CN212676174U - 一种新型直流高速断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型直流高速断路器，属于电路保护设备技术领域，该断路器包括：绝缘壳体；绝缘壳体内部设有：过流脱扣装置、主电气回路、合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置和操动构件；辅助反馈装置与主电气回路进行电性连接；过流脱扣装置和主电气回路分别与外接供电装置进行电连接；操动构件与主电气回路连接，且与合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置配合使用，在合闸装置动作后，达到带动其他部件的动作效果。本实用新型通过设置的减震器在动触头动作过程中，具有良好的抗振动和机械冲击性能；其次，本实用新型将个构件模块化组装，各构件之间结构紧凑。

Description

一种新型直流高速断路器

技术领域

本实用新型涉及电路保护设备技术领域，具体涉及一种新型直流高速断路器。

背景技术

在配电领域，现代电力电子技术和分布式电源的推动下，直流配电网具有巨大的发展前景。常见的分布式电源均可发出直流电或经整流后变为直流电，若将这些电源接入直流配网将大大节省换流环节；

直流配电网相比交流配电网，具有线路成本低、输电损耗小、供电可靠性高等诸多技术和经济优势。直流断路器作为直流保护设备对保证直流配电网安全运行有着重大意义，为有效抑制故障电流扩散，保证直流输、配电网安全运行和设备正常工作，直流断路器将成为有效甚至唯一的技术手段。

机械式直流断路器根据其灭弧原理的不同，可分为真空断路器、六氟化硫断路器、多油(少油)断路器、压缩空气断路器、磁吹断路器和空气断路器，目前真空断路器和六氟化硫断路器已经大范围替代其他断路器并在电力系统中得到广泛应用。

但是，现有的断路器结构较为单一，且体积大安装空间局限；其次，现有的断路器功能单一，为保护电路的正常运行，而连接不同功能的装置，从而增加了断路器的故障频率，降低了断路器的使用寿命和安全性，为此我们提供一种模块化的空气断路器。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种新型直流高速断路器。

一方面，本实用新型采用的技术方案为，一种新型直流高速断路器，包括：绝缘壳体；所述绝缘壳体内部设有：过流脱扣装置、主电气回路、合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置和操动构件；

所述辅助反馈装置与主电气回路进行电性连接；

所述过流脱扣装置和主电气回路分别与外接供电装置进行电连接；

所述操动构件与主电气回路连接，且与合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置配合使用，在合闸装置动作后，达到带动合闸装置、辅助反馈装置和灭弧装置的动作效果。

进一步地，所述绝缘壳体内部设有横向和纵向的承载板，且所述承载板与绝缘壳体一体成型。

更进一步地，所述主电气回路主要包括：动触头、静触头、引弧角、拨叉和保护电阻；

所述操动构件主要包括：连杆；

所述动触头和静触头均与绝缘壳体内的线桩进行软连接；

其中，所述动触头下端与绝缘壳体内部的横向设置的承载板铰接，右侧面与连杆上端铰接；

所述连杆下端处嵌套有套筒，所述套筒上端与绝缘壳体内部横向设置的承载板铰接；且所述连杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧限位于套筒下端；

所述静触头与所述引弧角连接，且静触头位于引弧角下端；

所述拨叉一端与合闸装置连接，另一端在拨叉水平移动时与动触头相接触。

更进一步地，所述所述过流脱扣装置主要包括：动铁芯、杠杆和磁元件，且过流脱扣装置串联在所述主电气回路；

所述动铁芯上端与所述杠杆一端连接，所述杠杆与转动连接在绝缘壳体内部；

其中，所述磁元件给动铁芯磁力时，在动铁芯移动过程中所述杠杆的另一端与所述动触头相接触。

更进一步地，所述辅助反馈装置主要包括：辅助触头，所述辅助触头电连接在所述主电气回路中。

更进一步地，所述灭弧装置主要包括：灭弧罩、引弧角、去电离隔板；所述引弧栅片对称设置在所述灭弧罩两侧，所述去电离隔板对称设置在引弧栅片两外侧；且三者构成的整体设置在引弧角的上端。

