CN210897169U - 一种重合闸断路器的电磁操动机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种重合闸断路器的电磁操动机构，包括外壳体，所述外壳体内铰接有转盘，所述转盘上设置有用于拨动断路器上的推闸的拨杆机构；所述转盘上与所述拨杆机构相对设置有连杆，所述连杆自由端安装有条形的永磁体，所述永磁体以转盘的圆心转动的轨迹上分别安装有用于磁性驱动所述永磁体左右摆动的第一电磁继电器和第二电磁继电器。本实用新型采用全新的结构设计，利用电磁驱动原理实现电磁操动重合闸，能够在更小的电流作用下实现重合闸，结构更加简单，合闸动作迅速，可靠性高。

Description

一种重合闸断路器的电磁操动机构

技术领域

本实用新型属于电器设备领域，尤其涉及自动重合闸的断路器领域，具体涉及用于自动重合闸的电磁操动机构。

背景技术

电磁操动机构又名电磁操作机构。电磁操作机构是利用合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸四连杆机构进行合闸的的操作机构，其合闸能量完全取决于合闸电流的大小。分闸时，跳闸铁芯上的撞头因手动或远距离控制使跳闸线圈通电而往上撞击连杆系统，使搭在L形搭钩上的连杆滚轴下落，于是主轴在断路弹簧作用下转动，使断路器跳，并带动辅助开关切换。断路器跳阐后，跳闸铁芯下落，正对此铁芯的两连杆也恢复到跳闸前的状态。

现有的电磁操动机构的优点主要在于结构简单，加工容易，可以实现遥控操作和自动重合闸，同时机构间的配合较好。但是，依然存在明显的缺点，最为主要的就是现有的合闸电流很大，需要大功率的直流电来提供合闸需要的电磁力来克服外阻力，由于合闸电流大，一般的辅助开关、中间继电器触点等很难投切这么大的电流，因此，必须另配直流接触器，利用直流接触器的带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸。现有的电磁操动机构一般都适用于高压线路，一般电压都处于10KV以上，对于低压电路一般不适用，譬如家用的220V和工业用的380V电源，对于上述电磁操动结构就很难直接应用。鉴于此，对于低压电路的自动重合闸的电磁操动机构则需要在结构上进行另行设计。

实用新型内容

为了解决现有技术中的电磁操动机构正常工作所需的电流大，需要单独配备辅助设备才能实现，对于低压电路不适用的技术问题，本申请提供一种全新设计的电磁操动机构，结构简单，可靠性高，同时无需其他辅助接触器即可实现合闸工作，方便实用，且整个电磁操动机构的外科与现有的断路器外壳设计完全吻合，能够直接在现有的电源箱内安装，实用性强。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种重合闸断路器的电磁操动机构，包括外壳体，所述外壳体内铰接有转盘，所述转盘上设置有用于拨动断路器上的推闸的拨杆机构；所述转盘上与所述拨杆机构相对设置有连杆，所述连杆自由端安装有条形的永磁体，所述永磁体以转盘的圆心转动的轨迹上分别安装有用于磁性驱动所述永磁体左右摆动的第一电磁继电器和第二电磁继电器。工作原理：采用上述电磁操动机构实现断路器重合闸的工作原理是按照如下流程进行的：首先，介绍一下本实用新型的工作场景，当断路器遇到过载或者短路等诸多情况跳闸以后，需要重合闸时就会需要上述电磁操动机构来执行合闸动作。上述电磁操动机构和现有的操动机构作用一样，即提供对需要合闸的断路器施加外力实现合闸作用，从而替代人工合闸所带来的时间长，投入人力物力大的现实问题。当断路器所连通的负载电路已经可以正常工作，只需要将断路器合闸送电时，采用本电磁操动机构进行合闸动作则首先给予第一电磁继电器和第二电磁继电器送电，当第一电磁继电器和第二电磁继电器通电之后即瞬间产生磁力，且第一电磁继电器和第二电磁继电器线圈中的电流方向为相同方向的直流电，磁力产生的极性亦是相同的。即第一电磁继电器和第二电磁继电器或同时为N极或者同时为S极，且第一电磁继电器的极性与所述永磁体向接触的极性是始终相反。当需要执行合闸动作时，用于给电磁操动机构供应电力的驱动机构就会向所述第一电磁继电器和第二电磁继电器供电，在通电的瞬间由于第一电磁继电器产生的极性与永磁体的极性相同，那么在瞬间产生的排斥力作用下永磁体将沿着转盘的中心点向第二电磁继电器方向摆动，由于此时电磁继电器和第一电磁继电器始终处于通电状态，且靠近第二电磁继电器一端的永磁体的极性与第一电磁继电器相反，第一电磁继电器与第二电磁继电器极性相同，就构成异性相吸的作用，在永磁体两端的一斥一吸过程中，永磁体就从原本吸合在第一电磁继电器上变为吸合在第二电磁继电器上。在上述过程中，转盘也随之转动，同时带动与转盘固定连接的拨杆机构偏转，在拨杆机构潘专的同时带动推闸转动，从而达到断路器的合闸目的。在此过程中，需要说明的一点是：由于不同型号的断路器的推闸在需要合闸时的阻力不同，因此施加在所述第一电磁继电器和第二电磁继电器上的电流就会不同，这可以根据实际匹配的型号设置不同的降压电路，这与现有的电磁操动机构的电源供应原理一模一样，这对于本领域技术人员而言亦为公知，在此不做赘述。同时，对于自动重合闸的断路器的设置几乎都采用热感应跳闸方式，因此，合闸的阻力会明显小于传统的手动合闸方式的断路器。譬如现有的家用空气开关就是比较典型的手动合闸的断路器。采用本实用新型的上述结构的优点还在于连接永磁体的连杆的长度会明显长于拨杆机构的长度，因此，整体设计为省力杠杆设计，在相同的电磁继电器的线圈匝数和电流作用下，能够克服更大的合闸阻力；反之，则更具有减小能够，保证合闸可靠性的作用。同时，当断路器处于合闸状态时，第一电磁继电器和第二电磁继电器均未通电，不具有磁力，只有永磁体自带的磁性作用，保持合闸状态，此时整个电磁操动机构是没有任何电能耗损的，节能性好。当断路器跳闸后，永磁体又回到初始状态，需要合闸时，重复上述动作。最后需要强调一点的是：本申请只是提供一种新型的电磁操动机构，并不对现有的用于对电磁操动机构的前端电气部分做改进，对于给电磁操动机构进行供电的部分，即本申请中以驱动机构概括部分并不做任何创新创造，亦不要求保护，故在本申请中不做列明。

