CN214898212U - 一种断路器的永磁机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器的永磁机构,包括永磁装置和承载永磁装置的机构固定板，永磁装置包括外磁轭、内磁轭、均布环和防尘盖，所述均布环包括连板和间隙块，间隙块设置有多组，相邻的间隙块形成用于容纳磁块的容纳腔，均布环控制磁块的分布状态，本实用新型采用均布环控制磁块均匀分布，提高了磁路的一致性，从而可以更好的控制永磁机构的合闸保持力和分闸保持力，可以为断路器的分、合闸提供同样的输出，从而得到性能更稳定的断路器，并配电自动化网架提供更多的一次设备选择。

Description

一种断路器的永磁机构

技术领域

本实用新型属于高压电气设备领域，涉及一种断路器的永磁机构。

背景技术

近阶段，随着我国经济的飞速发展，中国电力，尤其是配电网行业的发展，带来了前所未有的机遇，随着我国配电网规模的日益扩大，配电网运营的安全稳定控制力和运行机理都迎来了严峻的挑战，南方电网近期提出了4级保护，用户大分界的配电网架，这就要求我们的保护控制终端具备更加准确、可靠、迅速响应的能力，要实现这一要求，除了控制部分具有可靠、合理的运行算法、准确的取样机制之外，还要求一次设备具有快速、稳定的跳闸时间。

通常断路器会配有弹簧操作机构或者是永磁操作机构，而弹簧操作机构由于其组成零部件多，操作繁琐，运动部件多，跳闸时间长，动作时间离散性差，同永磁操作机构对比，具有故障率高等原因，满足不了上述需求，而永磁操作机构由于其自身特点，具有开断能力强，组成零部件少，传动部件仅有1个，稳定性高，速动性好，免维护等特点。

永磁操作机构中永磁体的分布非常重要，现有的永磁操作机构中永磁体在许可空间内的分布不均匀，合闸保持力和分闸保持力稳定性低，本实用新型有效地解决了这种问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种断路器的永磁机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种断路器的永磁机构,其特征在于：包括永磁装置和承载永磁装置的机构固定板，永磁装置包括外磁轭、内磁轭、均布环和防尘盖，所述均布环包括连板和间隙块，间隙块设置有多组，相邻的间隙块形成用于容纳磁块的容纳腔，均布环控制磁块的分布状态。

进一步的；所述均布环包括连板和间隙块，连板设置为圆环型结构，间隙块设置为弧形结构，间隙块设置有多组，间隙块环形分布固设在连板上，相邻的间隙块形成用于容纳磁块的容纳腔。

进一步的；所述内磁轭位于外磁轭内部，两者间形成存放腔，内磁轭外表面包括支环，外磁轭内设置有台阶，磁块位于存放腔内并通过支环进行支撑，均布环与磁块配合连接，连板的上端面与台阶相抵，相邻的间隙块限制磁块在水平方向的晃动，外磁轭的台阶以及内磁轭的支环限制了磁块在竖直方向的晃动。

进一步的；所述内磁轭位于外磁轭内部，两者间形成存放腔，内磁轭外表面包括支环，外磁轭内设置有台阶，磁块位于存放腔内并通过支环进行支撑，均布环与磁块配合连接，连板的上端面与台阶相抵，相邻的间隙块限制磁块在水平方向的晃动，外磁轭的台阶以及内磁轭的支环限制了磁块在竖直方向的晃动所述永磁装置还包括动铁芯拉杆、动铁芯、线圈、分闸弹簧、下磁轭和上磁轭，下磁轭固设于外磁轭上端面，上磁轭固设于外磁轭的下端面，下磁轭、上磁轭和外磁轭形成容纳动铁芯拉杆、线圈、分闸弹簧、内磁轭、均布环和磁块的腔体。

进一步的；所述防尘盖位于下磁轭上方,防尘盖包括盖板，盖板上固设有环形分布的安装孔，通过安装孔将防尘盖与下磁轭固设连接，盖板与下磁轭相对的侧面固设有中心腔以及圆周分布的分腔，分腔与中心腔间连通设置有第一通气槽，分腔与外部空间连通设置有第二通气槽，中心腔、第一通气槽、分腔以及第二通气槽构成气体流通通道，通过气体流通通道将腔体内外的气体进行交换，并控制腔体内外的气压，便于防尘盖的安装和拆卸，防尘盖的外表面固设有若干凸纹，便于拿取。

