CN205428855U - 一种新型自动开关控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型自动开关控制装置，包括有锁扣、主触头、搭钩、杠杆及电磁脱扣器；电磁脱扣器设于杠杆下方，其包括有铁芯、激励绕组、磁控记忆合金元件、可动顶杆及第一弹簧；激励绕组绕设在铁芯上，该激励绕组的位置结构使其产生的偏置磁场垂直穿过磁控记忆合金元件的轴向方向；可动顶杆设于磁控记忆合金元件的轴向上方，第一弹簧作施加在磁控记忆合金元件上一定变形和预压力装配。本实用新型通过利用磁控记忆合金的形状记忆效应和响应速度快的特点，能够自动、迅速的切除短路故障元件，缩短分闸时间。进一步利用温度记忆合金的双程形状记忆效应、抗疲劳性和可回复形变量大的特点，能够保证热继电器长期可靠的动作。

Description

一种新型自动开关控制装置

技术领域

本实用新型涉及继电保护领域，具体涉及一种新型自动开关控制装置。

背景技术

基于双金属片原理的热继电器容易因长期的热疲劳或是在检修中使双金属片弯曲而产生偏差，从而导致热继电器动作时快时慢，甚至在通过了巨大短路电流后，双金属片已经产生永久变形，热继电器不动作。

传统的电磁脱扣器由于衔铁等机械机构的限制，切除短路故障的速度很难提高，而迅速切除短路故障，可以缩短用户在降低电压下的工作时间，加速恢复正常运行的过程；可以减少电气设备受短路故障影响的损坏程度；能防止短路故障的扩展。所以快速切除短路故障，对提高系统运行的可靠性，具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型自动开关控制装置，利用记忆合金特性，来实现自动、迅速的切除短路故障元件的功能，大大提高了系统运行的可靠性。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种新型自动开关控制装置，包括有锁扣、主触头、搭钩、杠杆及电磁脱扣器；电磁脱扣器设于杠杆下方，其包括有铁芯、激励绕组、磁控记忆合金元件、可动顶杆及第一弹簧；激励绕组绕设在铁芯上，该激励绕组的位置结构使其产生的偏置磁场垂直穿过磁控记忆合金元件的轴向方向；可动顶杆设于磁控记忆合金元件的轴向上方，第一弹簧作施加在磁控记忆合金元件上一定变形和预压力装配。

所述电磁脱扣器还包括有挡板和调整螺母；挡板支撑在磁控记忆合金元件的底部，调整螺母活动套设在可动顶杆上并且定位设置，第一弹簧弹性设于调节螺母和可动顶杆之间。

所述开关控制装置还包括有热脱扣器，该热脱扣器具有与激励绕组串接的发热元件，该发热元件的上方设有温度型记忆合金元件，该温度型记忆合金元件位于杠杆下方位置。

所述开关控制装置还包括有欠电压脱扣器，该欠电压脱扣器包括有线圈、衔铁及第二弹簧，衔铁转动设在转轴座上并且位于杠杆下方，衔铁一端通过第二弹簧弹性固定，另一端旁设置线圈。

所述开关控制装置还包括分励脱扣器，该分励脱扣器包括有辅助动触头、辅助静触头、常开按钮、直流电源、分励线圈、衔铁及第三弹簧；辅助动触头与主触头的主动触头同设置，辅助静触头、常开按钮、直流电源及分励线圈依次串联形成一闭合回路；衔铁设于分励线圈旁，并且衔铁通过第三弹簧设于杠杆下方。

所述搭钩转动设在转轴座上，其内端能够与锁扣彼此扣合并通过反力弹簧形成一体化结构；搭钩上设有停止按钮，锁扣上设有接通按钮。

采用上述方案后，本新型自动开关控制装置，主要对电磁脱扣器的工作方式作创新设计，利用磁控记忆合金响应速度快和在磁场作用下输出位移和力的特点，从而自动、迅速的切除短路故障元件，缩短分闸时间，可以实现技术背景中的要求，大大提高了系统运行的可靠性。再有，还进一步通过利用温度型记忆合金的抗疲劳特性，能够在长期反复形变的工况下保持工作的稳定性，且温度型记忆合金能够完全恢复的形变量可达6%-8%（远非一般材料可以比拟的），即使在通过了巨大短路电流后，也不会产生永久变形，热继电器能继续动作。

