CN114496602B - 一种断路器操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器操作机构，设有动铁芯、静铁芯和操动连杆，所述操动连杆竖向设置，所述动铁芯和所述静铁芯均同轴套设在所述操动连杆上，与所述操动连杆滑动配合，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，所述动铁芯与所述静铁芯之间设有推压锁紧解锁机构，所述推压锁紧解锁机构包括心形环槽和挂钩，所述心形环槽设于所述静铁芯的外壁上，所述挂钩的主体为竖向段，所述竖向段的顶端连接有伸入所述心形环槽且与所述心形环槽滑动配合的上连接段，所述竖向段的底端连接有与所述动铁芯铰接的下连接段。本发明既可以采用控制电路向所述励磁线圈中通入电流激磁实现断路器的分合闸操作，也可以手动实现断路器的分合闸操作。

Description

一种断路器操作机构

技术领域

本发明涉及一种断路器操作机构，属于电气开关技术领域。

背景技术

中高压断路器的操作机构通常包括永磁操作机构、磁控操作机构和弹簧操作机构，永磁操作机构无法实现机械手动合闸，且存在操作功大、稀土永磁体价格昂贵、高温易失磁等缺点，其对于上下磁轭吸合面的光洁度有较高要求，操作机构的控制需要H桥来实现正反向放电，IGBT容易损坏；磁控（半硬磁材料）操作机构同样存在无法实现机械手动合闸，上下磁轭吸合面的平整加工精度要求高，以及驱动控制部分的H桥IGBT容易损坏等缺陷；弹簧操作机构虽然在一定程度上能够实现机械手动合闸，但其零部件多，机械故障率高，传动效率低，分合闸时间长，可靠性差，已不能满足现代智能电网的建设要求。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种断路器操作机构，可以实现断路器的机械手动合闸和分闸，具有零部件少，可靠性高和机械寿命长的优点。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种断路器操作机构，设有动铁芯、静铁芯和操动连杆，所述操动连杆竖向设置，所述动铁芯和所述静铁芯均同轴套设在所述操动连杆上，与所述操动连杆滑动配合，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，所述动铁芯与所述静铁芯之间设有推压锁紧解锁机构，所述推压锁紧解锁机构包括心形环槽和挂钩，所述心形环槽设于所述静铁芯的外壁上，所述心形环槽的内侧为心形块，所述心形块的外侧壁构成所述心形环槽的内侧槽壁，所述心形环槽的内侧槽壁的底部的尖端（竖向上的最低部位）位于其竖向中线（心形环槽的竖向中线，或者说挂钩竖向直立时所在的竖向直线）的一侧（相当于在横向上向一侧偏移），所述心形环槽的外侧槽壁的顶部的凹面低点（外侧壁顶部的凹面部分在竖向上的最低部位）位于竖向中线的另一侧（相当于在横向上向另一侧偏移），所述挂钩的主体为竖向段，所述竖向段的顶端连接有伸入所述心形环槽且与所述心形环槽滑动配合的上连接段，所述竖向段的底端连接有与所述动铁芯铰接的下连接段。

通常，所述挂钩的竖向段可以为直杆状，也可以为能够实现竖向延伸的其他形状，所述挂钩的上连接段和下连接段的主体部分均可以为径向（垂直于竖向和横向的方向，为操动连杆或者说该机构的径向）延伸的圆柱形，以利于实现相应的滑动配合和铰接，也可以设置呈其他形状的柱形，并可以通过轴承实现所述下连接段在所述动铁芯上的铰接，亦可以在下连接段上设置滚轮，以利于在具有一定配合间隙的情形下实现上连接段在心形环槽上的滑动，或者在上连接段上套设摩擦系数较低的滑动套圈以减小摩擦力并可以在有一定磨损的情况下进行套圈更换。

优选的，所述心形块的顶部凹槽为弧形槽。

优选的，所述推压锁紧解锁机构的数量为若干个，若干个所述推压锁紧解锁机构在周向上等角间距分布，例如，沿断路器操作机构的外缘圆周均匀分布。所述推压锁紧解锁机构的数量可以依据断路器操作机构的分闸弹簧和触头压力弹簧的要求的弹力大小和所述挂钩的机械强度来设置。