进一步的；所述动铁芯位于腔体的中心位置，动铁芯与下磁轭间设置有铝盖板，铝盖板采用不导磁材料，铝盖板包括第一板、第一环和第二环，第一环的外径与下磁轭的磁轭穿孔直径相配，第一环的内径与动铁芯拉杆直径相配，第一环插入磁轭穿孔，动铁芯拉杆贯穿第一环，通过铝盖板将下磁轭与动铁芯拉杆隔离，第一板直径与下磁轭内径相配，第二环与下磁轭和外磁轭侧壁相抵，将动铁芯进行隔离。

进一步的；所述动铁芯依次固设有相互连通的第一静腔、第二静腔以及第三静腔，第一静腔直径大于第二静腔，第三静腔大于第一静腔，动铁芯拉杆包括第一部件、第二部件、第三部件和第四部件，第一部件和第二部件之间设有外凸型的第五部件，第一部件的直径与第一环内径相配，第一部件贯穿第一环并向上延伸，第五部件直径与第一静腔内径相配，第二部件直径与第二静腔内径相配，第五部件卡入第一静腔，通过第一静腔与第五部件的配合对动铁芯拉杆进行支撑，第三部件插入第三静腔。

进一步的；所述机构固定板包括水平支撑板和竖直安装板，机构固定板的水平支撑板与永磁装置固定连接，对永磁装置进行支撑，第四部件贯穿水平支撑板并延伸至机构固定板外部，一组机构固定板的竖直安装板数量设置有四组，两两对称固设于水平支撑板的两侧，竖直安装板呈矩形分布。

进一步的；所述间隙块的横截面为弧形面，弧形面的外弧长度大于内弧长度，两侧边的夹角为锐角，便于磁块的导入，连板的环宽与间隙块的弧高相配，且连板的外环侧面与间隙块的外弧侧面处于同一平面，连板的内环侧面与间隙块的内弧侧面处于同一平面，容纳腔宽度与磁块的宽度相配。

进一步的；所述上磁轭固设有圆台，圆台的直径与动铁芯直径相配，外磁轭内侧壁、圆台侧面以及动铁芯侧面形成圆环形的空腔，线圈位于空腔内，圆台上固设有同轴的第一圆腔和第二圆腔，第一圆腔与第三静腔相配，第二圆腔与第三部件直径相配，第三部件位于第二圆腔内，第四部件延伸至上磁轭外部，分闸弹簧套设在第三静腔的第三部件外表面，且分闸弹簧上下侧分别与第三静腔上端面和第一圆腔下端面相抵，磁轭穿孔、第一环、第一静腔、第二静腔、第三静腔、第一圆腔以及第二圆腔沿纵向共轴设置，动铁芯拉杆设置有紧密组件，紧密组件包括紧密螺母以及底板，紧密螺母位于上侧。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)、本实用新型的永磁装置采用直驱式设计，减少了很多的传动环节，降低能耗，最大程度保证传动效率；

2)、本实用新型的永磁机构的合闸依靠电磁力，合闸位置依靠磁路保持，分闸由电磁力提高初始速度，传动部件仅有动铁芯拉杆，可提供快速合分闸的功能。具有免维护、故障率低的特点。

3)、本实用新型采用均布环控制磁块均匀分布，提高了磁路的一致性，从而可以更好的控制永磁机构的合闸保持力和分闸保持力，可以为断路器的分、合闸提供同样的输出，从而得到性能更稳定的断路器，并配电自动化网架提供更多的一次设备选择。

4)、本实用新型采用防尘盖进行防尘，并在防尘盖设置气体流通通道，通过气体流通通道将腔体内外的气体进行交换，同时通过气体流通通道使腔体内外的气压保持一致，从而方便防尘盖的安装和拆卸。

