CN212991018U - 低压超快速双稳态永磁断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压超快速双稳态永磁断路器，属于电器设备制造技术领域，其主要技术特点是采用了双稳态永磁操作机构并通过拐臂和驱动主轴组成传动装置，在箱体对应两侧设有驱动主轴，在驱动主轴上固定设有机构拐臂、助力弹簧拐臂和触头弹簧拐臂，机构拐臂的一端通过联结套与双稳态永磁操作机构相连接，助力弹簧拐臂的另一端设有分闸助力弹簧，分闸助力弹簧的另一端固定在箱体底座上；触头弹簧拐臂与引线开关推拉机构相连接。本实用新型结构简单，分闸时间特别快，操作简单方便，精度高，稳定性好，寿命长，可实现远程操作进行智能控制。在工矿企业、银行、医院、大型社区、大型商场、铁路、港口等场所可实现了低压电路快速切换分闸。

Description

低压超快速双稳态永磁断路器

技术领域

本实用新型涉及一种低压超快速双稳态永磁断路器。主要用于低压装备和低压项目，应用于低压大电流项目，特别在低压微电网领域中得以充分的应用，在新能源电网和现行市电网的转换中发挥作用，属于电器设备制造技术领域。

背景技术

随着电力事业的快速发展，从最先提出的智能电网开始，再到现在的微电网技术。电力技术及建设模式正在不断发生改变。新出现的太阳能发电网、风力发电网、微电网等新型能源网的出现，为了实现各种电网之间相互切换，急需一种断路器低电压大电流，并在切换过程中要求分闸时间短，分闸速度特别快的新产品，但不能影响设备，装备的正常工作。

现有的断路器主要合闸和分闸采用弹簧操作机构，机械脱口，传动部件组成，通过弹簧储能，能量达到一定时合闸，分闸时要通过拉动外部手柄实现分闸，整个操作比较复杂，零部件比较多，稳定性差，分闸时间比较长，维修比较麻烦，随着新出现的太阳能发电网、风力发电网、微电网等新型能源网要实现各种电网之间相互切换，现有的断路器无法满足其要求。

为了解决这一问题而研发了低压超快速双稳态永磁断路器，该断路器采用了双稳态永磁操作机构，所以应用的零部件少，体积小，结构简单，稳定性好，传动采用了驱动主轴长短拐臂杠杆原理；使用比较小的力实现断路器的分合，在分闸过程中进一步使用了助力弹簧，使分闸速度更快。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术是：克服现有太阳能发电网、风力发电网、微电网低压之间相互转换时开关分闸时间太长，稳定性差的问题，从而提供一种新的设计方案。

为达到上述目的，本实用新型可通过以下技术方案来实现：

低压超快速双稳态永磁断路器，它是在箱体内设有真空灭弧室和开关推拉机构，开关推拉机构是在箱体底部固定设有双稳态永磁操作机构；在箱体对应两侧设有驱动主轴，在驱动主轴上固定设有机构拐臂、助力弹簧拐臂和触头弹簧拐臂，机构拐臂的一端通过联结套与双稳态永磁操作机构相连接，助力弹簧拐臂的另一端设有分闸助力弹簧，分闸助力弹簧的另一端固定在箱体底座上；触头弹簧拐臂通过触头弹簧拐臂销轴与绝缘拉杆相连接，绝缘拉杆下端设有触头弹簧座，在触头弹簧座中间套有触头弹簧，绝缘拉杆另一端依次连接着下出线、灭弧室、与上出线接触连接；所述的双稳态永磁操作机构由双稳态自动控制装置进行自动转换。

双稳态永磁操作机构是在壳体内上下设有可活动的中心轴，在中心轴上固定设有动铁芯，在壳体内中心位置设有与动铁芯同心的环形铁芯和环形永久磁铁，在壳体内上下两端分别设有分闸线圈和合闸线圈。

