CN113506712A - 液压电磁式断路器的快速动作机构及具有其的断路器 - Google Patents

Abstract

传统的液压电磁式断路器在过载和短路时，靠工作衔铁吸合断路，实现过载和短路保护。这样的保护方式耗时长，并且在应对较大的短路电流时可靠性不足。为了解决上述问题，本发明采用了以下的技术方案：液压电磁式断路器的快速动作机构，包括动触头杆，以及铆接在所述动触头杆上的磁轭与快动衔铁，所述磁轭与动触头杆联动，所述快动衔铁设置在所述动触头杆一端，能够相对动触头杆灵活转动，所述磁轭与所述快动衔铁通过弹性装置相连；所述锁扣设置在所述快动衔铁的转动路径上，所述动触头杆另一端还设有动触头，所述动触头杆的转动路径上对应设有静触头。本方案中的快速动作机构能够在2‑5ms内快速解锁断路，实现快速可靠的短路保护。

Description

液压电磁式断路器的快速动作机构及具有其的断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及液压电磁式断路器的快速动作机构及具有其的断路器。

背景技术

传统的液压电磁式断路器在过载和短路时，靠工作衔铁吸合后推动锁扣进行解锁脱扣，实现过载和短路保护。如公开号为CN1103732A，名称为《断路器操动机构》的发明专利公开了一种断路器操动机构包括：一个磁框；一个通过负载电流，并形成轴线的线圈。一个与线圈轴线对准的磁极靴，用于集中线圈中电流产生的磁通，和一个支持在磁框上的衔铁，它在衔铁和极靴之间的磁力吸引下，可相对于线圈轴线横向朝极靴移动。此脱钩结构脱扣需要满足过载和短路的要求。与此同时，根据实际的短路试验数据，断路器短路的焦耳积分值I2t会影响断路器的短路分断能力，传统的液压电磁式断路器的短路分断时间在8-12ms，在此动作时间内很难提高断路器的分断能力。现代的电器需要一种反应更为迅速的断路器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种液压电磁式断路器的快速动作机构及具有其的断路器。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

液压电磁式断路器的快速动作机构，壳体内转动设有动触头杆，以及铆接在所述动触头杆上的磁轭与快动衔铁，所述磁轭与动触头杆联动，所述快动衔铁设置在所述动触头杆一端，能够相对动触头杆灵活转动，所述磁轭与所述快动衔铁通过弹性装置相连；所述锁扣设置在所述快动衔铁的转动路径上，短路时，所述磁轭能够通磁将所述快动衔铁吸下，所述快动衔铁转动时拨动所述锁扣，使锁扣与扣片脱扣，完成断路。

当断路器快速动作机构在通过正常的电流或较小倍数的过载电流时，因为电流小，所产生的磁力不足以对抗弹性装置的反向弹力，快速动作机构不动作；在断路器突然出现短路时，短路电流通过动触头杆并产生很大的磁场，磁场通过快动衔铁和磁轭形成闭合回路，通过磁轭快速吸合快动衔铁，并通过快动衔铁对锁扣进行解扣。在出现短路后，本方案中的快速动作机构能够在2-5ms内快速解锁断路，实现快速可靠的短路保护。动作后，快速动作电磁铁结构和触头杆一起动作至分闸位置。

作为优选，所述弹性装置为弹簧，所述弹簧穿过固定所述快动衔铁的铆钉固定在所述动触头杆上，两只弹簧角分别与所述快动衔铁和所述磁轭相抵。弹簧的设置使得快速动作机构可以通过调整弹簧的力值，调整触发快速动作机构进行断路的电流大小。

作为优选，所述快动衔铁向外伸出设置有拨动臂，短路时，所述拨动臂拨动所述锁扣，使锁扣与所述扣片脱扣，完成断路。拨动臂的设置使得快动衔铁本身体积可以设置的很小，进一步加速了吸合反应，也节省了断路器内部的空间。

作为优选，所述动触头杆另一端还设有动触头，所述动触头杆的转动路径上对应设有静触头，合闸时，所述动触头杆向下运动，所述动触头与静触头相抵，断路时，所述动触头与静触头分开。快速动作机构通过动触头杆另一端动触头和静触头的接触和断开控制线路的连接和断开。动触头杆由中间的固定转轴固定，一端设置快速动作机构，一端设置动触头，连接形成一个杠杆结构。在正常在合闸时，动触头与静触头通过电性相吸相接触，线路通电，快速动作机构进入工作状态；短路时，磁轭将快动衔铁吸下，动触头与静触头分开，快动机构向下回落。当线路在断路状态下就存在短路点时，合闸时，快动机构能够在动静触头接触的瞬间快速进行断路，不要求完全合闸完毕才启动断路保护，而传统的断路器则要求完全合闸后才实施保护。断路效率大大提升。

