CN209658077U - 一种三工位真空开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三工位真空开关，包括真空灭弧室和磁控操作机构，所述真空灭弧室包括绝缘外壳、以及设在绝缘外壳内的一静端导电柱、一静触头、两动端导电柱、两动触头和一屏蔽罩，所述屏蔽罩设于所述静触头周侧；所述磁控操作机构包括控制器以及两磁控单元，每一磁控单元都包括一磁静件和一磁动件，所述磁静件和磁动件均设置在所述绝缘外壳内，且所述磁动件分别与一动触头驱动连接，以控制所述磁静件对磁动件产生吸力或者斥力，以使两动触头分别与静触头实现合或分，该三工位真空开关去除了易损的波纹管，以解决现有的真空灭弧室因波纹管而导致的各种问题。

Description

一种三工位真空开关

技术领域

本实用新型涉及真空开关领域，具体是涉及一种磁力驱动的三工位真空开关。

背景技术

真空开关是一种用于控制和保护电力系统的电器设备，它通过控制真空灭弧室(又称为真空开关管)内的两个电极触头的闭合、分离来实现电路电流的闭合和断开，从而达到控制电力系统的目的。真空灭弧室是真空开关的核心部件，它是通过密封在真空容器中的触头来控制、熄灭电弧的装置。

在现有的真空灭弧室中，波纹管为不可缺少的元件，其既能保证灭弧室的密封，又能借助它来实现动、静触头的相对运动，波纹管为焊接在动端盖板的运动密封件，波纹管在分、合闸时进行压缩或伸长复原的运动，在灭弧室内进行往复的机械运动，因此，真空开关的每一次合、分，都使波纹管沿轴向伸缩产生机械变形，剧烈、高频的机械变形容易使波纹管疲劳而受损。而随着使用时间变长和操作次数增加，波纹管会因疲劳导致弹性变差或断裂，造成真空灭弧室进气，导致真空灭弧室绝缘性能不够而击穿甚至爆炸。

另外，现有的真空开关的驱动力都是通过真空灭弧室外部机构施加的，这个外部机构施加的力还需克服波纹管压缩产生的强大阻力，使得真空灭弧室的合分需要强大的能源，因而外部机构的体积庞大，导致整个产品体积庞大。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种三工位真空开关，该三工位真空开关通过设置在真空灭弧室内的磁力机构来驱使动、静触头工作，去除了易损的波纹管，以解决现有的真空灭弧室因波纹管而导致的各种问题。

具体方案如下：

一种三工位真空开关，包括真空灭弧室和磁控操作机构，所述真空灭弧室包括绝缘外壳、以及设在绝缘外壳内的一静端导电柱、一静触头、两动端导电柱、两动触头和一屏蔽罩，所述静端导电柱的一端与所述静触头电连接，另一端露出于所述绝缘外壳，所述两动端导电柱的一端分别与一动触头电连接，另一端露出于所述绝缘外壳，所述屏蔽罩设于所述静触头周侧；所述磁控操作机构包括控制器以及两磁控单元，每一磁控单元都包括一磁静件和一磁动件，所述磁静件和磁动件均设置在所述绝缘外壳内，且所述磁动件分别与一动触头驱动连接，所述控制器位于所述绝缘外壳外部，且与两磁控单元的磁静件均电连接，以控制所述磁静件对磁动件产生吸力或者斥力，以驱动各自对应的动触头能够朝向或远离所述静触头运动，以使两动触头分别与静触头实现合或分。

进一步的，所述磁静件为电永磁体，所述磁动件为永磁体，所述磁静件能够对所述磁动件产生吸力和斥力，以驱动所述动触头能够朝向或远离所述静触头运动，以实现动触头和静触头之间的合或分。

进一步的，还包括一连接杆，所述连接杆的一端与所述动触头连接，另一端与所述磁动件连接。

进一步的，所述动触头远离所述静触头的一端上还固定安装有一固定件，该固定件上具有一开口端朝向所述动触头方向设置的凹陷部以及沿所述连接杆轴线方向与所述凹陷部连通的通孔，所述连接杆的中部具有凸出于其外周面的阻挡部，所述连接杆的一端穿过所述通孔与所述磁动件固定连接，且所述阻挡部限制在所述凹陷部内，所述连接杆的另一端位于所述凹陷部内，且套设有一缓冲弹性件。

