CN203179784U - 一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构 - Google Patents

Abstract

一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，可以实现手动机械同步分断相控真空永磁断路器，通过转动AB相凸轮轴，由同步杆带动C相凸轮轴同步转动，当凸轮轴向左旋转45°时，凸轮轴的拐臂能驱使相控永磁断路器三相同步分闸，不同步时间小于3ms。其特征在于：用同步杆将AB相凸轮轴与C相凸轮轴连接起来，能精确实现AB相与C相凸轮轴保持同方向同角度旋转，旋转角度误差小于1°。本实用新型的联动机构可以在停电状态下完成相控真空永磁断路器的机械同步分闸，能避免相控真空永磁断路器在非同步分闸时因三相电压不平衡引起保护的误动作，避免三相电压不平衡对用电负荷和电气设备的电气损害。

Description

一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构

技术领域

本发明涉及一种用于无功补偿的相控真空永磁断路器的手动同步分闸装置，特别是在系统电气控制故障或系统失电情况下，可以通过机械操作完成相控真空永磁断路器的分闸。 

背景技术

随着科技的进步，人们对用电质量的要求越来越高，相控无功补偿技术的应用越来越广泛，现有无功补偿装置的配套断路器或相控断路器多是真空永磁断路器，这种断路器相对于弹簧操作机构的断路器来说无需弹簧储能才合闸的优点，结构简单、故障维护点少，所以在无功补偿领域使用广泛。真空永磁断路器分为相控断路器和一般三相一体式断路器，主要区别在于相控断路器是A相与B相动作轴是一个整体，而与C相动作轴是分开的(或者A、B、C三相都是独立的)，即AB相同轴运动，C相单独运动；一般的真空永磁断路器是A、B、C三相同一动作轴，三相同时运动，同时合分闸。使用相控断路器的好处是在于系统投入无功量时，无功补偿控制器可以分相驱动真空永磁断路器的线包，使线包带电产生磁场从而吸引动触头运动，当动静触头连接时合闸成功，分相驱动使得无功量在投入过程中，控制器可以根据采集的电压电流模拟信号进行投入点相角计算，能够做到电流过零点投入，这种投入方式对电网的冲击很小，不会引起电网波动。虽为相控真空永磁断路器，仍然继承了真空永磁断路器的电合闸、电分闸的特点，即表示断路器的合、分闸只能由电来驱动，这样使得在电网系统突然断电时已经合闸的装置不能完成分闸操作，而若系统突然来电，此时设备若仍处于合闸状态，系统线路将有很大的冲击电流，同时会对设备造成损伤。另外现阶段还有一种A、B、C三相均独立的真空永磁断路器，这种断路器的手分机构是分相操作的，即先分A相，再分B相，最后分C相，这种操作会产生的后果是造成系统三相电压不平衡，从而引起保护误动作，而且系统三相电压严重不平衡，对用电设备的电气损伤非常大。目前的解决办法主要是系统断电情况下，通过备用电源为控制回路供电，完成一次分闸，或者有上述ABC三相独立的断路器可以在停电时完成分闸。第一种方法需要配电站内配有备用电源，同时需要值班人员先将备用电源投运，再进行后台或现场 操作完成设备分闸动作，这就要求配电室配备和安装备用电源的辅助设备，同时也延长了分闸操作时间。第二种方法在停电情况下可以使用，可是在电气控制回路故障时这种操作方法是有危害性的，此时电网系统是正常运行的，仅是控制回路故障无法完成断路器电气分闸操作，若此时分开断路器三相中的一相时会使系统电压不平衡，电压不平衡会引起保护误动作，分两相时就会造成系统严重不平衡，对用电设备的损伤可以是致命的。特别是遇到紧急危险情况时，不能迅速完成相控真空永磁断路器三相同步分闸操作，会对电气设备和电网都造成巨大损害。 

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足提出一种相控真空永磁断路器的手动同步机械分闸机构，通过安装此机构，相控真空永磁断路器可以无需通电驱动永磁开关分闸，而直接由机械操作来完成相控真空永磁断路器的同步分闸。这使得相控真空永磁断路器的分闸快速同步，安全有效，不必安装复杂的辅助送电设备，缩短了分闸时间，能比较及时的切除故障点，以免危害扩大化。 

