侧观察的内部结构图。

【附图中主要元件符号说明】

100-断路机构；

110-机构外壳；

120-动作部件；

121-驱动盘；122-第一运动杆；123-第二运动杆；

124-复位杆；

131-复位块；132、133-复位挡片；

141、141'、141"-拉杆；

150-动作驱动部件；

151-分闸线圈；152-供电电容；153-可控硅；

154-控制器；

160-位置保持组件；

161-合闸保持部件；162-分闸保持部件；

200-第二断路机构；

210-机构本体；220-运动杆；

300-传动机构；

310-连杆轴；320-连杆；

400-灭弧机构；

401-绝缘拉杆；

500-断路器外结构；

510-手车支架；520-绝缘套筒。

具体实施方式

本发明的断路机构和包括其的断路器中，除动作部件能够运动之外，机构外壳也可以运动，从而增加了断路机构的操作维度，提升了其灵活性。此外，在断路机构中增加了复位部件，其不随所述机构外壳和所述动作部件的运动而运动，从而在断路机构处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，复位动作部件至合闸位置，从而避免了动作部件长期处于分闸位置而导致的疲劳损耗，延长了使用寿命。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，提供这些实施例的目的仅是使得本发明满足法律要求，而本发明可以用许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。

一、断路机构

本发明首先提供了一种断路机构。在该断路机构中动作部件和机构外壳都可以运动，并且通过复位部件实现第二状态至第三状态的切换，增加了断路机构的灵活性，避免了动作部件长期处于分闸位置而导致的疲劳损耗，延长了断路机构的使用寿命。

图1为本发明中断路机构第一实施例的示意图。请参照图1，本实施例断路机构100包括：

机构外壳110，其内部形成筒状空间，机构外壳可沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

动作部件120，至少部分位于筒状空间内，动作部件可沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

复位部件，其不随机构外壳和动作部件的运动而运动，用于在断路机构初始处于第二状态，机构外壳切换至分闸位置的过程中，阻挡动作部件跟随机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置；

外壳施力部件，连接于机构外壳110的下方，用于向机构外壳110施加作用力，驱动机构外壳110沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

动作驱动部件150，用于驱动动作部件沿筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

位置保持组件160，用于保持动作部件在分闸位置和合闸位置的暂时性稳定。

图2为本实施例断路机构处于三种工作状态的示意图。图2中，(A)示意的为第一状态，(B)示意的为第二状态，(C)为示意的第三状态。图中的虚线为机构外壳位置的参考线。请参照图2，具体而言：

第一状态是指：机构外壳110处于合闸位置，动作部件120处于合闸位置，如图2中(A)所示；

第二状态是指：机构外壳110处于合闸位置，动作部件120处于分闸位置，如图2中(B)所示；

第三状态是指：机构外壳110处于分闸位置，动作部件120处于合闸位置，如图2中(C)所示。

相对于传统断路机构中只是动作部件能够运动，本发明中机构外壳同样可以运动，从而增加了断路机构的操作维度，提升了灵活性。并且，当断路机构初始处于第二状态，所述机构外壳切换至分闸位置的过程中，阻挡所述动作部件跟随所述机构外壳的进一步运动，复位动作部件至合闸位置。

以下分别对本实施例断路机构的各个组成部分进行详细描述。

如图1所示，本实施例中机构外壳110呈圆柱状，其内部形成圆筒状空间，其特点是各个方向受力均匀，运动灵活，相对于其他形状避免了由于受力不均匀而产生的驱动盘卡顿情况。当然，机构外壳也可以是其他形状，例如正方形、正六边形等，同样可以实现本发明。

适应于本实施例的圆筒状空间，本实施例中，动作部件120中的驱动盘120为圆盘形状；位置保持组件160中的合闸保持部件161和分闸保持部件162，均为环形磁铁。

请继续参照图1，机构外壳110的下部设置有外壳施力部件。本实施例中，外壳施力部件为拉杆141。该拉杆141的前端呈U形，连接于机构外壳的下表面，其自由端向下延伸。

举例来说，当断路机构需要由第二状态切换至第三状态时，通过拉杆141向下拉动，带动机构外壳110向下运动，从而使机构外壳由合闸位置切换至分闸位置。同样地，当断路机构需要由第三状态切换至第一状态时，通过拉杆141向上推动，推动机构外壳110向上运动，从而使机构外壳由分闸位置切换至合闸位置。

