CN218602335U - 一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，属于断路器技术领域，包括：包括：安装板、控制装置、永磁机构和绝缘筒；所述安装板的上端面与所述绝缘筒底部固定连接，所述绝缘筒的顶部固定连接有真空灭弧室；所述安装板的下端面与所述永磁机构固定连接，述永磁机构的传动件穿过所述安装板与所述绝缘筒内的动作件固定连接；所述安装板下端面上固定连接有速动开关，所述速动开关与所述永磁机构连接。本实用新型通过设置的两个真空灭弧室，使主断路器可以承受单断回真空断路器两倍的反向恢复电压。

Description

一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器。

背景技术

主断路器是用来接通和分断电力机车的高压电路，是机车的电源总开关，同时，当机车发生故障时它又可迅速切断机车总电源以保护其他设备，是机车最主要的保护装置，所以主断路器具有控制和保护的双重功能，其可靠性直接影响机车的安全运行

目前，电力机车牵引系统主电路用真空主断路器主要是气动主断路器但是，由于气动方式结构复杂带来的问题，集中体现在机械故障率高、维修工作量大的弊端。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，包括：安装板、控制装置、永磁机构和绝缘筒；

所述安装板的上端面与所述绝缘筒底部固定连接，所述绝缘筒的顶部固定连接有真空灭弧室；

所述安装板的下端面与所述永磁机构固定连接，所述永磁机构的传动件穿过所述安装板与所述绝缘筒内的动作件固定连接；

所述安装板下端面上固定连接有速动开关，所述速动开关与所述永磁机构连接；

所述真空灭弧室包括：壳体、定触头和动触头；

所述定触头通过定导电杆与壳体内部侧壁固定连接，所述动触头上转动连接有一对拐臂，一所述拐臂的另一端与壳体内部转动连接，另一所述拐臂的另一端与所述绝缘筒内的动作件固定连接；

所述真空灭弧室设有两个，且对称固定设置在所述绝缘筒的顶部，两个所述真空灭弧室通过串联连接；

所述控制装置与所述永磁机构电连接，所述控制装置通过控制所述永磁机构的工作状态实现真空灭弧室内动触头与静触头的开合。

进一步地，所述安装板的下端面上固定连接有航插，所述航插与所述控制装置电连接。

更进一步地，控制装置包括：控制箱，所述控制箱与所述安装板的下端面固定连接；

所述控制箱内安装有电容器、控制器和计数器；

所述电容和所述计数器分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述外联计算机电连接，所述电容器还与所述永磁机构电连接。

更进一步地，所述永磁机构包括：导向杆、动铁芯、定铁芯、分闸线圈和合闸线圈；

所述定铁芯安装在壳体内，所述定铁芯的内部呈空腔结构，且所述定铁芯的截面呈工字型状，所述分闸线圈和所述合闸线分别固定连接在所述定铁芯内部的上端和下端，所述永磁铁位于所述分闸线圈和所述合闸线圈的之间，且与所述定铁芯内壁固定连接，所述动铁芯位于所述永磁铁之间，所述导向杆下端与所述动铁芯固定连接，所述导向杆的上端穿过所述定铁芯和壳体与所述绝缘筒内的动作件固定连接。

更进一步地，所述绝缘筒内设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆的下端与所述导向杆的上端固定连接，所述绝缘拉杆的上端与所述真空灭弧室内动触点固定连接。

更进一步地，所述真空灭弧室包括：壳体、定触头和动触头；

所述定触头通过定导电杆与壳体内部侧壁固定连接，所述动触头上转动连接有一对拐臂，一所述拐臂的另一端与壳体内部转动连接，另一所述拐臂的另一端与所述绝缘拉杆的上端固定连。

