CN219917046U - 一种低压固定式断路器用手操机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压固定式断路器用手操机构，包括机构支架、平面双连杆定位机构、分合闸滑动板和轴套拐臂机构，分合闸滑动板在平面双连杆定位机构的定位约束下进行分合平移运动，轴套拐臂机构的牵引拐臂与分合闸滑动板驱动配合，用于通过牵引拐臂的摆动动作驱动分合闸滑动板进行平移运动，操作断路器的拨头，连杆上具有限位轴，机构支架上具有机构滑槽，限位轴嵌入机构滑槽。本实用新型的有益效果是：通过双连杆定位约束分合闸滑动板分合断路器的结构原理，实现各类型号断路器故障欠压跳闸、手柄脱扣指示100％可靠，分合闸操作力小，分合闸角度正确。轴套在机构支架上的位置可以灵活设置，促使断路器在单元内布置的连接距H减少25～30mm。

Description

一种低压固定式断路器用手操机构

技术领域

本实用新型涉及低压成套设备技术领域，特别是一种低压固定式断路器用手操机构。

背景技术

低压固定式断路器用手操机构除了用于固定式断路器的分闸、合闸，还要在用户应用断路器时满足合闸运行、欠压跳闸、手柄脱扣状态正确指示的要求，但是各种型号、各种电流的断路器本身欠压跳闸力大小不一，尤其是16A～250A之间的断路器欠压跳闸力太小，对手操机构的定位要求极高。

现有行业中应用的国产手操机构在跳闸状态时，单元盘面的手柄状态指示不到位的普遍有20-30％左右，甚至小电流断路器的单元盘面的手柄指示到位的也仅有50％。手操机构依托轴套的旋转弧线运动转换为分合闸滑动板的直线运动，带动拨头进行左右分合动作，分合闸滑动板与机构支架没有运动定位，只有限位，造成轴套的旋转弧线运动转换为分合闸滑动板的直线运动时，结构限位缺陷不平衡，有挤压力，造成机械性阻力中，分合力大，欠压跳闸分合滑板动作不到位，这是手操机构的主要缺陷。

现有手操机构的结构为：轴套定位于机构支架，机构支架的上下端对分合闸滑动板加了限位，但没有分合闸滑动板与支架运动定位，由此会造成分合闸滑动板与限位件产生挤压卡阻，分合闸时手感操作力也大，如果断路器故障跳闸时，由于小电流断路器本体冲击力小，手操机构与分合闸轴杆及单元门常态公差配合偏心也有阻力，会使断路器跳闸动作被阻而不到位，即手操机构转动角度不到位，盘面手柄脱扣指示达不到正确指示的概率极大，尤其是63A、100A、250A断路器。

另外，现在市场中应用的国内外断路器手操机构的分合轴套中心偏心过大、过小，并且各不一致，故断路器在单元内的固定位置不确定，可变性大，造成了断路器在单元中的固定位置与出线B相互感器前后无法错开，见图16，只能加大连接距H，断路器固定方可，无法减小连接距和减浅单元深度，对单元主电路连接件用铜量加大，并且设计中工作量加大，标准化程度较低，结构成本增大。

各种手操机构与手柄在单元与门配合安装中，分合闸轴杆有60mm、150mm、200mm不同长度，制造厂断路器固定位置的公差、轴杆与单元门盘面的手柄中心的配合公差在±2.0mm为常态，使得轴杆与机构支架的轴套装配孔之间的配合间隙最小要0.5mm，由于轴套与机构支架配合间隙大，轴套在旋转时，因为分合闸滑动板与机构支架没有运动定位，分合闸滑动板不能控制轴套的旋转弧线在有效范围内，产生轴套与机构支架的轴套装配孔点摩擦，另外还造成分合闸滑动板动作不平衡，与机构支架上的限位件也产生点摩擦，这是产生操作力偏大的原因。如果断路器跳闸动作被卡阻，就会造成手操机构动作小，达不到手柄转动到达脱扣指示的有效角度。

