CN208922987U - 一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，包括机箱底座和设于机箱底座内的真空灭弧室及其组件，机箱底座内还设有永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构；真空灭弧室及其组件与合分闸操作机构连接相连，机箱底座外设有与弹簧储能机构相连的手动合闸手柄和与合分闸操作机构相连的手动分闸手柄，手动合闸手柄和手动分闸手柄之间设有用于指示手动合闸手柄和手动分闸手柄转动位置的手动合分闸指示。本实用新型不需要辅助电源的条件下，采用手动合分闸手柄进行手动合分闸操作，减少不安全隐患。

Description

一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器

技术领域

本实用新型属于配电设备技术领域，更具体地说，是涉及一种一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器。

背景技术

目前市场上的永磁机构柱上真空断路器不具备手动合闸功能，断路器的合分闸操作需要辅助电源实现，用于柱上断路器安装地点分散，辅助电源配备困难，使其应用受到限制，为解决此问题，国内厂商普遍采用并联安装一台手动弹簧操动机构来实现断路器手动合闸功能，手动合分闸操作时，断路器合分闸由手动弹簧机构实现，而且在分合闸过程中会造成两套保持装置在分合闸过程中产生的结构性机械卡涩等故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，以解决现有技术中存在的两套保持装置在合分闸过程中出现结构性机械卡涩、导致开断失败引发电网事故的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，包括机箱底座和设于机箱底座内的真空灭弧室及其组件，所述机箱底座内还设有永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构；所述真空灭弧室及其组件与所述合分闸操作机构铰接相连，所述机箱底座外设有所述弹簧储能机构相连的手动合闸手柄和与所述合分闸操作机构相连的手动分闸手柄，所述手动合闸手柄和所述手动分闸手柄之间设有用于指示所述手动合闸手柄和所述手动分闸手柄转动位置的手动合分闸指示。

进一步地，所述手动合闸手柄与所述弹簧储能机构的手动储能轴键连接，所述手动分闸手柄与所述合分闸操作机构的手动分闸轴键连接。

进一步地，所述机箱底座的外壁设有与所述手动合分闸指示配合使用的刻度盘。

进一步地，所述机箱底座的外壁设有向外凸起对应安装所述刻度盘的安装块，所述手动分闸手柄和所述合分闸操作机构均借助所述安装块与对应的轴连接。

进一步地，所述手动合闸手柄和所述手动分闸手柄与对应的轴的连接处均设有锁紧螺母。

进一步地，所述手动合闸手柄和所述手动分闸手柄上均设有用于插接摇把的插孔。

本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，用于配电网架空线路真空断路器的合分闸操作，断路器合分闸操作由永磁操作机构实现，手动合分闸主要用于设备运行现场无操作电源的场所，手动合闸为手柄弹簧储能机构储能，合闸到位后由永磁操作机构磁力保持断路器处于合闸状态；在不需要辅助电源的条件下，可实现断路器手动操作，且开关合分闸机械特性不受人为因素的影响；采用一体化设计，减少传动环节，制造成本低，具有较好经济效益，尤其适用于用于对配电网架空线路的控制和保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的结构示意图；