附图说明

图1为本实用新型的装置正视图。

图2为本实用新型的装置俯视图。

图3为图1中A-A的剖切示意图。

图4为图1中B-B的剖切示意图。

图5为本实用新型中均布环示意图一。

图6为本实用新型中均布环示意图二。

图7为本实用新型中防尘帽的示意图。

图8为本实用新型中铝盖板示意图。

图9为本实用新型中动铁芯拉杆示意图。

图中标识：机构固定板14、防尘盖200、外磁轭201、内磁轭207、下磁轭 203、上磁轭204、分闸弹簧205、动铁芯拉杆206、第五部件2061、线圈208、磁块216、均布环210、紧密螺母211、底板213、动铁芯214、铝盖板215、连板2101、间隙块2102、容纳腔2103、存放腔2071、盖板2001、第二通气槽2002、第一通气槽2003、分腔2004、中心腔2005、安装孔2006、第一环2151、第二环2152、第一板2153、第一部件2062、第二部件2063、第三部件2064、第四部件2065、第五部件2061、第一圆腔2041、第二圆腔2043、水平支撑板141、竖直安装板142。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一：

如图1-9所示，一种断路器的永磁机构，包括永磁装置和承载永磁装置的机构固定板14，永磁装置包括外磁轭201、内磁轭207、均布环210和防尘盖 200，均布环210控制磁块216的分布状态。

如图5-6所示，均布环210包括连板2101和间隙块2102，间隙块2102与连板2101连接，本实施例中，所述连板2101的横截面设置为圆环形，所述间隙块2102的横截面设置为弧形面，该弧形面的外弧长度大于内弧长度，两侧边的夹角为锐角，便于磁块216的导入，本实施例中，连板2101的环宽与间隙块 2102的弧高相配，且连板2101的外环侧面与间隙块2102的外弧侧面处于同一平面，连板2101的内环侧面与间隙块2102的内弧侧面处于同一平面。

本实施例中，间隙块2102设置有多组，且以连板2101中心轴线为中心，环形分布固设于连板2101上，相邻的间隙块2102间形成用于容纳磁块216的容纳腔2103，容纳腔2103宽度与磁块216的宽度相配，保证磁块216装配的稳定性，本实施例中，通过均布环210实现磁块216的均匀分布，提高了磁路的一致性，从而可以更好的控制永磁机构的合闸保持力和分闸保持力，可以为断路器的分、合闸提供同样的输出，从而得到性能更稳定的断路器，并配电自动化网架提供更多的一次设备选择。

如图3所示，内磁轭207位于外磁轭201内部，两者间形成存放腔2071，内磁轭207外表面包括支环(图未标识)，外磁轭201内设置有台阶(图未标识)，磁块216位于存放腔2071内并通过支环进行支撑，均布环210与磁块216配合后连板2101的上端面与台阶相抵，即相邻的间隙块2102限制了磁块216在水平方向的晃动，外磁轭201的台阶以及内磁轭207的支环限制了磁块216在竖直方向的晃动，从而保证磁块216在存放腔2071内安装的稳定性。

永磁装置还包括动铁芯拉杆206、动铁芯214、线圈208、分闸弹簧205、下磁轭203和上磁轭204，下磁轭203固设于外磁轭201上端面，上磁轭204固设于外磁轭201的下端面，下磁轭203、上磁轭204和外磁轭201形成容纳动铁芯拉杆206、线圈208、分闸弹簧205、内磁轭207、均布环210和磁块216的腔体。

所述防尘盖200位于下磁轭203上方,对动铁芯拉杆206进行保护，如图1、 3所示,防尘盖200包括盖板2001，所述盖板2001上固设有环形分布的安装孔 2006，通过安装孔2006将防尘盖200与下磁轭203固设连接，如图7所示，盖板2001与下磁轭203相对的侧面固设有中心腔2005以及圆周分布的分腔2004，分腔2004与中心腔2005间连通设置有第一通气槽2003，分腔2004与外部空间连通设置有第二通气槽2002，中心腔2005、第一通气槽2003、分腔2004以及第二通气槽2002构成气体流通通道，通过气体流通通道将腔体内外的气体进行交换，同时通过气体流通通道使腔体内外的气压保持一致，从而方便防尘盖200 的安装和拆卸，另外为方便防尘盖200的拿取，防尘盖200的外表面固设有若干凸纹，凸纹加大了摩擦力。

动铁芯214位于腔体的中心位置，动铁芯214与下磁轭203间设置有铝盖板215，铝盖板215采用不导磁材料，如图8所示，铝盖板215包括第一板2153、第一环2151和第二环2152，所述第一环2151的外径与下磁轭203的磁轭穿孔(图未标识)直径相配，第一环2151的内径与动铁芯拉杆206直径相配，第一环2151 插入磁轭穿孔，动铁芯拉杆206贯穿第一环2151，通过铝盖板215将下磁轭203 与动铁芯拉杆206隔离，同时保证动铁芯拉杆206在水平方向的稳定性，第一板2153直径与下磁轭203内径相配，铝盖板215安装时，第二环2152与下磁轭203和外磁轭201侧壁相抵，有效地将动铁芯214进行隔离。