当所述挂钩的上连接段在所述心形环槽内位于最高位置时，所述动铁芯与所述静铁芯之间应留有微小间隙或恰好贴合，以避免妨害挂钩在心形环槽内的运动，可以通过适当设定所述挂钩的长度和/或所述心形环槽形状及其（特别是其外侧槽壁的最高点位置）在所述静铁芯上的位置等方式实现上述要求，当所述挂钩的上连接段落入心形块的顶部凹槽时，所述动铁芯与所述静铁芯之间的间距通常可以不小于所述挂钩的上连接段在该状态下的位置至其在所述心形环槽的顶部的各侧（上移侧和下移侧）最高位置之间的最大垂直间距。

优选的，所述挂钩呈圆杆状，采用圆杆压力成型，并可以根据实际需要进行表面和局部结构的机加工。所述挂钩可以采用高强度弹簧钢材料制作。

优选的，所述静铁芯上设有槽板，所述心形环槽设于所述槽板上，所述静铁芯的主体部分上设有槽板安装槽，所述槽板固定嵌装在所述槽板安装槽内。

进一步的，所述槽板优选设有槽板盖板，所述槽板盖板固定安装在所述槽板的外侧，盖住所述心形环槽，所述槽板盖板的内壁上设有挂钩避空。所述槽板可以起到导向以及避免所述挂钩从所述心形环槽内滑出脱离的作用。

优选的，所述动铁芯的外壁上设有挂钩插装孔，所述挂钩的下连接段插入所述挂钩插装孔内并与之转动配合，可以设置或者不设置轴承，可以采用任意现有技术实现下连接段在挂钩插装孔上的轴向定位（限位）。

进一步的，所述动铁芯上优选设有挂钩固定盖板，所述挂钩固定盖板固定安装在所述动铁芯的外壁上，盖住所述挂钩插装孔，所述挂钩固定盖板的内壁上设有挂钩避空。所述挂钩固定盖板可以起到所述挂钩（主要指所述下连接段）的限位及防脱出的作用。

更进一步的，所述挂钩固定盖板与所述槽板盖板的外表面平齐。

优选的，所述动铁芯与所述静铁芯的芯柱相对设置，所述励磁线圈环绕在所述静铁芯的芯柱上并向下伸出所述静铁芯，延伸至所述动铁芯的对应芯柱的外侧。

优选的，所述静铁芯和所述动铁芯的励磁线圈固定安装在所述静铁芯上，且在轴向上延伸至所述动铁芯的运动区域，与所述动铁芯之间留有移动配合间隙。

优选的，所述励磁线圈设有线圈骨架，所述线圈骨架呈环形，其径向外壁上设有径向向内的环形凹槽，所述励磁线圈绕设在所述环形凹槽内，所述线圈骨架套装在所述静铁芯的芯柱和所述动铁芯的对应芯柱的外侧。

例如，所述静铁芯的下端面和所述动铁芯的上端面上可以设有相互对应的环槽，各环槽的深度应满足励磁要求，通常可以分别为静铁芯和动铁芯的整体轴向尺寸的一大半，用于缠绕励磁线圈的线圈骨架的上部固定安装在所述静铁芯的环槽上，下部伸入所述动铁芯的环槽，且不得妨碍动铁芯的上下运动。

