CN113611570A

CN113611570A - 一种永磁机构驱动的高压开关设备

Info

Publication number: CN113611570A
Application number: CN202110859253.4A
Authority: CN
Inventors: 朱清龙; 汪善通; 姜佩佩
Original assignee: Taizhou Yijia Electric Technology Co ltd
Current assignee: Taizhou Yijia Electric Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本发明公开了一种永磁机构驱动的高压开关设备，包括机架以及设置在机架上的直流永磁操纵机构、绝缘拉杆与真空断路器，所述直流永磁操纵机构连接绝缘拉杆，绝缘拉杆连接真空断路器；所述直流永磁操纵机构与绝缘拉杆之间、绝缘拉杆与真空断路器之间均为直连式结构；通过直流永磁操纵机构驱动绝缘拉杆，从而使得真空断路器实现闭合或断开。本发明采用直联式驱动，能够大大提高传动效率，并提高相控控制的精度；采用直流永磁操纵机构，结构简单，驱动灵敏、精度高，后期维护成本低；整体结构较为简单，稳定性高，后期维护简单。

Description

一种永磁机构驱动的高压开关设备

技术领域

本发明涉及一种永磁机构驱动的高压开关设备。

背景技术

在一些变压器、电容器等感性和容性负载场合，因为用于控制变压器、电容器等感性和容性负载关合及分断的开关无过零点动作的功能，往往造成感性负载过电压烧损或容性负载过电流烧损。所以，市面上出现了高压开关设备。

现有的高压开关设备，采用弹簧式操纵机构，而弹簧式操纵机构驱动一摆臂，通过摆臂的摆动，从而推动开关的关合。上述结构的高压开关设备，存在着如下缺陷：1、相控控制精度较低；2、涉及的零部件较多，整个机械传动精度低，可靠性、安全性较差；3、采用摆臂传动，整个传动效率低；4、弹簧式操纵机构，其涉及到的弹簧的弹力无法做到精确，需要另外设计辅助弹簧结构进行微调，这导致制造成本高、结构复杂，继而导致稳定性较差；5、后期维护困难。

因此，一种用于控制感性负载、容性负载，并可实现电压或电流过零点附近动作的高压开关设备的出现，显得很有必要。

发明内容

本发明要解决现有的技术问题是提供一种永磁机构驱动的高压开关设备，它可提高可靠性、安全性，并大大提高传动效率，后期维护简单。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

本发明公开一种永磁机构驱动的高压开关设备，包括机架以及设置在机架上的直流永磁操纵机构、绝缘拉杆与真空断路器，所述直流永磁操纵机构连接绝缘拉杆，绝缘拉杆连接真空断路器；所述直流永磁操纵机构与绝缘拉杆之间、绝缘拉杆与真空断路器之间均为直连式结构；通过直流永磁操纵机构驱动绝缘拉杆，从而使得真空断路器实现闭合或断开。

所述直流永磁操纵机构包括上铁芯、下铁芯与线圈，所述上铁芯与下铁芯之间设有弹性装置，通过对线圈通电，使得上铁芯相对下铁芯沿轴向上下移动；所述上铁芯连接有驱动轴，驱动轴连接绝缘拉杆。

所述线圈固定在下铁芯上，且线圈与下铁芯之间采用胶水固定连接。

所述线圈内灌胶。

所述弹性装置为无磁弹簧，所述无磁弹簧套设在驱动轴上，上端抵压在上铁芯，下端抵压在下铁芯，从而使得无磁弹簧对上铁芯始终具有向上的弹力。

所述下铁芯的中心设有中心孔，中心孔内设有自润滑轴承，所述驱动轴穿过自润滑轴承。

所述下铁芯由内向外依次包括中间铁芯、永磁铁与外铁芯。

所述绝缘拉杆包括绝缘体、上连接柱与下连接柱，所述上连接柱设置在绝缘体顶部的导向槽内，且在上连接柱上套设有弹簧，弹簧对上连接柱始终具有沿轴向向上的弹力；所述上连接柱的顶部设有螺孔，所述驱动轴匹配连接在螺孔内；所述下连接柱与真空断路器固定连接。

所述弹簧的外径小于导向槽的内径。

所述绝缘体包括上本体与下本体，所述上本体与下本体之间设有颈部，所上本体的外周面设有若干翼板，所述若干翼板沿轴向向下呈平行间隔分布；所述下本体的外周面设有若干沿轴向间隔分布的环形筋条。

所述若干翼板中处于最上部的翼板的外径小于其他翼板的外径。

所述颈部设有中间翼板。

所述上连接柱匹配抵压弹簧的一端设有若干呈交叉状的抵压杆，所述弹簧抵靠在抵压杆上。

所述机架上还设有紧急分闸机构，所述紧急分闸机构包括分闸轴、连接在分闸轴上的拨叉以及设置在分闸轴与机架之间的复位装置，所述拨叉与驱动轴上的拨片对应匹配，所述复位装置包括连接在驱动轴与机架之间的复位弹簧，所述驱动轴上设有第一限位板，机架上设有第二限位板，所述第一限位板与第二限位板对应匹配。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的永磁机构驱动的高压开关设备，采用直联式驱动，能够大大提高传动效率，并提高相控控制的精度；

