CN221352637U - 一种应用于环网柜的磁控式断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于环网柜的磁控式断路器，包括开关框架组件，所述开关框架组件上横向布置有用于控制开合闸的磁控机构组件，磁控机构组件通过固封极柱组件的绝缘拉杆与之连接，固封极柱组件的另一端通过铜线隔离轴组件连接形成主回路，磁控机构组件上设有用于实现装置分合闸状态指示的指示传动组件；还包括通过手动操作实现固封极柱组件开合闸的手动分闸驱动组件。本实用新型替换了原有传统环网柜弹簧操作机构或永磁操作机构结构，减少了机构零部件数量，一定程度上降低了机构的故障率；磁控机构动、静铁芯采用半硬磁材料，可快速实现分合闸操作，大大提高了分合闸速度，能将合闸整体时间提升到25ms以内，分闸整体时间提升到10ms以内。

Description

一种应用于环网柜的磁控式断路器

技术领域

本实用新型属于开关装置技术领域，尤其是涉及一种应用于环网柜的磁控式断路器。

背景技术

断路器是指在正常回路中能够不频繁关合电流，并具有一定的过载和短路保护能力的装置。断路器的短路保护功能主要是通过电磁系统、灭弧装置及其操作机构的配合实现对故障电路的切断，从而起到电路保护的作用。断路器的短路保护功能具有分断短路电流时间短的特点，能够保护输配电系统的负载免于短路电流的破坏。

断路器主要应用于10kV环网柜中，环网柜用于分合负荷电流、开断短路电流及过载电流，适用于10kV供电线路的环网供电或双辐射供电，对被供电地区起到作为电能的控制和保护作用。目前环网柜操动机构主要有弹簧操动机构和永磁操作机构两种类型，其中弹簧操动机构最为常见，虽操动机构的结构和工艺不断优化改进，但因零件数量多，结构复杂，产品运行过程中会较频繁出现机构卡位、零件损坏的现象，根据国内外开关运行故障率的统计，70%以上的故障均来自操动机构的机械部分。目前弹簧操动机构可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，由于合、分闸的能量取决于弹簧的弹力，因此其分合闸电流要求不大，在直流电源消失的情况下也可手动合、分操作。随着结构设计不断完善，机构合闸速度得到一定提高，能够实现自动重合闸，一定程度上减少了故障率。但因弹簧操动机构本身结构属性，零部件数量较多，构件强度和加工精度要求高，制造工艺复杂，零件间相对位置配合需得到保证，特别是实现开关分、合的零件加工或装配存在误差，将会造成机构无法动作的情况。

目前永磁操动机构主要由永磁铁、合闸线圈和分闸线圈组成，较弹簧操动机构，它取消了运动连杆、脱扣、锁扣等装置，结构相对简单，零部件较少。虽然机构机械动作的可靠性得到提高，但其控制采用充电电容放电激磁方式，操作功率比较大，电路故障率比较高。由于合闸操作启动需要克服固有永磁铁磁力，因此合闸速度方面的提升受到一定限制，分闸过程中需向线圈施加反向电流，产生反向磁场，而反向磁场会对永磁体产生消磁作用，对永磁操动机构存在一定的安全隐患。

发明内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种可靠性高、合闸速度快的应用于环网柜的磁控式断路器。

技术方案：本实用新型所述的应用于环网柜的磁控式断路器，包括开关框架组件，所述开关框架组件上横向布置有用于控制开合闸的磁控机构组件，磁控机构组件通过固封极柱组件的绝缘拉杆与之连接，固封极柱组件的另一端通过铜线隔离轴组件连接形成主回路，磁控机构组件上设有用于实现装置分合闸状态指示的指示传动组件；还包括通过手动操作实现固封极柱组件开合闸的手动分闸驱动组件。

其中，所述磁控机构组件包括底板、底座、线圈、静铁芯、动铁芯、分闸弹簧、导向销、动端、分闸拨板以及限位板；底板固定于开关框架组件上，底板上安装有底座，底座上设有线圈，线圈内于底板上固定有静铁芯，静铁芯上方设有动铁芯，静铁芯和动铁芯之间设有用于动铁芯运动导向的导向销；动铁芯的下部设有动端，固封极柱组件的绝缘拉杆连接连杆，连杆的端部穿过静铁芯连接在动端上，底板的动端之间还设有用于分开静铁芯和动铁芯的分闸弹簧。