动铁芯214依次固设有相互连通的第一静腔、第二静腔以及第三静腔，第一静腔、第二静腔、第三静腔直径不同，本实施例中，第一静腔直径大于第二静腔，第三静腔大于第一静腔，如图3所示，动铁芯拉杆206插入动铁芯214，两者的连接具体来说，动铁芯拉杆206包括第一部件2062、第二部件2063、第三部件2064和第四部件2065，所述第一部件2062和第二部件2063之间设有外凸型的第五部件2061，第一部件2062的直径与第一环2151内径相配，第一部件2062贯穿第一环2151并向上延伸，第五部件2061直径与第一静腔内径相配，第二部件2063直径与第二静腔内径相配，第五部件2061卡入第一静腔，通过第一静腔与第五部件2061的配合实现动铁芯214对动铁芯拉杆206的支撑，第三部件2064插入第三静腔。

如图3所示，所述上磁轭204固设有圆台(图未标识)，圆台的直径与动铁芯214直径相配，外磁轭201内侧壁、圆台侧面以及动铁芯214侧面形成圆环形的空腔(图未标记)，线圈208位于空腔内，同时圆台上固设有同轴的第一圆腔2041和第二圆腔2043，第一圆腔2041与第三静腔相配，第二圆腔2043与第三部件2064直径相配，第三部件2064位于第二圆腔2043内，第四部件2065 延伸至上磁轭204外部，分闸弹簧205套设在第三静腔的第三部件2064外表面，且分闸弹簧205上下侧分别与第三静腔上端面和第一圆腔2041下端面相抵。

永磁装置的驱动过程如下，动铁芯拉杆206受到向下的力，第五部件2061 脱离与第一静腔相抵的状态，并驱动分闸弹簧205的压缩，第五部件2061与第一静腔两者的配合结构，一方面对动铁芯拉杆206的安装进行定位，另一方面便于动铁芯拉杆206回复到设定的初始位置，本实施例中永磁装置的传动部件仅有动铁芯拉杆206，从而实现提供快速合分闸的目的，具有免维护、故障率低的特点，上磁轭204固定连接在机构固定板14上，磁块216由磁性材料制成，本实施例中，为保证磁性吸力强度，采用牌号为N38H的钕铁硼磁性材料。

为加强动铁芯拉杆206与断路器绝缘件的安装紧密度，动铁芯拉杆206设置有紧密组件，所述紧密组件包括紧密螺母211以及底板213，所述紧密螺母 211位于上侧。

如图1、2所示，所述机构固定板14包括水平支撑板141和竖直安装板142，机构固定板14的水平支撑板141与永磁装置固定连接并起到支撑永磁装置的作用，第四部件2065贯穿水平支撑板141并延伸至机构固定板14外部，本实施例中，一组机构固定板14的竖直安装板142数量设置有四组，并两两对称固设于水平支撑板141的两侧，即永磁装置的安装位置呈矩形分布，保证了安装的稳定性。

所述磁轭穿孔、第一环2151、第一静腔、第二静腔、第三静腔、第一圆腔 2041以及第二圆腔2043沿纵向共轴设置。

本实施例中，永磁装置采用直驱式设计，可为断路器提供快速稳定的分闸特性，分闸时间不大于15ms，配合保护出口，在考虑燃弧时间的情况下，完全可以保证在55ms下隔离故障。在配电保护中，可以快速的隔离故障，缩小停电范围，确定故障点，在配网自动化中，发挥重要的作用。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种断路器的永磁机构,其特征在于：包括永磁装置和承载永磁装置的机构固定板，永磁装置包括外磁轭、内磁轭、均布环和防尘盖，所述均布环包括连板和间隙块，间隙块设置有多组，相邻的间隙块形成用于容纳磁块的容纳腔，均布环控制磁块的分布状态。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述连板设置为圆环型结构，间隙块设置为弧形结构，间隙块环形分布固设在连板上。