通过设置外壳施力部件，实现了机构外壳110在合闸位置和分闸位置之间的切换，从而增加了断路机构的操作维度，提升了灵活性。

本领域技术人员应当理解，虽然本实施例中采用的是前端呈U形，连接于机构外壳下表面的拉杆，但外壳施力部件也可以采用其他形式。图3A和图3B为本发明中具有其他外壳施力部件形式的断路机构的示意图。如图3A所示，外壳施力部件为拉杆141'，但拉杆141'的前端连接至机构外壳的侧面。如图3A所示，外壳施力部件为拉杆141"，拉杆141"的固定端连接至机构外壳的侧面，自由端向筒状空间中间轴线的径向延伸。

请继续参照图1，动作部件120包括：驱动盘121，容置于筒状空间内；第一运动杆122，自驱动盘的上表面向上延伸，伸出机构外壳的上表面；第二运动杆123，自驱动盘的下表面向下延伸，伸出机构外壳的下表面。在本实施例中，动作部件在上方的位置为合闸位置，在下方的位置为分闸位置。

本实施例中的动作部件，驱动盘121、第一运动杆122、第二运动杆123为整体结构或刚性连接的分体结构。第一运动杆122向上连接灭弧机构的动触头。而第二运动杆123向下与复位块131配合实现复位功能。本领域技术人员能够理解，如果采取其他合适的复位部件，第二运动杆则可以省略。

请继续参照图1，在筒状空间的上侧固定有分闸线圈151。此外，在筒状空间的上表面和下表面，分别固定有合闸保持部件161和分闸保持部件162。其中，合闸保持部件161和分闸保持部件162均为环状磁铁。并且，合闸保持部件161的环状磁铁设置于环状空间内，分闸线圈的外侧。分闸保持部件162的环状磁铁在筒状空间下侧，与合闸保持部件对称设置。

请参照图2中(A)所示，动作部件初始处于合闸位置，分闸线圈151未通电，驱动盘121由合闸保持部件161吸引，而暂时性稳定在合闸保持部件上。当分闸线圈151通电时，分闸线圈151对驱动盘121产生向下的斥力，该斥力克服了合闸保持部件161对驱动盘121的引力，推动驱动盘121向下运动，逐渐靠近分闸保持部件162。合闸保持部件161对驱动盘121的引力越来越小，分闸保持部件162对驱动盘121的引力越来越大。当位移到一定程度，分闸保持部件162将驱动盘121吸引到己方一侧，即使分闸线圈151的斥力消失，驱动盘121也会暂时性稳定在分闸保持部件162上，如图2中(B)所示。

需要说明的是，图1所示断路机构的动作驱动部件中仅包括了分闸线圈151。图4为实际场景中具有完整动作驱动部件的断路机构的示意图。如图4所示，但在实际工作中，动作驱动机构还包括：供电电容152、可控硅153和控制器154。

通过如上的动作驱动部件、合闸保持部件、分闸保持部件的设置，合理利用了筒状空间，可以达到断路机构小型化的目的。同时，结构简单高效，能提升断路机构的可靠性。

本领域技术人员应当能够理解，除了本实施例的合闸保持部件、分闸保持部件之外，还可以采用其他形状或者形式的动作部件位置保持部件，例如：并非呈环形的磁铁作为合闸、分闸保持部件。同样地，除了本实施例的线圈-盘式驱动，还可以采用其他形状或者形式的动作驱动部件，例如：线圈-线圈式驱动，即动作部件为线圈结构，动作驱动部件同样为线圈结构。

以下结合实际场景来介绍本实施例断路机构中复位部件的工作原理。图5为本发明实施例断路器第一实施例的结构示意图。如图5所示，断路器中包括：

断路器外结构500，包括：手车支架510，其后侧的内部形成第二安装空间，其下部形成传动空间；以及绝缘套筒520，连接于手车支架的前侧的上部，其内部形成第一安装空间；

灭弧机构400，固定于所述第一安装空间的上部；

第一断路机构100，设置于所述第一安装空间内，为图1所示的断路机构，其向上连接灭弧机构400；

第二断路机构200，设置于所述第二安装空间内，通过位于传动空间的传动机构300实现与第一断路机构联动。

在图5所示的断路器中，断路器外机构500也可以是断路器的支架机构，也可以是断路器的壳体结构。此处引入断路器外机构，其目的是确定第一断路机构中复位部件的安装关系，表明其是固定在断路器外结构，而不随第一断路机构中机构壳体的运动而运动的。

