CN210607151U

CN210607151U - 一种低压真空断路器脱扣装置

Info

Publication number: CN210607151U
Application number: CN201921873919.6U
Authority: CN
Inventors: 林新德; 钟建艺; 刘磊; 董惠东; 郭友德; 张金泉
Original assignee: Xiamen Hongfa Electrical Safety and Controls Co Ltd
Current assignee: Xiamen Hongfa Electrical Safety and Controls Co Ltd
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-11-01

Abstract

本实用新型公开一种低压真空断路器脱扣装置，涉及真空断路器技术领域，包括电磁铁、真空灭弧室和脱扣机构，电磁铁控制真空灭弧室内动、静触头接触或分离而实现合分闸，电磁铁和真空灭弧室之间设有脱扣机构，脱扣机构包括一连杆组件，连杆组件具有折叠状态和相对平直状态，连杆组件的折叠状态和相对平直状态分别对应脱扣机构的脱扣状态和锁扣状态，当电路出现过载或短路故障时，连杆组件及时响应由相对平直状态切换为折叠状态以使真空灭弧室内动、静触头分离而快速跳闸。本实用新型提供的低压真空断路器脱扣装置能够对故障电路及时切断，实现保护功能，在脱扣后发出故障报警信号，通知用户及时维护，防止事故进一步扩大。

Description

一种低压真空断路器脱扣装置

技术领域

本实用新型涉及真空断路器技术领域，特别是一种低压真空断路器脱扣装置。

背景技术

当前市场上一种真空断路器由真空灭弧室、触头弹簧、传动组件、永磁机构、复位弹簧、和安装基座等组成。动作过程如下：

1)永磁机构得电后，动铁芯与静铁芯闭合，带动传动组件运动，从而推动真空灭弧室动静触头闭合，同时触头弹簧被压缩为触头提供压力，复位弹簧被压缩储能。

2)当永磁机构失电后，真空灭弧室动触头在触头弹簧和复位弹簧的作用下与静触头分离，同时永磁机构的动铁芯复位。

当前真空断路器的结构问题：当电路出现过载或短路时，真空断路器本身没有能力进行对故障电路的切断，只能依靠其他保护元器件进行电路保护。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种低压真空断路器脱扣装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种低压真空断路器脱扣装置，包括电磁铁、真空灭弧室和脱扣机构，电磁铁控制真空灭弧室内动、静触头接触或分离而实现合分闸，电磁铁和真空灭弧室之间设有脱扣机构，脱扣机构包括一连杆组件，连杆组件具有折叠状态和相对平直状态，连杆组件的折叠状态和相对平直状态分别对应脱扣机构的脱扣状态和锁扣状态，当电路出现过载或短路故障时，连杆组件及时响应由相对平直状态切换为折叠状态以使真空灭弧室内动、静触头分离而快速跳闸。

进一步的，所述脱扣机构包括省力杠杆组件，脱扣机构藉由省力杠杆组件触发解锁使连杆组件由相对平直状态快速转变为折叠状态，进而实现断路器的快速跳闸。

进一步的，所述省力杠杆组件包括止动杆和脱扣半轴，止动杆和脱扣半轴皆能旋转，止动杆配置成当连杆组件处于相对平直状态时，止动杆旋转至抵住连杆组件以使连杆组件保持在相对平直状态，脱扣半轴配置成当止动杆抵压处于相对平直状态的连杆组件时旋转至抵住止动杆，从而锁住止动杆。

进一步的，所述脱扣机构还包括安装板、连接杆和推杆，连杆组件的两端分别与推杆和连接杆铰接，推杆传动连接真空灭弧室的动触头端，连接杆固定连接安装板且与电磁铁相对，止动杆和脱扣半轴皆组装在安装板上,止动杆绕第一销轴转动，第一销轴和脱扣半轴分别位于连杆组件的两侧。

进一步的，所述连杆组件包括铰接连接的第一连杆和第二连杆，第一连杆与连接杆铰接，第二连杆与推杆铰接，推杆和连接杆同轴，止动杆抵接第一连杆，通过第一连杆和第二连杆的相对运动，实现连杆组件的平直状态和折叠状态的切换。

