CN2812266Y - 一种真空断路器 - Google Patents

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一种真空断路器,包括壳体以及设于该壳体内的真空灭弧室、永磁操动机构和控制器,所述真空灭弧室内自上而下设有一对相互配合的静触头和动触头,所述的动触头与一垂直设置的绝缘拉杆固定连接,所述的永磁操动机构通过一连杆机构控制所述绝缘拉杆的上下运动,所述永磁操动机构的合/分闸工作则由所述的控制器控制;所述的真空灭弧室与所述的永磁操动机构上下布置,且两者的轴线相互垂直。本实用新型不但结构简单、体积小、可靠性高、适用性强,而且操作方便、省力省电,同时还具有手动分闸功能,使用安全。

Description

一种真空断路器
技术领域:
本实用新型涉及一种开关设备,尤其涉及一种真空断路器。
背景技术:
为解决传统真空断路器可靠性差、寿命短、制造难度大的问题,现有技术中的真空断路器已经开始用永磁操动机构代替传统的弹簧操动机构和电磁操动机构等。例如,中国实用新型专利ZL01206951.5公开的配永磁操动机构的低压真空断路器,其包括真空灭弧室、永磁操动机构和控制器,真空灭弧室内设有动静触头,动触头固定在绝缘拉杆上,永磁操动机构则包括磁轭板、与控制器电连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动铁芯,动铁芯再依次通过导杆和杠杆与绝缘拉杆连接;工作时,通过上下激磁线圈,驱动动铁芯上下运动,并通过杠杆使绝缘拉杆也随之运动,从而实现动静触头的闭合与断开;又如,中国实用新型专利ZL02276567.0公开的真空断路器永磁操动机构也具有这种结构。然而,这种结构中的永磁操动机构与真空灭弧室并排设置,因而存在结构复杂、体积大、适用性差等缺陷,而且开关的可靠性也受到限制;同时,由于触点的断开仅依靠激磁线圈来完成,使得控制器提供给激磁线圈的电流势必会很大,从而十分耗电。
实用新型内容:
本实用新型解决的技术问题是克服上述现有技术之不足,提供一种真空断路器,其不但结构简单、体积小、可靠性高、适用性强,而且操作方便、省力省电,同时还具有手动分闸功能,使用安全。
按照本实用新型提供的一种真空断路器,包括壳体以及设于该壳体内的真空灭弧室、永磁操动机构和控制器,所述真空灭弧室内自上而下设有一对相互配合的静触头和动触头,所述的动触头与一垂直设置的绝缘拉杆固定连接,所述的永磁操动机构通过一连杆机构控制所述绝缘拉杆的上下运动,所述永磁操动机构的合/分闸工作则由所述的控制器控制;所述的真空灭弧室与所述的永磁操动机构上下布置,且两者的轴线相互垂直。
本实用新型还具有如下附属技术特征:
所述永磁操动机构的附近设有一辅助其分闸的储能装置和一可以代替其分闸的手动分闸装置。
所述的永磁操动机构包括一两端具有开口且水平设置的磁轭盒、横向分布在所述磁轭盒内周壁上的合闸线圈和分闸线圈、设于合闸线圈和分闸线圈之间的永磁体以及可滑动的套装在合闸线圈和分闸线圈中的动铁芯;所述动铁芯的一端通过一小轴与对应处的壳体壁滑动连接,另一端设有一导杆。
所述磁轭盒的内周壁上设有多个轴向分布的切槽,所述动铁芯的外周壁上也设有相应的切槽。
所述的连杆机构包括一“7”字形拐臂和一椭圆形板,所述的拐臂由两块扁状斜板相交而成,其相交处通过一长轴固定在所述壳体上;所述拐臂的上端与所述的绝缘拉杆活动连接,下端与所述椭圆形板的一端活动连接,所述椭圆形板的另一端与所述导杆活动连接。
所述拐臂的下端与所述椭圆形板的一端通过第一短销铰接在一起,所述椭圆形板的另一端与所述导杆通过第二短销铰接在一起,且两短销中均有一端伸出。
所述的储能装置包括安装在第一短销伸出端上并与该短销相互垂直的长轴、设于该长轴中部的第一挡板、设于所述壳体上并可供所述长轴自由穿过的第二挡板以及安装在所述第一挡板和第二挡板之间并套于所述长轴上的分闸弹簧。
所述的手动分闸装置包括垂直相交的一横杆和一竖杆,所述横杆的一端与所述竖杆的上端固定在一起,另一端设有一外伸于所述壳体外的手柄,所述的壳体在靠近所述手柄的部位设有一可供所述横杆自由滑动的滑座,所述滑座和所述手柄之间设有一复位弹簧;所述竖杆的下端通过一短轴活动连接在对应处的壳体壁上,所述的竖杆在中部往下的位置还设有一可以卡住第二短销伸出端的弧形缺口。