单元盘面手柄脱扣指示，国家电力部门机构提出行业中应用的手操机构要求国产技术解决这一应用功能缺陷，高端用户设备也都对这一功能提出了要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的断路器手操机构操作阻力大，容易发生卡阻，断路器欠压跳闸时机构不动作，脱扣指示不正确；

进一步解决：现有手操机构结构的轴套在机构支架上的位置偏心过大不能灵活改变，故要求630A、400A断路器在单元内的固定位置可变，造成了断路器固定位置与B相互感器前后无法错开，断路器连接距H只能加长，无法减浅单元深度，并且连接件耗铜量大。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压固定式断路器用手操机构，包括机构支架、平面双连杆定位机构、分合闸滑动板和轴套拐臂机构，分合闸滑动板用于与断路器的拨头配合，通过平移运动操作断路器的拨头，平面双连杆定位机构包括两个连杆，两个连杆都分别连接机构支架和分合闸滑动板，构成平行四连杆机构，分合闸滑动板在两个连杆的定位约束下进行分合平移运动，轴套拐臂机构可转动地安装在机构支架上，轴套拐臂机构包括轴套和牵引拐臂，轴套用于与分合闸轴杆的后轴头配合，传动分合闸轴杆的旋转操作至牵引拐臂，驱动牵引拐臂摆动，牵引拐臂与分合闸滑动板驱动配合，用于通过牵引拐臂的摆动动作驱动分合闸滑动板进行平移运动，操作断路器的拨头。

为有效定位约束分合闸滑动板的动程，优选，连杆上具有限位轴，机构支架上具有机构滑槽，限位轴嵌入机构滑槽。

优选，牵引拐臂与分合闸滑动板驱动配合的配合结构具体为分别位于牵引拐臂与分合闸滑动板上的牵引轴和牵引滑槽，牵引轴嵌入牵引滑槽。

优选，分合闸滑动板通过拨头操作结构操作拨头，拨头操作结构具体为分合闸滑动板上的拨头操作孔，拨头操作孔用于通过拨头操作孔的孔侧边操作嵌入拨头操作孔的拨头。

更优选，拨头操作孔的孔侧边上具有防摩擦衬块，通过防摩擦衬块操作拨头。

优选，低压固定式断路器用手操机构还包括断路器故障欠压跳闸助力机构，断路器故障欠压跳闸助力机构在合闸和跳闸时与分合闸滑动板相互作用，用于在合闸时进行弹性蓄能，在跳闸时释放蓄能对分合闸滑动板进行助力，在分闸时脱离分合闸滑动板。

更优选，断路器故障欠压跳闸助力机构安装在机构支架上，断路器故障欠压跳闸助力机构具体为扭簧机构，分合闸滑动板上具有扭簧受力轴，扭簧机构通过扭簧的扭臂与扭簧受力轴相互作用，用于进行蓄能和助力。

优选，连杆通过连杆轴分别与机构支架和分合闸滑动板进行铰接连接。

为了更好地定位约束分合闸滑动板的平移运动，优选，限位轴上具有轴向限位结构，用于控制连杆与机构支架之间的轴向间隙。

为了更好地定位约束分合闸滑动板的平移运动，优选，牵引轴上具有轴向限位结构，用于控制牵引拐臂与分合闸滑动板之间的轴向间隙。

本实用新型的有益效果是：通过双连杆定位约束分合闸滑动板分合断路器的结构原理，实现各类型号断路器故障欠压跳闸、手柄脱扣指示100％可靠，分合闸操作力小，分合闸角度正确。

轴套在机构支架上的位置可以灵活设置，可以配套于各类型号断路器和单元，同时通过有效确定轴套的偏中心值，可以使断路器在单元内的固定位置范围可以有效确定，促使断路器在单元内布置的断路器连接距H减少25～30mm。