进一步的，所述低压真空断路器脱扣装置还包括热磁触发单元和牵引杆，真空灭弧室的动触头端和静触头端各自连接一接线板，真空灭弧室动触头端的接线板位于真空灭弧室和脱扣机构之间并朝断路器前方延伸，真空灭弧室的静触头端的接线板朝断路器后方延伸，热磁触发单元连接在真空灭弧室动触头端的接线板上，牵引杆置于热磁触发单元和脱扣机构之间，断路器过载或短路时，热磁触发单元触发牵引杆，被触发的牵引杆拨动脱扣半轴以使脱扣机构进入脱扣状态。

进一步的，所述热磁触发单元包括热脱扣元件和磁脱扣元件，断路器短路时由热脱扣元件触发牵引杆，断路器过载时由磁脱扣元件触发牵引杆。

进一步的，所述低压真空断路器脱扣装置还包括复位报警机构，所述复位报警机构包括电磁铁控制微动开关、信号报警微动开关以及用于驱动连杆组件进行复位的复位按钮，所述安装板上组装有复位杆，复位杆一端抵接复位按钮、另一端抵接第二连杆，通过按压复位按钮能使复位杆将连杆组件由折叠状态转换为相对平直状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、当电路出现过载/短路时，低压真空断路器脱扣装置能够对故障电路及时切断，实现保护功能。

2、当电路出现过载/短路时，低压真空断路器脱扣装置在脱扣后发出故障报警信号，通知用户及时维护。

3、只有在电路故障消除后对低压真空断路器脱扣装置进行手动复位后才能进行合闸操作，避免电路故障未消除时进行合闸，防止事故进一步扩大。

4、省力杠杆具有将力放大千倍的效果，藉由省力杠杆组件，只需很小的脱扣力就能使脱扣机构快速脱扣，从而使断路器快速跳闸。

附图说明

图1是本实用新型实施例的真空断路器的部分内部结构的侧视图；

图2是本实用新型实施例的脱扣机构的立体图之一；

图3是本实用新型实施例的脱扣机构的分解图；

图4是本实用新型实施例的脱扣机构的立体图之二；

图5是脱扣半轴复位扭簧的安装示意图之一；

图6是脱扣半轴复位扭簧的安装示意图之二；

图7是止动杆复位扭簧的安装示意图之一；

图8是止动杆复位扭簧的安装示意图之二；

图9是本实用新型实施例的脱扣机构的锁扣状态示意图之一；

图10是本实用新型实施例的脱扣机构的锁扣状态示意图之二；

图11是本实用新型实施例的脱扣机构的脱扣状态示意图之一；

图12是本实用新型实施例的脱扣机构的脱扣状态示意图之二；

图13是脱扣机构的受力分析图；

图14是图1所示的真空断路器的部分内部结构的侧视图省略了一个复位拉簧的示意图；

图15是本实用新型实施例的真空断路器的内部结构立体图之一；

图16是本实用新型实施例的真空断路器的内部结构的立体图之二；

图17是本实用新型实施例的真空断路器的部分内部结构的立体图。

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。下文所述的方位以图1为基准。

请参阅图1至图17，一种低压真空断路器脱扣装置，包括电磁铁100、真空灭弧室600和脱扣机构200，电磁铁100通过脱扣机构200控制真空灭弧室600内动、静触头接触或分离而实现合分闸，脱扣机构200包括一连杆组件，连杆组件具有折叠状态和相对平直状态，连杆组件的折叠状态和相对平直状态分别对应脱扣机构200的脱扣状态和锁扣状态，当电路出现过载/短路故障时，连杆组件及时响应由相对平直状态切换为折叠状态以使真空灭弧室600内动、静触头分离而快速跳闸。本文所述的低压为不大于1500伏的电压。

脱扣机构200包括省力杠杆组件，脱扣机构藉由省力杠杆组件触发解锁使连杆组件由平直状态快速转变为折叠状态，进而实现断路器的快速跳闸。

请参阅图2至图12，省力杠杆组件包括止动杆206和脱扣半轴205，止动杆206和脱扣半轴205皆能旋转，止动杆206配置成当连杆组件处于相对平直状态时，止动杆206旋转至抵住连杆组件以使连杆组件保持在相对平直状态，脱扣半轴205配置成当止动杆206抵压处于相对平直状态的连杆组件时抵住止动杆206，从而锁住止动杆206。

