CN204257436U - 一种永磁机构操作的中压双电源自动转换开关电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用永磁机构的中压双电源自动转换开关电器，所述双电源自动转换开关电器主要包括：铜排、框架组件、开关本体、开关本体支撑架、滚轮组、永磁机构组件、连杆机构、开关状态指示机构、开关本体动触头传动机构、互锁机构、液压缓冲器以及相手动分闸操作机构。铜排组由3个铜排组成，分别安装于两侧电源对应相的开关本体上部金属端面。本实用新型的优点在于采用两套独立的高可靠性永磁操作机构，结构简单，可以同时控制一侧电源三相动触头的动作，分合闸速度可控；永磁机构具有自保持力，可实现合闸保持；永磁线圈采用瞬时通电的方式，能耗低；具有机械和电气的多重互锁装置，并相互配合，保证开关在任意状态下不能被误操作。

Description

一种永磁机构操作的中压双电源自动转换开关电器

技术领域

本实用新型属于机电制造领域，特别涉及一种永磁机构操作的中压双电源自动转换开关电器。

背景技术

目前市场上应用于中压紧急供电双电源系统的自动转换开关电器产品主要是由两台中压断路器加上一台控制器构成，中压断路器的操作机构主要为弹簧操作机构，其结构、制造工艺复杂，可靠性较难保证，而且由于中压断路器的保护选择性不可靠，容易引发事故和或扩大事故影响范围；还有一种是利用电磁操作机构的一体式的中压双电源转换开关，其电磁操作机构结构较简单，但较笨重，合闸时需要自锁机构，分闸时需要脱扣机构，且合闸线圈消耗功率很大。

实用新型内容

基于上述目的，本实用新型提供了一种采用永磁机构的中压双电源自动转换开关电器。采用永磁机构较好地解决了合闸时需要大功率能量的问题，并且因为永久磁铁可以提供磁场能量，作为合闸之用，合闸线圈所需提供的能量便相对可以减少，这就使我们可以减小合闸线圈的尺寸和工作电流，降低了制造与日常维护的成本，提高供电的可靠性。

一种采用永磁机构的中压双电源自动转换开关电器，所述双电源自动转换开关电器主要包括：铜排、框架组件、开关本体、开关本体支撑架、滚轮组、永磁机构组件、连杆机构、开关状态指示机构、开关本体动触头传动机构、互锁机构、液压缓冲器以及相手动分闸操作机构；所述铜排组由3个铜排组成，分别安装于两侧电源对应相的开关本体上部金属端面；开关本体位于前面板、后面板之间，通过螺钉固定在开关本体支撑架上；所述开关本体支撑架固定于前面板、后面板之间，并通过螺钉固定在底座上；所述滚轮组由4个滚轮组成，分别设置于底座的相应四角；所述液压缓冲器安装于框架底座的尾部；

——所述框架组件由开关本体上部固定用框架、前面板、后面板、底座和接地铜排组成；前面板呈凹形结构，固定在框架的一端；后面板呈平头三角形结构，固定在框架的另一端；底座呈矩形结构，其对应两端分别与前面板、后面板的一端相连接；接地铜排位于底座内，固定在底座的相应位置；

——每台中压双电源自动转换开关电器上均设有2组永磁机构组件，每组永磁机构组件包括外部接线、永磁机构、永磁机构支撑架、辅助开关、永磁机构动铁芯、永磁机构驱动器、电容，均固定于前面板的凹形槽内；外部接线端子与辅助开关、永磁机构驱动器、电容、永磁机构的线圈相连接；永磁机构动铁芯位于永磁机构内；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2 组连杆机构，每组连杆机构由永磁机构支撑架、驱动连杆组成；永磁机构固定在永磁机构支撑架上，永磁机构支撑架固定底座上，用于支撑永磁机构；驱动连杆的中部固定在开关本体支撑架，其一端与永磁机构动铁芯出力杆连接，另一端与主连杆连接；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关状态指示机构，每组开关状态指示机构由开关状态指示牌、开关状态指示牌拉簧组成；开关状态指示牌与开关状态指示牌拉簧相连接，均位于前面板的凹形槽内；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关本体动触头传动机构，动触头传动机构由分闸弹簧、主连杆、三角形杠杆、动触头连接杆组成，均位于底座内；所述分闸弹簧套装在主连杆上，主连杆的一端与后面板相连接，另一端与驱动连杆相连接；所述三角形杠杆的一端与主连杆相连接，另一端动触头连接杆相连接；动触头连接杆固定在开关本体支撑架上；