更进一步地，所述动触头两侧均设有减震器；

其中，一所述减震器位于动触头左侧下方，且下端与绝缘壳体内横向设置的承载板连接；动触头右侧的减震器位于动触头右侧上方，且该减震器的位于绝缘壳体内纵向设置的承载板上。

更进一步地，所述拨叉下端连接有第二弹簧，所述第二弹簧下端与横向设置的承载板相连接。

更进一步地，所述动触头下端与对应的承载板的连接处设有半圆形槽，所述动触头动作时，其下端在所述半圆形槽内转动。

另一方面，本实用新型提供了一种新型直流高速断路器的工作方法，所述方法包括：

步骤1，合闸，断路器闭合保持装置采用螺管式电磁铁，通过合闸指令使线圈得电，其动铁芯通过拨叉驱使动触头闭合，经过0.5～1s延时，控制回路自动接入保持电阻，铁芯和动触头保持在闭合位置；

步骤2，分闸，通过分闸指令使线圈失电，恢复弹簧迫使铁芯和拨叉复位，动触头断开；

步骤3，过流脱扣和灭弧，当回路发生过载或短路时，流过电流大于静态整定值，过电流脱扣装置动作，迫使拨叉向上释放动触头，动触头断开产生的电弧电流由于主电路自身磁场的作用，将电弧吹入灭弧室，灭弧装置内的金属栅片将电弧分隔成许多短弧，并在隔离板中去游离，将电弧熄灭。

本实用新型的优点：

首先，本技术方案将断路器的功能能加的多样化，电路负载或短路时，通过设置的过流脱扣装置可以及时的进行将电路中的触头断开，起到保护电路的作用，而在触头断开时产生的电弧通过引弧角引入灭弧装置内，可将电弧熄灭，而设置的辅助反馈装置又可以及时的将电路中的信号反馈至处理器；其次，通过设置的减震器可以在合闸和开闸时对动触头进行缓冲，减弱了动触头受到的作用力。再者，本断路器产品体积小，结构紧凑，重量轻，机械和电气寿命长，结构简单保养要求低。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的开闸结构示意图；

图2是本实用新型实施例的闭闸结构图；

图3是本实用新型实施例的直流控制原理图；

图4是本实用新型实施例的交流控制图；

图5是本实用新型实施例的辅助开关接线图。

附图标记：

101—承载板；2—拨叉；3—动触头；4—连杆；5—辅助触头；6—减震器；7—杠杆；8—动铁芯；9—静触头；10—灭弧罩；11—引弧角；12 —引弧栅片；13—去电离隔板；14—半圆形槽；15—第一弹簧。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1至图5，如图1至图5所示，绝缘壳体；绝缘壳体内部设有：过流脱扣装置、主电气回路、合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置和操动构件；

辅助反馈装置与主电气回路进行电性连接；

过流脱扣装置和主电气回路分别与外接供电装置进行电连接；

操动构件与主电气回路连接，且与合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置配合使用，在合闸装置动作后，达到带动其他部件的动作效果。

需要说明的是，上述各构件均为市售元件，其具体工作原理和参数的设定参见现有技术；例如，脱扣机构是操作系统中促使开关自动跳闸的重要组成部分，断路器在合闸过程中和处在合闸位置时，脱扣机构的作用犹如一个力的支点，当断路器自动跳闸时,脱扣机构受脱扣装置的操纵，解除这个支点，使断路器进入自由分闸状态。通俗地讲，开关中的杠杆和弹簧机构就是用脱扣器来顶住的,一旦脱扣器动作，开关中的杠杆和弹簧机构就会自由复位，也就是开关跳闸；

其中，应用在本技术方案中，具体是，当主电气回路中的电流超过脱扣设定值时，脱扣装置中的磁元件产生一个磁场，磁场力推动动铁芯向上运动，在动铁芯向上运动过程中，杠杆向下右端按压拨叉，在此过程中，拔插回位，在第一弹簧的作用下拉杆回位，从而拉杆拉动动触头与静触头分离，如此，起到保护电路的作用。

另外，本方案通过在现有的不同功能的构件上，增加结构和在连接方式及连接结构做出更加的优越的设计，使得本方案在相对于现有技术中的构件，功能更加的优越，同时将不同构件整合成一个模块；具体是，参见说明书附图和工作原理。