请继续参照图5，在第一断路机构100的上端，第一运动杆122的自由端通过绝缘拉杆连接至灭弧机构的动触头。

请参照图5，在第一断路机构100的下端，拉杆141的自由端连接至传动机构的第一端。当传动机构的第一端向下运动时，拉动拉杆141向下运动，进而拉动整个机构外壳110向下运动，从而驱动第一断路机构100由合闸位置切换至分闸位置。同样，当传动机构的第一端向上运动时，推动拉杆141向上运动，进而推动整个机构外壳110向上运动，从而驱动第一断路机构100由分闸位置切换至合闸位置。

请参照图5，第一断路机构100中，复位部件为复位块131。该复位块131固定于断路器外结构500，不随机构外壳110的运动而运动。

以下介绍本实施例断路器的工作过程：当第一断路机构动作，驱动盘121带动灭弧机构400的动触头向下运动，驱动盘121运动到分闸保持部件162处，由于环形磁铁的作用，驱动盘121保持在分闸保持部件162位置，此时灭弧机构400处于分闸状态，第二断路机构200处于合闸状态，开关无法合闸或再次分闸，然后第二断路机构分闸，通过连杆320带动第一断路机构100继续向下运动，驱动盘下方的第二运功杆123会撞击到复位块131(复位块131与断路器外结构为一体或固定再一起，此时不动)，驱动盘121会离开分闸保持部件162，回到合闸保持部件161的环形磁铁处，回到最初的合闸态，第二断路机构运动到分闸态，整个断路器处于分闸态，此时断路器可以经行下一步合闸，以及后续合闸后慢分或快分。

在图5所示的断路器中，第一断路机构处于合闸状态时，驱动盘121下盘面与分闸保持部件162的距离为L2，驱动盘121中间杆与复位块131距离为L1，要实现如上的运动形式，需要满足：

L2+3mm≤L1≤L2+10mm

这样可以保证在复位时不会使灭弧机构的动触头离静触头太近而造成断口重燃，也不会使动触头开距过大造成真空泡损坏。

除了图1和图5所示的复位部件之外，本发明还可以采用其他形式的复位部件来实现类似的功能。

图6为本发明断路器第二实施例的结构示意图。其中包含了本发明断路机构第二实施例。本发明断路机构第二实施例与第一实施例的不同之处在于：复位部件的设置。

请参照图6，断路机构的第一运动杆122向上延伸，通过绝缘拉杆连接至灭弧机构400的动触头。此处，绝缘拉杆401作为动作部件的限位部件。在断路器外结构的内侧，断路机构的机构外壳的上部，第一运动杆122的径向外侧，绝缘拉杆401的下方，设置有复位挡片132。

以下介绍本实施例断路器的工作过程：当第一动作，驱动盘121带动灭弧机构的动触头向下运动，驱动盘121运动到分闸保持部件162处，由于分闸保持部件的作用，驱动盘121保持断路机构在分闸保持部件162位置，此时灭弧机构处于分闸状态，第二断路机构200处于合闸状态，开关无法合闸或再次分闸，然后第二断路机构分闸，带动第一断路机构100继续向下运动，绝缘拉杆401会撞击到复位挡片132，绝缘拉杆401与驱动盘121为固定连接，此时可以认为是同一刚体，并不在向下运动，受第二断路机构的向下运动力作用，绝缘拉杆401会带动驱动盘121会离开分闸保持部件162，回到合闸保持部件161处，回到最初的合闸态，第二断路机构运动到分闸态，开关处于分闸态，此时开关可以经行下一步合闸，以及后续合闸后慢分或快分。

在图6所示的断路器中，第一机构处于合闸状态时，驱动盘121下盘面与分闸保持部件162的距离为L2，绝缘拉杆401下端面与复位挡片上端面的距离为L1，要实现如上的运动形式，需要满足：