——所述每台压双电源自动转换开关电器上的互锁机构由三角传动板组活动挡板组组成；所述三角传动板组由2块三角传动板组成，其一端分别与活动挡板组的两端相连接，另一端分别与两根主连杆相连接；三角传动板组、活动挡板组均位于前面板的底部；

——所述每台压双电源自动转换开关电器上的相手动分闸操作机构由手动分闸手柄、手动分闸手柄固定座、手动分闸手柄定位销、手动分闸手柄拉簧组成；所述手动分闸手柄通过手动分闸手柄定位销固定在手动分闸手柄固定座上，手动分闸手柄固定座固定在两组永磁操作机构之间；所述手动分闸手柄拉簧的一端固定在前面板上，另一端与手动分闸手柄相连接。

本实用新型的优点在于：采用两套独立的高可靠性永磁操作机构，结构简单，可以同时控制一侧电源三相动触头的动作，分合闸速度可控；永磁机构具有自保持力，可实现合闸保持；永磁线圈采用瞬时通电的方式，能耗低；具有机械和电气的多重互锁装置，并相互配合，保证开关在任意状态下不能被误操作。

采用永磁机构的中压双电源转换开关，其运动部件较少，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，而且体积小、操作能耗小、可靠性高，使用寿命长。因此采用永磁机构可以提高ATSE设备工作的可靠性和安全性，满足一些特殊场所对高电压自动转换开关电器的需求。本实用新型适用于中压应急用电范围较广或对供电可靠性有较高要求的用电场合，可以应用在机场、金融机构、军事设施、航天航空等重要场所。

附图说明

图1是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的侧视图；

图2是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的左视图；

图3是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的右视图；

图4是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的仰视图；

图5是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的主视图；

图6是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的操作机构示意图

图7是本实用新型中压双电源自动转换开关电器的机械互锁装置示意图；

图中：1－铜排   2－开关本体上部固定用框架   3－开关本体  4－开关本体支撑架   5－滚轮   6－前面板   7－外部接线   8－手动分闸手柄   9－永磁机构   10－永磁机构支撑架   11－开关状态指示牌   12－辅助开关   13－手动分闸手柄固定座   14－手动分闸手柄定位销   15－后面板   16－底座   17－三角传动板   18－活动挡板组   19－分闸弹簧   20－主连杆   21－液压缓冲器   22－三角形杠杆   23－动触头连接杆   24－驱动连杆   25－永磁机构动铁芯   26－永磁机构动铁芯出力杆   27－开关状态指示牌拉簧   28－手动分闸手柄拉簧   29－永磁机构驱动器   30－电容   31－接地铜排。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种采用永磁机构的中压双电源自动转换开关电器，其主要包括：铜排1、开关本体3、框架组件、开关本体支撑架4、滚轮组5、永磁操作机构、连杆机构、开关状态指示机构、开关本体动触头传动机构、互锁机构、液压缓冲器21以及相手动分闸操作机构。铜排组1由3个铜 排组成，分别安装于两侧电源对应相的开关本体上部金属端面，作为自动转换开关输出端。开关本体3位于前面板6、后面板15之间，通过螺钉固定在开关本体支撑架4上。开关本体支撑架4与前面板6、后面板15连接定位，通过螺钉固定在底座16上。滚轮组5由4个滚轮组成，分别设置于底座16的相应四角。液压缓冲器21安装于框架底座16的尾部，可以降低自动转换开关分闸时主连杆20对框架的冲击动能，同时做为主连杆20在分闸位置的定位点。

框架组件由开关本体上部固定用框架2、前面板6、后面板15、底座16和接地铜排31组成。前面板6呈凹形结构，固定在框架2的一端；后面板15呈平头三角形结构，固定在框架2的另一端；底座16呈矩形结构，其对应两端分别与前面板6、后面板15的一端相连接。接地铜排31位于底座16内，固定在底座16的相应位置。

每台中压双电源自动转换开关电器上均设有2组永磁操作机构，每组永磁机构组件包括外部接线7、永磁机构9、永磁机构支撑架10、辅助开关12、永磁机构动铁芯25、永磁机构驱动器29、电容30，均固定于前面板6的凹形槽内；外部接线端子7与辅助开关12、永磁机构驱动器29、电容30、永磁机构9的线圈相连接。永磁机构动铁芯25位于永磁机构9内。