与现有技术相比，本发明的永磁机构驱动的高压开关设备，采用直流永磁操纵机构，结构简单，驱动灵敏、精度高，后期维护成本低；

与现有技术相比，本发明的永磁机构驱动的高压开关设备，整体结构较为简单，稳定性高，后期维护简单。

附图说明

图1是本发明永磁机构驱动的高压开关设备的立体图；

图2是本发明永磁机构驱动的高压开关设备的部分结构的立体图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明永磁机构驱动的高压开关设备的直流永磁操纵机构的剖视图；

图5是本发明永磁机构驱动的高压开关设备的绝缘拉杆的结构剖视图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明永磁机构驱动的高压开关设备的紧急分闸机构的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

请参阅图1至图7，本发明提供一种永磁机构驱动的高压开关设备，包括机架1以及设置在机架1上的直流永磁操纵机构2、绝缘拉杆3与真空断路器4，所述直流永磁操纵机构2连接绝缘拉杆3，绝缘拉杆3连接真空断路器4；所述直流永磁操纵机构2与绝缘拉杆3 之间、绝缘拉杆3与真空断路器4之间均为直连式结构；通过直流永磁操纵机构2驱动绝缘拉杆3，从而使得真空断路器4实现闭合或断开。

所述直流永磁操纵机构2包括上铁芯5、下铁芯6与线圈7，所述上铁芯5与下铁芯6之间设有弹性装置，通过对线圈7通电，使得上铁芯5相对下铁芯6沿轴向上下移动；所述上铁芯5连接有驱动轴 8，驱动轴8连接绝缘拉杆3；所述下铁芯6固定在法兰板9上，法兰板9固定在机架1上，所述法兰板9上还固定有罩壳35，所述罩壳35将上铁芯5、下铁芯6、线圈7罩设在内，从而延长直流永磁操纵机构2的使用寿命。

所述线圈7固定在下铁芯6上，且线圈7与下铁芯6之间采用胶水固定连接。本发明的胶水优选为固封胶。

所述线圈7内灌胶。

所述弹性装置为无磁弹簧10，所述无磁弹簧10套设在驱动轴8 上，上端抵压在上铁芯5，下端抵压在下铁芯6，从而使得无磁弹簧 10对上铁芯5始终具有向上的弹力。

所述下铁芯6的中心设有中心孔，中心孔内设有自润滑轴承11，所述驱动轴8穿过自润滑轴承11。

所述下铁芯6由内向外依次包括中间铁芯12、永磁铁13与外铁芯14。

所述绝缘拉杆3包括绝缘体15、上连接柱16与下连接柱17，所述上连接柱16设置在绝缘体15顶部的导向槽18内，可沿轴向在导向槽18内上下移动，为了防止上连接柱16脱离导向槽18，在导向槽18的顶面设置了限位板(图中未画出，属于现有技术)，从而使得上连接柱16始终处于导向槽18内，另外，在上连接柱16上套设有弹簧19，弹簧19对上连接柱16始终具有沿轴向向上的弹力，弹簧 19的外径小于导向槽18的内径，由于弹簧19为一体结构，当上连接柱16对弹簧19进行压缩时，弹簧19并不会出现偏移，且弹簧19 的压缩是沿着轴向压缩，这避免了弹簧19的被压缩、释放的过程中，其外壁与导向槽18的内壁发生接触、摩擦，从而避免弹簧19寿命降低的情况发生；所述上连接柱16的顶部设有螺孔20，螺孔20是为了与驱动轴8连接；所述下连接柱17与真空断路器4连接。

所述绝缘体15包括上本体21与下本体22，所述上本体21与下本体22之间设有颈部23，所上本体21的外周面设有若干翼板24，所述若干翼板24沿轴向向下呈平行间隔分布；所述下本体22的外周面设有若干沿轴向间隔分布的环形筋条25；所述若干翼板24中处于最上部的翼板24的外径小于其他翼板24的外径；所述颈部设有中间翼板37。翼板24、环形筋条25的设置，一方面，提高了绝缘体15 的表面积，在实际工作过程中，可能由于绝缘体15温度的升高，导致整体性能的变化，所以，表面积的提高，可使得绝缘体15的散热性能提高；另一方面，当永磁机构驱动的高压开关设备被驱动产生振动时，振动力一部分被弹簧19吸收，另一部分，外径不同的翼板24 可对不同波段的振动波进行有效吸收，从而进一步缓冲振动，大大提高永磁机构驱动的高压开关设备被驱动时的稳定性。

所述上连接柱16匹配抵压弹簧19的一端设有若干呈交叉状的抵压杆26，所述弹簧19抵靠在抵压杆26上。抵压杆26分为纵向杆27 与横向杆28，其中纵向杆27有一根，横向杆28有两根，且两根横向杆28呈平行设置，纵向杆27与横向杆28呈垂直，弹簧19的端部抵靠在纵向杆27、横向杆28的末端位置，从而使得上连接柱16与弹簧19的接触面积减少，减少对弹簧19的端部挤压磨损，另外，交叉式的抵压杆26，使得上连接柱16的工作强度变得更大，大大延长了使用寿命。