优选的，所述操动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的触头压力弹簧和分闸弹簧。

优选的，所述操动连杆的径向外壁上设有下窄上宽的环形台阶面，所述环形台阶面位于所述静铁芯内，所述分闸弹簧套在所述触头压力弹簧外，二者之间留有间距，所述触头压力弹簧的底端抵在或固定连接在所述动铁芯的铁轭上，顶端抵在或固定连接在所述环形台阶面上，所述分闸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，所述操动连杆向下伸出所述动铁芯，其下端旋接有挡在所述动铁芯下方的超行程螺母，用来限位及调节断路器的超行程。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以实现断路器的机械手动合闸和分闸，合闸时，向上推动所述动铁芯，使所述挂钩的上连接段沿所述心形环槽的左/右半弧形槽向上滑动，当所述挂钩的上连接段到达所述心形环槽的左/右半弧形槽的顶端时，撤去外力，所述挂钩的上连接段滑落至所述心形块的顶部凹槽内（同时为所述分闸弹簧储能，为实现分闸准备能量），完成合闸动作，通过所述挂钩的上连接段与所述心形块的顶部凹槽之间的挂接维持断路器的合闸状态，分闸时，向上推动所述动铁芯，使所述挂钩的上连接段进入所述心形环槽的右/左半弧形槽并滑动到顶端，然后撤去外力，依靠所述分闸弹簧和所述触头压力弹簧的张力使所述挂钩的上连接段沿所述心形环槽的右/左半弧形槽快速滑动到所述心形环槽的底部尖端（复位），完成分闸动作；

2、本发明可以通过所述推压锁紧解锁机构维持断路器的合闸状态，对所述动铁芯与所述静铁芯的材质要求不高，动、静铁芯无需永磁材料制成，采用软磁或铁磁材料即可，动、静铁芯的原材料获取方便且成本低廉；

3、本发明处于合闸状态时，所述动铁芯与所述静铁芯之间留有间距，不完全吸合（或贴合），对于动、静铁芯之间的吸合面光洁平整度无要求，普通车床即可加工，机械加工成本低且工作效率高；

4、本发明无需所述动铁芯和所述静铁芯的激磁或剩磁维持断路器的合闸状态，相比于永磁或磁控操作机构，分闸时节省了动、静铁芯的退磁时间，可实现快速分闸，分闸时间可小于1ms；

5、本发明执行分闸动作时，所述动铁芯先向上运动使所述挂钩的上连接段进入所述心形环槽的右/左半弧形槽，再向下运动复位，所述动铁芯向上运动时的过超程可使断路器的动、静触头接触更紧密，接触电阻变小，尤其是在开断短路电流时发热量减少，可有效降低触头熔焊的风险；

6、本发明采用电气控制断路器分合闸时，均是向所述励磁线圈中通入正向电流（分闸时所述动铁芯先向上运动），使得控制电路和控制策略变得非常简单，只需要一个IGBT（GTO或MOSFET）即可，可有效降低控制元件或控制电路损坏的风险；

7、本发明零部件少，机械可靠性高，操作采用直动式，操作功小，功效利用率高。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的主视图；

图2是本发明的另一种实施方式的主视图；

图3是图2的剖视图；

图4是图2的立体图；

图5是本发明的所述槽板的一种实施方式的主视图；

图6是图5的立体图；

图7是本发明的所述静铁芯的一种实施方式的立体图；

图8是心形环槽结构及挂钩（上连接段）在心形环槽内运动线路的示意图；

图9是另一种心形环槽结构及挂钩（上连接段）在心形环槽内运动线路的示意图。

具体实施方式

本发明实施方式中的所有方向性指示（例如上、下、左、右、顶、底等）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，不构成对实际使用方向的限定，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

参见图1-7，本发明公开了一种断路器操作机构，包括动铁芯1、静铁芯2、励磁线圈3和操动连杆4，所述操动连杆竖向设置，所述动铁芯和所述静铁芯均同轴套设在所述操动连杆上，与所述操动连杆滑动配合，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，二者之间在断路器分闸状态下保持一定间距（留有开距）。所述动铁芯与所述静铁芯之间设有推压锁紧解锁机构，所述推压锁紧解锁机构包括心形环槽5和挂钩6，所述心形环槽设于所述静铁芯的外壁上，包括心形槽51和同轴位于所述心形槽内的心形块52，所述心形块的外缘与所述心形槽的槽壁之间留有间距，二者之间的环形空间构成所述心形环槽，所述心形块的底部尖端521沿其竖向中线向右偏移，所述心形槽的顶部凹槽511沿其竖向中线（与所述心形块的竖向中线为同一条直线）向左偏移，或者所述心形槽的顶部凹槽的最低点沿所述心形槽的竖向中线向左偏移，所述挂钩包括竖向段和分别位于所述竖向段的顶端和底端的上连接段和下连接段，所述上连接段与所述下连接段平行，所述下连接段转动连接（或称铰接）在所述动铁芯的外壁上，所述上连接段伸入所述心形环槽内（所述上连接段的主体部分位于所述心形环槽中）并与所述心形环槽滑动配合。在实际应用中，所述心形块的底部尖端也可以沿其竖向中线向左偏移，此时，所述心形槽的顶部凹槽沿其竖向中线向右偏移，或者所述心形槽的顶部凹槽的最低点沿所述心形槽的竖向中线向右偏移。