作为优选，所述动触头杆包括两个联动的摆动臂，两个摆动臂的一端均设有动触头，其摆动路径上分别设有与之对应的静触头，所述磁轭与所述快动衔铁设置在其中一个摆动臂上。

一种液压电磁式断路器，包括上述的任意一种液压电磁式断路器的快速动作机构。本方案的液压电磁式断路器能够仅通过上述的断路器快速动作机构进行保护。

作为优选，所述电磁式断路器还平行设置有短路过载脱扣器。在本方案的液压电磁式断路器也可与传统的短路过载断路装置一同设置在液压电磁式断路器，同时进行保护。在发生电流较小的过载和短路时，可通过传统的断路装置进行断路；在短路电流很大时能通过快速动作机构快速切断电流。同时，两套并行的断路保护装置也提高了系统的可靠性。

作为优选，所述短路过载脱扣器与所述液压电磁式断路器的快速动作机构电磁回路完全独立。传统的短路保护装置和快速动作机构是平行且相互独立的切断装置。

本发明的技术方案公开了一种能够并行设置传统的断路结构与快速动作断路机构的断路器，提高了大电流短路时断路器的分断速度，能够实现对设备更好的保护。

附图说明

图1为本发明一实施例中的液压电磁式断路器立体剖面示意图；

图2为本发明一实施例中的液压电磁式断路器中的快速动作机构结构正面示意图；

图3为本发明一实施例中的液压电磁式断路器中的快速动作机构结构背面示意图；

图4为本发明一实施例中的液压电磁式断路器断路瞬间快速动作机构内磁场回路示意图；

图5为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在正常合闸状态，且无短路电流时的工作平面示意图；

图6为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在正常合闸状态，且无短路电流时的工作立体示意图；

图7为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在正常合闸状态，突然出现短路电流时断路器瞬间脱扣过程平面示意图；

图8为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在正常合闸状态，突然出现短路电流时断路器瞬间脱扣过程立体示意图；

图9为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在合闸过程中，线路存在短路点，断路器瞬间脱扣过程平面示意图；

图10为本发明一实施例中的液压电磁式断路器在合闸过程中，线路存在短路点，断路器瞬间脱扣过程立体示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1-10所示，一种液压电磁式断路器的快速动作机构，壳体内转动设有动触头杆4，以及铆接在所述动触头杆4上的磁轭2与快动衔铁1，所述磁轭2与动触头杆4联动，所述快动衔铁1设置在所述动触头杆4一端，能够相对动触头杆4灵活转动，弹簧3穿过固定所述快动衔铁1的铆钉5固定在所述动触头杆4上，两只弹簧角分别与所述快动衔铁1和所述磁轭2相抵。所述快动衔铁1向外伸出设置有拨动臂，所述锁扣8设置在所述快动衔铁1拨动臂的转动路径上，短路时，所述磁轭2能够通磁将所述快动衔铁1吸下，所述快动衔铁1转动时拨动所述锁扣8，使锁扣8与扣片脱扣，完成断路。所述动触头杆另一端还设有动触头7，所述动触头杆4的转动路径上对应设有静触头6，合闸时，所述动触头杆4向下运动，所述动触头7与静触头6相抵，断路时，所述动触头7与静触头6分开。快速动作机构通过动触头杆4另一端动触头7和静触头6的接触和断开控制线路的连接和断开。所述动触头杆4包括两个联动的摆动臂，两个摆动臂的一端均设有动触头7，其摆动路径上分别设有与之对应的静触头6，所述磁轭2与所述快动衔铁1设置在其中一个摆动臂上。

当断路器快速动作机构在通过正常的电流或较小倍数的过载电流时，因为电流小，所产生的磁力不足以对抗弹簧的反向弹力，快速动作机构不动作，此时如需保护，则由短路过载脱扣器执行保护；在断路器突然出现电流较大的短路时，短路电流通过动触头杆并使磁轭产生很大的磁场，磁场通过快动衔铁和磁轭形成闭合回路，通过磁轭快速吸合快动衔铁，并通过快动衔铁对锁扣进行解扣。在出现短路后，本方案中的快速动作机构能够在2-5ms内快速解锁断路，实现快速短路保护。当线路在断路状态下就存在短路点时，合闸时，快动机构能够在动静触头接触的瞬间快速进行断路，不要求完全合闸完毕才启动断路保护，而传统的断路器则要求完全合闸后才实施保护。断路效率大大提升。动作后，快速动作电磁铁结构和触头杆一起动作至分闸位置。弹簧的设置使得快速动作机构可以通过调整弹簧的力值，调整触发快速动作机构进行断路的电流大小。拨动臂的设置使得快动衔铁本身体积可以设置的很小，进一步加速了吸合反应，也节省了断路器内部的空间。