3.根据权利要求1所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述内磁轭位于外磁轭内部，两者间形成存放腔，内磁轭外表面包括支环，外磁轭内设置有台阶，磁块位于存放腔内并通过支环进行支撑，均布环与磁块配合连接，连板的上端面与台阶相抵，相邻的间隙块限制磁块在水平方向的晃动，外磁轭的台阶以及内磁轭的支环限制了磁块在竖直方向的晃动。

4.根据权利要求1所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述永磁装置还包括动铁芯拉杆、动铁芯、线圈、分闸弹簧、下磁轭和上磁轭，下磁轭固设于外磁轭上端面，上磁轭固设于外磁轭的下端面，下磁轭、上磁轭和外磁轭形成容纳动铁芯拉杆、线圈、分闸弹簧、内磁轭、均布环和磁块的腔体。

5.根据权利要求1所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述防尘盖位于下磁轭上方,防尘盖包括盖板，盖板上固设有环形分布的安装孔，通过安装孔将防尘盖与下磁轭固设连接，盖板与下磁轭相对的侧面固设有中心腔以及圆周分布的分腔，分腔与中心腔间连通设置有第一通气槽，分腔与外部空间连通设置有第二通气槽，中心腔、第一通气槽、分腔以及第二通气槽构成气体流通通道，通过气体流通通道将腔体内外的气体进行交换，并控制腔体内外的气压，便于防尘盖的安装和拆卸，防尘盖的外表面固设有若干凸纹，便于拿取。

6.根据权利要求4所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述动铁芯位于腔体的中心位置，动铁芯与下磁轭间设置有铝盖板，铝盖板采用不导磁材料，铝盖板包括第一板、第一环和第二环，第一环的外径与下磁轭的磁轭穿孔直径相配，第一环的内径与动铁芯拉杆直径相配，第一环插入磁轭穿孔，动铁芯拉杆贯穿第一环，通过铝盖板将下磁轭与动铁芯拉杆隔离，第一板直径与下磁轭内径相配，第二环与下磁轭和外磁轭侧壁相抵，将动铁芯进行隔离。

7.根据权利要求4所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述动铁芯依次固设有相互连通的第一静腔、第二静腔以及第三静腔，第一静腔直径大于第二静腔，第三静腔大于第一静腔，动铁芯拉杆包括第一部件、第二部件、第三部件和第四部件，第一部件和第二部件之间设有外凸型的第五部件，第一部件的直径与第一环内径相配，第一部件贯穿第一环并向上延伸，第五部件直径与第一静腔内径相配，第二部件直径与第二静腔内径相配，第五部件卡入第一静腔，通过第一静腔与第五部件的配合对动铁芯拉杆进行支撑，第三部件插入第三静腔。

8.根据权利要求1所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述机构固定板包括水平支撑板和竖直安装板，机构固定板的水平支撑板与永磁装置固定连接，对永磁装置进行支撑，第四部件贯穿水平支撑板并延伸至机构固定板外部，一组机构固定板的竖直安装板数量设置有四组，两两对称固设于水平支撑板的两侧，竖直安装板呈矩形分布。

9.根据权利要求2所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述间隙块的横截面为弧形面，弧形面的外弧长度大于内弧长度，两侧边的夹角为锐角，便于磁块的导入，连板的环宽与间隙块的弧高相配，且连板的外环侧面与间隙块的外弧侧面处于同一平面，连板的内环侧面与间隙块的内弧侧面处于同一平面，容纳腔宽度与磁块的宽度相配。

10.根据权利要求4所述的一种断路器的永磁机构，其特征在于：所述上磁轭固设有圆台，圆台的直径与动铁芯直径相配，外磁轭内侧壁、圆台侧面以及动铁芯侧面形成圆环形的空腔，线圈位于空腔内，圆台上固设有同轴的第一圆腔和第二圆腔，第一圆腔与第三静腔相配，第二圆腔与第三部件直径相配，第三部件位于第二圆腔内，第四部件延伸至上磁轭外部，分闸弹簧套设在第三静腔的第三部件外表面，且分闸弹簧上下侧分别与第三静腔上端面和第一圆腔下端面相抵，磁轭穿孔、第一环、第一静腔、第二静腔、第三静腔、第一圆腔以及第二圆腔沿纵向共轴设置，动铁芯拉杆设置有紧密组件，紧密组件包括紧密螺母以及底板，紧密螺母位于上侧。

Images