CN205050723U - 一种快速机械开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种快速机械开关，包括主开关回路和操动回路，两个回路用绝缘拉杆连接，所述主开关回路包括静触头和动触头，所述操动回路包括电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构，电磁斥力操动机构包括密封腔体、分闸线圈、合闸线圈、传动拉杆和金属盘；金属盘与传动拉杆固定连接设置在密封腔体内部。该快速开关通过电磁斥力在开关进行分合闸操作时对其进行缓冲，避免机械冲击。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电子器件，具体涉及一种快速机械开关。
背景技术
在日益进步的电力电子技术的推动下，直流输电技术在欧洲、北美、中国等国家和地区得到越来越多的推广和应用，大量直流工程的投入运行，直流输电的控制、保护、故障、可靠性等越发显得重要。
直流输电系统发生故障时，会产生很大的短路电流，故障电流上升非常快，因此需要尽快开断直流断路器。然而，现有的断路器机械开关操动机构多为弹簧操动机构、液压操动机构，开断时间长，无法在短时间内实现开断断路器，不能满足开关分合闸的时间要求。
公开号为CN204332796U的实用新型专利申请公开了一种超高速机械开关，该机械开关的运动盘带动开关拉杆做分合闸运动时压缩运动方向一侧的密封腔体内的气体，由于密封腔体的分合闸位置或靠近分合闸处的周壁上设置的与密封腔体内外贯通的通孔，致使压缩的气体从通孔排出，这会大大减小压缩气体对运动盘的反作用力，使开关拉杆高速分合闸，而在运动盘即将运动到分合闸位置时，运动盘的外周会逐渐封堵密封腔体周壁上的通孔，从通孔中排出的压缩的气体量将逐渐减少，气体的压力空前增大，对运动盘的反作用力急剧增大，起到对运动盘的有效缓冲。
该机械开关通过压缩空气对运动的铁芯产生反作用力，从而形成缓冲，但压缩空气产生的压力也将作用在腔体的周壁上，容易损坏腔体，而且充放气体的量难以控制，操作复杂，其次该机械开关是通过气体的放入和排放实现快速分合闸，所以，一旦通孔堵塞将严重影响分合闸的速度。
因此，有需要提供一种新型的电磁操动机构，以满足现有技术的需要。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种快速机械开关，在传动拉杆分合闸运动时，通过电磁斥力能够有效缓冲传动拉杆的机械冲击。
本实用新型的电磁缓冲式快速机械开关采用如下技术方案：
.一种快速机械开关，包括主开关回路和操动回路，两回路间用绝缘拉杆连接。
所述主开关回路包括一端设有凹槽的静触头和一端设有与所述凹槽配合的凸台的动触头，所述静触头与用电连接器与绝缘子连接的导电杆固定连接，所述动触头通过绝缘拉杆与传动拉杆同轴固定连接。
所述操动回路包括电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构。
所述电磁斥力操动机构包括可以上下运动的所述传动拉杆，所述传动拉杆与金属盘连接同设置在密封腔体内，所述密封腔体上下两端设有通孔，传动拉杆穿过所述通孔分别与螺旋弹簧双稳保持机构和动触头连接，所述密封腔体内的上下两端分别设置有分闸线圈和合闸线圈。
所述螺旋弹簧双稳保持机构的左右两端设有两个对称于传动拉杆轴线的限位弹簧，两个限位弹簧设置在两个限位套筒内，所述螺旋弹簧双稳保持机构的上下两端分别设有用于挡止传动拉杆运动行程的挡止块。
所述传动拉杆的下端部分别铰接有按压在限位弹簧靠近传动拉杆一端的连接块，所述连接块装配于限位套筒中。