作为本申请的优选结构设计，在上述结构的基础上，所述第一电磁继电器与所述永磁体之间还设置有用于对所述永磁体施加排斥力的二级电磁线圈，所述二级电磁线圈安装的位置在所述永磁体与第一电磁继电器吸合时靠近所述永磁体一端的外侧周。

作为本申请的优选结构设计，在上述结构的基础上，所述转盘上还设置有导向承台，所述导向承台的侧壁具有平滑的起伏面，所述起伏面由设置于中间的弧形凸面和与所述弧形凸面平滑连接位于两侧的第一弧形凹面和第二弧形凹面；所述外壳体上固定设置有弹力机构，所述弹力机构的自由端上安装有滚珠，所述滚珠将弹力机构的弹力抵靠施加在所述起伏面上。

作为本申请的优选结构设计，在上述结构的基础上，所述弹力机构包括固定安装在所述外壳体上的L型底板，所述L型底板上固定安装有套管，所述套管内安装有弹簧，所述套管内安装的所述滚珠，所述滚珠分别抵靠连接在所述弹簧和所述导向承台之间。

作为本申请的优选结构设计，在上述结构的基础上，所述拨杆机构包括与所述转盘固定连接的拨杆套，一端嵌插在所述拨杆套内的拨杆，所述拨杆另一端嵌插在所述断路器上的推闸内。

作为本申请的优选结构设计，在上述结构的基础上，所述L型底板贴合所述外壳体一面上固定连接有呈等边三角形设置的连接柱，所述连接柱通过嵌插在外壳体上实现对L型底板的固定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是带有电磁操动机构的断路器；