图2为图1提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的内部结构示意图；

图3为图1提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构的立体结构示意图；

图5为图4提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构的内部结构示意图；

图6为图4所示的永磁操作机构的结构示意图；

图7为图4的俯视结构示意图；

图8为图7中沿A-A的剖视结构示意图；

图9为图7的主视结构示意图；

图10为图7的后视结构示意图；

图11中自左至右为断路器合、分闸状态和储能最大位置时三相合分闸连杆的动作结构图；

图12中自左至右为断路器合、分闸状态和储能最大位置时手动合闸拐臂与手动合闸凸轮的位置关系图；

图13为断路器合、分闸状态时合闸弹簧的位置关系图；

图14为断路器储能最大位置时合闸弹簧的位置关系图；

图15为图4中手动合闸拐臂的结构示意图；

图16为图4中从动凸轮轴的结构示意图；

图17为图4中开关合分闸驱动杆与分闸弹簧的结构示意图；

图18自上至下为断路器合、分闸状态时开关合分闸驱动杆与分闸弹簧的位置关系。

其中，图中各附图标记：

1-永磁操动杆；2-静端法兰；3-静磁轭；4-静铁芯；5-合分闸线圈；6-永磁铁；7-动铁芯；8-弹簧驱动座；9-三相合分闸连杆；10-开关合分闸驱动杆；11-手动合闸拐臂；12-手动合闸凸轮；13-手动分闸凸轮；14-手动储能轴；15-手动分闸轴；16-合闸弹簧；17-第一支撑板；18-第一销钉；19-从动凸轮轴；20-第二支撑板；21-大链轮；22-小链轮；23-底板；24-X向长条孔；25-Y向长条孔；26-连接柱；27-连接件；28-第二销钉；29-第三销钉；30-挂簧轴；31-分闸弹簧；32-三相合分闸连杆连接孔；33-弹簧驱动座连接孔；34-手动合闸手柄；35-合分闸指示；36-手动分闸手柄；37-机箱底座；38-真空灭弧室及其组件；39-安装块。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器进行说明。所述一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，包括机箱底座37和设于机箱底座37内的真空灭弧室及其组件38，机箱底座37内还设有永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构；真空灭弧室及其组件与合分闸操作机构铰接相连，机箱底座37外设有与弹簧储能机构相连的手动合闸手柄34和与合分闸操作机构相连的手动分闸手柄36，手动合闸手柄34和手动分闸手柄36之间设有用于指示手动合闸手柄和手动分闸手柄转动位置的手动合分闸指示35。

本实用新型通过与手动分闸手柄和手动合闸手柄联动的手动合分闸指示，能够显示手动分闸手柄和手动合闸手柄转动的位置，便于观察和控制精确。

请一并参阅图4至图10，永磁操作机构包括永磁操动杆1、静端法兰2和静磁轭3，静磁轭3内设有静铁芯4、合分闸线圈5、永磁铁6和动铁芯7，静铁芯4和动铁芯7并排位于静磁轭3的中心，静磁轭3、静铁芯4和永磁铁6均安装在静端法兰2的同一端面，静端法兰2与机箱底座固定相连，永磁操动杆1穿过静端法兰2、静铁芯4和动铁芯7的中心孔，具有X方向的自由度。

其中，弹簧储能机构包括手动储能轴14、从动凸轮轴19、合闸弹簧16、大链轮21和小链轮22，手动储能轴14和从动凸轮轴19的两端均与机箱底座转动连接，小链轮22和大链轮21分别对应键连接于手动储能轴14和从动凸轮轴19的一端，小链轮22和大链轮21传动相连，合闸弹簧16的一端连接机箱底座，其另一端通过连接件27连接从动凸轮轴19。

其中，合分闸操作机构包括开关合分闸驱动杆10、弹簧驱动座8、手动合闸拐臂11、三对三相合分闸连杆9、手动合闸凸轮12、手动分闸凸轮13、手动分闸轴15和两个分闸弹簧31，开关合分闸驱动杆10、弹簧驱动座8和手动合闸拐臂11通过第一销钉18转动连接，开关合分闸驱动杆10和三相合分闸连杆9的一端通过第二销钉28与机箱底座转动连接，三相合分闸连杆9的另一端通过第三销钉29与机箱底座转动连接，开关合分闸驱动杆10在第二销钉28的作用下具有X方向的自由度，三相合分闸连杆9在第三销钉29的作用下具有Y方向的自由度，手动分闸轴15的两端与机箱底座转动连接，手动分闸凸轮13键连接于手动分闸轴15上，两个分闸弹簧31的一端与安装于开关合分闸驱动杆10的挂簧轴30连接，其另一端固定于断路器的机箱底座上。

手动合闸手柄34与手动储能轴14键连接，手动分闸手柄36与手动分闸轴15键连接；弹簧驱动座8和动铁芯7均与永磁操动杆1螺纹连接，手动合闸凸轮12键连接于从动凸轮轴19上。