参见图8，当操作机构执行断路器合闸动作时，所述动铁芯向上运动，带动所述挂钩向上运动，所述挂钩的上连接段沿所述心形环槽的左半弧形槽向上滑动，当所述挂钩的上连接段到达所述心形环槽的左半弧形槽的顶端时，撤去外力，所述挂钩的上连接段滑落至所述心形块的顶部凹槽522内，完成合闸动作，通过所述挂钩的上连接段与所述心形块的顶部凹槽之间的挂接维持断路器的合闸状态，当操作机构执行断路器分闸动作时，所述动铁芯先向上运动再向下运动，使所述挂钩的上连接段进入所述心形环槽的右半弧形槽并滑动至顶端，然后撤去外力，依靠分闸弹簧和触头压力弹簧的张力使所述挂钩的上连接段沿所述心形环槽的右半弧形槽快速滑动到所述心形槽的底部尖端512（复位），完成分闸动作。操作机构执行断路器的合闸和/或分闸动作（所述动铁芯的动作）既可以机械手动控制，也可以采用控制电路向所述励磁线圈中通入电流激磁控制，采用控制电路控制断路器分合闸时，均是向所述励磁线圈中通入正向电流（分闸时所述动铁芯先向上运动），控制电路和控制策略简单，可有效降低控制元件或控制电路损坏的风险。断路器的合闸状态可以通过所述挂钩与所述心形块的顶部凹槽之间的挂接来维持，因此对所述动铁芯与所述静铁芯的材质要求不高，动、静铁芯无需永磁材料制成，采用软材料（软磁、铁磁）即可。

所述挂钩优选呈圆杆状，可以由竖向的圆杆上下两端直角折弯构成，折弯处优选圆弧过渡，整体呈“匚”形，既便于所述上连接段在所述心形环槽内的滑动以及与所述心形块的顶部凹槽之间的稳固挂接，又便于所述下连接段与所述动铁芯之间的相对转动。

所述挂钩可以采用高强度弹簧钢材料制成。

所述心形块的顶部凹槽优选为弧形槽，弧形槽的圆弧半径优选大于所述上连接段的半径（圆杆状挂钩的半径），有助于完全容纳所述上连接段，提高挂接的稳固性。

所述心形块的底部尖端沿其竖向中线的偏移距离以及所述心形槽的顶部凹槽沿其竖向中线的偏移距离或所述心形槽的顶部凹槽的最低点沿所述心形槽的竖向中线的偏移距离通常大于所述上连接段的1/2半径，优选不小于所述上连接段的半径，以便在操作机构执行断路器的合闸和分闸动作时，所述上连接段可以无阻碍且顺利地进入所述心形环槽的相应侧弧形槽。

所述推压锁紧解锁机构的数量优选为若干个（例如2个、3个、4个或更多），若干个所述推压锁紧解锁机构沿断路器操作机构的外缘圆周均匀分布，使得断路器合闸和/或分闸状态时，所述动铁芯与所述静铁芯之间的相对受力均匀，提高稳固性。

所述动铁芯与所述静铁芯之间的间距优选不小于所述心形块的两个弧形顶端（两个弧形顶端等高）与所述心形槽的底部尖端之间的垂直间距。如此设置，既可以满足在操作机构执行断路器的合闸和分闸动作的过程中，所述挂钩的上连接段进出所述心形块的顶部凹槽的行程要求，又可以在断路器处于合闸状态时，使所述动铁芯与所述静铁芯之间仍留有间距，不完全吸合（或贴合），对于动、静铁芯之间的吸合面光洁平整度无要求，普通车床即可加工，机械加工成本低且工作效率高。