更进一步地，所述真空灭弧室设有两个，且对称固定设置在所述绝缘筒的顶部，两个所述真空灭弧室通过串联连接。

更进一步地，所述主断路器的壳体采用疏水性脂环族环氧树脂壳。

本实用新型的有益效果：

1、通过设置的两个真空灭弧室，使主断路器可以承受单断回真空断路器两倍的反向恢复电压。

2、本申请的断路器拥有两个真空灭弧室，其内横置串联式双断口，由一根绝缘拉杆带动，使两个真空灭弧室同步动作，充分提高了灭弧室的寿命，可保证每只灭弧室的机械寿命。

3、断路器壳体采用疏水性脂环族环氧树脂作为主要绝缘材料，该材料具有极高的抗拉强度、抗弯强度、抗冲击强度，不但耐紫外线性强、表面质量和绝缘强度大幅提升，而且由于其极强的憎水性和自洁性，可大大减少断路器漏电、降低闪络的发生率，抗腐蚀性更好，材料的性能稳定从而提高了断路器的寿命，大大简化了断路器的日常保养。

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立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的正面刨切结构示意图。

附图标记：

1为安装板，2为控制装置，3为永磁机构，4为绝缘筒，5为真空灭弧室，6为航插，7为速动开关，8为绝缘拉杆，9为拐臂，10为导向杆。

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2，如图1至图2所示，一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，包括：安装板1、控制装置2、永磁机构3和绝缘筒4；

所述安装板1的上端面与所述绝缘筒4底部固定连接，所述绝缘筒4的顶部固定连接有真空灭弧室5；

所述安装板1的下端面与所述永磁机构3固定连接，所述永磁机构3的传动件穿过所述安装板1与所述绝缘筒4内的动作件固定连接；

所述安装板1下端面上固定连接有速动开关7，所述速动开关7与所述永磁机构3连接；

所述真空灭弧室5包括：壳体、定触头和动触头；

所述定触头通过定导电杆与壳体内部侧壁固定连接，所述动触头上转动连接有一对拐臂9，一所述拐臂9的另一端与壳体内部转动连接，另一所述拐臂9的另一端与所述绝缘筒4内的动作件固定连接；

所述真空灭弧室5设有两个，且对称固定设置在所述绝缘筒4的顶部，两个所述真空灭弧室5通过串联连接；

所述控制装置2与所述永磁机3构电连接，所述控制装置2通过控制所述永磁机构3的工作状态实现真空灭弧室5内动触头与静触头的开合。需要说明的是，电力机车永磁真空主断路器在结构布局设计上，采用双真空灭弧室串联横置，永磁机构结合摇臂传动使灭弧室闭合和分断，单个灭弧室采用独立超程弹簧，更合理地满足灭弧室和断路器的机械性能。灭弧室串联采用环形多层铜箔软连接，使灭弧室连接更可靠，散热性。

速动开关，又称无触点磁性开关，是理想的磁性开关量传感器。速动开关还叫辅助开关、磁吹开关或连锁微动开关，它是被机构动作带动，机构合闸它被压下去，常闭触点变为常开相反，常开变常闭，主要对控制器发送信号。

永磁机构主要通过通电后产生的磁场推动绝缘拉杆动作，具体是，需要分闸操作时，线圈中通一定量的电流，电磁线圈通电后在动铁芯底部产生与永磁铁磁场方向相反的磁场。当线圈中的电流增大到一定程度以后，电磁线圈产生的磁场大于永磁铁产生的磁场，动铁芯受到一个向下的力，当这个力增大到可以克服永磁机构的反力弹簧的作用力时，动铁芯将开始向下运动，完成分闸过程。永磁操作机构中的反力弹簧的作用是用于保持永磁操作机构的分闸状态，同时在分闸过程中提供作用于动铁芯向下的力，可降低电磁线圈的电压值辅助分闸。永磁机构分闸，即动铁芯向下运动，带动绝缘拉杆和摇臂组建共同运动，拉动真空灭合适动触头运动，实现真空主断路器分闸。