进一步的，所述动触头固定所述固定件的端面上具有与所述连接杆正对设置的凹腔，且该凹腔的内径大于所述连接杆的外径。

进一步的，所述阻挡部的外周面与所述凹陷部的内壁间隙配合设置。

进一步的，所述绝缘外壳内还设置有至少一隔板，所述隔板将所述绝缘外壳内的空间分隔出第一容置空间和至少一第二容置空间，所述动触头、静触头位于所述第一容置空内，所述磁静件和所述磁动件位于所述第二容置空间内。

进一步的，所述磁控操作机构的两磁控单元并排设置于静触头的同一侧上。

进一步的，所述磁控操作机构的两磁控单元分别设置于静触头的相对的两侧上。

进一步的，所述动端导电柱的一端和动触头之间通过连接导线实现电连接，该连接导线具有随所述动触头运动的余量。

本实用新型提供的三工位真空开关与现有技术相比较具有以下优点：本实用新型提供的三工位真空开关用磁控操作机构来实现动触头和静触头之间的合、分，而且磁控操作机构是直接设置在真空灭弧室的绝缘外壳内，不需使用波纹管来保证真空灭弧室的密封以及动、静触头之间的合、分，因此不存在现有的真空灭弧室因波纹管而导致的各种缺陷。

另外，由于去除了波纹管，因此在进行合、分闸时，磁控操作机构只需相对小很多的力即可实现动、静触头之间的合、分，其可直接通过磁控操作机构来实现动、静触头之间的合、分，省略了现有真空开关庞大的操作机构，可降低该真空开关的体积以及降低其成本。

附图说明

图1示出了一种三工位真空开关的示意图。

图2示出了动触头以及连接杆的示意图。

图3示出了另一种三工位真空开关的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示的，本实用新型提供了一种三工位真空开关，其包括真空灭弧室和磁控操作机构。其中，所述真空灭弧室包括绝缘外壳10、以及设在绝缘外壳内的静端导电柱11、静触头12、两动端导电柱13、两动触头14和屏蔽罩15。绝缘外壳10通常为陶瓷外壳，但并不限定于此，现有的真空灭弧室的其它材料制成的绝缘外壳也可应用于此，绝缘外壳10内的空间经过处理形成符合真空灭弧室要求的真空环境。

静端导电柱11的一端与静触头12电连接，另一端露出于所述绝缘外壳10，动端导电柱13的一端和动触头14电连接，另一端露出于所述绝缘外壳10，露出于绝缘外壳10外部的静端导电柱11和动端导电柱13用于与外部电力系统的电缆进行连接。屏蔽罩15设在静触头12的周围，以实现其屏蔽作用。

磁控操作机构包括控制器20和两磁控单元21，每一磁控单元21都包括一磁静件210和一磁动件212。其中，磁静件210和磁动件212均设置在所述绝缘外壳10内，两磁控单元21的磁动件212分别与一动触头14驱动连接。控制器20位于所述绝缘外壳10外部，且与两磁控单元21的磁静件210均电连接，以控制磁静件210对磁动件212产生吸力或者斥力，以驱动各自对应的动触头14能够朝向或远离静触头12运动，以使两动触头14分别与静触头12实现合或分，从而实现各自电路电流的闭合和断开，从而达到控制两相电路分别控制目的。

参考图1，由于驱动动触头14的磁静件210和磁动件212均位于绝缘外壳10内部，因此只需考虑绝缘外壳10整体的真空密封性即可，无需如现有的真空灭弧室需考虑动触头连接杆与绝缘外壳之间的活动密封性能，因而本实施例所提供的真空灭弧室相对于现有真空灭弧室可以具有更高的真空度。而且动触头14的往复运动由磁控操作机构来实现，不需要波纹管来提供回复力，去除了易故障、寿命短的波纹管，可延长真空灭弧室的使用寿命以及降低事故发生率。