本实用新型提供的弹簧永磁合分闸机构的工作过程如下：并一并参见图4至图18，开关合分闸驱动杆10带动三相合分闸连杆9使真空断路器合分闸,手动合闸凸轮12与手动储能轴14通过键及链轮系统连接；手动合闸凸轮12与合闸弹簧16连接，手动操作时，往复扳动手动合闸手柄34，即可带动手动储能轴14，使合闸弹簧16储能，储能到位后带动合闸凸轮12旋转，驱动手动合闸拐臂11，与手动合闸拐臂11联动的动铁芯7向附图4和附图7左侧运动，并同时驱动开关合分闸驱动杆10同方向运动，使真空断路器合闸，合闸到位后由永磁铁6磁力保持真空断路器处于合闸状态，手动合闸凸轮12仅在合闸过程中驱动手动合闸拐臂11，真空断路器合闸后，手动合闸凸轮12与手动合闸拐臂11脱离接触；手动分闸凸轮13与手动分闸轴15通过键连接，扳动手动分闸手柄36，带动手动分闸凸轮13动作，驱动开关合分闸驱动杆10，沿附图4向右侧运动，开关合分闸驱动杆10同时带动动铁芯7向右侧运动，使永磁操作机构动、静铁芯4间产生空气隙，此时永磁保持力小于真空断路器触头弹簧、分闸弹簧31的反力，真空断路器在上述反力的作用下分闸。通过与手动分闸手柄和手动合闸手柄联动的手动合分闸指示，能够显示手动分闸手柄和手动合闸手柄转动的位置，便于观察和控制精确。

电动合闸操作时，合分闸线圈5中通以预设方向的电流，在该电流的作用下，静铁芯4产生与永磁铁6方向相同的磁场，动铁芯7产生与永磁铁6方向相反的磁场，使动铁芯7右端所受的磁吸减小，当电磁合力大于动铁芯7右端的吸力与弹簧16的反力，动铁芯7向左侧移动，驱动弹簧驱动座8，与弹簧驱动座8联动的开关合分闸驱动杆10向相同方向移动，使真空断路器合闸，合闸到位后由永磁铁6磁力保持真空断路器处于合闸状态；电动分闸操作时，合分闸线圈5中通以与合闸操作相反方向的电流，在该电流的作用下，动铁芯7上产生与永磁铁6方向相反的磁场，使动铁芯7左端受到的磁吸减小，当电磁合力大于永磁保持力时，动铁芯7向右侧移动，驱动弹簧驱动座8，与弹簧驱动座8联动的开关合分闸驱动杆10向相同方向移动，使真空断路器分闸。本实用新型中弹簧储能机构与永磁操作机构为一体化机构，驱动同一弹簧驱动座8，使与弹簧驱动座8联动的开关合分闸驱动杆10动作，实现断路器的合分闸。

本实用新型的设计思路和创新点在于：取消现有技术中弹簧机构的保持装置，采用弹簧储能机构及永磁操作机构一体化结构设计，永磁操作机构及弹簧储能机构驱动同一零件使断路器合分闸。电动操作时，断路器合分闸操作由永磁操作机构动铁芯7驱动与之相连弹簧驱动座8实现，弹簧合分闸自动脱离运行；本装置主要用于真空断路器设备运行现场无操作电源的场所，采用手动合闸操作时，通过手动操作手柄为合闸弹簧16储能，合闸弹簧16储能到位后，弹簧储能机构内部的机械结构驱动与动铁芯7相连的弹簧驱动座8运动使断路器合闸，此时永磁操作机构的永磁铁6磁势能与合闸弹簧16弹性势能叠加实现断路器快速合闸，合闸到位后由永磁铁6磁力保持断路器处于合闸状态。

本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，与现有技术相比，本机构单一采用永磁铁6磁力保持，具有结构简单，制造成本低，且不会造成两套保持装置在分闸过程中产生的结构性机械卡涩。