所述断路器操作机构优选还包括槽板7，所述心形环槽设于所述槽板上，不贯穿所述槽板，所述静铁芯的外壁上设有槽板安装槽8，所述槽板嵌装在所述槽板安装槽内，并可以通过螺栓或螺钉固定。所述槽板优选为方形板，边长与所述静铁芯的高度相同。

所述断路器操作机构还可以包括槽板盖板9，所述槽板盖板固定安装在所述槽板的外侧，盖住所述心形环槽，所述槽板盖板优选与所述槽板的形状和大小相同，可以与所述槽板采用相同的螺栓或螺钉固定在所述静铁芯上，既可以起到对所述上连接段的导向以及防止其从所述心形环槽内意外脱出，又可以防止异物进入所述心形环槽内造成断路器操作机构故障。所述槽板盖板的内壁上设有挂钩避空、挂钩避让槽或挂钩避让豁口，以满足所述挂钩的运动空间要求。

所述动铁芯的外壁上优选设有挂钩插装孔10，所述下连接段插入所述挂钩插装孔内并与之转动配合，所述挂钩插装孔的竖向中线优选与所述心形块和所述心形槽的竖向中线为同一条直线。所述断路器操作机构还可以包括挂钩固定盖板11，所述挂钩固定盖板可以通过螺栓或螺钉固定安装在所述动铁芯的外壁上，盖住所述挂钩插装孔，既可以起到对所述下连接段的限位以及防止其从所述挂钩插装孔内意外脱出，又可以防止异物进入所述挂钩插装孔内影响所述下连接段在所述挂钩插装孔内的自由转动。所述挂钩固定盖板优选为方形板，边长与所述动铁芯的高度相同，其内壁上设有挂钩避空、挂钩避让槽或挂钩避让豁口，以满足所述挂钩的运动空间要求。

上下位置相对应的所述挂钩固定盖板与所述槽板盖板安装在相应的铁芯上后，二者的外表面优选平齐，以使断路器操作机构的外形规整、美观。

所述动铁芯与所述静铁芯的结构优选相同，均包括铁轭和芯柱，所述动铁芯和所述静铁芯的铁轭优选均呈环形，设有可供所述操动连杆穿过的轴孔，所述动铁芯与所述静铁芯的芯柱均呈筒状（通常为圆柱形筒状），从各自的铁轭的内表面同轴垂直向外伸出，筒状的芯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芯柱相对设置，即所述静铁芯的芯柱自所述静铁芯的下表面向下伸出，所述动铁芯的芯柱自所述动铁芯的铁轭的上表面向上伸出，所述励磁线圈环绕在所述静铁芯的芯柱上并向下伸出所述静铁芯，延伸至所述动铁芯的对应芯柱的外侧。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芯柱的外径，所述动铁芯和所述静铁芯的芯柱分别同轴位于各自的铁轭内部，所述励磁线圈环绕在所述静铁芯的芯柱与铁轭侧壁之间形成的环形腔内并向下伸出环形腔。

所述动铁芯和所述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，所述励磁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，各铁芯的内筒体可视为其铁芯柱（芯柱），当励磁线圈通电时，同时给所述静铁芯和所述动铁芯励磁，形成相互吸引的磁力，所述动铁芯向上移动，进而通过弹簧等构件的协同作用，带动所述操动连杆向上运动。

各铁芯的内筒体的内径大于位于其中的操动连杆的外径，与操动连杆之间形成能够用于设置联动件（例如触头压力弹簧和分闸弹簧）的环形间隙。

所述励磁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芯柱的高度，以使所述励磁线圈不影响操作机构执行断路器合闸动作时的所述动铁芯的向上运动以及执行分闸动作时的所述动铁芯的前期向上运动。

所述励磁线圈可以设有线圈骨架12，所述线圈骨架呈环形，其径向外壁上设有径向向内的环形凹槽，所述励磁线圈绕设在所述环形凹槽内，所述线圈骨架套装在所述静铁芯的芯柱和所述动铁芯的对应芯柱的外侧（两铁芯的芯柱与铁轭侧壁之间的环形腔内），其顶端可以与所述静铁芯的顶部铁轭固定连接，相应的，所述线圈骨架的底面与所述静铁芯的侧壁或芯柱底面之间的间距不大于所述动铁芯的芯柱高度。