如图7和图8所示，止动杆206配置有止动杆复位扭簧210，止动杆206在止动杆复位扭簧210的作用下具有抵压连杆组件的倾向。在断路器的正常工作状态下，如图9和图10所示，止动杆206在止动杆复位扭簧210的作用下将连杆组件抵压至相对平直状态。脱扣半轴205配置有脱扣半轴复位扭簧212，在断路器的正常工作状态下，脱扣半轴205在脱扣半轴复位扭簧212的作用下抵住止动杆206以使止动杆206保持抵压连杆组件的状态，连杆组件被止动杆206锁住而不能运动，此时脱扣机构200处于锁扣状态。

如图2至图14所示，脱扣机构200还包括安装板208、连接杆204和推杆201，连杆组件的两端分别与推杆201和连接杆204铰接，推杆201一端与连杆组件铰接、另一端传动连接真空灭弧室600的动触头端，连接杆204固定连接安装板208且与电磁铁100相对，止动杆206和脱扣半轴205皆组装在安装板208上,止动杆206绕第一销轴211转动，第一销轴211和脱扣半轴205分别位于连杆组件的两侧。

优选地，安装板208呈U字型，安装板208的中部设有供连接杆204穿入的通孔。为了控制推杆201的移动轨迹，安装板208上安装有导向板209，导向板209设有与连接杆204同轴的导向通孔，推杆201穿置在导向板209的导向通孔中并沿导向通孔轴向平动，推杆201与连接杆204同轴。

在具体的结构中，优选地，如图9至图12所示，止动杆206通过第一销轴211与安装板208连接，脱扣半轴205位于第一销轴211下方，连杆组件位于第一销轴211和脱扣半轴205之间。止动杆206的一端朝脱扣半轴205延伸，在断路器的正常工作状态下，止动杆206的一端抵接在脱扣半轴205的左侧面，脱扣半轴205阻止止动杆206的逆时针转动，止动杆206的另一端将连杆组件抵压至相对平直状态。

如图2至图8所示，止动杆复位扭簧210和脱扣半轴复位扭簧212分别套在第一销轴的两端，止动杆复位扭簧210的一端由安装板固定、另一端抵接止动杆，脱扣半轴复位扭簧212的一端由安装板固定、另一端抵接脱扣半轴。止动杆复位扭簧210对止动杆的作用方向与脱扣半轴复位扭簧212对脱扣半轴的作用方向相反。

如图3所示，脱扣半轴205具有缺口，当电路出现过载和短路故障时，脱扣半轴205被拨动至止动杆206能进入脱扣半轴205的缺口处，从而解除脱扣半轴205对止动杆206的限制。具体地，如图11和图12所示，脱扣半轴205被拨动至缺口朝上，此时连杆组件由相对平直状态切换为折叠状态，止动杆206在连杆组件的作用下能逆时针旋转而进入脱扣半轴205的缺口处，从而解除脱扣半轴205对止动杆206的限制。

如图3所示，连杆组件包括铰接连接的第一连杆203和第二连杆202，通过第一连杆203和第二连杆202的相对运动，实现连杆组件的平直状态和折叠状态的切换。如图9至图12所示，第一连杆203右端与连接杆204铰接，第二连杆202左端与推杆201铰接，止动杆206抵接第一连杆203。