本机构采用弹簧永磁机构一体化设计，具有安装便捷，调整环节少的优点。

本实用新型提供的弹簧永磁机构间可增加弹性缓冲元件，以补偿加工制造误差，实现可靠合分。

其中，所述机箱底座37的外壁设有与所述手动合分闸指示35配合使用的刻度盘。

其中，所述机箱底座37的外壁设有向外凸起对应安装所述刻度盘的安装块39，所述手动分闸手柄36和所述合分闸操作机构均借助所述安装块与对应的轴连接。

其中，所述手动合闸手柄34和所述手动分闸手柄36与对应的轴的连接处均设有锁紧螺母。

其中，所述手动合闸手柄34和所述手动分闸手柄36上均设有用于插接摇把的插孔。

请参阅图4至图5，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，机箱底座包括底板23、三个固设于底板23上的第一支撑板17和两个平行固设于底板23上的第二支撑板20，静端法兰2通过四个连接柱26与两个第二支撑板20连接，弹簧驱动座8、手动合闸拐臂11、手动合闸凸轮12和手动分闸凸轮13均位于两个第二支撑板20之间，从动凸轮轴19、手动储能轴14和手动分闸轴15的两端分别与两个第二支撑板20转动连接，第一支撑板17上设有用于使开关合分闸驱动杆10具有X向自由度的X向长条孔24和使三相合分闸连杆9具有Y向自由度的Y向长条孔25。本文中，X向与二维坐标的X方向相同，Y向与二维坐标的Y方向相同，结合附图4，X向即为开关合分闸驱动杆10的长度方向，Y向与开关合分闸驱动杆10的长度方向垂直。本文中，参见图18，开关合分闸驱动杆10上设有三个与三相合分闸连杆一一对应的三相合分闸连杆连接孔32和与弹簧驱动座一一对应的弹簧驱动座连接孔33。

请参阅图4至图5，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，底板23为长条板，三个第一支撑板17沿底板23的长度方向间隔均匀分布，中间的第一支撑板17位于两个第二支撑板20之间。

参阅图7，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，合闸弹簧16位于两个第二支撑板20的外侧。

请参阅图4至图7，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，从动凸轮轴19和手动储能轴14分设在中间的一个第一支撑板17的两侧。

请参阅图4，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，手动分闸轴15和手动储能轴14位于同一侧。

参阅图17，作为本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器的一种具体实施方式，两个所分闸弹簧31分设在开关合分闸驱动杆10的两侧。

本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器与目前市场上的永磁真空断路器相比，在不需要辅助电源的条件下，可实现断路器手动操作，且开关合分闸机械特性不受人为因素的影响。

本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器与目前带手动合分闸操作的永磁真空断路器相比，本产品采用永磁铁磁力保持，工作时主要运动部件极少，无需机构脱扣锁扣装置，故障源少。并且结构简单，机械寿命长，可频繁操作，制造成本低，且不会造成两套保持装置在分闸过程中产生的结构性机械卡涩。

本实用新型提供的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，采用一体化设计，具有安装便捷，机械零件减少，可操作性强，使用性能稳定，调整环节少的优点，明显提升设备可靠性，节省维修费用，故障率极大的降低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，包括机箱底座(37)和设于机箱底座(37)内的真空灭弧室及其组件(38)，其特征在于：所述机箱底座(37)内还设有永磁操作机构、弹簧储能机构和合分闸操作机构；所述真空灭弧室及其组件(38)与所述合分闸操作机构铰接相连，所述机箱底座(37)外设有与所述弹簧储能机构相连的手动合闸手柄(34)和与所述合分闸操作机构相连的手动分闸手柄(36)，所述手动合闸手柄(34)和所述手动分闸手柄(36)之间设有用于指示所述手动合闸手柄(34)和所述手动分闸手柄(36)转动位置的手动合分闸指示(35)。

2.如权利要求1所述的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，其特征在于：所述手动合闸手柄(34)与所述弹簧储能机构的手动储能轴(14)键连接，所述手动分闸手柄(36)与所述合分闸操作机构的手动分闸轴(15)键连接。

3.如权利要求1所述的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，其特征在于：所述机箱底座的外壁设有与所述手动合分闸指示(35)配合使用的刻度盘。

4.如权利要求3所述的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，其特征在于：所述机箱底座的外壁设有向外凸起对应安装所述刻度盘的安装块(39)，所述手动分闸手柄(36)和所述合分闸操作机构均借助所述安装块与对应的轴连接。

5.如权利要求1所述的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，其特征在于：所述手动合闸手柄(34)和所述手动分闸手柄(36)与对应的轴的连接处均设有锁紧螺母。

6.如权利要求1所述的一体化弹簧永磁机构柱上真空断路器，其特征在于：所述手动合闸手柄(34)和所述手动分闸手柄(36)上均设有用于插接摇把的插孔。