当永磁机构需要合闸时，在电磁线圈中通一定量的电流(分闸过程的反向电流)，产生的电磁吸力将带动动铁芯向上运动，最终完成合闸运动。当动定铁芯接触后，在永磁铁的作用下将操持在合闸位置。永磁机构在合闸状态由永磁铁提供的强大磁场力保持，分闸状态在电磁吸力作用的同时也要依赖永磁机构反力弹簧提供的反力来保持

本实用新型的一实施例中，所述安装板1的下端面上固定连接有航插6，所述航插6与所述控制装置2电连接。

需要说明的是航插，就是具备防水性能的航空插头，所谓"航空插头"是人们对圆形连接器的一种通俗称呼，原本的航空插头来自于军工行业，但随着民用经济和科技的快速发展，许多军工连接器和近似军工标准的连接器越来越多的被民用领域使用。

本实用新型的一实施例中，控制装置2包括：控制箱，所述控制箱与所述安装板1的下端面固定连接；

所述控制箱内安装有电容器、控制器和计数器；

所述电容和所述计数器分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述外联计算机电连接，所述电容器还与所述永磁机构3电连接。

需要说明的是，控制器对断路器合闸、分闸过程进行控制，为永磁机构内的分闸线圈和合闸线圈提供合适的操作电压和电流。

控制器采用低功耗微处理器，输入采用光电耦合隔离，输出采用大功率电力电子器件，主要元器件采用军品级元件，采用看门狗电路防止程序意外跑飞。

高性能的滤波器设计和抗干扰设计保证控制器在恶劣的电磁干扰下仍能可靠运行，电磁兼容性符合IEC61000-4-X标准要求。同时，控制器具备记录存储功能，便于故障检查及智能维保。

由于断路器操作时的电流达到瞬时数十安培，而电源是由机车蓄电池提供，故断路器操作电源采用电容储能方式。由两只22000μF/160V的电解电容并联为断路器动作时提供大电流，电容依靠充电模块为其充电，电容充电模块最大电流为1A。由于开机时电容充电时间小于10s，把机车电源串联12Ω电阻并联在充电模块输出端，采用二极管隔离，可缩短电容充电时间。该方式即使充电模块出现故障，断路器仍能正常工作。

本实用新型的一实施例中，所述永磁机构3包括：导向杆10、动铁芯、定铁芯、分闸线圈和合闸线圈；

所述定铁芯安装在壳体内，所述定铁芯的内部呈空腔结构，且所述定铁芯的截面呈工字型状，所述分闸线圈和所述合闸线分别固定连接在所述定铁芯内部的上端和下端，所述永磁铁位于所述分闸线圈和所述合闸线圈的之间，且与所述定铁芯内壁固定连接，所述动铁芯位于所述永磁铁之间，所述导向杆10下端与所述动铁芯固定连接，所述导向杆10的上端穿过所述定铁芯和壳体与所述绝缘筒4内的动作件固定连接。

本实用新型的一实施例中，所述绝缘筒4内设有绝缘拉杆8，所述绝缘拉杆8的下端与所述导向杆10的上端固定连接，所述绝缘拉杆8的上端与所述真空灭弧室5内动触点固定连接。

需要说明的是，绝缘拉杆是传递分闸与合闸力的关键部件，因此拉杆的芯棒需要具有抗拉伸、弯曲和压缩强度高的材料，同时要具有优良的绝缘性能，故采用电力系统中常用的玻璃纤维棒。外部伞套采用硅橡胶复合材料，该材料耐污性能优异，耐热和耐寒性好，绝缘强度高。绝缘拉杆制造采用将芯棒与硅橡胶复合材料模具硫化一次成型的工艺，两端法兰采用扣压连接。