L2+3mm≤L1≤L2+10mm

这样可以保证在复位时不会使动触头离静触头太近而造成断口重燃，也不会使动触头开距过大造成真空泡损坏。

图7为本发明断路器第三实施例的结构示意图。其中包含了本发明断路机构第三实施例。如图7所示，本发明断路机构第三实施例与第一实施例的不同之处在于：复位部件的设置。

请参照图7，两个复位杆124自驱动盘的上表面向上延伸，穿过合闸保持部件和机构外壳，其前端朝向筒状空间的径向外侧弯曲。需要注意的是，该两个复位杆124随驱动盘的运动而运动，而并不随机构外壳和合闸保持部件的运动而运动。

关于复位部件，在断路器外结构的内侧，断路机构的机构外壳的上部，第一运动杆121的径向外侧，对应于两个复位杆的位置，设置有两块复位挡片133。

以下介绍本实施例断路器的工作过程：当第一断路机构动作，驱动盘121带动灭弧机构的动触头向下运动，驱动盘121运动到分闸保持部件162处，由于分闸磁铁的作用，驱动盘121保持在分闸保持部件162位置，此时灭弧机构处于分闸状态，第二断路机构200处于合闸状态，开关无法合闸或再次分闸，然后第二断路机构分闸，通过连杆带动第一断路机构100继续向下运动，驱动盘121上设置有复位杆124，复位杆124会撞击到复位挡片133，复位杆124与驱动盘121为固定连接，此时可以认为是同一刚体，并不在向下运动，受第二断路机构的向下运动力作用，复位杆124会带动驱动盘121会离开分闸保持部件162，回到合闸磁铁161处，回到最初的合闸态，第二断路机构运动到分闸态，开关处于分闸态，此时断路器可以经行下一步合闸，以及后续合闸后慢分或快分。

在图7所示的断路器中，第一断路机构处于合闸状态时，驱动盘121下盘面与分闸保持部件162的距离为L2，复位杆124下端面与复位挡块133上端面的距离为L1，要实现如上的运动形式，需要满足：

L2+3mm≤L1≤L2+10mm

这样可以保证在复位时不会使动触头离静触头太近而造成断口重燃，也不会使动触头开距过大造成真空泡损坏。

二、断路器第一实施例

本发明还提供了一种断路器。该断路器采用如上所述的断路机构。

图5为本发明实施例断路器第一实施例的结构示意图。如图5所示，断路器中包括：

灭弧机构400；

第一断路机构100，为图1所示的断路机构，其向上连接灭弧机构400；

第二断路机构200，通过传动机构300实现与第一断路机构的机构壳体110联动；

断路器外结构500，其内部形成容置第一断路机构100、第二断路机构200、传动机构300、灭弧机构400的安装空间，其中，第一断路机构的复位部件固定在断路器外结构上；

在图5所示的断路器中，断路器外机构500也可以是断路器的支架机构，也可以是断路器的壳体结构。此处引入断路器外机构，其目的是确定第一断路机构中复位部件的安装关系，表明其是不随第一断路机构中机构壳体的运动而运动的。

请参照图5，断路器外机构包括：手车支架510，其后侧的内部形成第二安装空间，其下部形成传动空间；以及绝缘套筒520，连接于手车支架的前侧的上部，其内部形成第一安装空间。其中，第二断路机构200固定于第二安装空间内；灭弧机构400固定于所述第一安装空间的上部；第一断路机构100，设置于所述第一安装空间内，向上连接灭弧机构400；传动机构300设置于传动空间内。

第二断路机构200包括：机构本体210，固定于第二安装空间内；运动杆220，自机构本体向下伸出；传动机构300包括：连杆轴310，固定在传动空间中部；连杆320，其中部可转动地枢接于连杆轴310，其后端连接于第二断路机构的运动杆的前端，其前端向上连接至所述第一断路机构的机构外壳110。

本实施例中，第二断路机构的运动杆220朝向连杆轴310倾斜向下设置，以提升传动效率；连杆320的前端通过一杆件向上连接至第一断路机构的机构外壳110，以延长作用距离；第一断路机构的第一运动杆122通过一绝缘拉杆连接至灭弧机构的动触头，以提升断路器的安全性。

特别需要说明的是，本实施例中，所述第一断路机构和第二断路机构独立驱动；所述第一断路机构比第二断路机构完成分闸、合闸操作的时间要短。如此设置，第一断路机构能在出现故障时使用快速分相操动机构实现快速分、合闸，由于在分闸时能够实现了快慢结合的二次分闸，避免了分闸动作失败的情况，提升了可靠性及安全性。进一步地，在第二断路机构完成分闸动作之后，复位第一断路机构使其恢复合闸位置，以避免快速驱动导致的疲劳损坏，提高整个装置的可靠性和使用寿命。