另外，应用本手操机构结构成本低，采购价与国产的手操机构采购价基本持平，比国外品牌手操机构采购价低4～6倍，市场应用可行性具有广泛前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型的手操机构的平面双连杆定位机构在机构支架上的正面结构示意图；

图2是本实用新型的手操机构的平面双连杆定位机构在机构支架上的背面结构示意图；

图3是本实用新型的手操机构的分合闸滑动板的背面结构示意图；

图4是本实用新型的手操机构的背面结构示意图；

图5是本实用新型的用于各种电流断路器的中心设置的手操机构的装配结构示意图；

图6是本实用新型的用于小电流断路器的偏心设置的手操机构的装配结构示意图；

图7是本实用新型的用于大电流断路器的偏心设置的手操机构的装配结构示意图；

图8是本实用新型的手操机构在合闸位置的结构示意图；

图9是本实用新型的手操机构在跳闸位置的结构示意图；

图10是本实用新型的手操机构在分闸位置的结构示意图；

图11是本实用新型的手操机构在再扣位置的结构示意图；

图12是在分闸时应用本实用新型的手操机构的单元盘面手柄状态图；

图13是在合闸时应用本实用新型的手操机构的单元盘面手柄状态图；

图14是在跳闸时应用本实用新型的手操机构的单元盘面手柄状态图；

图15是应用本实用新型的手操机构的630A抽屉单元的结构示意图；

图16是应用现有常规手操机构的630A抽屉单元的结构示意图；

图中，1.机构支架，1-1.机构滑槽，1-2.断路器固定孔，1-3.扭簧底座固定孔，1-4.拨头动作让位孔，2.轴套，2-1.轴孔，3.轴杆固定螺丝，4.连杆，5.限位轴，6.连杆轴，7.连杆固定孔，8.牵引拐臂，8-1.牵引轴安装孔，9.拐臂固定螺丝，10.分合闸滑动板，10-1.牵引滑槽，11.防摩擦衬块，12.扭簧受力轴，13.牵引轴，14.扭簧底座，15.扭簧，16.断路器，16-1.拨头，17.手柄，18.分合闸轴杆，19.B相互感器。

具体实施方式

如图1～15所示，一种低压固定式断路器用手操机构，包括机构支架1、平面双连杆定位机构、分合闸滑动板10、轴套拐臂机构和断路器故障欠压跳闸助力机构。

平面双连杆定位机构用于定位约束分合闸滑动板10，分合闸滑动板10用于与断路器16的拨头16-1配合，通过分合闸滑动板10的平移运动操作断路器16的拨头16-1。平面双连杆定位机构包括两个连杆4，两个连杆4都分别通过连杆轴6连接机构支架1和分合闸滑动板10，构成平行四连杆机构，如图4所示，平行四连杆机构的L1＝L3,L2＝L4，分合闸滑动板10在两个连杆4定位约束下进行分合平移运动。

连杆4上具有限位轴5，机构支架1上具有机构滑槽1-1，限位轴5嵌入机构滑槽1-1。

轴套拐臂机构安装在机构支架1上，轴套拐臂机构包括轴套2和牵引拐臂8，轴套2用于与分合闸轴杆18的后轴头配合，传动分合闸轴杆18的旋转操作至牵引拐臂8，驱动牵引拐臂8摆动。牵引拐臂8与分合闸滑动板10驱动配合，通过牵引拐臂8的摆动动作驱动分合闸滑动板10进行平移运动，操作断路器16的拨头16-1分闸、合闸。

轴套2上具有轴孔2-1，用于分合闸轴杆18的后轴头的插装。轴套2穿过机构支架1与牵引拐臂8固定。牵引拐臂8与分合闸滑动板10驱动配合的配合结构具体为分别位于牵引拐臂8与分合闸滑动板10上的牵引轴13和牵引滑槽10-1，牵引轴13嵌入牵引滑槽10-1，牵引轴13通过牵引拐臂8上的牵引轴安装孔8-1固定在牵引拐臂8上。