其中，所述底板上还设有手动分闸驱动组件，手动分闸驱动组件包括分闸轴，分闸轴上设有分闸拐臂。

其中，所述动端上设有分闸拨板。

其中，所述分闸拨板设置在分闸拐臂转动的转动范围内，分闸轴与外部驱动件连接带动分闸拐臂转动。

其中，所述指示传动组件包括指示轴，指示轴上转动接连拐臂，拐臂另一端设有用于表示固封极柱组件开合状态的指示杆。

其中，所述动铁芯、静铁芯为半硬磁铁芯。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型通过隔离轴组件、固封极柱组件以及磁控机构组件实现隔离开关的分合闸，形成主回路，最终实现磁控机构在环网柜中的应用；通过替换原有传统环网柜弹簧操作机构或永磁操作机构结构，减少了机构零部件数量，一定程度上降低了机构的故障率；磁控机构动、静铁芯采用半硬磁材料，其特有的材料特性使得机构所需驱动功率减少，可快速实现分合闸操作，大大提高了分合闸速度，能将合闸整体时间提升到25ms以内，分闸整体时间提升到10ms以内。

附图说明

图1为本实用新型磁控机构整体图；

图2为磁控机构组件的结构示意图；

图3为手动分闸驱动组件结构示意图；

图4为指示传动组件结构示意图；

图5为固封极柱组件结构示意图；

图6为固封极柱组件的剖视图；

图7为隔离轴组件结构示意图；

图8为隔离触头盒组件结构示意图；

图9为开关框架组件结构示意图。

具体实施方式

如图1~9所示，本实用新型中的应用于环网柜的磁控式断路器，包括磁控机构组件1、手动分闸驱动组件2、指示传动组件3、固封极柱组件6、隔离轴组件5、隔离触头盒组件4和开关框架组件7。磁控机构组件1、隔离轴组件5、隔离触头盒组件4均固定于开关框架组件7上；固封极柱组件6绝缘拉杆一端与磁控机构连接，上出线铜件端与隔离轴组件5连接，形成主回路；手动分闸驱动组件2安装于磁控机构上，驱动磁控机构进行分闸操作，指示传动组件3通过磁控机构上的分闸拨板14运动实现装置分合闸状态指示。其中磁控机构组件1采用横向排布一体式结构，由机构底板8、底座10、线圈11、静铁芯12、动铁芯16、分闸弹簧17、导向销13、动端15、分闸拨板14、限位板9组成；底板8固定于开关框架组件7上，底板8上安装有底座10，底座10上设有线圈11，线圈11内于底板8上固定有静铁芯12，静铁芯12上方设有动铁芯16，静铁芯12和动铁芯16之间设有用于动铁芯16运动导向的导向销13；动铁芯16的下部设有动端15，固封极柱组件6的绝缘拉杆28连接连杆24，连杆24的端部穿过静铁芯12连接在动端15上，底板8的动端之间还设有用于分开静铁芯12和动铁芯16的分闸弹簧17，其中，静铁芯12、动铁芯16采用半硬磁材料。指示传动组件3分别安装于磁控机构组件1限位板9和开关框架组件7上，通过磁控机构动端15和分闸拨板14的运动带动指示传动组件3实现真空灭弧室分合闸状态的指示。固封极柱组件6中绝缘拉杆的连杆端安装于磁控机构1中，固封极柱组件6上出线铜件端23与隔离轴组件5连接，形成主回路；隔离轴组件5和隔离触头盒组件4安装于开关框架组件7上，隔离轴组件5在外部机构作用下可做旋转运动，当旋转一定角度，可实现隔离开关的分合闸。手动分闸驱动组件2包括分闸轴19，分闸轴19上设有分闸拐臂18；动端15上设有分闸拨板14，分闸拨板14设置在分闸拐臂18转动的转动范围内，分闸轴19与外部驱动件连接带动分闸拐臂18转动。固封极柱组件6还包括设置于真空灭弧室26外部的固封极柱25。

工作流程：合闸操作时，给线圈11施加直流电压激磁，此时磁控线圈11同时磁化静铁芯12和动铁芯16，磁感极性一致，瞬间产生极大磁力，快速带动动铁芯16向静铁芯12吸合，在此过程中安装于磁控机构内的绝缘拉杆装配中的连接杆也随动铁芯16一起运动并实现真空灭弧室的合闸，磁控线圈11失电后，半硬磁材料的动、静铁芯12利用高剩余磁感长时间保持在磁回路的特性，即磁感储存效应产生的磁力，保持真空灭弧室处于合闸状态；分闸操作时，给线圈11施加负极性电压消磁，此时磁控线圈11反极性同时磁化静铁芯12和动铁芯16，使原来高剩余磁感消磁，即动、静铁芯12没有磁性，安装于动、静铁芯12之间的分闸弹簧17无需克服磁力，在分闸弹簧17的作用下快速带动动、静铁芯12分离，在此过程中安装于磁控机构内的绝缘拉杆装配中的连接杆也随动铁芯16一起运动并实现真空灭弧室的分闸，最后利用分闸弹簧17的预压缩力保持真空灭弧室处于分闸状态。磁控机构组件1设计的导向销13的结构，保证了横向布置的磁控机构分合闸运动过程中的稳定性，防止发生偏移和扭曲。