每台中压双电源自动转换开关电器上设有2 组连杆机构，每组连杆机构由永磁机构支撑架10、驱动连杆24组成。永磁机构9固定在永磁机构支撑架10上，永磁机构支撑架10固定底座16上，用于支撑永磁机构9。驱动连杆24的中部固定在开关本体支撑架4，其一端与永磁机构动铁芯出力杆26连接，另一端与主连杆20连接。

每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关状态指示机构，每组开关状态指示机构由开关状态指示牌11、开关状态指示牌拉簧27组成。开关状态指示牌11与开关状态指示牌拉簧27相连接，均位于前面板6的凹形槽内。

每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关本体动触头传动机构，动触头传动机构由分闸弹簧19、主连杆20、三角形杠杆22、动触头连接杆23组成，均位于底座16内。分闸弹簧19套装在主连杆20上，主连杆20的一端与后面板15相连接，另一端与驱动连杆24相连接。三角形杠杆22的一端与主连杆20相连接，另一端动触头连接杆23相连接；动触头连接杆23固定在开关本体支撑架4上。

互锁机构由三角传动板组17、活动挡板组18组成。三角传动板组17由2块三角传动板组成，其一端分别与活动挡板组18的两端相连接，另一端分别与两根主连杆20相连接。三角传动板组17、活动挡板组18均位于前面板6的底部。

相手动分闸操作机构由手动分闸手柄8、手动分闸手柄固定座13、手动分闸手柄定位销14、手动分闸手柄拉簧28组成。手动分闸手柄8通过手动分闸手柄定位销14固定在手动分闸手柄固定座13上，手动分闸手柄固定座13固定在两组永磁操作机构之间。手动分闸手柄拉簧28的一端固定在前面板6上，另一端与手动分闸手柄8相连接。

本实用新型自动转换开关电器的工作过程：

合闸动作：自动转换开关处于分闸状态时，当外接控制器检测到合闸条件满足的情况下，通过永磁机构驱动器29控制电容30给永磁机构9线圈通正向电，永磁机构动铁芯25在电磁吸力和永磁体磁力的作用下快速向下运动；动铁芯出力杆26带动驱动连杆24向下运动；这一运动传递给主连杆20，使其向前运动脱离固定在底座16尾部的液压缓冲器21；与主连杆通过轴连接的三角形杠杆22开始绕开关本体支撑架4上固定轴顺时针转动，通过固定在三角形杠杆另一根水平轴上的动触头连接杆23带动动触头向上运动，主接点闭合；嵌套在主连杆上并位于主连杆与底座前部加强筋之间的分闸弹簧19被压缩储能；永磁机构动铁芯25与永磁体接触后，依靠永磁体的吸引力保持，将动触头保持在接通位置，同时开关状态指示牌11通过开关状态指示牌拉簧27转动使开关状态指示牌11上的压板释放辅助开关12将永磁机构线圈电路断开，并且接通分闸电路，切断另一侧电源的永磁机构合闸线圈闭合电气回路，实现自动转换开关合闸后的电气连锁。开关机械互锁机构动作，防止开关另一侧电源的操动机构误动作。

机械互锁机构：在主连杆20的前端安装有三角传动板17和活动挡板组18，作为自动转换开关的机械互锁机构，如图7所示。三角传动板17一端与主连杆20前端通过轴连接，一端与永磁机构支撑架10通过轴连接，并且轴的位置固定，一端与活动挡板组18通过安装于活动挡板组18滑动槽中的轴连接。当一侧电源操作机构进行合闸动作时，该侧主连杆20向前运动，三角传动板17绕其与永磁机构支撑架10的连接轴转动，与三角传动板连接的活动挡板组18沿滑动槽被推向另一侧主连杆运动方向的间隙，活动挡板组18移动的距离由滑动槽的长度决定，使另一侧主连杆无法向前运动，从而达到互锁的目的。同样原理，当开关分闸时，三角传动板17随主连杆的后退反方向转动，活动挡板组18被拉回到原始位置。

分闸动作：当一侧电源出现异常时，外接控制器迅速通过永磁机构驱动器29控制电容30给永磁机构9线圈通反向电，线圈产生反向电磁力以抵消永磁体对永磁机构动铁芯25的吸力，此时整个机构处于一种自由状态，压缩的分闸弹簧19被释放，主连杆20向后运动，撞击液压缓冲器，开关本体的主触点被迅速打开；永磁机构动铁芯25向后运动带动开关状态指示牌11转动使开关状态指示牌11上的压板压辅助开关12接通本侧合闸电路， 切断分闸回路，另一侧电源的直流合闸电磁铁线圈回路被投入。