脱扣机构解除脱扣状态的临界脱扣力F6满足下述公式：

其中，

F1L1＝F2L2，F2L3＝F4L4，F4L5f＝F6L6；

F6为脱扣机构解除脱扣状态的临界脱扣力；L6为F6的力臂；

F4为脱扣半轴205对止动杆206的作用力；

L5为止动杆206和脱扣半轴205之间形成的摩擦力的力臂；

L4为脱扣半轴205对止动杆206的作用点与止动杆的旋转中心之间的距离；

L3为第一连杆203对止动杆206的作用力的力臂；

F2为止动杆206对第一连杆203的作用力；

L2为第一连杆203和连接杆的铰接点与止动杆206对第一连杆203的作用点之间的距离；

F1为合闸时脱扣机构200受到的反力；

L1为F1的力臂；

f为脱扣半轴205与止动杆206之间的摩擦系数。

通过调整上述公式中的各参数，F1的大小可以为F6的上千倍，牵引杆对脱扣半轴的驱动力只需大于F6即可使脱扣机构脱扣。

如图15和图16所示，本实施例所述的真空断路器具有隔离板900，电磁铁100和脱扣机构200位于隔离板900上方，真空灭弧室600位于隔离板900下方，断路器还包括绕一支点401转动的转动支架400，支点401连接在隔离板900上，转动支架400的下端与真空灭弧室600的动触头端连接，推杆201的左端固定在转动支架400上端，电磁铁100在脱扣机构200的锁扣状态下通过推动连接杆204而移动整个脱扣机构200，推杆201向左移动能使转动支架400绕支点401转动，进而驱动真空灭弧室600内动、静触头接触实现合闸。断路器上设有复位拉簧300，复位拉簧300的一端连接在转动支架400上端、另一端固定连接电磁铁100。断路器合闸时，复位拉簧300被拉长储能。

第一连杆203发生顺时针转动时推动止动杆206发生逆时针转动，脱扣机构200进入脱扣状态，复位拉簧300自动回缩而带动转动支架400发生转动，进而使推杆201向右移动，第一连杆203和第二连杆202形成折叠状态。

优选地，低压真空断路器脱扣装置还包括复位报警机构，复位报警机构位于脱扣机构200上方。具体地，复位报警机构包括电磁铁控制微动开关、信号报警微动开关以及用于驱动连杆组件进行复位的复位按钮。

脱扣机构200还包括复位杆207，复位杆207通过一销轴铰接于安装板208，复位杆207优选为V型杆，复位杆207上端抵接复位按钮，复位杆207下端抵接第二连杆202。需要将脱扣机构200由脱扣状态恢复到锁扣状态时，按压复位按钮，复位杆207在复位按钮的作用下进行顺时针旋转，复位杆207下端下压第二连杆202，从而将第二连杆202和第一连杆203由折叠状态恢复成相对平直状态。

低压真空断路器脱扣装置还包括热磁触发单元500和牵引杆700，真空灭弧室的动触头端和静触头端各自连接一接线板800，真空灭弧室动触头端的接线板800位于真空灭弧室和脱扣机构之间并朝断路器前方延伸，真空灭弧室的静触头端的接线板朝断路器后方延伸，热磁触发单元连接在真空灭弧室动触头端的接线板800上，牵引杆700置于热磁触发单元500和脱扣机构200之间，过载时由热脱扣元件触发牵引杆700，短路时由磁脱扣元件触发牵引杆700，被触发的牵引杆700拨动脱扣半轴205以使脱扣机构200进入脱扣状态。

热脱扣元件为现有的具有双金属片的延时脱扣器，磁脱扣元件为现有的具有磁轭和衔铁的瞬时脱扣器，衔铁连接一击打杆501，断路器过载时，热脱扣元件的双金属片受热变形而触发牵引杆700，断路器短路时，磁脱扣元件的磁轭吸合衔铁，衔铁连接的击打杆501触发牵引杆700，被触发的牵引杆700拨动脱扣半轴205以使脱扣机构200进入脱扣状态，进而使推杆201发生移动从而触发断路器进入分闸状态。与此同时，信号报警微动开关输出报警信号，告知用户；电磁铁控制微动开关切断电磁铁控制电路，使电磁铁100失电。故障排除后，用手按压复位按钮，使脱扣机构200从脱扣状态重新复位为锁扣状态，为下一次合闸做好准备。

本实施提供的低压真空断路器脱扣装置的使用原理为：

1)断路器过载或短路时，牵引杆700拨动脱扣半轴205，使脱扣半轴205转动至缺口朝上以撤销对止动杆206的限制，复位拉簧300复位回缩使推杆201朝连接杆204移动，从而使第一连杆203和第二连杆202形成向上拱起的折叠状态，此过程中第一连杆203沿顺时针转动，第一连杆203推动止动杆206进行逆时针转动，止动杆206的下端进入脱扣半轴205的缺口中。同时，电磁铁控制微动开关切断电磁铁控制电路，使电磁铁100失电，进而使断路器分闸，另外，信号报警微动开关输出报警信号给用户。