图2是图1的结构爆炸图；

图3是电磁操动机构的内部结构连接示意图(非工作状态，断路器未跳闸)；

图4是电磁操动机构的内部结构连接示意图(工作状态，断路器已跳闸)；

图5是转盘的立体结构示意图。

图中：1-断路器；2-电磁操动机构；3-驱动机构；4-拨杆套；5-转盘；6- 连杆；7-永磁体；8-滚珠；9-套管；10-弹簧；11-L型底板；12-连接柱；13- 第一电磁继电器；14-二级电磁线圈；15-第二电磁继电器；16-拨杆；17-推闸；51-导向承台；511-第一弧形凹面；512-弧形凸面；513-第二弧形凹面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1、3和4所示的重合闸断路器的电磁操动机构，包括外壳体，所述外壳体内铰接有转盘5，所述转盘5上设置有用于拨动断路器1上的推闸17的拨杆机构；所述转盘5上与所述拨杆机构相对设置有连杆6，所述连杆6自由端安装有条形的永磁体7，所述永磁体7以转盘5的圆心转动的轨迹上分别安装有用于磁性驱动所述永磁体7左右摆动的第一电磁继电器13和第二电磁继电器15。工作原理：采用上述电磁操动机构实现断路器1重合闸的工作原理是按照如下流程进行的：首先，介绍一下本实施例的工作场景，当断路器 1遇到过载或者短路等诸多情况跳闸以后，需要重合闸时就会需要上述电磁操动机构来执行合闸动作。上述电磁操动机构和现有的操动机构作用一样，即提供对需要合闸的断路器1施加外力实现合闸作用，从而替代人工合闸所带来的时间长，投入人力物力大的现实问题。当断路器1所连通的负载电路已经可以正常工作，只需要将断路器1合闸送电时，采用本电磁操动机构2进行合闸动作则首先给予第一电磁继电器13和第二电磁继电器15送电，当第一电磁继电器13和第二电磁继电器15通电之后即瞬间产生磁力，且第一电磁继电器13和第二电磁继电器15线圈中的电流方向为相同方向的直流电，磁力产生的极性亦是相同的。即第一电磁继电器13和第二电磁继电器15或同时为N极或者同时为S极，且第一电磁继电器13的极性与所述永磁体7向接触的极性是始终相反。当需要执行合闸动作时，用于给电磁操动机构2供应电力的驱动机构3就会向所述第一电磁继电器13和第二电磁继电器15供电，在通电的瞬间由于第一电磁继电器13产生的极性与永磁体7的极性相同，那么在瞬间产生的排斥力作用下永磁体7将沿着转盘5的中心点向第二电磁继电器15方向摆动，由于此时电磁继电器15和第一电磁继电器13始终处于通电状态，且靠近第二电磁继电器 15一端的永磁体7的极性与第一电磁继电器13相反，第一电磁继电器13与第二电磁继电器15极性相同，就构成异性相吸的作用，在永磁体7两端的一斥一吸过程中，永磁体7就从原本吸合在第一电磁继电器13上变为吸合在第二电磁继电器15上。在上述过程中，转盘5也随之转动，同时带动与转盘5固定连接的拨杆机构偏转，在拨杆机构潘专的同时带动推闸17转动，从而达到断路器1的合闸目的。在此过程中，需要说明的一点是：由于不同型号的断路器1的推闸17在需要合闸时的阻力不同，因此施加在所述第一电磁继电器13和第二电磁继电器15上的电流就会不同，这可以根据实际匹配的型号设置不同的降压电路，这与现有的电磁操动机构的电源供应原理一模一样，这对于本领域技术人员而言亦为公知，在此不做赘述。同时，对于自动重合闸的断路器1的设置几乎都采用热感应跳闸方式，因此，合闸的阻力会明显小于传统的手动合闸方式的断路器。譬如现有的家用空气开关就是比较典型的手动合闸的断路器。采用本实施例的上述结构的优点还在于连接永磁体7的连杆6的长度会明显长于拨杆机构的长度，因此，整体设计为省力杠杆设计，在相同的电磁继电器的线圈匝数和电流作用下，能够克服更大的合闸阻力；反之，则更具有减小能够，保证合闸可靠性的作用。同时，当断路器1处于合闸状态时，第一电磁继电器13 和第二电磁继电器15均未通电，不具有磁力，只有永磁体7自带的磁性作用，保持合闸状态，此时整个电磁操动机构2是没有任何电能耗损的，节能性好。当断路器1跳闸后，永磁体7又回到初始状态，需要合闸时，重复上述动作。最后需要强调一点的是：本申请只是提供一种新型的电磁操动机构，并不对现有的用于对电磁操动机构的前端电气部分做改进，对于给电磁操动机构进行供电的部分，即本申请中以驱动机构概括部分并不做任何创新创造，亦不要求保护，故在本申请中不做列明。

实施例2：

作为本申请的优选实施例，本实施例在实施例1的基础上做进一步的优化设计，具体地，结合说明书附图1-5所示内容，所述第一电磁继电器13与所述永磁体7之间还设置有用于对所述永磁体7施加排斥力的二级电磁线圈14，所述二级电磁线圈14安装的位置在所述永磁体7与第一电磁继电器13吸合时靠近所述永磁体7一端的外侧周。所述转盘5上还设置有导向承台51，所述导向承台51的侧壁具有平滑的起伏面，所述起伏面由设置于中间的弧形凸面512和与所述弧形凸面512平滑连接位于两侧的第一弧形凹面511和第二弧形凹面513；所述外壳体上固定设置有弹力机构，所述弹力机构的自由端上安装有滚珠 8，所述滚珠8将弹力机构的弹力抵靠施加在所述起伏面上。所述弹力机构包括固定安装在所述外壳体上的L型底板11，所述L型底板11上固定安装有套管9，所述套管9内安装有弹簧10，所述套管9内安装的所述滚珠8，所述滚珠8分别抵靠连接在所述弹簧10和所述导向承台51之间。所述拨杆机构包括与所述转盘5固定连接的拨杆套4，一端嵌插在所述拨杆套4内的拨杆16，所述拨杆 16另一端嵌插在所述断路器1上的推闸17内。所述L型底板11贴合所述外壳体一面上固定连接有呈等边三角形设置的连接柱12，所述连接柱12通过嵌插在外壳体上实现对L型底板11的固定。