除了图5所示的断路器之外，本发明图6、图7也分别给出了断路器实施例，相关内容可参照断路结构第一实施例的相关说明，此处不再重述。

三、断路器第二实施例

本发明断路器第二实施例还提供了一种断路器。该断路器与断路器第一实施例的区别在于：具有多组的断路器单元。

图8为本发明第二实施例断路器在第一断路机构侧观察的内部结构图。请参照图8，本实施例断路器包括：2个的第一断路器单元。

而每一断路器单元的结构与图5所示的断路器相同。请参照图5，该断路器单元包括：1组的第一断路机构100和灭弧机构400的组合、1台的第二断路机构200、1台的传动机构300。在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构的机构壳体110联动，第一断路机构的动作部件的前端与灭弧机构400的动触头连接。

如图8所示，2组的第一断路机构100和灭弧机构400的组合并排设置于绝缘套筒所围成的第一安装空间内。同样地，在第二断路机构侧观察，2台的第二断路机构并排设置于手车支架所围成的第二安装空间内。

本实施例中，第一断路机构中，动作部件包括：驱动盘，呈盘状结构，容置于筒状空间内；第二运动杆，其自驱动盘的第二面沿所述筒状空间中间轴线方向延伸，伸出机构外壳的第二面；所述第一断路机构中，所述复位部件包括：下复位块，设置于所述第二运动杆的下部；

需要重点说明的是，本实施例中断路器中多个第一断路机构的下复位块一体化设计，连接成一复位横杆134。该复位横杆134两端固定于断路器外结构上。如此设置复位部件，可以降低安装难度，提高精确性。

本实施例断路器可以作为中性点不接地系统中限制短路电流用两相双速开关，具有体积小，节约空间，便于安装，结构相对简单，使用寿命高，成本低等优势。

四、断路器第三实施例

本发明断路器第三实施例还提供了一种断路器。该断路器与断路器第一实施例的区别在于：具有2组第一断路器单元和1组第二断路器单元。

每一第一断路器单元包括：1组的第一断路机构和灭弧机构的组合、1台的第二断路机构、1台的传动机构；在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的动作部件的前端通过绝缘拉杆401与灭弧机构400联动。其中，第一断路机构为本发明断路结构第一实施例所示的断路机构。

每一第二断路器单元包括：1台的第二断路机构、1台的灭弧机构；其中，第二断路机构通过传动机构直接连接至灭弧机构。换句话说，第二断路器单元与第一断路器单元相比，并没有设置第一断路机构。

图9为本发明第三实施例断路器在第一断路机构侧观察的内部结构图。如图9所示，从第一断路机构侧观察，具有2台的第一断路机构。2台的第一断路机构并排设置于绝缘套筒所围成的第一安装空间内。3台的灭弧机构并排设置于绝缘套筒所围成的第一安装空间内。同样地，在第二断路机构侧观察，3台的第二断路机构并排设置于手车支架所围成的第二安装空间内。本实施例的其他结构可参照断路机构各实施例、断路器第一实施例、断路器第二实施例，此处不再赘述。

该种断路器可以作为中性点不接地系统中切除短路故障用两相双速开关。由于在中性点非有效接地系统中，开断任意两相，短路电流就会消失，达到快速消除短路事故的目的，因此，相对于包括3台第一断路器单元的断路器而言，该种断路器的其中一相的断路器单元中取消快速动作的第一断路机构，从而达到了进一步缩小体积，降低成本的目的。

至此，已经结合附图对本发明多个实施例进行了详细描述。

需要说明的是，对于某些实现方式，如果其并非本发明的关键内容，且为所属技术领域中普通技术人员所熟知，则在附图或说明书正文中并未对其进行详细说明，此时可参照相关现有技术进行理解。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)分闸(合闸)保持部件、动作驱动部件等还可以其他形式；

