CN201698956U - 一种采用永磁操作机构的高压真空断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是包括断路器框架、永磁机构、智能控制器、一次导电部分，其中永磁机构和智能控制器安装在断路器框架内，一次导电部分安装于断路器的框架上，一次导电部分与操作机构前后布置，永磁机构在断路器框架内竖直安装。优点：本断路器是一种利用永磁保持，电子控制的操作机构，与断路器使用的传统弹簧操作机构和电磁机构相比，永磁机构断路器打破常规断路器的传动原理和结构，工作时主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，传动环节效率高，故障源少，免维护、性能可靠。与常规的真空断路器外形相同，互换性强。

Description

一种采用永磁操作机构的高压真空断路器

技术领域

本实用新型涉及的是一种一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，可广泛应用于工矿、企业、发电厂及变电站作为电气设施的控制和保护之用。属于高压电器设备技术领域。

背景技术

在高压交流电网中，高压断路器是不可缺少的重要设备，其用来带动真空灭弧室分合的操作机构不仅制作复杂且用户需要定期做检查和维护。随着免维护真空灭弧室的出现，现代高压断路器提出了对操动机构的新要求。现有的高压断路器，特别是非永磁操动机构的高压真空断路器，无法实现和满足操动系统的方便、快捷、少维护的功能要求。

发明内容

本实用新型提出的是一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其目的在于提高断路器机构操作灵活、动作可靠，体积小巧，免维护的特点。可直接配置于6-10kV中置式开关柜的可抽出式户内高压真空断路器。一次部分可以配绝缘筒结构和固封极柱结构，可以满足现在市场常用国内、外真空灭弧室的特性。

本实用新型的技术解决方案：其特征是包括断路器框架、永磁机构、智能控制器、一次导电部分，其中永磁机构和智能控制器安装在断路器框架内，一次导电部分安装于断路器的框架上，一次导电部分与操作机构前后布置，永磁机构在断路器框架内竖直安装。

本实用新型的优点：断路器机构传动部分打破常规断路器四连杆的传动原理，效率高、传动可靠，机构分、合位的运动方向与灭弧室的分、合运动方向一致，当断路器处于合闸状态时，永磁机构输出轴与主拐臂连接夹角为90°，主拐臂为水平位置，这样更有利于合闸保持。分、合闸过程不会出现死点。机构具有手动分闸功能。与断路器使用的传统弹簧机构和永磁机构相比：本实用新型断路器采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性，单稳态永磁机构克服传统弹簧机构和双稳态永磁机构的不足，将永久磁铁应用于操动机构中，使真空断路器分、合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代传统的锁扣装置。这种机构的特点是：

(1)永久磁铁与分闸、合闸控制线圈结合，解决了合闸时需要大功率能量的问题。分闸靠分闸簧力，与原弹簧、电磁机构相同，且不会停在中间状态，所需能量很少，可以轻松完成重合闸或合分。

(2)真空灭弧室的动触头靠永久磁铁产生的力通过拐臂、绝缘拉杆使其保持在合闸、分闸位置上，取代传统的机械锁扣方式，机械结构大为简化，仅有几个活动部件，零件总数少，耗材少，节能且成本低。

(3)操动机构无需机械锁扣和辅助电器，机械动作的可靠性大大提高，能够实现免维护，节省维修费用。

(4)真空断路器机构寿命高达10万次，以电磁力进行分合闸操作，以永磁力进行双稳态保持，简化了传动链。

附图说明

附图1是一种永磁真空断路器的结构示意图。其中图1-1是真空断路器的侧视图，图1-2是真空断路器的前视结构示意图。

附图2是一种永磁真空断路器剖示结构示意图。

附图3是一种永磁真空断路器的主视图。

图中的1是断路器框架、2是永磁机构、3是智能控制器、4是一次导电部分、5是左封板、6是中封板、7是右封板、8是活门推板、9是面板、10是驱动轴、11是转动块、12是连扳、13是主轴、14是花键轴承、15是正拐臂、16是连扳、17是转动拐臂、18是销子、19是销子、20是绝缘拉杆、21是分闸簧、22是销子、23是弹簧挂板、24是动铁心、25是静铁芯、26是永久磁铁、27是工作线圈、28是端盖、29是电容、30是绝缘筒、31是上出线座、32是真空灭弧室、33是软连接、34是导电夹、35是下出线座、36是上支架、37铝支架、38是下支架、39是触臂、40梅花触头、41是控制器显示屏、42合闸按钮、43分闸按钮、44分合位指示、45手动分闸位置。

具体实施方式

对照附图1，其结构包括断路器框架1、永磁机构2、智能控制器3、一次导电部分4，其中永磁机构2和智能控制器3安装在断路器框架1内，一次导电部分4安装在断路器的框架1上，一次导电部分4与操作机构前后布置。断路器框架1外侧安装左封板5、中封板6、右封板7，断路器框架1两侧安装活门推板8，前端装有面板9。永磁机构2在框架内竖直安装，智能控制器3外壳采用整块钢板折弯而成，为安装在控制器内的控制元件起到屏蔽的作用。