所述电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构之间通过隔板隔开。
所述静触头的另一端与支撑绝缘子同轴固定连接，所述支撑绝缘子为哑铃状结构，中间部分刻有同等间距的螺纹。
分闸操作时，分闸线圈中流过持续时间为毫秒级的脉冲电流，该脉冲电流在金属盘中感应出与线圈电流方向相反的涡流，从而产生斥力，驱动金属盘带动传动拉杆、绝缘拉杆、动触头向合闸线圈运动，当行程达到开关要求的绝缘距离时，合闸线圈与金属盘产生电磁斥力，方向与金属盘运动方向相反，使运动部件减速。
合闸操作时，合闸线圈中流过持续时间为毫秒级的脉冲电流，该脉冲电流在金属盘中感应出与线圈电流方向相反的涡流，从而产生斥力，驱动金属盘带动传动拉杆、绝缘拉杆、动触头向分闸线圈运动，当行程达到开关要求的绝缘距离时，分闸线圈与金属盘产生电磁斥力，方向与金属盘运动方向相反，使运动部件减速。
与最接近的现有技术比，本实用新型具有如下优异效果：
1.控制简单，不需要增加额外的缓冲机构部件；
2.降低机械冲击、减少触头弹跳、弥补气体缓冲的不足；
3.能够延长开关的使用寿命，提高开关的分断速度；
4.简化了设计难度，极大的降低了制造成本，在技术和经济上更具有优势；
5.采用电磁斥力操动机构通过电磁斥力避免触头反弹，进行有效缓冲。
附图说明
图1为本实用新型一种快速机械开关的结构示意图；
图2为本实用新型一种快速机械开关分闸操作时的电路回路示意图；
图3为本实用新型一种快速机械开关电磁缓冲时分合闸线圈的充放电回路示意图。
附图标记说明：1‐支撑绝缘子，2‐绝缘子B，3‐导电杆B，4‐静触头，5‐导电杆A，6‐拉杆连接座，7‐绝缘子A，8‐动触头，9‐绝缘拉杆，10‐密封腔体，11‐传动拉杆，12‐分闸线圈，13‐合闸线圈，14‐金属盘，15‐隔板，16‐限位弹簧，17‐连接块，18‐挡止块，19‐电连接器B,20‐电连接器A。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示为本实用新型一种快速机械开关的结构示意图，由上至下包括支撑绝缘子1、静触头4、动触头7、电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构，动触头7通过绝缘拉杆9与传动拉杆11同轴连接，静触头4为凹槽结构，凹槽开口向下与动触头7位于同一竖直轴线上，静触头4与支撑绝缘子1固定连接，静触头4与支撑绝缘子1的连接部分与导电杆B连接；导电杆B通过电连接器B固定在绝缘子B上；电磁斥力操动机构包括密封腔体10、分闸线圈12、合闸线圈13、传动拉杆11和金属盘14；所述金属盘14与所述传动拉杆11固定连接设置在密封腔体10内部并可以上下运动，所述密封腔体10中间设有通孔，传动拉杆11穿过通孔分别与螺旋弹簧双稳保持机构和静触头4连接；分闸线圈12设置在密封腔体10内的上端，合闸线圈13设置在密封腔体内10的下端，且分闸线圈12与合闸线圈13相对设置，所述螺旋弹簧双稳保持机构的左右两端设有两个对称于传动拉杆11轴线的限位弹簧16，两个限位弹簧16设置在两个限位套筒内，所述传动拉杆的下端部分别铰接有按压在限位弹簧16靠近传动拉杆11一端的连接块17，所述连接块17装配与限位套筒中，所述螺旋弹簧双稳保持机构的上下两端分别设有用于挡止传动拉杆11运动行程的挡止块18，所述电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构之间通过隔板15隔开。
进行分闸操作时，动触头8与静触头4连接，拉杆连接座6与动触头连接。
进行合闸操作时，动触头8与静触头4分离，拉杆连接座6与动触头8连接。