本实用新型的一实施例中，所述主断路器的壳体采用疏水性脂环族环氧树脂壳。

需要说明的是，疏水性脂环族环氧树脂具有极高的抗拉强度、抗弯强度、抗冲击强度，不但耐紫外线性能、表面质量和绝缘强度大幅提高，而且由于其极强的憎水性和自洁性，可大大地减少断路器漏电，降低闪络的发生率，抗腐蚀性能更好，材料的性能稳定从而提高了寿命，也使断路器的日常保养大大简化。这种工艺技术可提高断路器主绝缘材料电气、机械综合性能，减小断路器体积和重量，提高其耐紫外线性能、表面质量和绝缘强度。

本实用新型提供的一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，使用时，操作断路器时，当合闸操作时，控制器接到由司机发出的合闸指令后，控制器接通合闸线圈回路，永磁机构的合闸线圈得电，机构中的动铁芯在磁力的作用下，推动绝缘拉杆，驱使断路器合闸运动，合闸到位后，连锁微动开关将合闸到位信号返回控制器，控制器切断合闸线圈回路。永磁操动机构内部动铁芯在永磁铁磁场作用下，将动铁芯保持在合闸位置，完成断路器合闸操作。

当分闸操作时，控制器接到由司机发出的分闸指令后，控制器接通分闸线圈回路，永磁机构的分闸线圈得电，机构中的动铁芯在磁力的作用下，分动绝缘拉杆，驱使断路器分闸运动，分闸到位后，连锁微动开关将分闸到位信号返回控制器，控制器切断分闸线圈回路。永磁操动机构内部动铁芯在永磁铁磁场作用下，将动铁芯保持在分闸位置，完成断路器分闸操作。

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 (6)

1.一种用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，包括：安装板、控制装置、永磁机构和绝缘筒；

所述安装板的上端面与所述绝缘筒底部固定连接，所述绝缘筒的顶部固定连接有真空灭弧室；

所述安装板的下端面与所述永磁机构固定连接，所述永磁机构的传动件穿过所述安装板与所述绝缘筒内的动作件固定连接；

所述安装板下端面上固定连接有速动开关，所述速动开关与所述永磁机构连接；

所述真空灭弧室包括：壳体、定触头和动触头；

所述定触头通过定导电杆与壳体内部侧壁固定连接，所述动触头上转动连接有一对拐臂，一所述拐臂的另一端与壳体内部转动连接，另一所述拐臂的另一端与所述绝缘筒内的动作件固定连接；

所述真空灭弧室设有两个，且对称固定设置在所述绝缘筒的顶部，两个所述真空灭弧室通过串联连接；

所述控制装置与所述永磁机构电连接，所述控制装置通过控制所述永磁机构的工作状态实现真空灭弧室内动触头与静触头的开合。

2.根据权利要求1所述的用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，所述安装板的下端面上固定连接有航插，所述航插与所述控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，控制装置包括：控制箱，所述控制箱与所述安装板的下端面固定连接；

所述控制箱内安装有电容器、控制器和计数器；

所述电容和所述计数器分别与所述控制器电连接，所述控制器与外联计算机电连接，所述电容器还与所述永磁机构电连接。

4.根据权利要求1所述的用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，所述永磁机构包括：导向杆、动铁芯、定铁芯、分闸线圈和合闸线圈；

所述定铁芯安装在壳体内，所述定铁芯的内部呈空腔结构，且所述定铁芯的截面呈工字型状，所述分闸线圈和所述合闸线分别固定连接在所述定铁芯内部的上端和下端，所述分闸线圈和所述合闸线圈之间设置有永磁铁，且与所述定铁芯内壁固定连接，所述动铁芯位于所述永磁铁之间，所述导向杆下端与所述动铁芯固定连接，所述导向杆的上端穿过所述定铁芯和壳体与所述绝缘筒内的动作件固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，所述绝缘筒内设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆的下端与所述导向杆的上端固定连接，所述绝缘拉杆的上端与所述真空灭弧室内动触点固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于电力机车车顶的永磁真空主断路器，其特征在于，所述主断路器的壳体采用疏水性脂环族环氧树脂壳。

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