分合闸滑动板10通过拨头操作结构操作拨头16-1，拨头操作结构具体为分合闸滑动板10上的拨头操作孔，拨头操作孔用于通过拨头操作孔的孔侧边操作嵌入拨头操作孔的拨头16-1。拨头操作孔的孔侧边上具有防摩擦衬块11，通过防摩擦衬块11操作拨头16-1进行分闸和合闸。

本手操机构除了双连杆定位约束分合闸滑动板10平移运动分合操作断路器16外，又布置了断路器故障欠压跳闸助力机构。

断路器故障欠压跳闸助力机构在合闸和跳闸时与分合闸滑动板10相互作用，用于在合闸时进行弹性蓄能，在断路器16跳闸时释放蓄能对分合闸滑动板10进行助力，使分合闸滑动板10有效动作至脱扣位置，单元盘面的手柄17脱扣状态指示100％到位。断路器故障欠压跳闸助力机构在分闸时脱离分合闸滑动板10。断路器故障欠压跳闸助力机构安装在机构支架1上，断路器故障欠压跳闸助力机构具体为扭簧机构，分合闸滑动板10上具有扭簧受力轴12，扭簧机构通过扭簧15的扭臂与扭簧受力轴12相互作用，用于进行蓄能和助力。

断路器故障欠压跳闸助力机构确保了在断路器16跳闸力较小时拨头16-1和分合闸滑动板10也能动作到位，进而带动单元盘面的手柄17正确指示状态。在断路器16分闸时扭簧15脱离扭簧受力轴12，避免扭簧15影响分闸到位、分合闸轴杆18角度正确，确保手柄17分闸到位后角度无变化，手柄17与分合闸轴杆18的前轴头正确配合，单元门关门方便快速。

本实施例的低压固定式断路器用手操机构更具体地结构如下：

机构支架1具有4个断路器固定孔1-2，分别位于机构支架1的四角，手操机构通过4个断路器固定孔1-2和相应的断路器固定螺丝固定在断路器16上。

分合闸滑动板10位于机构支架1的背面，当断路器16的拨头16-1凸出机构支架1时，相应的机构支架1上具有拨头动作让位孔1-4，用于让位拨头16-1。

连杆4上具有连杆固定孔7和限位轴固定孔，机构支架1上具有连杆过渡孔，连杆轴6穿过连杆过渡孔固定在连杆固定孔7内，限位轴5穿过机构滑槽1-1固定在限位轴固定孔内。连杆轴6与连杆过渡孔之间、限位轴5与机构滑槽1-1之间都有配合间隙，保证滑动无卡阻，配合间隙实际控制在0.2mm。

连杆轴6、限位轴5、牵引轴13都具有采用螺柱轴，螺柱轴的头端具有凸出的轴帽头，通过螺柱轴的轴帽头进行轴线限位。

分合闸轴杆18插装入轴套2的轴孔2-1后，通过轴套2侧面的轴杆固定螺丝3拧紧固定。

机构支架1上具有扭簧底座固定孔1-3，断路器故障欠压跳闸助力机构的扭簧15通过扭簧底座14安装在机构支架1上，扭簧底座14通过两个拧入扭簧底座固定孔1-3的扭簧底座固定螺丝进行固定。

轴套2可转动地安装在机构支架1上，并且轴套2的穿过机构支架1的后端与牵引拐臂8用两个拐臂固定螺丝9固定。

本实用新型的手操机构通过轴套2、牵引拐臂8、牵引轴13和牵引滑槽10-1牵引分合闸滑动板10，在轴套2旋转90°的过程中，牵引分合闸滑动板10左右平移，达到无机械性卡阻力，达到分闸、合闸角度正确，分合闸滑动板10定位角度符合应用技术要求，分合闸操作具体过程如下：