为实现上述目的，本发明采用如下方案： 

一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，包括固定和支撑整个手动同步分闸机构的底座，驱动相控真空永磁断路器AB相开关分闸的AB相凸轮轴，联系机械运动与电气控制回路的微动开关，还包括了驱动相控真空永磁断路器C相开关分闸的C相凸轮轴、保持AB相凸轮轴和C相凸轮轴同方向同角度旋转运动的同步杆，能保证真空永磁断路器AB相与C相同步进行分闸动作。 

C相凸轮轴上有连接同步杆与C相凸轮轴的C相圆柱形联动杆、C相凸轮轴转动中可以压紧微动开关反映凸轮轴位置的C相凸轮、驱使真空永磁断路器C相开关分闸的C相拐臂，C相圆柱形联动杆能够与同步杆紧密联系，同步运动，微动开关可以通过凸轮轴的凸轮在转动过程中的紧压与释放将C相凸轮轴的运动状态反馈到电气控制回路中，C相拐臂可以在凸轮轴向左转动45°时分断真空永磁断路器C相开关。 

AB相凸轮轴前端有可以施力使其转动的凹槽、AB相凸轮和驱使真空永磁断路器AB相开关分闸的AB相拐臂，还包括连接同步杆与AB相凸轮轴同步运动的AB相圆柱形联动杆，当在AB相凸轮轴前端的凹槽上施力时可以驱使AB相凸轮轴转动，此时AB相圆柱形联动杆将AB相凸轮轴的运动传递给同步杆，即AB相圆柱形联动杆带动同步 杆运动，通过同步杆的传动，又将运动通过C相圆柱形联动杆传递给C相凸轮轴，带动C相凸轮轴的同步动作，同步杆与圆柱形联动杆的配合运动可以保持AB相与C相运动动作的一致。 

同步杆两端有固定AB相圆柱形联动杆和C相圆柱形联动杆的凹槽，当AB相凸轮轴转动时AB相圆柱形联动杆将运动传至凹槽，带动同步轴运动，通过另一个凹槽将运动传至C相圆柱形联动杆，C相圆柱形联动杆带动C相凸轮轴运动，正因为同步杆的作用使得AB相凸轮轴与C相凸轮轴同方向同角度旋转运动，才能保证相控真空永磁断路器能同步完成机械分闸。 

凸轮轴的拐臂的长度为手动同步分闸机构的安装平面与相控真空永磁断路器合闸时开关动触头底座之间高度的

倍。 

相控真空永磁断路器自身的结构特点为AB相同轴运动完成合分闸，C相独立完成合分闸运动，即不与AB相同轴运动，所以在设计时需要将AB相与C相分开考虑，但是分闸动作要求断路器的AB相与C相同步完成，因此设置了同步杆，这样能保证AB相与C相运动动作一致。 

一种真空永磁断路器手动分闸同步机构包括支撑和固定手动分闸同步机构的底座，使AB相永磁开关分闸的AB相凸轮轴，及联系机械分闸与电气分闸的微动开关，其特征在于还包括在转动时施力使真空永磁断路器C相永磁开关分闸的C相凸轮轴，驱使AB相与C相同步运动的同步杆。底座两侧有两个固定点是用于固定手动同步分闸机构的，中间固定有一个支架是用于固定微动开关的，在底座中部有前后贯通的两个大孔，是用于安装C相凸轮轴的。C相凸轮轴前段有一个C相圆柱形联动轴，中部有C相凸轮，尾部有C相拐臂，C相凸轮轴是安装在底座上的前后贯通孔中。AB相凸轮轴前端有一凹槽，前中部有一个AB相圆柱形联动轴，中部有AB相凸轮，尾部有AB相拐臂。微动开关，是安装在底座中部的支架上的，可以将联动机构的位置反馈至电气控制回路，从而实现电气与机械的结合。 