需明确的是磁控操作机构可以是如类似电磁铁的机构，如磁静件210与磁动件212均为电磁铁，或者其一为硬磁体，另一为电磁铁，只需能够实现磁静件210对磁动件212能够产生斥力以及吸力即可，且其产生的斥力和吸力需满足：当磁静件210对磁动件212产生斥力时，与其连接的动触头14能够与静触头12相接触，以实现电路的闭合；而当磁静件210对磁动件212产生吸力时，与其连接的动触头14能够与静触头12分离，以实现电路的断开。而控制器20控制磁静件210对磁动件212产生吸力或者斥力为现有技术，因此在此不进行赘述。

在本实施例中，优选的，上述的磁静件210为电永磁体(Electro PermanentMagnet-EPM)，磁动件212为永磁体，由于电磁铁在磁控操作机构意外断电的情况下会失去其磁力，而磁动件212在磁静件210失去磁力的情况下，可能会由于重力作用下导致动触头14和静触头12相接触，导致电路电流的闭合，这可能会导致危险。因此磁静件210优选为电永磁体，磁动件212优选为永磁体，其在断电的情况下，磁静件210中的硬磁体的磁极和作为磁动件212的永磁体相向面的磁极是相反的，因此依然能够对所述磁动件212产生吸力，在磁控操作机构意外断电的情况保证该真空开关的安全。而在需要实现电路电流闭合的情况下，作为磁静件210的电永磁体在电流的作用下改变朝向磁动件212面上的磁极，以对所述磁动件产生斥力，以驱动所述动触头14能够朝向所述静触头12运动，以实现动触头14和静触头12之间闭合。

而且相对于电磁铁，电永磁体具有更好的反应速度，因此在一些需要进行频繁进行开合的应用场合下，电永磁体也较电磁铁更具优势。

参考图1和图2，在本实施例中，较佳的，还包括一连接杆16，所述连接杆16的一端与所述动触头14连接，另一端与所述磁动件212连接，以增加磁动件212和动、静触头闭合处之间的距离。由于在动、静触头闭合的过程中，动、静触头的接触面上会产生短时的高热，因此增加磁动件212和静触头12触面之间的距离可以防止产生的短时高热影响磁动件212导致其退磁。

优选的，参考图1和图2，所述动触头14远离所述静触头12的一端上还固定安装有一固定件17，该固定件17上具有一开口端朝向所述动触头14方向设置的凹陷部170以及沿所述连接杆16轴线方向与所述凹陷部170连通的通孔172，所述连接杆16的中部具有凸出于其外周面的阻挡部160，所述连接杆16的一端穿过所述通孔172与所述磁动件212固定连接，且所述阻挡部160限制在所述凹陷部170内，所述连接杆16的另一端位于所述凹陷部170内，且套设有一缓冲弹性件18，在本实施例中该缓冲弹性件18为弹簧。由于连接杆16的一端与所述磁动件212之间是非直接固定连接的，在动、静触头闭合的过程中，缓冲弹性件18能够吸能而减小弹跳时间。

更优的是，参考图2，所述动触头14固定所述固定件17的端面上具有与所述连接杆16正对设置的凹腔140，且该凹腔140的内径大于所述连接杆的外径。在动、静触头闭合的过程中，连接杆16端部的一部分能够伸入只凹腔140内，以使缓冲弹性件18具有更好的吸能作用，进而进一步减小弹跳时间。

另一优选的是，参考图2，所述阻挡部160的外周面与所述凹陷部170的内壁间隙配合设置，在在动、静触头闭合的过程中，凹陷部170的内壁能够起到导向的作用，从而保证连接杆16是沿其轴线方向运动的。

在本实施例中，另一较佳的，参考图1和图3，绝缘外壳10内还设置有至少一隔板19，该隔板19将所述绝缘外壳10内的空间分隔出第一容置空间100和第二容置空间102。磁控操作机构的两磁控单元21可以如图1所示的，其分别设置于静触头12的相对的两侧上，或者如图3所示的，其并排设置于静触头12的同一侧上。其中优选如图1所示的分别设置于静触头12的相对的两侧上的排布方式，此种方式可以避免两磁控单元21之间的相互干扰。

