CN2743953Y - 一种电气开关的操纵控制机构 - Google Patents

Abstract

一种电气开关的操纵控制机构，包括传动气缸、电磁线圈骨架、电磁线圈、活塞、操动杆、分闸蓄能弹簧、内铁芯及线圈固定架、永磁体、外铁芯、安装板；传动气缸与外铁芯连接，其上设有一与外界气源接通的进气口；外铁芯与安装板连接；内铁芯及线圈固定架、电磁线圈骨架和活塞安放在由传动气缸、外铁芯、安装板构成的腔室内，其中内铁芯及线圈固定架与安装板连接；电磁线圈骨架上部与内铁芯及线圈固定架连接，电磁线圈装在电磁线圈骨架上；操动杆套上分闸蓄能弹簧后穿过活塞和内铁芯及线圈固定架后，伸出安装板；操动杆下端与活塞固定连接；永磁体安装在内铁芯及线圈固定架上。本实用新型具有节能、使用寿命长、运行平稳的优点。

Description

一种电气开关的操纵控制机构

                           技术领域

本实用新型涉及电器开关技术领域，特别是一种电气开关的操纵控制机构。

                           背景技术

目前，在石油化工、矿山、铁路、电力等行业中，用于各种馈电线路的开启和关闭的电气开关装置，其合闸保持与分闸的操纵控制方式无外乎有以下几种：

1、机械锁扣的操纵控制方式；俗称弹操机构控制方式，这种操纵控制方式是采用机械锁扣进行合闸保持，脱扣后分闸机构动作进行分闸，如中国专利公开号为CN2033542公开的“开关装置的操动机构”，就是采用这样的操纵控制方式。它可与真空灭弧室配套组成真空断路器。这种操纵控制方式具有工作稳定可靠、合闸弹跳时间比较短的优点，但也存在着结构复杂、成本高、安装维护不方便的缺点。

2、电磁操纵控制方式；俗称电磁机构控制方式，这种操纵控制方式是；利用一个电磁线圈通电后产生电动力进行合闸和合闸保持。分闸时，切断电磁线圈的保持电流，使电动力消失来进行分闸。这种操纵控制方式虽然具有结构简单，运行可靠的优点，但也存在着启动和保持电流大而耗能、合闸冲击强烈、弹跳时间长、分闸响应时间长的缺点。

3、永磁操纵控制方式；这种操纵控制方式也有两种，一种是采用一个电磁线圈和一个永磁体来完成合闸、保持及分闸动作的；合闸时，给电磁线圈一个正向的合闸电流来进行合闸，合闸到位后，断掉电磁线圈的合闸电流，依靠永磁体产生的永磁力来进行合闸保持。分闸时，给电磁线圈一个反向的分闸电流，使电磁线圈产生一个反向磁场能克服永磁体产生的永磁力来进行分闸，即所谓的单稳态控制。另一种是采用两个电磁线圈和一个永磁体来完成合闸、保持及分闸动作的；其中一个是合闸线圈，另一个是分闸线圈。如中国专利公开号为CN2488166公开的“配永磁操纵机构的低压真空断路器”。其包含有真空开关管、永磁操纵机构及其控制器，永磁操纵机构有磁轭板、与控制器电联接的上激磁线圈和下激磁线圈及二者之间的永磁体，上下激磁线圈中可滑动地套装有铁芯及其与真空开关管相连的导杆。合闸时，给合闸线圈一个合闸电流来进行合闸，合闸到位后，断掉合闸线圈的合闸电流，依靠永磁体产生的永磁力来进行合闸保持。分闸时，给分闸线圈一个分闸电流，使电磁线圈产生一个能克服永磁体产生的永磁力来进行分闸，即所谓的双稳态操纵控制方式。这两种方式虽然具有结构简单，运行可靠、节能的优点，但双稳态控制存在着合闸末了速度快、冲击大、与开关特性相违背，且分闸响应时间长的缺点，单稳态控制存在着一个致命的缺点，那就是在给电磁线圈一个分闸电流时，通过电磁线圈分闸电流所产生的反磁场会使永磁体退磁，使永磁体的磁力下降，造成保持力不够，出现掉闸现象，造成事故发生。

