CN116130288A - 具有分离式斥力机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有分离式斥力机构的断路器，包括由上至下依次设置的永磁组件、斥力组件和真空灭弧室，所述斥力组件由上向下依次包括限位板、第一斥力盘、拉杆、上支撑板、压缩弹簧、第二斥力盘；所述第二斥力盘与第一斥力盘响应于所述斥力线圈产生的电磁力同步运动，且第二斥力盘响应于所述斥力线圈运功时挤压压缩弹簧。通过设置第二斥力盘来同步响应于斥力线圈的电磁力，与上支撑板共同作用同步压缩压缩弹簧，以有效抵消开闸动作瞬间压缩弹簧产生的与电磁场对第一斥力盘相反力的负面影响，进而提高分闸的运动速度。

Description

具有分离式斥力机构的断路器

技术领域

本发明属于断路器技术领域，特别涉及具有分离式斥力机构的断路器。

背景技术

断路器是电力系统必不可少的保护设备，能够在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流，以保护电网及回路上电气设备免受损坏。

专利文献1记载了，斥力电容对斥力线圈瞬时放电以激发斥力线圈产生电磁场，电磁场对斥力盘产生较大的瞬时冲击力以驱使斥力机构带动真空灭弧室的动触头向上移动，并配合永磁机构或锁扣机构将其固定，以使动触头与真空灭弧室的静触头分离，以达到快速分闸的目的。其中，斥力盘与拉杆做分离式结构设定，在限位板的作用下分离，避免因斥力盘重量较大影响斥力机构的整体运动速度，从而提高断路器的分闸速度。

现有技术虽然可以通过设置分离式的斥力盘与拉杆，减小斥力盘重量影响斥力机构的整体运动速度，但是，在断路器整体结构的设定下，参考图1，需要拉杆2外套设的压缩弹簧9给与动触头4向静触头5方向施加一定的压力，保证电接触良好通电安全可靠。该压缩弹簧9在断路动作发生的瞬间，是抵在上支撑板6的下表面与绝缘子8的上表面之间，产生与电磁场对斥力盘相反的力，这对于斥力机构的整体动作是十分明显的负面影响，当然也会影响整体运动速度。

现有技术

专利文献1：公开号CN111430179A。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提供具有分离式斥力机构的断路器，具体技术方案如下：

具有分离式斥力机构的断路器，包括由上至下依次设置的永磁组件、斥力组件和真空灭弧室，所述斥力组件包括：

限位板；

第一斥力盘，间隔设置于限位板的下方，中心设第一通孔；

拉杆，下端穿过第一通孔连接至真空灭弧室的动触头，上端限制于第一通孔外部；

上支撑板，设置于第一斥力盘下方，所述上支撑板内置斥力线圈，中心设供拉杆穿过的第四通孔；

压缩弹簧，设置于上支撑板下方，所述压缩弹簧套设于拉杆外；

第二斥力盘，活动设置于压缩弹簧下方；

所述第二斥力盘与第一斥力盘响应于所述斥力线圈产生的电磁力同步运动，且第二斥力盘响应于所述斥力线圈运功时挤压压缩弹簧。

优选的，所述第二斥力盘套设在拉杆的外部，所述拉杆的外侧壁上设置有轴向延伸的槽，所述第二斥力盘的内壁上具有延伸至槽内的连接杆，所述连接杆的端部安装有活动对称的两片翅片，所述翅片在连接杆的端部具有极限位置P与极限位置Q，所述翅片在极限位置P或极限位置Q接触槽的侧壁呈弯曲状态。

优选的，所述连接杆的侧壁具有两个相对水平的角槽，所述翅片转动连接在角槽内，所述角槽的两个侧壁上设置第二永磁体，所述翅片为磁性金属片，所述第二永磁体吸附固定翅片使翅片保持极限位置P或极限位置Q。

优选的，所述槽的底部具有水平的开口，所述开口的宽度大于槽的宽度，所述翅片在开口内展开时宽度大于槽的宽度。

本发明的有益效果为：通过设置第二斥力盘来同步响应于斥力线圈的电磁力，与上支撑板共同作用同步压缩压缩弹簧，以有效抵消开闸动作瞬间压缩弹簧产生的与电磁场对第一斥力盘相反力的负面影响，进而提高分闸的运动速度。

附图说明

图1为现有技术断路器的整体结构示意图；

图2为本发明断路器的整体结构示意图；

图3为本发明断路器的剖视结构示意图；

图4为第二斥力盘与拉杆的配合结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为连接杆与翅片的连接结构示意图；

图7为连接杆在槽捏向下运动的状态示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

如图2和图3所示，分别为具有分离式斥力机构的断路器的整体结构示意图和剖面结构示意图。

断路器具有一组居中设置的斥力组件200，斥力组件200的上方为永磁组件100，斥力组件的下方为真空灭弧室300，斥力组件200与永磁组件100配合工作可以控制真空灭弧室300的动触头310和静触头320之间的接触、分离状态。