本实用新型所述的12kV双电源自动转换开关，常用电源端和备用电源端采用两套独立的永磁操作机构，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，而且体积小、操作能耗小、可靠性高，使用寿命长，并具有机械互锁及电气连锁装置，确保了开关在任意时刻或状态下都不能被误操作，从而保证了开关的安全使用。

本实用新型所述的自动转换开关电器实现了高电压等级电源的不间断转换，在重要的配电系统中可以得到很广泛的应用。

Claims (1)

1.一种采用永磁机构的中压双电源自动转换开关电器，其特征在于：所述双电源自动转换开关电器主要包括：铜排（1）、框架组件、开关本体（3）、开关本体支撑架（4）、滚轮组（5）、永磁机构组件、连杆机构、开关状态指示机构、开关本体动触头传动机构、互锁机构、液压缓冲器（21）以及相手动分闸操作机构；所述铜排组（1）由3个铜排组成，分别安装于两侧电源对应相的开关本体上部金属端面；开关本体（3）位于前面板（6）、后面板（15）之间，通过螺钉固定在开关本体支撑架（4）上；所述开关本体支撑架（4）固定于前面板（6）、后面板（15）之间，并通过螺钉固定在底座（16）上；所述滚轮组（5）由4个滚轮组成，分别设置于底座（16）的相应四角；所述液压缓冲器（21）安装于框架底座（16）的尾部；

——所述框架组件由开关本体上部固定用框架（2）、前面板（6）、后面板（15）、底座（16）和接地铜排（31）组成；前面板（6）呈凹形结构，固定在框架（2）的一端；后面板（15）呈平头三角形结构，固定在框架（2）的另一端；底座（16）呈矩形结构，其对应两端分别与前面板（6）、后面板（15）的一端相连接；接地铜排（31）位于底座（16）内，固定在底座（16）的相应位置；

——每台中压双电源自动转换开关电器上均设有2组永磁机构组件，每组永磁机构组件包括外部接线（7）、永磁机构（9）、永磁机构支撑架（10）、辅助开关（12）、永磁机构动铁芯（25）、永磁机构驱动器（29）、电容（30），均固定于前面板（6）的凹形槽内；外部接线端子（7）与辅助开关（12）、永磁机构驱动器（29）、电容（30）、永磁机构（9）的线圈相连接；永磁机构动铁芯（25）位于永磁机构（9）内；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2 组连杆机构，每组连杆机构由永磁机构支撑架（10）、驱动连杆（24）组成；永磁机构（9）固定在永磁机构支撑架（10）上，永磁机构支撑架（10）固定底座（16）上，用于支撑永磁机构（9）；驱动连杆（24）的中部固定在开关本体支撑架（4），其一端与永磁机构动铁芯出力杆（26）连接，另一端与主连杆（20）连接；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关状态指示机构，每组开关状态指示机构由开关状态指示牌（11）、开关状态指示牌拉簧（27）组成；开关状态指示牌（11）与开关状态指示牌拉簧（27）相连接，均位于前面板（6）的凹形槽内；

——每台中压双电源自动转换开关电器上设有2组开关本体动触头传动机构，动触头传动机构由分闸弹簧（19）、主连杆（20）、三角形杠杆（22）、动触头连接杆（23）组成，均位于底座（16）内；所述分闸弹簧（19）套装在主连杆（20）上，主连杆（20）的一端与后面板（15）相连接，另一端与驱动连杆（24）相连接；所述三角形杠杆（22）的一端与主连杆（20）相连接，另一端动触头连接杆（23）相连接；动触头连接杆（23）固定在开关本体支撑架（4）上；

——所述每台压双电源自动转换开关电器上的互锁机构由三角传动板组（17）、活动挡板组（18）组成；所述三角传动板组（17）由2块三角传动板组成，其一端分别与活动挡板组（18）的两端相连接，另一端分别与两根主连杆（20）相连接；三角传动板组（17）、活动挡板组（18）均位于前面板（6）的底部；

——所述每台压双电源自动转换开关电器上的相手动分闸操作机构由手动分闸手柄（8）、手动分闸手柄固定座（13）、手动分闸手柄定位销（14）、手动分闸手柄拉簧（28）组成；所述手动分闸手柄（8）通过手动分闸手柄定位销（14）固定在手动分闸手柄固定座（13）上，手动分闸手柄固定座（13）固定在两组永磁操作机构之间；所述手动分闸手柄拉簧（28）的一端固定在前面板（6）上，另一端与手动分闸手柄（8）相连接。