附图说明

图1是本新型自动开关控制装置的主视图；

图2是本新型电磁脱扣器的结构示意图。

标号说明

锁扣11主动触头12

主静触头13搭钩14

转轴座141反力弹簧15

杠杆16电磁脱扣器2

铁芯21激励绕组22

磁控记忆合金元件23可动顶杆24

第一弹簧25挡板26

调整螺母27发热元件31

温度型记忆合金元件32线圈41

衔铁42转轴座421

第二弹簧43停止按钮51

接通按钮52辅助动触头61

辅助静触头62常开按钮63

直流电源64分励线圈65

衔铁66第三弹簧67。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种新型自动开关控制装置，如图1所示，包括有锁扣11、主触头（主动触头12、主静触头13）、搭钩14、杠杆16，还包括电磁脱扣器2、发热元件、欠电压脱扣器及分励脱扣器。

搭钩14转动设在转轴座141上，其内端能够与锁扣11彼此扣合并通过反力弹簧15形成一体化结构。三幅主触头由主动触头12和主静触头13组成，它们串联在被控制的三相电路中。优选地，搭钩14的外端还设有停止按钮52，锁扣11的外端设有接通按钮51。

电磁脱扣器2设于杠杆16下方，如图2所示，其包括有铁芯21、激励绕组22、磁控记忆合金元件23、可动顶杆24及第一弹簧25。激励绕组22绕设在铁芯21上，该激励绕组22的位置结构使其产生的偏置磁场垂直穿过磁控记忆合金元件23的轴向方向。实施例中磁控记忆合金元件23穿插在铁芯21的穿孔内。可动顶杆24设于磁控记忆合金元件23的轴向上方，第一弹簧25作施加在磁控记忆合金元件23上一定变形和预压力装配。具体来讲，电磁脱扣器2还包括有挡板26和调整螺母27。挡板26支撑在磁控记忆合金元件23的底部，调整螺母27活动套设在可动顶杆24上并且通过螺栓可调定位设置。电磁脱扣器2还设有用于组装各零部件于一体的外壳28。第一弹簧25穿套在可动顶杆24上，并且弹性抵设于调节螺母27和可动顶杆24之间。可动顶杆24使得第一弹簧25不容易跑偏，弹簧斥力朝轴向方向。

所述开关控制装置还包括有热脱扣器，具体的，热脱扣器包括与激励绕组22串接的发热元件31，该发热元件31的上方设有温度型记忆合金元件32，该温度型记忆合金元件32位于杠杆16下方位置。

所述开关控制装置还包括有欠电压脱扣器，该欠电压脱扣器包括有线圈41、衔铁42及第二弹簧43。衔铁42转动设在转轴座421上并且位于杠杆16下方，衔铁42一端通过第二弹簧43弹性固定，另一端下方设置缠绕在铁芯上的线圈41。线圈41的两端分别连接在L1、L2上。

所述开关控制装置还包括分励脱扣器，该分励脱扣器包括有辅助动触头61、辅助静触头62、常开按钮63、直流电源64、分励线圈65、衔铁66及第三弹簧67。辅助动触头61与主触头的主动触头12同设置，即同样设在锁扣11上。辅助静触头62、常开按钮63、直流电源64及分励线圈65依次串联形成一闭合回路。衔铁设66设于分励线圈65旁，一实施例设于分励线圈65下方，并且衔铁65通过第三弹簧67从下方弹性连接设于杠杆16下方。

当手动按下接通按钮51时，外力使锁扣11克服反力弹簧15的斥力，将固定在锁扣11上面的主动触头12与主静触头13闭合，并由搭钩14锁住锁扣，使开关处于接通状态。

当开关接通电源后，电磁脱扣器2、热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应，开关运行正常。当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，激励绕组22产生足够大的偏置磁场，磁控记忆合金元件23伸长推动可动顶杆24撞击杠杆16，使搭钩14绕转轴座141向上转动与锁扣11脱开，锁扣11在反力弹簧15的作用下将三副主触头和一副辅助触头分断，切断电源。

当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器2动作，但能使发热元件31产生一定热量，促使温度型记忆合金元件32受热后恢复高温相形状向上弯曲，推动杠杆16使搭钩14与锁扣11脱开，将主触头和一副辅助触头分断，切断电源，待温度型记忆合金元件32冷却恢复低温相形状后，自动复位或是手动复位。

欠电压脱扣器的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反，当线路电压正常时欠压脱扣器产生足够的吸力，克服第二弹簧43的作用将衔铁42吸合，衔铁42与杠杆16脱离，锁扣11与搭钩14才得以锁住，主触头方能闭合。当线路上电压全部消失或电压下降至某一数值时，欠电压脱扣器吸力消失或减小，在第二弹簧43拉力作用下，衔铁42绕转轴座421转动并撞击杠杆16，主电路电源被分断。同样道理，在无电源电压或电压过低时，自动空气开关也不能接通电源。