4、气动或液压的操纵控制方式，这种操纵控制方式是采用气动力或液压力来完成电气开关装置的开启、保持与关闭，如国外目前在电力机车上使用的真空断路器的合、分闸及保持就是采用气动方式来完成的。这种操纵控制方式虽然存在着工作稳定可靠、合闸弹跳时间比较短的优点，但其在保持过程中需要消耗大量的能量，而且这种操纵控制方式还需要系统具有很好的密封性能，如果密封不好，就会造成保持力不够，出现掉闸现象。

上述几种方式各有优点，但也存在诸如开合特性适宜性、机械寿命、能量耗损性等多方面的不足。

                           发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种节能、使用寿命长、运行平稳的电气开关的操纵控制机构。以解决现有各种电气开关操纵控制机构存在的诸多不足之处。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电气开关的操纵控制机构，其特征包括传动气缸、电磁线圈骨架、电磁线圈、活塞、操动杆、分闸蓄能弹簧、内铁芯及线圈固定架、永磁体、外铁芯、安装板；传动气缸上端与外铁芯的下端连接，其上设有一与外界气源接通的进气口；外铁芯上端与安装板固定连接；内铁芯及线圈固定架、电磁线圈骨架和活塞由上而下安放在由传动气缸、外铁芯、安装板构成的腔室内，其中内铁芯及线圈固定架与安装板固定连接；电磁线圈骨架上部与内铁芯及线圈固定架连接，电磁线圈安装在电磁线圈骨架上；在内铁芯及线圈固定架和活塞及安装板上均开有同心的轴向通孔，操动杆上套上分闸蓄能弹簧后由活塞的底部依次穿过活塞和内铁芯及线圈固定架后，伸出安装板；操动杆下端与活塞固定连接；永磁体安装在内铁芯及线圈固定架上与外铁芯的内环面之间。

为了减少分闸时，操纵杆下端对传动气缸底壁的冲击，在传动气缸内铺垫一块吸震垫。并在传动气缸的底部装有一油压减震器。

为了不使磁力线分散，活塞的上端面与外铁芯及内铁芯及线圈固定架的下端面的两个贴合面不在同一水平面上。

本实用新型采用气动力与电磁力及永磁力来完成合闸，采用分闸蓄能弹簧的分闸力来完成分闸，其动作可靠，稳定。合闸时，外界压缩空气通过进气口进入到传动气缸内，推动活塞连同操动杆一起上升。当合闸到位时，活塞的内、外两个上端面与外铁芯和内铁芯及线圈固定架的下端面贴合，构成完全封闭的磁回路，此时电磁线圈通电并关端气源，电磁线圈产生的磁场与永磁体的磁场叠加在同一个闭合磁路，两者产生的磁场合力只要稍稍大于分闸蓄能弹簧的分闸力，活塞及操动杆就可以保持在合闸状态。且永磁力占主要成分。需要分闸时，只要使电磁线圈失电，电磁力消失，这时永磁体的永磁力会小于分闸蓄能弹簧的分闸力，分闸蓄能弹簧就可以推动操动杆连同活塞一起下移，使活塞的内、外两个上端面与外铁芯和内铁芯及线圈固定架的下端面分离，使原闭合磁路不再闭合，磁阻增大，永磁体的吸引力很快地衰减，分闸蓄能弹簧就能推动操动杆连同活塞一起快速地下移完成分闸动作。上述技术方案采用气动力来完成合闸动作，采用电磁力和永磁体的永磁力共同来维持合闸状态，这样可以通过调节气流量的大小来调整合闸的速度，以适宜合闸特性的要求，尽量使合闸弹跳时间缩短到最小限度，避免拉弧。采用电磁力和永磁铁的磁力共同来保持合闸状态，可以节省能源，降低损耗。采用将电磁线圈失电，分闸蓄能弹簧的复位进行分闸，这样因电磁线圈相当于先导机构，电感量小，使响应速度加快，同时避免因为给电磁线圈反电流，使永磁体发生失磁的现象，从而延长了永磁体的使用寿命，并可有效地防止脱闸的现象发生。本技术方案可以应用到各种电气开关上，特别是电力系统的快速开关或真空断路器上，尤其是铁路电力机车上使用的真空断路器或地铁快速断路器上。