本实用新型的一实施例中，绝缘壳体内部设有横向和纵向的承载板 101，且承载板101与绝缘壳体一体成型。

本实用新型的一实施例中，主电气回路主要包括：动触头3、静触头9、引弧角11、拨叉2和保护电阻；

操动构件主要包括：连杆4；

动触头3和静触头9均与绝缘壳体内的线桩进行软连接；

其中，动触头3下端与绝缘壳体内部的横向设置的承载板铰接，右侧面与连杆4上端铰接；

连杆4下端处嵌套有套筒，套筒401上端与绝缘壳体内部横向设置的承载板101铰接；且连杆4上套设有第一弹簧15，第一弹簧15限位于套筒401 下端；

静触头9与引弧角11连接，且静触头9位于引弧角11下端；

拨叉2一端与合闸装置连接，另一端在拨叉2水平移动时与动触头3 相接触。

本实用新型的一实施例中，过流脱扣装置主要包括：动铁芯8、杠杆7 和磁元件，且过流脱扣装置串联在主电气回路；

动铁芯8上端与杠杆7一端连接，杠杆7转动连接在绝缘壳体内部；

其中，磁元件给动铁芯8磁力时，在动铁芯8移动过程中杠杆7的另一端与动触头3相接触。

本实用新型的一实施例中，辅助反馈装置主要包括：辅助触头5，辅助触头5与连杆4连接，且电连接在主电气回路中。

需要说明的是，辅助反馈装置中的辅助开关是主开关的一部分，配置于高压或中压断路器、隔离开关等电力设备中作为二次控制回路的分闸、合闸、信号控制以及联锁保护作用，同时也可以作为组合开关和转换开关使用；辅助开关之所以名称里面有"辅助"两个字，是因为它不是独立的一个开关，它在操控系统中是一个辅助性的分断、接通、联锁功能实现的载体辅助反馈装置。

本实用新型的一实施例中，灭弧装置主要包括：灭弧罩10、引弧栅片 12、去电离隔板13；

引弧栅片12对称设置在所述灭弧罩10两侧，所述去电离隔板13对称设置在引弧栅片12两外侧；且三者构成的整体设置在引弧角11的上端。

本实用新型的一实施例中，动触头3两侧均设有减震器6；

其中，一减震器6位于动触头3左侧下方，且下端与绝缘壳体内横向设置的承载板101连接；动触头23右侧的减震器6位于动触头3右侧上方，且该减震器6的位于绝缘壳体内纵向设置的承载板101上。

本实用新型的一实施例中，拨叉2下端连接有第二弹簧，第二弹簧下端与横向设置的承载板101相连接。

需要说明的是，设置的减震器6主要对动触头3在转动后停止时，防止动触头3对与其接触的结构造成损伤，在动触头3转动停止时的作用力特别大，因此通过设置的减震器6可以避免上述问题。

本实用新型的一实施例中，动触头3下端与对应的承载板101的连接处设有半圆形槽14，动触头3动作时，其下端在半圆形槽14内转动。

需要说明的是，在动触头3下端的连接处设置半圆形槽14，一方面在动触头3转动时，在转动过程中速度快从而在转动到右边时停止时，对承载板101的作用力较大，如此在动触头3下端设置的半圆形槽14可以起到限制其转动角度，从而减弱作用力；另一方面，动触头3的下端相当于在一个槽内转动，其运动状态更加的稳定。

本实用新型提供的一种新型直流高速断路器的工作方法：

步骤1，合闸，断路器闭合保持装置采用螺管式电磁铁，通过合闸指令使线圈得电，其动铁芯通过拨叉驱使动触头闭合，经过0.5～1s延时，控制回路自动接入保持电阻，铁芯和动触头保持在闭合位置；

具体是，当断路器接收到合闸脉冲指令，合闸装置推动拨叉，由拨叉推动动触头闭合，同时动触头和静触头间产生接触压力；连接动触头的连杆驱动辅助触头变位，减震器可对合闸过程中产生的冲击力起到减震作用；