工作原理及有益效果简述：

首先，第一大优化技术亮点就是设置二级电磁线圈14，其设置的位置刚好处于断路器1处于跳闸状态，尚未进行合闸时靠近所述第一电磁继电器13一端的外圆周上。设置在此处的作用是在第一电磁继电器13通电的瞬间，二级电磁线圈14也同时通电，产生电磁力，然而，二级电磁线圈14靠近永磁体7的一端的极性依然与第一电磁继电器13的极性相同。那么通电瞬间永磁体7在被第一电磁继电器13排斥的同时，二级电磁线圈14就会继续给予一个持续的斥力作用，当与永磁体7连接的连杆6摆过中点时，即所述滚珠8刚好从第二弧形凹面513移动到弧形凸面512中间点时，此时滚珠8在弹簧10的弹力作用下会自然的滑向第一弧形凹面511，由于滚珠8始终被约束在所述套管9内，套管9 通过L型底板11和连接柱12固定在电磁操动机构2的外壳体上，故而实现的技术效果就是弹簧10的作用力只有进一步推动转盘5转动，使得永磁体7向第二电磁继电器15移动，由于第二电磁继电器15对永磁体7具有吸合磁力作用，那么整个过程转盘5在电磁铁7的摆动作用下会非常顺畅，同时弹簧10对滚珠 8的弹力作用始终存在，因此，当断路器1的推闸17处于合闸或者跳闸状态时，滚珠8正好处于第一弧形凹面511和第二弧形凹面513中，这对于断路器1的推闸17也是一种稳定作用，可以避免因断路器1的负载电路瞬时的过载导致不必要的跳闸断电作用。若负载电路短路，产生的瞬间电流会远远大于正常工作电流，此时推闸17在过载电流的作用下会克服滚珠8施加在起伏面上的阻力瞬间实现跳闸，因此，采用上述优化结构并不会影响到断路器1的跳闸保护，但反而在合闸过程中能够更加轻松顺利，且使用更加小的电流就可以实现克服相同阻力的合闸技术效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种重合闸断路器的电磁操动机构，包括外壳体，其特征在于：所述外壳体内铰接有转盘(5)，所述转盘(5)上设置有用于拨动断路器(1)上的推闸(17)的拨杆机构；所述转盘(5)上与所述拨杆机构相对设置有连杆(6)，所述连杆(6)自由端安装有条形的永磁体(7)，所述永磁体(7)以转盘(5)的圆心转动的轨迹上分别安装有用于磁性驱动所述永磁体(7)左右摆动的第一电磁继电器(13)和第二电磁继电器(15)。

2.根据权利要求1所述的一种重合闸断路器的电磁操动机构，其特征在于：所述第一电磁继电器(13)与所述永磁体(7)之间还设置有用于对所述永磁体(7)施加排斥力的二级电磁线圈(14)，所述二级电磁线圈(14)安装的位置在所述永磁体(7)与第一电磁继电器(13)吸合时靠近所述永磁体(7)一端的外侧周。

3.根据权利要求1或2所述的一种重合闸断路器的电磁操动机构，其特征在于：所述转盘(5)上还设置有导向承台(51)，所述导向承台(51)的侧壁具有平滑的起伏面，所述起伏面由设置于中间的弧形凸面(512)和与所述弧形凸面(512)平滑连接位于两侧的第一弧形凹面(511)和第二弧形凹面(513)；所述外壳体上固定设置有弹力机构，所述弹力机构的自由端上安装有滚珠(8)，所述滚珠(8)将弹力机构的弹力抵靠施加在所述起伏面上。

4.根据权利要求3所述的一种重合闸断路器的电磁操动机构，其特征在于：所述弹力机构包括固定安装在所述外壳体上的L型底板(11)，所述L型底板(11)上固定安装有套管(9)，所述套管(9)内安装有弹簧(10)，所述套管(9)内安装的所述滚珠(8)，所述滚珠(8)分别抵靠连接在所述弹簧(10) 和所述导向承台(51)之间。

5.根据权利要求1所述的一种重合闸断路器的电磁操动机构，其特征在于：所述拨杆机构包括与所述转盘(5)固定连接的拨杆套(4)，一端嵌插在所述拨杆套(4)内的拨杆(16)，所述拨杆(16)另一端嵌插在所述断路器(1)上的推闸(17)内。

6.根据权利要求4所述的一种重合闸断路器的电磁操动机构，其特征在于：所述L型底板(11)贴合所述外壳体一面上固定连接有呈等边三角形设置的连接柱(12)，所述连接柱(12)通过嵌插在外壳体上实现对L型底板(11)的固定。

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