CN209461373U - 真空快速永磁充气柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空快速永磁充气柜，其包括柜体，柜体内设有气箱，气箱内安装有真空灭弧室和单稳态永磁机构，单稳态永磁机构包括外磁轭，外磁轭的两端分别固定有第一端盖和第二端盖，动铁芯轴穿插于外磁轭中，外磁轭中设有动铁芯，动铁芯固定在动铁芯轴上，第二端盖上固定设有静铁芯，静铁芯与外磁轭之间设有磁钢，动铁芯与外磁轭之间设有线圈架，动铁芯轴的端头连接有超程簧导向杆，超程簧导向杆延伸至第二端盖外，动铁芯轴的外围设有超程簧和分闸簧，超程簧导向杆通过绝缘子与真空灭弧室的动端连接。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、能够连续进行分合闸操作的真空快速永磁充气柜。

Description

真空快速永磁充气柜

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备，特别是涉及一种用于交流微电网的真空快速永磁充气柜。

背景技术

现有SF6环网开关柜多采用弹簧操动机构，弹簧操动机构复杂的结构形式致使其可靠性降低，同时制造成本提高。开关配备弹簧操动机构，因其多级传动的特点，致使开关分合闸时间很难有所调整，且不能进行多次连续性分合闸操作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、能够连续进行分合闸操作的真空快速永磁充气柜。

本实用新型真空快速永磁充气柜，包括柜体，所述柜体内设有气箱，所述气箱内安装有真空灭弧室，所述气箱内还设有单稳态永磁机构，所述单稳态永磁机构包括呈筒型的外磁轭，所述外磁轭的两端分别固定有第一端盖和第二端盖，所述动铁芯轴的一端经第一端盖穿插于外磁轭的内腔中，所述外磁轭的内腔中设有动铁芯，所述动铁芯固定在动铁芯轴上，所述第二端盖上固定设有静铁芯，所述静铁芯与外磁轭之间设有磁钢，所述动铁芯与外磁轭之间设有线圈架，所述动铁芯轴的位于外磁轭内腔的端头连接有超程簧导向杆，所述超程簧导向杆穿过静铁芯后延伸至第二端盖外，所述动铁芯轴的外围设有超程簧和分闸簧，所述超程簧位于所述分闸簧内，所述超程簧设于动铁芯和超程簧导向杆之间，所述分闸簧设于动铁芯和第二端盖之间，当动铁芯轴带动动铁芯运动时，动铁芯能够同时与静铁芯和外磁轭接触，所述超程簧导向杆通过绝缘子与所述真空灭弧室的动端连接。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯轴与超程簧导向杆的连接方式为：所述超程簧导向杆的端面上设有柱形凹槽，所述动铁芯轴的端头位于所述柱形凹槽内，所述超程簧导向杆与动铁芯轴之间通过销轴连接，所述超程簧导向杆与动铁芯轴之间安装有密封圈，所述动铁芯轴上的销轴孔的孔径大于所述销轴的直径。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述第二端盖上设有导向铜套，所述超程簧导向杆穿过所述导向铜套延伸至第二端盖外。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯上开设有一凹槽，所述静铁芯上开设有一通孔，所述分闸簧的两端分别位于凹槽和通孔内，所述超程簧的一端位于所述凹槽内并与动铁芯相接触。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯上设有沿径向延伸的第一凸台，所述外磁轭的内壁上设有沿径向延伸的第二凸台，当动铁芯与静铁芯接触时，所述第一凸台与所述第二凸台也接触。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯通过螺纹连接的方式固定在所述动铁芯轴上。

本实用新型真空快速永磁充气柜与现有技术不同之处在于本实用新型在合闸状态时，即线圈架上的线圈通电，产生电磁场，在磁场力的作用下动铁芯运动并与静铁芯接触，此时闭合磁路为磁钢-外磁轭-动铁芯-静铁芯-磁钢。机构合闸操作时，线圈得电产生正向电动势(规定动铁芯至静铁芯方向为正向)，带动动铁芯向静铁芯处运动。当动铁芯与静铁芯接触时，机构内部形成上述闭合磁路，超程簧导向杆通过绝缘子与真空灭弧室以直动的方式连接，当动铁芯朝向静铁芯运动的过程中，超程簧导向杆也带动真空灭弧室作合闸动作，并通过磁场力保持机构处于合闸状态。当机构进行分闸操作时，线圈得电产生反向电动势，当分闸簧力、超程簧力和反向电动势之和大于机构合闸保持力时，机构进行分闸动作。由此可见，本实用新型结构简单、成本低、能够连续进行分合闸操作。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型真空快速永磁充气柜的结构示意图；