机构拐臂、助力弹簧拐臂和触头弹簧拐臂在驱动主轴上错位焊接固定设置，其三者的长度根据力矩杠杆平衡原理在驱动主轴上达到相对平衡。

机构拐臂是具有弧形形状的H型结构。

本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：结构简单，设计合理，制造成本低廉，操作方便，自动化程度高，体积小，安装方便，使用寿命长，工作可靠性强，精度高，低压之间相互转换时分闸和合闸时间非常短，维护成本低。

实验证明：本实用新型的分闸时间只有0.5ms，由于操作机构采用了双稳态永磁操作机构，所以需要装配的零部件很少，机械寿命达到10000次以上，而且非常容易实现远程操作智能控制。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例结构示意图；

图2是本实用新型图1的右视结构示意图；

图3是本实用新型图1中对双稳态永磁操作机构14进行转换的双稳态控制装置。

图中：1-分闸助力弹簧、2-助力弹簧拐臂、3-驱动主轴、4-触头弹簧拐臂、5-触头弹簧座、6-触头弹簧、7-绝缘拉杆、8-软连连、9-灭弧室、10- 上出线、11-下出线、12-机构拐臂、13-联结套、14-双稳态永磁操作机构、 15-机构拐臂销轴、16-触头弹簧拐臂销轴、17-合闸线圈、18-动铁芯、19- 环形铁芯、20-永久磁铁、21-分闸线圈。

具体实施方式

现结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：

本实用新型解决了现行电网之间的相互切换问题，保证了在电网之间切换时不影响用户的各种用电设备正常使用。而且其分闸时间特别短，只有 0.5ms，由于操作机构采用了双稳态永磁操作机构，所以需要装配的零部件很少，而且容易实现远程操作智能控制。成为各种智能电网和现行电网联结切换的关键设备，还可以实现各种电网不同模式的无缝切换。

一种低压超快速双稳态永磁断路器，它采用双稳态永磁断路器做为动力结构并通过远程微电来实现分闸和合闸，如图1、图2，由上出线10和灭弧室9相连，所述灭弧室9下端通过螺母连接软连接8，软连接8另一端连接着下出线11，软连接8下端和绝缘拉杆7相连接，所述绝缘拉杆7下端装有触头弹簧6，触头弹簧6装在触头弹簧座5内，触头弹簧座5套在绝缘拉杆7 下端和触头弹簧拐臂销轴16之间，绝缘拉杆7的下端通过触头弹簧拐臂销轴 16与触头弹簧拐臂4相连接，触头弹簧拐臂4与驱动主轴3焊接在一起，所述驱动主轴3上还焊接有机构拐臂12和助力弹簧拐臂2，机构拐臂12通过机构拐臂销轴15和联结套13与双稳态永磁操动机构14连接，双稳态永磁操作机构14由合闸线圈17、分闸线圈21、动铁芯18、环形铁芯19、永久磁铁 20组成，形成力一组传动装置，助力弹簧拐臂2上挂着分闸助力弹簧1，分闸助力弹簧1另一端挂在箱体上，通过驱动主轴3合分转动使分闸助力弹簧1 起到助力的作用。通过各拐臂和驱动主轴组成传动装置和分闸助力弹簧，三个方面同时动作，实现了断路器稳定合闸和超快速分闸，其分闸时间0.5ms。

双稳态控制装置由开关智能控制器、合闸按钮、分闸按钮、合闸电容、分闸电容组成并对双稳态永磁操作机构14进行通电转换。工作原理为：在合闸状态下，分闸电容充满电，按分闸按钮，分闸电容通过开关智能控制器，给双稳态永磁操作机构14分闸线圈21放电，使双稳态永磁操作机构14进行分闸，从而实现本实用新型分闸。在分闸状态下，合闸电容充满电，按合闸按钮，合闸电容通过开关智能控制器，给双稳态永磁操作机构14合闸线圈17放电，使双稳态永磁操作机构14合闸，从而实现本实用新型合闸。

开关智能控制器是采用PIE101型号的集成电路，在控制器合闸充电端子连接有合闸电容，在控制器分闸充电端子连接分闸电容，控制器合闸控制端子合闸按钮连接在控制器合闸控制端子，分闸按钮连接在控制器分闸控制端子，双稳态永磁操作机构14通过H+、H-、T+、T-连接在开关智能控制器操作机构输出端子。