                           附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

                         具体实施方式

如图1所示的一种电气开关的操纵控制机构，包括包括传动气缸1、电磁线圈骨架2、电磁线圈3、活塞4、操动杆5、分闸蓄能弹簧6、内铁芯及线圈固定架7、永磁体8、外铁芯9、安装板10；传动气缸1上端与外铁芯9的下端螺纹连接，下端设有一与外界气源接通的进气口11；外铁芯9上端与安装板10采用紧固件12固定连接；内铁芯及线圈固定架7、电磁线圈骨架2和活塞4由上而下安放在由传动气缸1、外铁芯9、安装板10构成的腔室内，其中内铁芯及线圈固定架7与安装板10也采用紧固件13固定连接；电磁线圈骨架2上部与内铁芯及线圈固定架7连接，电磁线圈3安装在电磁线圈骨架2上；在内铁芯及线圈固定架7和活塞4及安装板10上均开有同心的轴向通孔，操动杆5上套上分闸蓄能弹簧6后由活塞4的底部依次穿过活塞4和内铁芯及线圈固定架7后，伸出安装板10；操动杆5下端与活塞4固定连接；永磁体8安装在内铁芯及线圈固定架7与外铁芯9的内环面之间。

为了减少分闸时，操纵杆5下端对传动气缸1底壁的冲击，在传动气缸1内铺垫一块吸震垫14。并在传动气缸1的底部装有一油压减震器15。

在活塞4上装有一活塞密封环16。

分闸蓄能弹簧6采用的是碟簧。

为了不使磁力线分散，活塞4的上端面与外铁芯9及内铁芯及线圈固定架7的下端面的两个贴合面不在同一水平面上。

Claims (5)

1、一种电气开关的操纵控制机构，其特征包括传动气缸(1)、电磁线圈骨架(2)、电磁线圈(3)、活塞(4)、操动杆(5)、分闸蓄能弹簧(6)、内铁芯及线圈固定架(7)、永磁体(8)、外铁芯(9)、安装板(10)；传动气缸(1)上端与外铁芯(9)的下端连接，其上设有一与外界气源接通的进气口(11)；外铁芯(9)上端与安装板(10)固定连接；内铁芯及线圈固定架(7)、电磁线圈骨架(2)和活塞(4)由上而下安放在由传动气缸(1)、外铁芯(9)、安装板(10)构成的腔室内，其中内铁芯及线圈固定架(7)与安装板(10)固定连接；电磁线圈骨架(2)上部与内铁芯及线圈固定架(7)连接，电磁线圈(3)安装在电磁线圈骨架(2)上；在内铁芯及线圈固定架(7)和活塞(4)及安装板(10)上均开有同心的轴向通孔，操动杆(5)上套上分闸蓄能弹簧(6)后由活塞(4)的底部依次穿过活塞(4)和内铁芯及线圈固定架(7)后，伸出安装板(10)；操动杆(5)下端与活塞(4)固定连接；永磁体(8)安装在内铁芯及线圈固定架(7)与外铁芯(9)的内环面之间。

2、根据权利要求1所述的操纵控制机构，其特征是在传动气缸(1)内铺垫一块吸震垫(14)。

3、根据权利要求1或2所述的操纵控制机构，其特征是在传动气缸(1)的底部装有一油压吸震器(15)。

4、根据权利要求1所述的操纵控制机构，其特征是分闸蓄能弹簧(6)采用的是碟簧。

5、根据权利要求3所述的操纵控制机构，其特征是活塞(4)的上端面与外铁芯(9)及内铁芯及线圈固定架(7)的下端面的两个贴合面不在同一水平面上。

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