所述的壳体包括用于安装真空灭弧室和绝缘拉杆的环氧固封极柱、用于安装永磁操动机构的矩形箱体、以及用于安装控制器的矩形箱体。
所述的环氧固封极柱为3个,每一个里面均安装有所述真空灭弧室和绝缘拉杆,所述的3根绝缘拉杆通过一三相连动轴连接在一起,并通过该三相连动轴与所述“7”字形拐臂的上端铰接在一起;所述的每一个环氧固封极柱上还设有风道。
按照本实用新型提供的一种真空断路器,相对现有技术具有如下优点:
首先,本实用新型将真空灭弧室同永磁操动机构上下布置,减少了传动环节,提高了开关的可靠性,同时也使开关的体积大大减小;而且,这种独特的布置结构既可以单独安装在柱子上,又可作为开关柜、环网柜的元件进行回路扩展设计,因此适用性强。
其次,本实用新型将双稳态的永磁操动机构同单稳态的储能装置结合起来,使得这种结构的真空断路器在分闸时可以同时依靠永磁操动机构中的分闸线圈和储能装置中的分闸弹簧,不但分闸的可靠性能大大提高,而且控制器提供给分闸线圈的电流也不需要很大,因而省电又省力;
再次,本实用新型还设置了手动分闸装置,当控制系统出现故障时,可用手动分闸装置紧急分断断路器,使用十分安全;
最后,本实用新型采用先进的环氧固封技术,将真空灭弧室固封在环氧这种绝缘材料里,不仅减小了开关极柱的体积,而且使原来的外绝缘转化成为内绝缘,大大提高了其绝缘程度,使开关对外界环境的适用能力大大提高。
附图说明:
下面结合附图给出的实施例对本实用新型进行详细说明:
图1为按照本实用新型提供的一种真空断路器的示意主视图;
图2为按照本实用新型提供的一种真空断路器的示意左视图(图中对箱体部分和真空灭弧室作了局部剖);
图3为按照本实用新型提供的一种真空断路器的示意右视图(图中对箱体部分和真空灭弧室作了局部剖)。
具体实施方式:
参见图1至图3,按照本实用新型提供的一种真空断路器,包括壳体1以及设于该壳体1内的真空灭弧室2、永磁操动机构3和控制器4;其中,壳体1包括用于安装真空灭弧室2和绝缘拉杆23的环氧(一种绝缘材料)固封极柱11、用于安装永磁操动机构3的矩形箱体12、以及用于安装控制器4的矩形箱体13;所述真空灭弧室2内自上而下设有一对相互配合的静触头21和动触头22,所述的动触头22与一垂直设置的绝缘拉杆23固定连接,所述的永磁操动机构3通过一连杆机构5控制所述绝缘拉杆23的上下运动,所述永磁操动机构3的合/分闸工作则由所述的控制器4控制;所述的真空灭弧室2与所述的永磁操动机构3上下布置,且两者的轴线相互垂直,这样一来便减少了现有技术中的许多传动环节,提高了开关的可靠性,同时也使开关的体积大大减小,而且,这种独特的布置结构既可以单独安装在柱子上,又可作为开关柜、环网柜的元件进行回路扩展设计,应用广泛;所述永磁操动机构3的附近还设有一辅助其分闸的储能装置6和一可以代替其分闸的手动分闸装置7。
参见图1和图2,所述的永磁操动机构3包括一两端具有开口且水平设置(即开口方向与绝缘拉杆23相互垂直)的磁轭盒31、横向分布在所述磁轭盒31内周壁上的合闸线圈32和分闸线圈33、设于合闸线圈32和分闸线圈33之间的永磁体37以及可滑动的套装在合闸线圈32和分闸线圈33中的动铁芯34;所述动铁芯34的一端通过一小轴35与对应处的矩形箱体12壁滑动连接,另一端设有一导杆36(磁轭盒31两端的开口用于供小轴35和导杆36穿过)。所述磁轭盒31的内周壁上设有多个轴向分布的切槽,所述动铁芯34的外周壁上也设有相应的切槽,这样可以引导磁力线方向,减少漏磁,最大限度地发挥永磁体37的剩磁作用,同时还可以减少动铁芯34的截面和重量,便于分合闸速度的提高。
参见图2和图3,所述的连杆机构5包括一“7”字形拐臂51和一椭圆形板52,所述的拐臂51由两块扁状斜板511相交而成,其相交处通过一长轴512固定在所述矩形箱体12上;所述拐臂51的上端与所述的绝缘拉杆23活动连接,下端与所述椭圆形板52的一端活动连接,所述椭圆形板52的另一端与所述导杆36活动连接。所述拐臂51的下端与所述椭圆形板52的一端通过第一短销53铰接在一起,所述椭圆形板52的另一端与所述导杆36通过第二短销54铰接在一起,且两短销中均有一端伸出。