如图10和12所示，在断路器16分闸状态时，单元门的单元盘面上的手柄17呈分闸状态指示，手柄17角度与分合闸轴杆18的前轴头上的销柱角度一致配合。

如图8和13所示，关上单元门，手柄17右旋转90°，断路器16合闸，手柄17正确指示合闸符号。

如图9和14所示，当断路器16发生故障跳闸时，扭簧15作用于扭簧受力轴12释放蓄能，对断路器16故障跳闸进行助力，手柄17转动并正确指示脱扣符号。

如图11所示，当进行分闸及再扣操作时，扭簧15与扭簧受力轴12脱离，手柄17左转至极限，解除断路器16脱扣，再右向旋转合闸。

轴套2在机构支架1上的位置可以灵活设置，可以配套于各类型号断路器16和单元，同时通过有效确定轴套2的偏中心值，可以使断路器16在单元内的固定位置范围可以有效确定，促使断路器连接距H减少25～30mm。

具体如下：

在本实施提供的附图15中，630A、400A断路器16的手操机构的轴套2在水平方向相对断路器16的拨头16-1中心向左偏中心31.5mm设置，相比国产在用的手操机构的偏中心值小25mm～68mm不等，造就了各种型号断路器16在单元中与B相互感器19可以前后错位设置，连接距H缩短25mm～30mm，每根连接件即连接铜排可省25mm用铜量，实现断路器连接距H80mm的行业顶尖小型化结构应用技术。见图15和图16对比，在图15中，单元深度为300mm，在图16中单元深度为350mm。在图15和图16中，柜体框架模数为20～25mm。

同时轴套2相对断路器16的拨头16-1中心向下偏中心40mm设置，造就了断路器16在单元内可向底部下降20mm安装，630A单元高度300mm可行性。

本实用新型的手操机构通过双连杆定位分合闸滑动板10的结构原理可以适应各类型号电流等级的断路器16的设计开发，如图5、6和7所示，轴套2的位置也可灵活改变，轴套2中心可偏心也可中心设置，仅需改变牵引拐臂8的长度和分合牵引角度。

当单元应用250A以下电流时，均以轴套2中心设置为主，1/2单元应用100A、63A电流时，中心、偏中心设置都有采用。但单元应用400A、630A电流时，也可应用中心设置的手操机构，仅需加高一点机构支架1高度。

综上，本实用新型的技术应用性能及经济价值为：

本实用新型的双连杆定位约束分合闸滑动板10分合断路器16的结构原理，是本实用新型的主要创新点，具体是：通过平面双连杆定位机构和连杆轴6的多点定位，有效定位约束分合闸滑动板10相对机构支架1进行平移运动，通过连杆4上的限位轴5与机构支架1上的机构滑槽1-1嵌入配合，有效定位约束分合闸滑动板10的动程要求。

这样的主要创新点实现630A、400A、250A、100A、63A、32A及以下所有电流等级的跳闸100％可靠，分合闸操作力比国产及国外品牌手操机构小30％，分合闸角度正确性100％，手柄17与分合闸轴杆18的前轴头正确配合，方便单元关门，保障手柄17在90°合闸位置的一致性外观要求，即使是小电流断路器16也能确保跳闸时手柄17指示正确，方便维护人员快速识别，及时合闸送电。

本实用新型的630A、400A手操机构采用相对断路器16的拨头16-1中心向左偏中心31.5mm设置，支架高度下降中，造就单元630A断路器连接距H再缩短25mm，6根连接铜排省略150mm用铜量，630A省铜315g，400A省铜236g，缩短断路器连接距H造就单元深度减小25mm。

目前市场应用的采用国内外手操机构的630A断路器16固定位置不能确定，无法与B相互感器19实现错开设计，连接距H需要比采用本手操机构的单元加长25mm，单元深度见图16。