以下对本发明的永磁机构驱动的高压开关设备的工作原理作出说明：

本发明的永磁机构驱动的高压开关设备，在工作时，给予直流永磁操纵机构2一个正向的直流电，此时，线圈7通电产生磁场，从而使得上铁芯5沿轴向下移，并与下铁芯6吸附贴合在一起，在此过程中，驱动轴8随上铁芯5同步下移，从而推动绝缘拉杆3的上连接柱 16下移，上连接柱16压缩弹簧19，从而使得推力与弹力共同作用在下连接柱17上，继而使得真空断路器4闭合；当需要对真空断路器 4断开时，则给予线圈7一个反向电流，此时，上铁芯5与下铁芯6 之间产生一个排斥力，此排斥力与之前的吸附力之间的关系为：作用力相同，方向相反，这样，吸附力与排斥力相互抵消，由于上铁芯5 与下铁芯6之间设有无磁弹簧10，其弹力使得上铁芯5与下铁芯6 分离，即：上铁芯5相对下铁芯6沿轴向上移，从而带动驱动轴8上移，继而使得绝缘拉杆3上移，最终使得真空断路器4断开。

本发明还设置有紧急分闸机构36，所述紧急分闸机构36包括分闸轴29、连接在分闸轴29上的拨叉30以及设置在分闸轴29与机架 1之间的复位装置，所述拨叉30与驱动轴8上的拨片34对应匹配，所述复位装置包括连接在驱动轴8与机架1之间的复位弹簧(图中未画出))，此复位弹簧给予分闸轴29一个周向的驱动力，从而使得分闸轴29绕自身轴线旋转，所述驱动轴8上设有第一限位板32，机架 1上设有第二限位板33，所述第一限位板32与第二限位板33对应匹配。

在需要手动进行真空断路器4的断开时，则只需手动转动分闸轴 29，使得分闸轴29上的拨叉30向上拨动驱动轴8的拨片34，从而使得驱动轴8上移，并强行使得上铁芯5相对下铁芯6沿轴向上移，继而使得绝缘拉杆3上移，当驱动轴8上的第一限位板32与机架1 上的第二限位板33贴合时，则真空断路器4断开。之后，我们放开分闸轴29，受复位弹簧(图中未画出))的作用，分闸轴29反向旋转复位，为下一次手动分闸做准备。

以上对本发明实施例所提供的永磁机构驱动的高压开关设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明所揭示的技术方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。

Claims

1.一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：包括机架以及设置在机架上的直流永磁操纵机构、绝缘拉杆与真空断路器，所述直流永磁操纵机构连接绝缘拉杆，绝缘拉杆连接真空断路器；所述直流永磁操纵机构与绝缘拉杆之间、绝缘拉杆与真空断路器之间均为直连式结构；通过直流永磁操纵机构驱动绝缘拉杆，从而使得真空断路器实现闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述直流永磁操纵机构包括上铁芯、下铁芯与线圈，所述上铁芯与下铁芯之间设有弹性装置，通过对线圈通电，使得上铁芯相对下铁芯沿轴向上下移动；所述上铁芯连接有驱动轴，驱动轴连接绝缘拉杆。

3.根据权利要求2所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述线圈固定在下铁芯上，且线圈与下铁芯之间采用胶水固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述弹性装置为无磁弹簧，所述无磁弹簧套设在驱动轴上，上端抵压在上铁芯，下端抵压在下铁芯，从而使得无磁弹簧对上铁芯始终具有向上的弹力。

5.根据权利要求2所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述下铁芯的中心设有中心孔，中心孔内设有自润滑轴承，所述驱动轴穿过自润滑轴承。

6.根据权利要求1所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述绝缘拉杆包括绝缘体、上连接柱与下连接柱，所述上连接柱设置在绝缘体顶部的导向槽内，且在上连接柱上套设有弹簧，弹簧对上连接柱始终具有沿轴向向上的弹力；所述上连接柱的顶部设有螺孔，所述驱动轴匹配连接在螺孔内；所述下连接柱与真空断路器固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述弹簧的外径小于导向槽的内径。

8.根据权利要求6或7所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述绝缘体包括上本体与下本体，所述上本体与下本体之间设有颈部，所上本体的外周面设有若干翼板，所述若干翼板沿轴向向下呈平行间隔分布；所述下本体的外周面设有若干沿轴向间隔分布的环形筋条。

9.根据权利要求8所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述若干翼板中处于最上部的翼板的外径小于其他翼板的外径；所述颈部设有中间翼板。

10.根据权利要求1所述的一种永磁机构驱动的高压开关设备，其特征在于：所述机架上还设有紧急分闸机构，所述紧急分闸机构包括分闸轴、连接在分闸轴上的拨叉以及设置在分闸轴与机架之间的复位装置，所述拨叉与驱动轴上的拨片对应匹配，所述复位装置包括连接在驱动轴与机架之间的复位弹簧，所述驱动轴上设有第一限位板，机架上设有第二限位板，所述第一限位板与第二限位板对应匹配。