(2)复位部件的形状可以为块、片、杆或其他异形结构等；

依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明断路机构及应用其的断路器有了清楚地认识。

综上所述，本发明断路机构中，除动作部件能够运动之外，机构外壳也可以在外力的操作下运动，从而增加了断路机构的操作维度，提升了其灵活性。此外，通过增加了复位部件，其不随所述机构外壳和所述动作部件的运动而运动，从而在断路机构处于第二状态，而机构外壳切换至分闸位置的过程中，复位动作部件至合闸位置，从而避免了动作部件长期处于分闸位置而导致的疲劳损耗，延长了使用寿命。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

除非明确指明为相反之意，本发明的说明书及权利要求中的数值参数可以是近似值，能够根据通过本发明的内容改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”、“主”、“次”，以及阿拉伯数字、字母等，以修饰相应的元件或步骤，其本意仅用来使具有某命名的一元件(或步骤)得以和另一具有相同命名的元件(或步骤)能做出清楚区分，并不意味着该元件(或步骤)有任何的序数，也不代表某一元件(或步骤)与另一元件(或步骤)的顺序。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括权利要求、摘要和附图)中发明的所有特征以及如此发明的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中发明的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图，或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明需要比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，各个发明方面在于少于前面单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种断路机构，其特征在于，包括：

机构外壳，其内部形成筒状空间，所述机构外壳可沿所述筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

动作部件，至少部分位于所述筒状空间内，所述动作部件可沿所述筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

复位部件，其不随所述机构外壳和所述动作部件的运动而运动，用于在所述断路机构初始处于第二状态，所述机构外壳切换至分闸位置的过程中，阻挡所述动作部件跟随所述机构外壳的进一步运动，复位所述动作部件至合闸位置；

其中，所述断路机构的第二状态是指：所述机构外壳处于合闸位置，所述动作部件处于分闸位置；

其中，所述断路机构在以下三种状态下切换：第一状态、所述第二状态、第三状态；其中：所述第一状态是指：所述机构外壳处于合闸位置，所述动作部件处于合闸位置；所述第三状态是指：所述机构外壳处于分闸位置，所述动作部件处于合闸位置。

2.根据权利要求1所述的断路机构，其特征在于，满足：

L2＜L1

其中，所述L2为所述断路机构在由所述第一状态切换至所述第二状态时，所述动作部件沿所述筒状空间中间轴线方向的位移；所述L1为所述断路机构在由所述第二状态切换至所述第三状态过程中，所述复位部件允许所述动作部件沿所述筒状空间中间轴线方向的最大位移。

3.根据权利要求2所述的断路机构，其特征在于，所述L1和L2满足：L2+3mm≤L1≤L2+10mm。

4.根据权利要求1所述的断路机构，其特征在于，还包括：

外壳施力部件，用于向机构外壳施加作用力，驱动所述机构外壳沿所述筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换；

动作驱动部件，用于驱动所述动作部件沿所述筒状空间中间轴线方向运动，从而在合闸位置和分闸位置之间切换。

5.根据权利要求4所述的断路机构，其特征在于，所述动作部件包括：

驱动盘，呈盘状结构，容置于所述筒状空间内；

第一运动杆，其自所述驱动盘的第一面沿所述筒状空间中间轴线方向延伸，其前端自所述机构外壳的第一面伸出；

其中，所述动作驱动部件驱动所述驱动盘沿所述筒状空间中间轴线方向运动，从而带动所述第一运动杆沿所述筒状空间中间轴线方向运动，实现所述动作部件在合闸位置和分闸位置之间切换。

6.根据权利要求5所述的断路机构，其特征在于：

所述动作部件还包括：第二运动杆，其自所述驱动盘的第二面沿所述筒状空间中间轴线方向延伸，伸出所述机构外壳的第二面；

所述复位部件包括：下复位块，设置于所述第二运动杆的下部；

其中，当所述断路机构初始处于所述第二状态，而所述机构外壳切换至分闸位置过程中，所述下复位块阻挡所述第二运动杆跟随所述机构外壳的进一步运动，复位所述动作部件至合闸位置。

7.根据权利要求5所述的断路机构，其特征在于：

所述第一运动杆伸出机构外壳的部分连接至一限位部；

所述复位部件包括：上复位挡片，设置于所述机构外壳的上部；

其中，当所述断路机构初始处于所述第二状态，而所述机构外壳切换至分闸位置的过程中，所述上复位挡片卡住所述限位部，从而阻挡所述第一运动杆跟随所述机构外壳的进一步运动，复位所述动作部件至合闸位置。