如图2所示为分闸操作时的电路回路示意图，当进行开关的分闸操作时，导通开关S，储能电容C通过分闸线圈放电，分闸线圈中流过持续时间为几个毫秒的脉冲电流，该电流在金属盘中感应出于线圈电流方向相反的涡流，从而产生斥力，驱动金属盘带动拉杆以及动触头运动，实现分闸操作；合闸操作与分闸操作类似。
如图3所示为电磁缓冲时分合闸线圈的充放电回路示意图，其基本原理是当进行分闸操作时，首先分闸线圈所处回路中的储能电容C1放电，分闸线圈与金属盘之间产生斥力，金属盘带动传动拉杆、绝缘拉杆、动触头等运动部件向合闸线圈运动，当行程达到开关要求的绝缘距离时，合闸线圈所处回路中的储能电容C2放电，此时合闸线圈与金属盘产生电磁斥力，方向与金属盘运动方向相反，使运动部件减速，从而降低操动机构运动部件到达分闸位置时的动能，避免反弹，进而有效缓冲，合闸操作是同理。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速机械开关，包括设有操动机构和弹簧保持机构的操动回路，其特征在于：操动回路用绝缘拉杆与主开关回路连接，操动回路中的操动机构是电磁斥力操动机构。
2.根据权利要求1所述的快速机械开关，其特征在于，所述主开关回路包括一端设有凹槽的静触头和一端设有与所述凹槽配合的凸台的动触头，所述静触头与用电连接器与绝缘子连接的导电杆固定连接，所述动触头通过绝缘拉杆与传动拉杆同轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的快速机械开关，其特征在于，所述操动回路包括电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构。
4.根据权利要求3所述的快速机械开关，其特征在于，所述电磁斥力操动机构包括可以上下运动的所述传动拉杆，所述传动拉杆与金属盘连接同设置在密封腔体内，所述密封腔体上下两端设有通孔，传动拉杆穿过所述通孔分别与螺旋弹簧双稳保持机构和动触头连接，所述密封腔体内的上下两端分别设置有分闸线圈和合闸线圈。
5.根据权利要求4所述的快速机械开关，其特征在于，所述螺旋弹簧双稳保持机构的左右两端设有两个对称于传动拉杆轴线的限位弹簧，两个限位弹簧设置在两个限位套筒内，所述螺旋弹簧双稳保持机构的上下两端分别设有用于挡止传动拉杆运动行程的挡止块。
6.根据权利要求5所述的快速机械开关，其特征在于，所述传动拉杆的下端部分别铰接有按压在限位弹簧靠近传动拉杆一端的连接块，所述连接块装配于限位套筒中。
7.根据权利要求3所述的快速机械开关，其特征在于，所述电磁斥力操动机构和螺旋弹簧双稳保持机构之间通过隔板隔开。
8.根据权利要求2所述的快速机械开关，其特征在于，所述静触头的另一端与支撑绝缘子同轴固定连接，所述支撑绝缘子为哑铃状结构，中间部分刻有同等间距的螺纹。
9.根据权利要求1所述的快速机械开关，其特征在于，分闸操作时，分闸线圈中流过持续时间为毫秒级的脉冲电流，该脉冲电流在金属盘中感应出与线圈电流方向相反的涡流，从而产生斥力，驱动金属盘带动传动拉杆、绝缘拉杆、动触头向合闸线圈运动，当行程达到开关要求的绝缘距离时，合闸线圈与金属盘产生电磁斥力，方向与金属盘运动方向相反，使运动部件减速。
10.根据权利要求1所述的快速机械开关，其特征在于，合闸操作时，合闸线圈中流过持续时间为毫秒级的脉冲电流，该脉冲电流在金属盘中感应出与线圈电流方向相反的涡流，从而产生斥力，驱动金属盘带动传动拉杆、绝缘拉杆、动触头向分闸线圈运动，当行程达到开关要求的绝缘距离时，分闸线圈与金属盘产生电磁斥力，方向与金属盘运动方向相反，使运动部件减速。
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