如上所述,所述的储能装置6包括安装在第一短销53伸出端上并与该短销相互垂直的长轴61、设于该长轴61中部的第一挡板62、设于所述矩形箱体12上并可供所述长轴61自由穿过的第二挡板63以及安装在所述第一挡板62和第二挡板63之间并套于所述长轴61上的分闸弹簧64。本实用新型通过上述结构巧妙地将双稳态的永磁操动机构3同单稳态的储能装置6结合起来,使得本实用新型的真空断路器在分闸时可以同时依靠永磁操动机构中3的分闸线圈33和储能装置6中的分闸弹簧64,不但分闸的可靠性能大大提高,而且控制器4提供给分闸线圈33的电流也不需要很大,因而省电又省力。
参见图2,所述的手动分闸装置7包括垂直相交的一横杆71和一竖杆72,所述横杆71的一端与所述竖杆72的上端固定在一起,另一端设有一外伸于所述矩形箱体12外的手柄73,所述的矩形箱体12在靠近所述手柄73的部位设有一可供所述横杆71自由滑动的滑座74,所述滑座74和所述手柄73之间设有一复位弹簧75(供手柄复位用);所述竖杆72的下端通过一短轴76活动连接在对应处的壳体壁上,所述的竖杆72在中部往下的位置还设有一可以卡住第二短销54伸出端的弧形缺口77。这样一来,当控制系统出现故障时,可用手动分闸装置7紧急分断断路器,使用十分安全。
参见图1和图2,所述的环氧固封极柱11为3个,每一个里面均安装有所述真空灭弧室2和绝缘拉杆23,所述的3根绝缘拉杆23通过一三相连动轴24连接在一起,并通过该三相连动轴24与所述“7”字形拐臂的上端铰接在一起;所述的每一个环氧固封极柱11上还设有风道111,确保了良好的散热效果。
本实用新型的工作原理是:当控制器4接受到合闸信号时,激发合闸线圈32使之产生大于永磁体37保持力的驱动力,驱动动铁芯31向合闸线圈32方向运动,此时,拐臂51下端也跟着向合闸线圈32方向运动,拐臂51上端则向上翘起,并借助三相连动轴24带动绝缘拉杆23向上运动,从而实现动静触头的闭合,同时,由于长轴61固定在第一短销53上,因此,当拐臂51下端跟着动铁芯34向合闸线圈32方向运动时,长轴61也向这个方向运动,使分闸弹簧64处于压缩状态,从而实现了储能,而当控制器4接受到分闸信号时,动铁芯34在分闸线圈33和分闸弹簧64的作用下,回到初始位置,从而使动静触头断开;当控制系统出现故障,永磁操动机构3不能完成分闸功能时,通过手柄73向内推动横杆71,使竖杆72向右侧运动,并通过其下部弧形缺口77与第二短销54的配合推动椭圆形板52和动铁芯34向右侧(即分闸线圈的方向)运动,从而实现手动分闸。
上述实施例仅供说明本实用新型之用,而并非对本实用新型的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴,本实用新型的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1、一种真空断路器,包括壳体(1)以及设于该壳体(1)内的真空灭弧室(2)、永磁操动机构(3)和控制器(4),所述真空灭弧室(2)内自上而下设有一对相互配合的静触头(21)和动触头(22),所述的动触头(22)与一垂直设置的绝缘拉杆(23)固定连接,所述的永磁操动机构(3)通过一连杆机构(5)控制所述绝缘拉杆(23)的上下运动,所述永磁操动机构(3)的合/分闸工作则由所述的控制器(4)控制;其特征在于:所述的真空灭弧室(2)与所述的永磁操动机构(3)上下布置,且两者的轴线相互垂直。
2、根据权利要求1所述的一种真空断路器,其特征在于:所述永磁操动机构(3)的附近还设有一辅助其分闸的储能装置(6)和一可以代替其分闸的手动分闸装置(7)。
3、根据权利要求1或2所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的永磁操动机构(3)包括一两端具有开口且水平设置的磁轭盒(31)、横向分布在所述磁轭盒(31)内周壁上的合闸线圈(32)和分闸线圈(33)、设于合闸线圈(32)和分闸线圈(33)之间的永磁体(37)以及可滑动的套装在合闸线圈(32)和分闸线圈(33)中的动铁芯(34);所述动铁芯(34)的一端通过一小轴(35)与对应处的壳体壁滑动连接,另端设有一导杆(36)。