8.根据权利要求5所述的断路机构，其特征在于：

所述断路机构包括：至少一复位杆，其自所述驱动盘的第一面沿所述筒状空间中间轴线方向延伸，穿过所述机构外壳，其前端朝向所述筒状空间的径向外侧弯曲，其随所述驱动盘的运动而运动；

所述复位部件包括：上复位挡块，设置于所述机构外壳的上部，所述复位杆的周向外侧；

其中，当所述断路机构初始处于所述第二状态，而所述机构外壳切换至分闸位置的过程中，所述上复位挡块卡住所述复位杆，从而阻挡所述驱动盘跟随所述机构外壳的进一步运动，复位所述动作部件至合闸位置。

9.根据权利要求5所述的断路机构，其特征在于：

所述动作驱动部件包括：分闸线圈，设置于所述筒状空间内；

所述断路机构还包括：

合闸保持部件，固定于所述筒状空间内靠近第一面的第一侧，用于保持所述动作部件的合闸状态；

分闸保持部件，固定于所述筒状空间内靠近第二面的第二侧，用于保持所述动作部件的分闸状态；

其中，所述驱动盘容置于所述合闸保持部件和所述分闸保持部件之间的活动空间内。

10.根据权利要求9所述的断路机构，其特征在于，所述驱动盘的全部或者局部由磁性金属材料制备；

所述合闸保持部件和所述分闸保持部件为环状磁铁；所述分闸线圈设置于所述合闸保持部件的环状磁铁的内侧。

11.根据权利要求4所述的断路机构，其特征在于，所述外壳施力部件为拉杆；

所述拉杆的前端呈U形或V形，连接于所述机构外壳的第二面或侧面，其末端朝向远离所述机构外壳的方向延伸。

12.一种断路器，其特征在于，包括：

灭弧机构；

第一断路机构，为如权利要求1至9中任一项所述的断路机构，其动作部件的前端连接至所述灭弧机构的动触头；

第二断路机构，其动作部件通过传动机构连接至所述第一断路机构的机构外壳，以驱动所述第一断路机构的机构外壳在合闸位置和分闸位置之间切换；

断路器外结构，其内部形成容置所述灭弧机构、所述第一断路机构、所述第二断路机构的安装空间；

其中，所述第一断路机构的复位部件固定于所述断路器外结构上。

13.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于：

所述第二断路机构还包括：机构本体；所述动作部件为运动杆，所述运动杆自所述机构本体向下伸出；

所述传动机构包括：连杆轴；连杆，其中部可转动地枢接于所述连杆轴，其后端连接于所述第二断路机构的所述运动杆的前端，其前端向上连接至所述第一断路机构的所述机构外壳。

14.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于，包括：2个第一断路器单元；每一第一断路器单元包括：1组的所述第一断路机构和所述灭弧机构的组合、1台的所述第二断路机构、1台的所述传动机构；

在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的所述动作部件的前端与灭弧机构联动。

15.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于，包括：2台第一断路器单元；以及1台第二断路器单元；其中：

每一第一断路器单元包括：1组的所述第一断路机构和所述灭弧机构的组合、1台的所述第二断路机构、1台的所述传动机构；在每一个第一断路器单元中，第二断路机构通过传动机构与第一断路机构联动，第一断路机构的所述动作部件的前端与灭弧机构联动；

所述第二断路器单元包括：1台的所述第二断路机构、1台的所述灭弧机构；其中，所述第二断路机构通过传动机构直接连接至所述灭弧机构。

16.根据权利要求14或15所述的断路器，其特征在于，

所述第一断路机构中，所述动作部件包括：驱动盘，呈盘状结构，容置于所述筒状空间内；第二运动杆，其自所述驱动盘的第二面沿所述筒状空间中间轴线方向延伸，伸出所述机构外壳的第二面；

所述第一断路机构中，所述复位部件包括：下复位块，设置于所述第二运动杆的下部；

所述断路器中多个第一断路机构的下复位块一体化设计，连接为一复位横杆，该复位横杆两端固定于断路器外结构上。

17.根据权利要求12至15中任一项至所述的断路器，其特征在于，所述第一断路机构和第二断路机构独立驱动；所述第一断路机构比第二断路机构完成分闸、合闸操作的时间要短。

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