图3中，斥力组件200包括限位板210、第一斥力盘220、拉杆230、斥力线圈240、压缩弹簧250、第二斥力盘260和上支撑板270，限位板210、拉杆230、第一斥力盘220、斥力线圈240、上支撑板270、压缩弹簧250和第二斥力盘260从上倒下依次同轴设置，且拉杆230从第一斥力盘220延伸至第二斥力盘260并与动触头310连接。

斥力线圈240通过引线外接斥力电容，斥力电容对斥力线圈240放电，对第一斥力盘220产生电磁斥力的作用，电磁斥力使第一斥力盘220带动拉杆230向上运动，拉杆230则进一步带动与其连接的动触头310向上运动。

图3中，第一斥力盘220的中心具有第一通孔，第二斥力盘260的中心具有第二通孔，上支撑板270的中心具有第四通孔，拉杆230依次穿过第一通孔、第四通孔、压缩弹簧250和第二通孔，拉杆230在顶部具有膨大部以限制其顶端卡在第一斥力盘220外，便于第一斥力盘220向上运动的同时带动拉杆230向上运动，以及第一斥力盘220向上运动接触限位板210被限位后，拉杆230与第一斥力盘220分离继续向上运动。

图3中，限位板210设置于第一斥力盘220与斥力组件200之间，且限位板210悬置于第一斥力盘220上方，限位板210的中心开设有第三通孔，第三通孔的孔径大于拉杆230的上端直径，但小于第一斥力盘220的外径，以使第一斥力盘220向上运动一定距离后接触限位板210并被其限位，拉杆230可以与第一斥力盘220分离。减轻了斥力组件200的整体重量，通过该分离式的斥力机构，提升了斥力组件200的整体移动速度，使得断路器分闸的时间更短，从而达到快速分闸的目的。限位板210不仅具有支撑作用，还起到绝缘作用，进一步也提高了断路器的安全性。

图3中，第二斥力盘260活动设置在压缩弹簧250的下端，第二斥力盘260与第一斥力盘220具有相同的极性状态，使得斥力电容对斥力线圈240放电，对第一斥力盘220产生电磁斥力的作用的同时，也会对第二斥力盘260产生电磁吸力，该电磁吸力使第二斥力盘260产生向上运动的趋势，并与上支撑板270共同作用同步压缩压缩弹簧250，该压缩动作可以有效抵消开闸动作瞬间压缩弹簧250产生的与电磁场对第一斥力盘220相反力的负面影响，进而提高分闸的运动速度。

图3中，上支撑板270设置于第一斥力盘220的下方，合闸状态下，第一斥力盘220贴合放置在上支撑板270的上表面。第一斥力盘220的上表面开槽，槽内安装斥力线圈240，斥力线圈240与斥力电容电连接。

图2中，绝缘子400设置在拉杆230与动触头310之间；压缩弹簧250套在拉杆230的外部，其一端抵在第二斥力盘260的上表面，另一端抵在支撑板270的下表面，以保证合闸状态下，动触头310受力与静触头320接触。

图2和3中，拉杆230的下端向下延伸后连接至绝缘子400的顶部，同时绝缘子400的底部与连接部件500连接，连接部件500为Z字型结构，连接部件500的顶端抵住上支撑板270的下表面，连接部件500的底端接触动触头310，连接部件500起到通电导通电流作用，电流经过静触头320、动触头310之后从连接部件500流出，连接部件500的流出端与出线母排连接，连接部件500的底端与动触头310导电部分有良好电接触，且能随动触头310动作而动作。

本实施例中，斥力线圈240采用截面积为2mm的漆包线，包括上下两层，每层12匝线圈，共24匝线圈紧密缠绕。斥力线圈240外接300μF的斥力电容，预充电压1400V。

图3中，永磁组件100包括第一永磁体110、铁芯120、分闸线圈130、合闸线圈140和固定板150，第一永磁体110固定在固定板150的下表面，铁芯120连接于第一永磁体110下方，分闸线圈130和合闸线圈140均套设在铁芯120外部，分别用于给铁芯120提供斥力和吸力。

在第一永磁体110、分闸线圈130及铁芯120的共同作用下，拉杆230向上运动会距离铁芯120越来越近，拉杆230所受的吸力也越来越强，直至拉杆230被电磁力吸附固定。分闸线圈130和合闸线圈140均为100匝的漆包线，外接电容1mF，预充电压220V。