4、根据权利要求3所述的一种真空断路器,其特征在于:所述磁轭盒(31)的内周壁上设有多个轴向分布的切槽,所述动铁芯(34)的外周壁上也设有相应的切槽。
5、根据权利要求4所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的连杆机构(5)包括一“7”字形拐臂(51)和一椭圆形板(52),所述的拐臂(51)由两块扁状斜板(511)相交而成,其相交处通过一长轴(512)固定在所述壳体(1)上;所述拐臂(51)的上端与所述的绝缘拉杆(23)活动连接,下端与所述椭圆形板(52)的一端活动连接,所述椭圆形板(52)的另一端与所述导杆(36)活动连接。
6、根据权利要求5所述的一种真空断路器,其特征在于:所述拐臂(51)的下端与所述椭圆形板(52)的一端通过第一短销(53)铰接在一起,所述椭圆形板(52)的另一端与所述导杆(36)通过第二短销(54)铰接在一起,且两短销中均有一端伸出。
7、根据权利要求6所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的储能装置(6)包括安装在第一短销(53)伸出端上并与该短销相互垂直的长轴(61)、设于该长轴(61)中部的第一挡板(62)、设于所述壳体(1)上并可供所述长轴(61)自由穿过的第二挡板(63)以及安装在所述第一挡板(62)和第二挡板(63)之间并套于所述长轴(61)上的分闸弹簧(64)。
8、根据权利要求6所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的手动分闸装置(7)包括垂直相交的一横杆(71)和一竖杆(72),所述横杆(71)的一端与所述竖杆(72)的上端固定在一起,另一端设有一外伸于所述壳体(1)外的手柄(73),所述的壳体(1)在靠近所述手柄(73)的部位设有一可供所述横杆(71)自由滑动的滑座(74),所述滑座(74)和所述手柄(73)之间设有一复位弹簧(75);所述竖杆(72)的下端通过一短轴(76)活动连接在对应处的壳体壁上,所述的竖杆(72)在中部往下的位置还设有一可以卡住第二短销(54)伸出端的弧形缺口(77)。
9、根据权利要求1或2所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的壳体(1)包括用于安装真空灭弧室(2)和绝缘拉杆(23)的环氧固封极柱(11)、用于安装永磁操动机构(3)的矩形箱体(12)、以及用于安装控制器(4)的矩形箱体(13)。
10、根据权利要求9所述的一种真空断路器,其特征在于:所述的环氧固封极柱(11)为3个,每一个里面均安装有所述真空灭弧室(2)和绝缘拉杆(23),所述的3根绝缘拉杆(23)通过一三相连动轴(24)连接在一起,并通过该三相连动轴(24)与所述“7”字形拐臂的上端铰接在一起;所述的每一个环氧固封极柱(11)上还设有风道(111)。
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Address after: 712000 enterprise research and development center, Tsinghua Science and technology zone, Xianyang, Shaanxi, No. 4

Patentee after: Shaanxi CREE same permanent magnet switch Co., Ltd.

Address before: No. 8 West Technology Park 100085 Beijing city to start on the road No. 3 Building 4 layer

Patentee before: Beijing Creative Distribution Automation Co., Ltd.

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