手动分闸驱动组件2安装于磁控机构组件1底板8上，分闸轴19在外部手动分闸机构作用下旋转带动焊接在分闸轴19上的分闸拐臂18运动至磁控机构上的分闸拨板14焊接件处接触，并继续运动，驱使磁控机构动端15向远离底座10的方向运动，此时安装于磁控机构内的绝缘拉杆28装配中的连接杆24也随之运动，实现真空灭弧室26的分闸。

指示传动组件3安装于磁控机构限位板9和开关框架组件7上，指示杆22与磁控机构组件1的分闸拨板14连接，在分合闸过程中，分闸拨板14带动指示杆22做直线运动，此时与指示杆22连接的拐臂也随之运动，从而带动与拐臂焊接的指示轴20旋转一定角度，实现真空灭弧室分合闸状态的指示。

固封极柱组件6固定于磁控机构底板8上，其绝缘拉杆的连接杆安装于磁控机构1导向孔中，上出线铜件端与隔离轴组件5连接，形成主回路。隔离轴组件5和隔离触头盒组件4均固定于开关框架组件7上，隔离轴组件5可做旋转运动，通过旋转一定角度实现隔离开关的分合闸，开关框架组件7起固定支撑各组件的作用。再笨实施例中，磁控机构组件1采用横向布置一体式结构，与三相固封极柱组件6连接，实现真空灭弧室26的分合闸；手动驱动组件2与磁控机构1连接，实现手动带动磁控机构断开真空灭弧室；指示传动组件3与磁控机构连接，实现真空灭弧室分合闸状态指示；隔离轴组件5一端与固封极柱组件6的上出线铜件端连接，隔离触头盒组件4固定于开关框架组件7上，实现隔离开关的分合闸，形成主回路，最终实现磁控机构在环网柜中的应用。

Claims (7)

1.一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征是，包括开关框架组件（7），所述开关框架组件（7）上横向布置有用于控制开合闸的磁控机构组件（1），磁控机构组件（1）通过固封极柱组件（6）的绝缘拉杆（28）与之连接，固封极柱组件（6）的另一端通过铜线（23）隔离轴组件（5）连接形成主回路，磁控机构组件（1）上设有用于实现装置分合闸状态指示的指示传动组件（3）；还包括通过手动操作实现固封极柱组件（6）开合闸的手动分闸驱动组件（2）。

2.根据权利要求1所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述磁控机构组件（1）包括底板（8）、底座（10）、线圈（11）、静铁芯（12）、动铁芯（16）、分闸弹簧（17）、导向销（13）、动端（15）、分闸拨板（14）以及限位板（9）；底板（8）固定于开关框架组件（7）上，底板（8）上安装有底座（10），底座（10）上设有线圈（11），线圈（11）内于底板（8）上固定有静铁芯（12），静铁芯（12）上方设有动铁芯（16），静铁芯（12）和动铁芯（16）之间设有用于动铁芯（16）运动导向的导向销（13）；动铁芯（16）的下部设有动端（15），固封极柱组件（6）的绝缘拉杆（28）连接连杆（24），连杆（24）的端部穿过静铁芯（12）连接在动端（15）上，底板（8）的动端之间还设有用于分开静铁芯（12）和动铁芯（16）的分闸弹簧（17）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述底板（8）上还设有手动分闸驱动组件（2），手动分闸驱动组件（2）包括分闸轴（19），分闸轴（19）上设有分闸拐臂（18）。

4.根据权利要求2所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述动端（15）上设有分闸拨板（14）。

5.根据权利要求4所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述分闸拨板（14）设置在分闸拐臂（18）转动的转动范围内，分闸轴（19）与外部驱动件连接带动分闸拐臂（18）转动。

6.根据权利要求2所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述动铁芯（16）、静铁芯（12）为半硬磁铁芯。

7.根据权利要求1所述的一种应用于环网柜的磁控式断路器，其特征在于，所述指示传动组件（3）包括指示轴（20），指示轴（20）上转动接连拐臂（21），拐臂（21）另一端设有用于表示固封极柱组件（6）开合状态的指示杆（22）。