动触头杆由中间的固定转轴固定，一端设置快速动作机构，一端设置动触头，连接形成一个杠杆结构。在正常在合闸时，动触头与静触头通过电性相吸相接触，线路通电，快速动作机构进入工作状态；短路时，磁轭将快动衔铁吸下，动触头与静触头分开，快动机构向下回落。

本技术方案中的快速动作机构能够有效提升大电流短路发生时的短路速度，触发电流可调。根据断路器能承受的焦耳积分值I2t的值不变的条件，减小分断时间t可以提高分断电路短路电流的可靠性，在保持时间t不变的情况下，可以分断更大的短路电流，提高断路器的分断能力。

实施例2

如图1-10所示，本方案中的快速动作机构可以单独用在断路器中，可以与传统的短路过载脱扣装置联动式设置，也可与传统断路装置相独立的并列设置。在本实施例中所涉及的一种液压电磁式断路器，包括上述的任意一种液压电磁式断路器的快速动作机构，并平行设置有传统的短路过载脱扣器。传统的短路过载脱扣器与所述液压电磁式断路器的快速动作机构电磁回路完全独立，互相能够独立的对断路器进行保护。

本实施例中，在发生电流较小的过载和短路时，可通过传统的断路装置进行断路；在短路电流很大时能通过快速动作机构快速切断电流。同时，两套并行的断路保护装置也提高了系统的可靠性。

本发明的技术方案公开了一种能够并行设置传统的断路结构与快速动作断路机构的断路器，提高了大电流短路时断路器的分断速度，能够实现对设备更好的保护。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种液压电磁式断路器的快速动作机构，其特征在于：壳体内转动设有动触头杆(4)，以及铆接在所述动触头杆(4)上的磁轭(2)与快动衔铁(1)，所述磁轭(2)与动触头杆(4)联动，所述快动衔铁(1)设置在所述动触头杆(4)一端，能够相对动触头杆(4)灵活转动，所述磁轭(2)与所述快动衔铁(1)通过弹性装置相连；所述锁扣(8)设置在所述快动衔铁(1)的转动路径上，短路时，所述磁轭(2)能够通磁将所述快动衔铁(1)吸下，所述快动衔铁(1)转动时拨动所述锁扣(8)，使锁扣(8)与扣片脱扣，完成断路；所述动触头杆(4)另一端还设有动触头(7)，所述动触头杆(4)的转动路径上对应设有静触头(6)，合闸时，所述动触头杆(4)向下运动，所述动触头(7)与静触头(6)相抵，断路时，所述动触头(7)与静触头(6)分开，所述动触头杆(4)包括两个联动的摆动臂，两个摆动臂的一端均设有动触头(7)，其摆动路径上分别设有与之对应的静触头(6)，所述磁轭(2)与所述快动衔铁(1)设置在其中一个摆动臂上。

2.根据权利要求1所述的一种液压电磁式断路器的快速动作机构，其特征在于：所述弹性装置为弹簧(3)，所述弹簧(3)穿过固定所述快动衔铁(1)的铆钉(5)固定在所述动触头杆(4)上，两只弹簧(3)角分别与所述快动衔铁(1)和所述磁轭(2)相抵。

3.根据权利要求1所述的一种液压电磁式断路器的快速动作机构，其特征在于：所述快动衔铁(1)向外伸出设置有拨动臂，短路时，所述拨动臂拨动所述锁扣(8)，使锁扣(8)与所述扣片脱扣，完成断路。

4.一种液压电磁式断路器，其特征在于：包括上述权利要求1-3所述的任意一种液压电磁式断路器的快速动作机构。

5.根据权利要求4所述的一种液压电磁式断路器，其特征在于：所述电磁式断路器还平行设置有短路过载脱扣器(9)。

6.根据权利要求5所述的一种液压电磁式断路器，其特征在于：所述短路过载脱扣器(9)与所述液压电磁式断路器的快速动作机构电磁回路完全独立。

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