2)故障排除后，用手按压复位按钮，复位按钮使复位杆207转动，复位杆207下压第二连杆202，使第二连杆202沿顺时针转动至与第一连杆203处于相对平直状态，此时，止动杆206在止动杆复位扭簧210的作用下自动进行顺时针旋转复位至抵住第一连杆203，脱扣半轴205在脱扣半轴复位扭簧212的作用下进行顺时针旋转复位至抵住止动杆206下端。电磁铁100得电，动铁芯推动连接杆204，进而使脱扣机构200向左移动，转动支架400在推杆201的作用下发生转动，进而带动真空灭弧室600的动触头移动至抵接静触头，从而实现合闸。

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

1.一种低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：包括电磁铁、真空灭弧室和脱扣机构，电磁铁控制真空灭弧室内动、静触头接触或分离而实现合分闸，电磁铁和真空灭弧室之间设有脱扣机构，脱扣机构包括一连杆组件，连杆组件具有折叠状态和相对平直状态，连杆组件的折叠状态和相对平直状态分别对应脱扣机构的脱扣状态和锁扣状态，当电路出现过载或短路故障时，连杆组件及时响应由相对平直状态切换为折叠状态以使真空灭弧室内动、静触头分离而快速跳闸。

2.根据权利要求1所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述脱扣机构包括省力杠杆组件，脱扣机构藉由省力杠杆组件触发解锁使连杆组件由相对平直状态快速转变为折叠状态，进而实现断路器的快速跳闸。

3.根据权利要求2所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述省力杠杆组件包括止动杆和脱扣半轴，止动杆和脱扣半轴皆能旋转，止动杆配置成当连杆组件处于相对平直状态时，止动杆旋转至抵住连杆组件以使连杆组件保持在相对平直状态，脱扣半轴配置成当止动杆抵压处于相对平直状态的连杆组件时旋转至抵住止动杆，从而锁住止动杆。

4.根据权利要求3所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述止动杆配置有止动杆复位扭簧，止动杆在止动杆复位扭簧的作用下具有抵压连杆组件的倾向；所述脱扣半轴配置有脱扣半轴复位扭簧，脱扣半轴在脱扣半轴复位扭簧的作用下抵住止动杆，以锁住止动杆。

5.根据权利要求3所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述脱扣半轴具有缺口，当电路出现过载/短路故障时，脱扣半轴被拨动至止动杆能进入脱扣半轴的缺口处，从而解除脱扣半轴对止动杆的限制。

6.根据权利要求3所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述脱扣机构还包括安装板、连接杆和推杆，连杆组件的两端分别与推杆和连接杆铰接，推杆传动连接真空灭弧室的动触头端，连接杆固定连接安装板且与电磁铁相对，止动杆和脱扣半轴皆组装在安装板上,止动杆绕第一销轴转动，第一销轴和脱扣半轴分别位于连杆组件的两侧。

7.根据权利要求6所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述连杆组件包括铰接连接的第一连杆和第二连杆，第一连杆与连接杆铰接，第二连杆与推杆铰接，推杆和连接杆同轴，止动杆抵接第一连杆，通过第一连杆和第二连杆的相对运动，实现连杆组件的平直状态和折叠状态的切换。

8.根据权利要求7所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述低压真空断路器脱扣装置还包括热磁触发单元和牵引杆，真空灭弧室的动触头端和静触头端各自连接一接线板，真空灭弧室动触头端的接线板位于真空灭弧室和脱扣机构之间并朝断路器前方延伸，真空灭弧室的静触头端的接线板朝断路器后方延伸，热磁触发单元连接在真空灭弧室动触头端的接线板上，牵引杆置于热磁触发单元和脱扣机构之间，断路器过载或短路时，热磁触发单元触发牵引杆，被触发的牵引杆拨动脱扣半轴以使脱扣机构进入脱扣状态。

9.根据权利要求8所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述热磁触发单元包括热脱扣元件和磁脱扣元件，断路器短路时由热脱扣元件触发牵引杆，断路器过载时由磁脱扣元件触发牵引杆。

10.根据权利要求7所述的低压真空断路器脱扣装置，其特征在于：所述低压真空断路器脱扣装置还包括复位报警机构，所述复位报警机构包括电磁铁控制微动开关、信号报警微动开关以及用于驱动连杆组件进行复位的复位按钮,所述安装板上组装有复位杆，复位杆一端抵接复位按钮、另一端抵接第二连杆，通过按压复位按钮能使复位杆将连杆组件由折叠状态转换为相对平直状态。