工作原理，

低压超快速双稳态永磁断路器在图1、图2位置为分闸位置。

低压超快速双稳态永磁断路器合闸原理：在分闸状态下按动图3双稳态控制装置合闸按钮，给双稳态永磁操作机构14的合闸线圈17通电，在强大的磁场作用下，驱动动铁芯18向下运动，并带动联结套13和机构拐臂12向下运动，机构拐臂12使驱动主轴3顺时针转动一定角度，同时分闸助力弹簧1 被拉开。由于触头弹簧拐臂4和驱动主轴3焊在一起，所以触头弹簧拐臂4 向上运动，驱使触头弹簧6压缩，驱使绝缘拉杆7向上运动，推动灭弧室9 合闸，实现低压超快速双稳态永磁断路器可靠合闸。

低压超快速双稳态永磁断路器分闸原理：在合闸状态下按动双稳态控制装置分闸按钮，给双稳态永磁操作机构14的分闸线圈21通电，在强大的磁场作用下，驱动动铁芯18向上运动，并带动联结套13和机构拐臂12向上运动，同时分闸助力弹簧回弹复位。二者力合使驱动主轴3逆时针转动一定角度，由于触头弹簧拐臂4和驱动主轴3焊在一起，所以触头弹簧拐臂4向下运动，驱使触头弹簧6张开，驱使绝缘拉杆7向下运动，拉动灭弧室9分闸，实现低压超快速双稳态永磁断路器快速分闸。

根据力矩杠杆平衡原理驱动主轴3起到平衡杠杆作用，双稳态永磁操作机构14通过此传动装置的传动比可以以最小的驱动力换取最大的操作动力，从而很大程度的缩短了断路器分闸时间。在传动部分还采用了分闸助力弹簧 1分闸，在驱动主轴3上通过助力弹簧拐臂2和箱体上挂一个分闸助力弹簧1，在双稳态永磁操作机构14合闸时使分闸助力弹簧1拉伸，在分闸时通过分闸助力弹簧1复位给分闸动作助力，实现断路器分闸时提升速度，缩短了分闸时间。

Claims (4)

1.低压超快速双稳态永磁断路器，它是在箱体内设有真空灭弧室和开关推拉机构，其特征是：开关推拉机构是在箱体底部固定设有双稳态永磁操作机构(14)；在箱体对应两侧设有驱动主轴(3)，在驱动主轴(3)上固定设有机构拐臂(12)、助力弹簧拐臂(2)和触头弹簧拐臂(4)，机构拐臂(12)的一端通过联结套(13)与双稳态永磁操作机构(14)相连接，助力弹簧拐臂(2)的另一端设有分闸助力弹簧(1)，分闸助力弹簧(1)的另一端固定在箱体底座上；触头弹簧拐臂(4)通过触头弹簧拐臂销轴(16)与绝缘拉杆(7)相连接，绝缘拉杆(7)下端设有触头弹簧座(5)，在触头弹簧座(5)中间套有触头弹簧(6)，绝缘拉杆(7)另一端依次连接着下出线(11)、灭弧室(9)、与上出线(10)接触连接；所述的双稳态永磁操作机构(14)由双稳态自动控制装置进行自动转换。

2.根据权利要求1所述的低压超快速双稳态永磁断路器，其特征是：双稳态永磁操作机构(14)是在壳体内上下设有可活动的中心轴，在中心轴上固定设有动铁芯(18)，在壳体内中心位置设有与动铁芯(18)同心的环形铁芯(19)和环形永久磁铁(20)，在壳体内上下两端分别设有分闸线圈(21)和合闸线圈(17)。

3.根据权利要求1所述的低压超快速双稳态永磁断路器，其特征是：机构拐臂(12)、助力弹簧拐臂(2)和触头弹簧拐臂(4)在驱动主轴(3)上错位焊接固定设置，其三者的长度根据力矩杠杆平衡原理在驱动主轴(3)上达到相对平衡。

4.根据权利要求1所述的低压超快速双稳态永磁断路器，其特征是：机构拐臂(12)是具有弧形形状的H型结构。

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