电磁脱扣器2，产生偏置磁场的方式有两种，永磁体和激励绕组。永磁体可以产生稳定的偏置磁场，但是偏置磁场强度无法调整，不便于控制，因此可以采用激励绕组克服这一缺点。根据绕组中流过电流的大小继而实现对偏置磁场的控制。设计激励绕组22的位置结构使其产生的偏置磁场垂直穿过磁控记忆合金元件的轴向方向，以达到磁控记忆合金元件23在磁控效应下形变伸长的目的。

在驱动激励绕组22作用产生的偏置磁场下，磁控记忆合金元件23产生伸长变形，根据流过驱动激励绕组的电流大小改变偏置磁场的强弱从而改变磁控记忆合金元件23产生的伸长变形量；调整螺母27和第一弹簧25的作用是向磁控记忆合金元件23提供轴向预压力，该轴向预压力诱发磁控记忆合金元件23内部马氏体相变，导致马氏体孪晶界发生移动，元件伸长量减小从而可以调整短路电流整定值的大小。在磁场作用下磁控记忆合金变形后具有形状记忆功能，即外磁场去掉后磁控记忆合金保持变形后的形状不变，这里使用第一弹簧25与挡板26相配合产生轴向压力使得磁控记忆合金元件23在伸长后能自动恢复原形。

本实用新型通过利用磁控记忆合金的形状记忆效应和响应速度快的特点，能够自动、迅速的切除短路故障元件，缩短分闸时间。利用温度记忆合金的双程形状记忆效应、抗疲劳性和可回复形变量大的特点，能够保证热继电器长期可靠的动作。

分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。本实用新型的分励线圈65采用外直流电源64操作，当需要进行分闸操作时，按动常开按钮63使分励脱扣器的线圈得电产生足够的吸力克服第三弹簧67的斥力将衔铁66吸合，推动杠杆16使搭钩14与锁扣11脱开，空气开关分闸。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1S，否则线会被烧毁，所以在电源回路里要串接一个空气开关的常闭辅助触头61/62，这种辅助触头与主触头状态一致，即主触头分则辅助触头分，反之亦然。当分励脱扣器通过衔铁66吸合，空气开关分闸后，辅助触头从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的线路被切断，即使人为地按住常开按钮63，分励线圈65始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。当空气开关再扣合闸后，辅助触头重新处于常闭位置。

当手动按下停止按钮52时，搭钩14绕转轴座141转动与锁扣11脱开，锁扣11在反力弹簧15的作用下，将固定在锁扣11上面的动触头与静触头分开，使开关处于断开状态。

以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。

Claims (6)

1.一种新型自动开关控制装置，包括有锁扣、主触头、搭钩、杠杆及电磁脱扣器；其特征在于：电磁脱扣器设于杠杆下方，其包括有铁芯、激励绕组、磁控记忆合金元件、可动顶杆及第一弹簧；激励绕组绕设在铁芯上，该激励绕组的位置结构使其产生的偏置磁场垂直穿过磁控记忆合金元件的轴向方向；可动顶杆设于磁控记忆合金元件的轴向上方，第一弹簧作施加在磁控记忆合金元件上一定变形和预压力装配。

2.如权利要求1所述的一种新型自动开关控制装置，其特征在于：所述电磁脱扣器还包括有挡板和调整螺母；挡板支撑在磁控记忆合金元件的底部，调整螺母活动套设在可动顶杆上并且定位设置，第一弹簧弹性设于调节螺母和可动顶杆之间。

3.如权利要求1所述的一种新型自动开关控制装置，其特征在于：所述开关控制装置还包括有热脱扣器，该热脱扣器具有与激励绕组串接的发热元件，该发热元件的上方设有温度型记忆合金元件，该温度型记忆合金元件位于杠杆下方位置。

4.如权利要求1所述的一种新型自动开关控制装置，其特征在于：所述开关控制装置还包括有欠电压脱扣器，该欠电压脱扣器包括有线圈、衔铁及第二弹簧，衔铁转动设在转轴座上并且位于杠杆下方，衔铁一端通过第二弹簧弹性固定，另一端旁设置线圈。

5.如权利要求1所述的一种新型自动开关控制装置，其特征在于：所述开关控制装置还包括分励脱扣器，该分励脱扣器包括有辅助动触头、辅助静触头、常开按钮、直流电源、分励线圈、衔铁及第三弹簧；辅助动触头与主触头的主动触头同设置，辅助静触头、常开按钮、直流电源及分励线圈依次串联形成一闭合回路；衔铁设于分励线圈旁，并且衔铁通过第三弹簧设于杠杆下方。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种新型自动开关控制装置，其特征在于：所述搭钩转动设在转轴座上，其内端能够与锁扣彼此扣合并通过反力弹簧形成一体化结构；搭钩上设有停止按钮，锁扣上设有接通按钮。