所述操动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的触头压力弹簧13和分闸弹簧14。所述操动连杆的径向外壁上设有下窄上宽的环形台阶面（环形台阶面的下方的操动连杆的外径小于环形台阶面的上方的操动连杆的外径），所述环形台阶面通常位于所述静铁芯内。所述分闸弹簧的内径大于所述触头压力弹簧的外径，所述分闸弹簧套在所述触头压力弹簧外，二者之间留有间距，所述触头压力弹簧的底端抵在或固定连接在所述动铁芯的底部铁轭上，顶端抵在或固定连接在所述环形台阶面上，所述分闸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。

所述操动连杆可以采用一体式结构（一体成型制成），也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。操作机构的各部件上可供操动连杆穿过的孔与操动连杆相应部位的外径相配合（滑动配合）。

所述操动连杆向下伸出所述动铁芯，所述操动连杆的底部旋接有超行程螺母15，所述超行程螺母位于所述动铁芯的下方，其外径大于所述动铁芯上的可供所述操动连杆穿过的孔的孔径，常态时（断路器分闸状态时）在相应弹簧的作用下抵在所述动铁芯的底壁上。

图9所示实施例是在图8所示实施例的基础上增加了3个（或称组）弹销16。根据实际需要，也可以只设置其中的任意一个或者任意两个。

所述弹销可以采用任意适宜的现有技术，通常可以包括适宜形状的销体（销柱、销珠等）及抵压在销体内端的压缩弹簧，用于嵌装弹销的弹销孔或者弹销的柱形壳体的端口处可以设有用于限制销体伸出程度的缩径结构或缩颈件，销体的外露表面（在不受外力作用下的外露部分）为光滑的凸曲面（例如球冠状），当受到外部件挤压时（具有轴向压力分量），销体向内缩，依靠压缩弹簧对销体的向外推力，保持对外部件的推力。

参见图9，所述弹销可以设置在下列任意一个或者多个位置：

1）心形环槽的外侧槽壁上部的上移侧凸点的上移侧的近凸点部位（外侧槽壁上邻近相应凸点的区域）；

2）心形环槽的外侧槽壁上部的下移侧凸点的上移侧的近凸点部位；

3）心形环槽的外侧槽壁下部的凸点的下移侧的近凸点部位。

可以在心形环槽的外侧槽壁的相应部位设置用于嵌装相应弹销的弹销孔（通常可以为盲孔，基于工艺考虑，可以为通孔，弹销安装到位后，用螺丝等封堵不设弹销的孔口），将弹销安装在相应的弹销孔上，适当选择弹销的安装位置、弹销的弹力以及自由状态下能够露在槽壁外的外露部分的大小，以满足弹力和作用位置的要求，当挂钩的上连接段位于相应的凸点时，弹销对上连接段施以与上连接段前进方向一致的推力，推动上连接段向其应有的前进方向移动。由于在各凸点处，上连接段的受力状态、运动方向及运动机理都发生实质性变化，通过相应弹销的设置，有助于保证上连接段向正确的方向运动，有利于减少用于控制上连接件运动方向的相应构造中的尺寸配合余量，降低加工精度要求（包括因磨蚀导致的误差），提高可靠性。

本发明应用于断路器时的分合闸工作原理及过程为（结合图8和图9所示）：

当执行断路器合闸操作时，向上机械手动推动所述动铁芯，或者向所述励磁线圈中通入正向合闸电流，动、静铁芯激磁，所述动铁芯在磁力作用下开始向上运动，所述动铁芯向上运动的过程中，压缩所述触头压力弹簧和所述分闸弹簧，所述操动连杆在所述触头压力弹簧的推力作用下向上运动。在所述动铁芯向上运动的同时，所述挂钩随之向上运动，所述上连接段进入所述心形环槽的左半弧形槽并沿其向上滑动，当所述上连接段到达所述心形环槽的左半弧形槽的顶端时，动触头过超程，撤去外力或停止向所述励磁线圈中通入合闸电流，所述上连接段沿所述心形环槽的左半弧形槽滑落至所述心形块的顶部凹槽内，使所述挂钩挂在所述心形块上，此时真空灭弧室的动触头与静触头处于闭合状态，完成合闸动作。断路器依靠所述挂钩与所述心形块的挂接维持合闸状态（无需动、静铁芯的激磁或剩磁维持合闸状态），断路器合闸后，所述动铁芯与所述静铁芯之间仍留有间距，不完全吸合（或贴合）。