本实用新型手操机构采购价与国产的手操机构采购价基本持平，630A、400A断路器连接距缩短25mm，省铜及单元深度减小，比国外品牌手操机构采购价低4～6倍，市场应用可行性具有广泛前景。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

例如：两个连杆4通过机械领域的其他常规轴装配结构代替螺柱轴形式的连杆轴实现与机构支架1和分合闸滑动板10的铰接连接。

再例如：将作为连杆轴、限位轴和牵引轴的螺柱轴的轴帽头替换为卡在螺柱轴上的卡簧。

Claims (10)

1.一种低压固定式断路器用手操机构，其特征是：包括机构支架(1)、平面双连杆定位机构、分合闸滑动板(10)和轴套拐臂机构，

分合闸滑动板(10)用于与断路器(16)的拨头(16-1)配合，通过平移运动操作断路器(16)的拨头(16-1)，

平面双连杆定位机构包括两个连杆(4)，两个连杆(4)都分别连接机构支架(1)和分合闸滑动板(10)，构成平行四连杆机构，分合闸滑动板(10)在两个连杆(4)的定位约束下进行分合平移运动，

轴套拐臂机构可转动地安装在机构支架(1)上，

轴套拐臂机构包括轴套(2)和牵引拐臂(8)，轴套(2)用于与分合闸轴杆(18)的后轴头配合，传动分合闸轴杆(18)的旋转操作至牵引拐臂(8)，驱动牵引拐臂(8)摆动，

牵引拐臂(8)与分合闸滑动板(10)驱动配合，用于通过牵引拐臂(8)的摆动动作驱动分合闸滑动板(10)进行平移运动，操作断路器(16)的拨头(16-1)。

2.根据权利要求1所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的连杆(4)上具有限位轴(5)，机构支架(1)上具有机构滑槽(1-1)，限位轴(5)嵌入机构滑槽(1-1)。

3.根据权利要求1所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的牵引拐臂(8)与分合闸滑动板(10)驱动配合的配合结构具体为分别位于牵引拐臂(8)与分合闸滑动板(10)上的牵引轴(13)和牵引滑槽(10-1)，牵引轴(13)嵌入牵引滑槽(10-1)。

4.根据权利要求1所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的分合闸滑动板(10)通过拨头操作结构操作拨头(16-1)，拨头操作结构具体为分合闸滑动板(10)上的拨头操作孔，拨头操作孔用于通过拨头操作孔的孔侧边操作嵌入拨头操作孔的拨头(16-1)。

5.根据权利要求4所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的拨头操作孔的孔侧边上具有防摩擦衬块(11)，通过防摩擦衬块(11)操作拨头(16-1)。

6.根据权利要求1所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：还包括断路器故障欠压跳闸助力机构，断路器故障欠压跳闸助力机构在合闸和跳闸时与分合闸滑动板(10)相互作用，用于在合闸时进行弹性蓄能，在跳闸时释放蓄能对分合闸滑动板(10)进行助力，在分闸时脱离分合闸滑动板(10)。

7.根据权利要求6所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的断路器故障欠压跳闸助力机构安装在机构支架(1)上，断路器故障欠压跳闸助力机构具体为扭簧机构，分合闸滑动板(10)上具有扭簧受力轴(12)，扭簧机构通过扭簧(15)的扭臂与扭簧受力轴(12)相互作用，用于进行蓄能和助力。

8.根据权利要求1所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的连杆(4)通过连杆轴(6)分别与机构支架(1)和分合闸滑动板(10)进行铰接连接。

9.根据权利要求2所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：所述的限位轴(5)上具有轴向限位结构，用于控制连杆(4)与机构支架(1)之间的轴向间隙。

10.根据权利要求3所述的低压固定式断路器用手操机构，其特征是：牵引轴(13)上具有轴向限位结构，用于控制牵引拐臂(8)与分合闸滑动板(10)之间的轴向间隙。