参考图1和图3，动触头14、静触头12均位于第一容置空间100内，磁静件210和磁动件212位于第二容置空间102内，以将动触头14、静触头12和磁静件210和磁动件212隔开，以避免动、静触头的接触时产生短时的高热对磁静件210和磁动件212产生影响。

在本实施例中，另一较佳的，参考图1，动端导电柱13的一端和动触头14之间通过连接导线130实现电连接，该连接导线130具有随动触头14运动的余量，以便于动端导电柱13和动触头14之间的电连接。更优的是，连接导线130为编织线状的导线，其能够随动触头14运动而伸长或者收缩而不易损坏。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种三工位真空开关，其特征在于：包括真空灭弧室和磁控操作机构，所述真空灭弧室包括绝缘外壳、以及设在绝缘外壳内的一静端导电柱、一静触头、两动端导电柱、两动触头和一屏蔽罩，所述静端导电柱的一端与所述静触头电连接，另一端露出于所述绝缘外壳，所述两动端导电柱的一端分别与一动触头电连接，另一端露出于所述绝缘外壳，所述屏蔽罩设于所述静触头的周侧；所述磁控操作机构包括控制器以及两磁控单元，每一磁控单元都包括一磁静件和一磁动件，所述磁静件和磁动件均设置在所述绝缘外壳内，且所述磁动件分别与一动触头驱动连接，所述控制器位于所述绝缘外壳外部，且与两磁控单元的磁静件均电连接，以控制所述磁静件对磁动件产生吸力或者斥力，以驱动各自对应的动触头能够朝向或远离所述静触头运动，以使两动触头分别与静触头实现合或分。

2.根据权利要求1所述的三工位真空开关，其特征在于：所述磁静件为电永磁体，所述磁动件为永磁体，所述磁静件能够对所述磁动件产生吸力和斥力，以驱动所述动触头能够朝向或远离所述静触头运动，以实现动触头和静触头之间的合或分。

3.根据权利要求2所述的三工位真空开关，其特征在于：还包括一连接杆，所述连接杆的一端与所述动触头连接，另一端与所述磁动件连接。

4.根据权利要求3所述的三工位真空开关，其特征在于：所述动触头远离所述静触头的一端上还固定安装有一固定件，该固定件上具有一开口端朝向所述动触头方向设置的凹陷部以及沿所述连接杆轴线方向与所述凹陷部连通的通孔，所述连接杆的中部具有凸出于其外周面的阻挡部，所述连接杆的一端穿过所述通孔与所述磁动件固定连接，且所述阻挡部限制在所述凹陷部内，所述连接杆的另一端位于所述凹陷部内，且套设有一缓冲弹性件。

5.根据权利要求4所述的三工位真空开关，其特征在于：所述动触头固定所述固定件的端面上具有与所述连接杆正对设置的凹腔，且该凹腔的内径大于所述连接杆的外径。

6.根据权利要求4所述的三工位真空开关，其特征在于：所述阻挡部的外周面与所述凹陷部的内壁间隙配合设置。

7.根据权利要求1所述的三工位真空开关，其特征在于：所述绝缘外壳内还设置有至少一隔板，所述隔板将所述绝缘外壳内的空间分隔出第一容置空间和至少一第二容置空间，所述动触头、静触头位于所述第一容置空内，所述磁静件和所述磁动件位于所述第二容置空间内。

8.根据权利要求1所述的三工位真空开关，其特征在于：所述磁控操作机构的两磁控单元并排设置于静触头的同一侧上。

9.根据权利要求1所述的三工位真空开关，其特征在于：所述磁控操作机构的两磁控单元分别设置于静触头的相对的两侧上。

10.根据权利要求1所述的三工位真空开关，其特征在于：所述动端导电柱的一端和动触头之间通过连接导线实现电连接，该连接导线具有随所述动触头运动的余量。