当执行断路器分闸操作时，所述动铁芯的运动轨迹为先向上运动后再向下运动复位，可以先机械手动推动所述动铁芯向上运动，或者向所述励磁线圈中通入正向瞬时电流（与合闸电流方向相同），动、静铁芯激磁，所述动铁芯在磁力作用下先向上运动，所述动铁芯向上运动的过程中，所述上连接段进入所述心形环槽的右半弧形槽并滑动到顶端，动触头过超程，然后撤去外力或停止向所述励磁线圈中通入电流，依靠所述分闸弹簧和所述触头压力弹簧的张力使所述动铁芯向下运动，所述动铁芯向下运动的过程中，所述上连接段沿所述心形环槽的右半弧形槽向下滑动，同时所述动铁芯向下顶推所述超行程螺母，使所述操动连杆向下运动，带动与其连接的真空灭弧室的动触头向下运动，使真空灭弧室的动、静触头分开，直至所述上连接段滑落至所述心形槽的底部尖端复位，所述动铁芯运动至分闸位置，完成分闸动作。

本发明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 (10)

1.一种断路器操作机构，设有动铁芯、静铁芯和操动连杆，所述操动连杆竖向设置，所述动铁芯和所述静铁芯均同轴套设在所述操动连杆上，与所述操动连杆滑动配合，所述动铁芯位于所述静铁芯的下方，其特征在于所述动铁芯与所述静铁芯之间设有推压锁紧解锁机构，所述推压锁紧解锁机构包括心形环槽和挂钩，所述心形环槽设于所述静铁芯的外壁上，所述心形环槽的内侧为心形块，所述心形块的外侧壁构成所述心形环槽的内侧槽壁，所述心形环槽的内侧槽壁的底部的尖端位于其竖向中线的一侧，所述心形环槽的外侧槽壁的顶部的凹面低点位于竖向中线的另一侧，所述挂钩的主体为竖向段，所述竖向段的顶端连接有伸入所述心形环槽且与所述心形环槽滑动配合的上连接段，所述竖向段的底端连接有与所述动铁芯铰接的下连接段。

2.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述心形块的顶部凹槽为弧形槽。

3.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述推压锁紧解锁机构的数量为若干个，若干个所述推压锁紧解锁机构在周向上等角间距分布。

4.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述静铁芯上设有槽板，所述心形环槽设于所述槽板上，所述静铁芯的主体部分上设有槽板安装槽，所述槽板固定嵌装在所述槽板安装槽内。

5.如权利要求4所述的断路器操作机构，其特征在于所述槽板设有槽板盖板，所述槽板盖板固定安装在所述槽板的外侧，盖住所述心形环槽，所述槽板盖板的内壁上设有挂钩避空。

6.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述动铁芯的外壁上设有挂钩插装孔，所述挂钩的下连接段插入所述挂钩插装孔内并与之转动配合。

7.如权利要求6所述的断路器操作机构，其特征在于所述动铁芯上设有挂钩固定盖板，所述挂钩固定盖板固定安装在所述动铁芯的外壁上，盖住所述挂钩插装孔，所述挂钩固定盖板的内壁上设有挂钩避空。

8.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述静铁芯和所述动铁芯的励磁线圈固定安装在所述静铁芯上，且在轴向上延伸至所述动铁芯的运动区域，与所述动铁芯之间留有移动配合间隙。

9.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述操动连杆上套设有位于所述动铁芯与所述静铁芯之间的触头压力弹簧和分闸弹簧。

10.如权利要求1所述的断路器操作机构，其特征在于所述操动连杆向下伸出所述动铁芯，其下端旋接有挡在所述动铁芯下方的超行程螺母。