图3中，第一永磁体110、铁芯120及固定板150通过螺钉进行固定连接；固定板150为绝缘材质，连接部件500采用柔性金属材料，例如是铜线。

图3中，真空灭弧室还包括下支撑板330，静触头320固定在下支撑板330上，静触头320与下支撑板330之间设置进线母排340。

如图4～6所示，第二斥力盘260套设在拉杆230的外部，拉杆230的外侧壁上设置有轴向延伸的槽231，第二斥力盘260的内壁上具有延伸至槽231内的连接杆261，连接杆261的端部安装有对称的两片翅片262，该两片翅片262抵接在槽231的两个侧壁上；翅片262与连接杆261为活动连接，且在连接杆261的端部具有两个极限位置P与Q，翅片262可以在极限位置P与Q之间摆动。

结合前述说明，当斥力电容对斥力线圈240放电，对第一斥力盘220产生电磁斥力的作用的同时，也会对第二斥力盘260产生电磁吸力，使第二斥力盘260向上运动将压缩弹簧250进行一定程度的压缩，第二斥力盘260向上运动的同时，连接杆261也会带动翅片262沿槽231向上运动，此时翅片262朝下位于极限位置Q，且翅片262可以保持该状态，由于翅片262被固定在极限位置Q，且两片翅片262均朝下呈角度，可以用于抵抗压缩弹簧250对于第二斥力盘260的反作用力，保持压缩弹簧250的压缩状态，降低对于斥力组件200动作的影响。

随着拉杆230进一步向永磁组件100运动，绝缘子400又会重新接触第二斥力盘260并带动第二斥力盘260继续压缩压缩弹簧250，待合闸时，拉杆230复位，压缩弹簧250在极限压缩条件下产生的弹力将第二斥力盘260下压并使翅片262翻转从极限位置Q变为极限位置P，该状态下，两片翅片262均朝上呈角度，以使第二斥力盘260在重力及压缩弹簧250的弹性力作用下复位至槽231的底部。

如图4所示，槽231的底部具有水平的开口232，开口232的宽度大于槽231的宽度。如图7所示，当第二斥力盘260沿槽231向下运动的时候，翅片262抵住槽231的侧壁并处于一定程度的弯曲状态，直至翅片262完全进入开口232内，翅片262展开，且翅片262的宽度大于槽231的宽度，这样下一次第二斥力盘260向上运动的时候，翅片262会先接触槽231并在槽231的限位下由极限位置P转变为极限位置Q，并继续向上运动。

如图6所示，连接杆261具有两个相对水平的角槽264，翅片262与角槽264的顶角转动连接，角槽264的两个侧壁上固定了第二永磁体263，翅片262采用磁性金属，翅片262在角槽264内贴住任一个面，都会被第二永磁体263固定，从而保持在极限位置Q或极限位置P，且由于是磁性固定，可以在一定的外力条件下使翅片262在极限位置Q与极限位置P之间转换。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (4)

1.具有分离式斥力机构的断路器，包括由上至下依次设置的永磁组件(100)、斥力组件(200)和真空灭弧室(300)，其特征在于，所述斥力组件(200)包括：

限位板(210)；

第一斥力盘(220)，间隔设置于限位板(210)的下方，中心设第一通孔；

拉杆(230)，下端穿过第一通孔连接至真空灭弧室(300)的动触头(310)，上端限制于第一通孔外部；

上支撑板(270)，设置于第一斥力盘(220)下方，所述上支撑板(270)内置斥力线圈(240)，中心设供拉杆(230)穿过的第四通孔；

压缩弹簧(250)，设置于上支撑板(270)下方，所述压缩弹簧(250)套设于拉杆(230)外；

第二斥力盘(260)，活动设置于压缩弹簧(250)下方；

所述第二斥力盘(260)与第一斥力盘(220)响应于所述斥力线圈(240)产生的电磁力同步运动，且第二斥力盘(260)响应于所述斥力线圈(240)运功时挤压压缩弹簧(250)。

2.根据权利要求1所述的具有分离式斥力机构的断路器，其特征在于，所述第二斥力盘(260)套设在拉杆(230)的外部，所述拉杆(230)的外侧壁上设置有轴向延伸的槽(231)，所述第二斥力盘(260)的内壁上具有延伸至槽(231)内的连接杆(261)，所述连接杆(261)的端部安装有活动对称的两片翅片(262)，所述翅片(262)在连接杆(261)的端部具有极限位置P与极限位置Q，所述翅片(262)在极限位置P或极限位置Q接触槽(231)的侧壁呈弯曲状态。

3.根据权利要求2所述的具有分离式斥力机构的断路器，其特征在于，所述连接杆(261)的侧壁具有两个相对水平的角槽(264)，所述翅片(262)转动连接在角槽(264)内，所述角槽(264)的两个侧壁上设置第二永磁体(263)，所述翅片(262)为磁性金属片，所述第二永磁体(263)吸附固定翅片(262)使翅片(262)保持极限位置P或极限位置Q。

4.根据权利要求3所述的具有分离式斥力机构的断路器，其特征在于，所述槽(231)的底部具有水平的开口(232)，所述开口(232)的宽度大于槽(231)的宽度，所述翅片(262)在开口(232)内展开时宽度大于槽(231)的宽度。

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