进一步地，同步杆的两端有凹槽，分别与C相圆柱形联动杆和AB相圆柱形联动杆连接。 

进一步地，当转动AB相凸轮轴前端凹槽时，通过同步杆上的凹槽及C相圆柱形联动杆的带动，C相凸轮轴和AB相凸轮轴将随之旋转，当其向左旋转45°时，C相拐臂 和AB相拐臂可以同时碰触永磁开关动触头，使得开关分闸，详细动作步骤是，当真空永磁断路器处于吸合状态时动铁芯受到吸引力与静铁芯吸合，当动铁芯所受的吸力之和小于动铁芯上的机械负载(如作用在动铁芯上的拐臂压力，其方向与永磁体的吸力相反)，动铁芯向下运动，一旦动铁芯向下运动，动铁芯上端与静铁芯上的磁极间出现了空气间隙，上端的磁阻增大，下端的磁阻减小。静铁芯上磁极对动铁芯的吸力减小，下磁极对动铁芯的触头压力增大，动铁芯受到的向下的合力增大，使动铁芯向下运动，那么永磁开关即会分闸，而且只要向下运动一点，空气间隙一有拉大即可对断路器分闸，所以无需太大的力即可完成手动分闸。当C相拐臂和AB相拐臂分别碰触真空永磁断路器C相和B相开关时，拐臂驱使开关动触头向下运动，当拐臂由水平方向转至45°时，此时的使铁芯向下运动的力已经累加到大于静铁芯磁极的吸力，所以可以完成分闸动作，C相是直接由拐臂碰触分闸的，B相也是由拐臂碰触分闸，而A相因与B相同轴运动，在轴的带动下亦可完成分闸，经测算C相与AB相分闸不同步时间小于3ms。 

进一步地，可以在AB相凸轮轴的外面安装伸长杆，不用打开开关柜柜门，在柜外即可完成分闸操作。 

进一步地，本机构也可以用在三相均独立的真空永磁机构中，只需将同步杆延长，再增加一个与C相凸轮轴一样的凸轮轴即可，可以避免分闸时三相不同步给电网造成危害。 

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过安装此手动分闸同步机构，可以使得真空永磁断路器在系统断电情况下可以完成手动机械同步分闸操作，而且操作时无需特殊辅助设备，安全方便，省力有效，同时能保证相控真空永磁断路器三相开关同步分闸，可以避免因三相不同步引起的保护误动作和不同步引起的系统三相电压不平衡的危害，特别是能在紧急情况下，可以迅速完成分闸操作，减少对电气设备的损害，缩小故障影响范围，避免事故扩大化。 

附图说明

图1：相控真空永磁断路器手分机构组装图 

图2至图6：相控真空永磁断路器手分机构零件图 

图1中，1为底座，2为C相凸轮轴，3为AB相凸轮轴，4为微动开关，5为 同步杆。 

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。 

参照图1，一种真空永磁断路器手动分闸同步机构包括支撑和固定手动分闸同步机构的底座1，使AB相永磁开关分闸的AB相凸轮轴3，及联系机械分闸与电气分闸的微动开关4，其特征在于还包括在转动时施力使真空永磁断路器C相永磁开关分闸的C相凸轮轴2，驱使AB相与C相同步运动的同步杆5。 

参照图2至图6，底座1两侧有11、12两个固定点是用于固定手动同步分闸机构的，中间固定有一个支架15是用于固定微动开关4的，在底座中部有前后贯通的两个大孔13、14，是用于安装C相凸轮轴2的。C相凸轮轴2前段有一个C相圆柱形联动轴21，中部有C相凸轮22，尾部有C相拐臂23，C相凸轮轴2是安装在底座1上的孔13和孔14中。AB相凸轮轴3前端有一凹槽31，前中部有一个AB相圆柱形联动轴32，中部有AB相凸轮33，尾部有AB相拐臂34。微动开关4，是安装在底座中部的支架15上的，可以将联动机构的位置反馈至电气控制回路，从而实现电气与机械的结合。同步杆5的两端有凹槽51、52，分别与C相圆柱形联动杆21和AB相圆柱形联动杆32连接。 