图2为本实用新型中的单稳态永磁机构和真空灭弧室的连接状态图；

图3为本实用新型中的单稳态永磁机构的结构示意图；

图4为本实用新型中的动铁芯轴与超程簧导向杆的连接状态图。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2-4所示，本实用新型真空快速永磁充气柜包括柜体，所述柜体内设有气箱27，所述气箱27内安装有真空灭弧室21和单稳态永磁机构18，单稳态永磁机构18包括呈筒型的外磁轭3，所述外磁轭3的两端分别固定有第一端盖1和第二端盖11，所述动铁芯轴15的一端经第一端盖1穿插于外磁轭3的内腔中，所述外磁轭3的内腔中设有动铁芯2，所述动铁芯2固定在动铁芯轴15上，所述第二端盖11上固定设有静铁芯4，所述静铁芯4与外磁轭3之间设有磁钢5，所述动铁芯2与外磁轭3之间设有线圈架13，所述动铁芯轴15的位于外磁轭3内腔的端头连接有超程簧导向杆9，所述超程簧导向杆9穿过静铁芯4后延伸至第二端盖11外，所述动铁芯轴15的外围设有超程簧14和分闸簧12，所述超程簧14位于所述分闸簧12内，所述超程簧14设于动铁芯2和超程簧导向杆9之间，所述分闸簧12设于动铁芯2和第二端盖11之间，当动铁芯轴15带动动铁芯2运动时，动铁芯2能够同时与静铁芯4和外磁轭3接触，所述超程簧导向杆通过绝缘子20与所述真空灭弧室21的动端连接。

如图1所示，并结合图2所示，真空灭弧室21的静端设置有下隔离刀座22，真空快速永磁充气柜上设置有手动分闸引出轴23、航空插座24、气压表25、盘簧操动机构26、隔离模块29和接地模块28。单稳态永磁机构18和绝缘子20构成断路器本体开关30。单稳态永磁机构18的上方设置有同步轴17，真空灭弧室21的静端设置有下隔离刀座22，绝缘子20和真空灭弧室21处的柜体上设置有绝缘支撑板19。

如图4所示，动铁芯轴15与超程簧导向杆9的连接方式为：所述超程簧导向杆9的端面上设有柱形凹槽8，所述动铁芯轴15的端头位于所述柱形凹槽8内，所述超程簧导向杆9与动铁芯轴15之间通过销轴7连接，所述超程簧导向杆9与动铁芯轴15之间安装有O型密封圈16，所述动铁芯轴15上的销轴孔的孔径大于所述销轴7的直径。

在动铁芯轴15与超程簧导向杆9连接处设有空气阻尼减震结构，动铁芯轴15上安装的O型圈与超程簧导向杆9之间形成相对密封空间(即柱形凹槽8内)，在该相对密封空间内充有空气，当机构进行合闸动作时，动铁芯轴15与超程簧导向杆9进行相对运动，挤压存在于超程簧导向杆9中的空气向外排出，形成具有降低结构传递振动的能力，从而减小开关的合闸弹跳问题。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述第二端盖11上设有导向铜套10，所述超程簧导向杆9穿过所述导向铜套10延伸至第二端盖11外。第二端盖11外侧通过螺栓固定有连接支撑板6。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯2上开设有一凹槽，所述静铁芯4上开设有一通孔，所述分闸簧12的两端分别位于凹槽和通孔内，所述超程簧14的一端位于所述凹槽内并与动铁芯2相接触。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯2上设有沿径向延伸的第一凸台，所述外磁轭3的内壁上设有沿径向延伸的第二凸台，当动铁芯2与静铁芯4接触时，所述第一凸台与所述第二凸台也接触。

本实用新型真空快速永磁充气柜，其中所述动铁芯2通过螺纹连接的方式固定在所述动铁芯轴15上。

本实用新型在合闸状态时，即线圈架13上的线圈通电，产生电磁场，在磁场力的作用下动铁芯2运动并与静铁芯4接触，此时闭合磁路为磁钢-外磁轭-动铁芯-静铁芯-磁钢。机构合闸操作时，线圈得电产生正向电动势(规定动铁芯2至静铁芯4方向为正向)，带动动铁芯2向静铁芯4处运动。当动铁芯2与静铁芯4接触时，机构内部形成上述闭合磁路，超程簧导向杆通过绝缘子20与真空灭弧室21以直动的方式连接，当动铁芯朝向静铁芯运动的过程中，超程簧导向杆也带动真空灭弧室21作合闸动作，并通过磁场力保持机构处于合闸状态。当机构进行分闸操作时，线圈得电产生反向电动势，当分闸簧力、超程簧力和反向电动势之和大于机构合闸保持力时，机构进行分闸动作。由此可见，本实用新型结构简单、成本低、能够连续进行分合闸操作。