合闸保持：当主触头闭合后，合闸装置借助一个较小的保持电流来维持接触电压；

步骤2，分闸，通过分闸指令使线圈失电，恢复弹簧迫使铁芯和拨叉复位，动触头断开；

具体是，断路器收到分闸命令后切断保持电流，此时断路器的叉杆在第二弹簧反力作用下向合闸装置方向运动；第一弹簧打开动触头的同时，连杆驱动辅助触头变位，减震器可对分闸过程中产生的冲击力起到减震作用。

步骤3，过流脱扣：主回路电流超过大电流脱扣设定值时，在脱扣装置中产生一个磁场，磁场力将提升动铁芯向上运动，并触发杠杆向下按压拨叉，释放动触头；

步骤4，灭弧，动触头断开产生的电弧电流由于主电路自身磁场的作用，将电弧吹入灭弧室，灭弧装置内的金属栅片将电弧分隔成许多短弧，并在隔离板中去游离，将电弧熄灭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型直流高速断路器，其特征在于，包括：绝缘壳体；所述绝缘壳体内部设有：过流脱扣装置、主电气回路、合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置和操动构件；

所述辅助反馈装置与主电气回路进行电性连接；

所述过流脱扣装置和主电气回路分别与外接供电装置进行电连接；

所述操动构件与主电气回路连接，且与合闸装置、辅助反馈装置、灭弧装置配合使用，在合闸装置动作后，达到带动合闸装置、辅助反馈装置和灭弧装置的动作效果。

2.根据权利要求1所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述绝缘壳体内部设有横向和纵向的承载板(101)，且所述承载板(101)与绝缘壳体一体成型。

3.根据权利要求2所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述主电气回路主要包括：动触头(3)、静触头(9)、引弧角(11)、拨叉(2)和保护电阻；

所述操动构件主要包括：连杆(4)；

所述动触头(3)和静触头(9)均与绝缘壳体内的线桩进行软连接；

其中，所述动触头(3)下端与绝缘壳体内部的横向设置的承载板铰接，右侧面与连杆(4)上端铰接；

所述连杆(4)下端处嵌套有套筒，所述套筒(401)上端与绝缘壳体内部横向设置的承载板(101)铰接；且所述连杆(4)上套设有第一弹簧(15)，所述第一弹簧(15)限位于套筒(401)下端；

所述静触头(9)与所述引弧角(11)连接，且静触头(9)位于引弧角(11)下端；

所述拨叉(2)一端与合闸装置连接，另一端在拨叉(2)水平移动时与动触头(3)相接触。

4.根据权利要求3所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述过流脱扣装置主要包括：动铁芯(8)、杠杆(7)和磁元件，且过流脱扣装置串联在所述主电气回路；

所述动铁芯(8)上端与所述杠杆(7)一端连接，所述杠杆(7)转动连接在绝缘壳体内部；

其中，所述磁元件给动铁芯(8)磁力时，在动铁芯(8)移动过程中所述杠杆(7)的另一端与所述动触头(3)相接触。

5.根据权利要求4所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述辅助反馈装置主要包括：辅助触头(5)，所述辅助触头(5)与连杆(4)连接，且电连接在所述主电气回路中。

6.根据权利要求5所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述灭弧装置主要包括：灭弧罩(10)、引弧栅片(12)、去电离隔板(13)；

所述引弧栅片(12)对称设置在所述灭弧罩(10)两侧，所述去电离隔板(13)对称设置在引弧栅片(12)两外侧；且三者构成的整体设置在引弧角(11)的上端。

7.根据权利要求6所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述动触头(3)两侧均设有减震器(6)；

其中，一所述减震器(6)位于动触头(3)左侧下方，且下端与绝缘壳体内横向设置的承载板(101)连接；动触头(3)右侧的减震器(6)位于动触头(3)右侧上方，且该减震器(6)的位于绝缘壳体内纵向设置的承载板(101)上。

8.根据权利要求7所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述拨叉(2)下端连接有第二弹簧，所述第二弹簧下端与横向设置的承载板(101)相连接。

9.根据权利要求8所述的新型直流高速断路器，其特征在于，所述动触头(3)下端与对应的承载板(101)的连接处设有半圆形槽(14)，所述动触头(3)动作时，其下端在所述半圆形槽(14)内转动。

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