对照附图2，其结构是永磁机构驱动轴10通过转动块11、连扳12与主轴13上的花键轴承14相连。主轴13为花键结构，主轴13两端通过花键轴承固定在断路器隔板上，在主轴13的一侧分相安装有三个正拐臂15，三相正拐臂15分别通过连扳16与三相转动拐臂17的一端相连，而三相转动拐臂17的中间位置通过销子18固定在框架上，起到杠杆支撑点的作用，三相转动拐臂17的另一端通过销子19与一次导电部分4中的绝缘拉杆20相连接。

永磁机构包括动铁心24、静铁心25、永久磁铁26、工作线圈27、驱动轴10、端盖28。永磁体26和工作线圈27安装在静铁芯25内。驱动轴10通过螺纹连接安装在动铁心24上，动铁心24安装在静铁芯25内并穿过工作线圈27，与静铁芯25和工作线圈27同轴放置。静铁芯25的上下端面安装端盖28。

工作时，智能控制器通过电容29向线圈27提供驱动电流，线圈电流产生的磁场与永久磁铁26产生的磁场方向一致，相互叠加，随着线圈驱动电流的不断增大，磁场产生的驱动力逐渐变大。当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时，动铁心24向合闸方向运动，并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大，最终将动铁心24推到合闸位置，达到合闸目的。此时控制器切断线圈电源，由于铁磁回路已经闭合，磁阻非常小，永磁驱动的磁场力已足以克服断路器的合闸保持力，无须线圈电流的磁场而完成合闸的锁扣过程。

一次导电部分4内安装绝缘筒结构或安装固封极柱，可满足不同用户的需求。安装绝缘筒结构时，上出线座31、上支架36和铝支架37与真空灭弧室32的静端相连，并将真空灭弧室32固定在绝缘筒30内，下出线端通过下出线座35、下支架38、软连接33、导电夹34与真空灭弧室32的动端相连，真空灭弧室32与三相转动拐臂17通过绝缘拉杆20相连接，三相转动拐臂17带动绝缘拉杆20上下运动，从而达到真空灭弧室32合、分动作。

当永磁机构合闸动作时驱动轴10向上运动，带动主轴13逆时针转动，主轴上的三相输出拐臂15也随之转动，通过连扳带动三相传动拐臂17顺时针转动，与三相转动拐臂17相连的绝缘拉杆20则向上运动，达到合闸的目的。

在三相转动拐臂上分别安装有三个分闸簧21，分闸簧一端挂在传动拐臂的销子22上，分闸簧另一端连在弹簧挂板23上，弹簧挂板通过螺钉固定在框架上，起到分闸的作用。

对照附图3，其结构是断路器的前面板包括控制器显示屏41、合闸按钮42、分闸按钮43、分合位指示44、手动分闸位置45。

产品采用永磁操作机构，吸收了弹簧操作机构分闸的优点和永磁机构合闸的优点，又解决了弹簧机构零部件多，制造工艺复杂，运行容易引起机械故障，双稳态永磁机构容易出现中间状态的问题。真空断路器具有高可靠性、结构简单、安全性、使用寿命长、低驱动功率、性价比高等技术特点，可以满足电网安全稳定运行的要求。

Claims (5)

1.一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是包括断路器框架、永磁机构、智能控制器、一次导电部分，其中永磁机构和智能控制器安装在断路器框架内，一次导电部分安装于断路器的框架上，一次导电部分与操作机构前后布置，永磁机构在断路器框架内竖直安装。

2.根据权利要求1所述的一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是断路器框架外侧安装有左封板、中封板、右封板，两侧安装活门推板，前端装有面板，断路器的机构部件都装在框架内，永磁机构竖直固定在框架两侧板上，永磁机构的驱动轴通过转动块、连扳与主轴上的拐臂相连，主轴为花键结构，主轴两端通过花键轴承固定在断路器隔板上，主轴上分别安装有三个三相输出拐臂，三相输出拐臂分别通过连扳与三相转动拐臂的一端相连，而三相转动拐臂的中间位置通过销子固定在框架上，三相转动拐臂的另一端通过销子与一次导电部分中的绝缘拉杆相连接。

3.根据权利要求2所述的一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是在三相转动拐臂上分别安装有三个分闸簧，分闸簧一端挂在三相转动拐臂的销子上，分闸簧的另一端连接在弹簧挂板上，弹簧挂板通过螺钉固定在框架上。

4.根据权利要求1所述的一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是智能控制器外壳采用整块钢板折弯而成，内部安装控制线路板。

5.根据权利要求1所述的一种采用永磁操作机构的高压真空断路器，其特征是一次导电部分内安装绝缘筒结构，其中上出线座、上支架和铝支架与真空灭弧室的静端相连，并将真空灭弧室固定在绝缘筒内，下出线端通过下出线座、下支架、导电夹与真空灭弧室的动端相连，真空灭弧室与三相转动拐臂通过绝缘拉杆相连接；或一次导电部分内安装固封极柱。

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