本实用新型中的单稳态永磁机构18，其简单优异的磁回路在保证真空灭弧室21所需触头压力的情况下使机构体积更加小巧。单稳态永磁机构18可在有限的空间内(充气柜气箱27内)与真空灭弧室21形成直动型传动结构，因减少运动中的多环节传动，致使开关可以具有更短的分闸时间。

单稳态永磁机构18内置超程簧14，后期装配过程中无需特制绝缘拉杆，采用普通绝缘子20连接即可(常规开关超程簧放置于绝缘拉杆)。

单稳态永磁机构18采用空气阻尼减震方式，通过压缩空气达到降低结构传递振动的能力，使配备该机构的开关减小合闸弹跳。

优化线圈参数，降低线圈功耗。使开关可通过控制器多次快速进行分合闸操作(降低控制器合闸操作时的电容压降)。

本实用新型以干燥空气为绝缘介质，气体即使泄漏也不会对环境造成污染，气体的后期处理比较简便，可以直接排放到空气中，减少了气体柜灭弧气体的后期处理成本。

真空快速永磁充气柜采用单稳态永磁机构18，分闸速度可小于10ms，并可进行多次连续分合闸操作。

本实用新型的有益效果如下：

1、机构体积小，可在有限空间内与真空灭弧室21以直动方式连接，从而减少传动环节，减少开关分合闸时间。

2、真空灭弧室21与机构以直动方式连接会出现合闸弹跳大的问题，本实用新型以空气阻尼结构减小开关合闸弹跳效果明显。

3、结构优异，装配工艺简单，经济效益明显。

4、机构自具超程簧，无需另配备与之相应的带超程簧的绝缘拉杆，经济效益明显。

5、机构采用三相并联方式连接，使开关具有很好的同期性。(三相电压相同，保证启动时间)。

6、采用直动连接结构，减少传动环节，可是开关分闸时间达到10ms以内。

7、将单稳态永磁机构18以直动方式与真空灭弧室21连接组成断路器本体开关30，将断路器本体开关30置于气箱27内，气箱27内部充以干燥空气作为绝缘介质。机构引出线以航空插座24(头)对接方式引出气箱27与控制器对接。

8、以干燥空气代替SF6作为绝缘介质可减少对环境的污染。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种真空快速永磁充气柜，包括柜体，所述柜体内设有气箱，所述气箱内安装有真空灭弧室，其特征在于：所述气箱内还设有单稳态永磁机构，所述单稳态永磁机构包括外磁轭和动铁芯轴，呈筒型的所述外磁轭的两端分别固定有第一端盖和第二端盖，所述动铁芯轴的一端经第一端盖穿插于外磁轭的内腔中，所述外磁轭的内腔中设有动铁芯，所述动铁芯固定在动铁芯轴上，所述第二端盖上固定设有静铁芯，所述静铁芯与外磁轭之间设有磁钢，所述动铁芯与外磁轭之间设有线圈架，所述动铁芯轴的位于外磁轭内腔的端头连接有超程簧导向杆，所述超程簧导向杆穿过静铁芯后延伸至第二端盖外，所述动铁芯轴的外围设有超程簧和分闸簧，所述超程簧位于所述分闸簧内，所述超程簧设于动铁芯和超程簧导向杆之间，所述分闸簧设于动铁芯和第二端盖之间，当动铁芯轴带动动铁芯运动时，动铁芯能够同时与静铁芯和外磁轭接触，所述超程簧导向杆通过绝缘子与所述真空灭弧室的动端连接。

2.根据权利要求1所述的真空快速永磁充气柜，其特征在于：所述动铁芯轴与超程簧导向杆的连接方式为：所述超程簧导向杆的端面上设有柱形凹槽，所述动铁芯轴的端头位于所述柱形凹槽内，所述超程簧导向杆与动铁芯轴之间通过销轴连接，所述超程簧导向杆与动铁芯轴之间安装有密封圈，所述动铁芯轴上的销轴孔的孔径大于所述销轴的直径。

3.根据权利要求2所述的真空快速永磁充气柜，其特征在于：所述第二端盖上设有导向铜套，所述超程簧导向杆穿过所述导向铜套延伸至第二端盖外。

4.根据权利要求3所述的真空快速永磁充气柜，其特征在于：所述动铁芯上开设有一凹槽，所述静铁芯上开设有一通孔，所述分闸簧的两端分别位于凹槽和通孔内，所述超程簧的一端位于所述凹槽内并与动铁芯相接触。

5.根据权利要求4所述的真空快速永磁充气柜，其特征在于：所述动铁芯上设有沿径向延伸的第一凸台，所述外磁轭的内壁上设有沿径向延伸的第二凸台，当动铁芯与静铁芯接触时，所述第一凸台与所述第二凸台也接触。

6.根据权利要求5所述的真空快速永磁充气柜，其特征在于：所述动铁芯通过螺纹连接的方式固定在所述动铁芯轴上。