参照图1至图6，当转动AB相凸轮轴前端凹槽31时，通过同步杆上的凹槽51和52及C相圆柱形联动杆21的带动，C相凸轮轴2和AB相凸轮轴3将随之旋转，当其向左旋转45°时，C相拐臂23和AB相拐臂34可以同时碰触永磁开关动触头，使得作用在动铁芯上的拐臂压力，其方向与永磁体的吸力相反，动铁芯向下运动，一旦动铁芯向下运动，动铁芯上端与静铁芯上的磁极间出现了空气间隙，上端的磁阻增大，下端的磁阻减小。静铁芯上磁极对动铁芯的吸力减小，下磁极对动铁芯的触头压力增大，动铁芯受到的向下的合力增大，使动铁芯向下运动，那么永磁开关即会分闸。当C相拐臂23和AB相拐臂34分别碰触真空永磁断路器C相和B相开关时，拐臂驱使开关动触头向下运动，当拐臂由水平方向转至45°时，此时的吸引动铁芯向下运动的力已经累加到大于静铁芯磁极的吸力，所以可以完成分闸动作，C相是直接由拐臂碰触分闸的，B相也是由拐臂碰触分闸，而A相因与B相同轴运动，在轴的带动下亦可完成分闸。 

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。 

Claims (5)

1.一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，包括固定和支撑整个手动同步分闸机构的底座，驱动相控真空永磁断路器AB相开关分闸的AB相凸轮轴，联系机械运动与电气控制回路的微动开关，其特征在于：还包括了驱动相控真空永磁断路器C相开关分闸的C相凸轮轴、保持AB相凸轮轴和C相凸轮轴同方向同角度旋转运动的同步杆，能保证真空永磁断路器AB相与C相同步进行分闸动作。 

2.如权利要求1所述的一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，其特征在于：C相凸轮轴上有连接同步杆与C相凸轮轴的C相圆柱形联动杆、C相凸轮轴转动中可以压紧微动开关反映凸轮轴位置的C相凸轮、驱使真空永磁断路器C相开关分闸的C相拐臂，C相圆柱形联动杆能够与同步杆紧密联系，同步运动，微动开关可以通过凸轮轴的凸轮在转动过程中的紧压与释放将C相凸轮轴的运动状态反馈到电气控制回路中，C相拐臂可以在凸轮轴向左转动45°时分断真空永磁断路器C相开关。 

3.如权利要求1所述的一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，AB相凸轮轴前端有可以施力使其转动的凹槽、AB相凸轮和驱使真空永磁断路器AB相开关分闸的AB相拐臂，其特征在于：还包括连接同步杆与AB相凸轮轴同步运动的AB相圆柱形联动杆，当在AB相凸轮轴前端的凹槽上施力时可以驱使AB相凸轮轴转动，此时AB相圆柱形联动杆将AB相凸轮轴的运动传递给同步杆，即AB相圆柱形联动杆带动同步杆运动，通过同步杆的传动，又将运动通过C相圆柱形联动杆传递给C相凸轮轴，带动C相凸轮轴的同步动作，同步杆与圆柱形联动杆的配合运动可以保持AB相与C相运动动作的一致。 

4.如权利要求1所述的一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，其特征在于：同步杆两端有固定AB相圆柱形联动杆和C相圆柱形联动杆的凹槽，当AB相凸轮轴转动时AB相圆柱形联动杆将运动传至凹槽，带动同步轴运动，通过另一个凹槽将运动传至C相圆柱形联动杆，C相圆柱形联动杆带动C相凸轮轴运动，正因为同步杆的作用使得AB相凸轮轴与C相凸轮轴同方向同角度旋转运动，才能保证相控真空永磁断路器能同步完成机械分闸。 

5.如权利要求2或3所述的一种相控真空永磁断路器手动同步分闸机构，其特征在于：凸轮轴的拐臂的长度为手动同步分闸机构的安装平面与相控真空永磁断路器合闸时开关动触头底座之间高度的

倍。 

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