紧凑型电磁斥力操作机构及应用其的三相开关的制作方法

1.本发明涉及一种紧凑型电磁斥力操作机构及应用其的三相开关。


背景技术：

2.基于电磁斥力机构的快速机械开关具有结构简单、分合闸速度快等优势，在电力系统故障限流、电能质量控制、直流断路器以及快速灭弧等诸多领域具有广阔的应用前景，特别是在交流系统中的运用越来越普及。
3.但是，在交流系统的中低压领域内，三相开关主要布置在开关柜中，开关柜柜体尺寸紧凑，特别是高度方向尺寸，而常规快速机械开关的电磁斥力操作机构的主要部件在竖向上并列布置在三相真空灭弧室下部，使得开关的整体高度尺寸较大，不能满足常规开关柜的安装要求。此外，电磁斥力机构需配套触发回路，包含触发电容和晶闸管等元器件，进一步增加了快速机械开关的体积尺寸，通过传统的结构布置基本无法实现普通弹操断路器手车和快速机械开关手车的尺寸兼容和互换性。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种紧凑型电磁斥力操作机构，它的液压缓冲器和斥力机构并行布置，进而降低快速机械开关的整体高度，使其满足常规开关柜的安装要求。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种紧凑型电磁斥力操作机构，用于控制动触头和静触头之间的分合闸，它包括拉杆、上线圈盘组件、斥力盘、下线圈盘组件、液压缓冲器和摇臂组件；其中，所述斥力盘可上下活动地位于上线圈盘组件和下线圈盘组件之间，并与所述拉杆固定连接；所述摇臂组件的中间位置通过转轴铰接在一固定体上；所述拉杆的上端部用于与动触头相连，下端部与所述摇臂组件的一端部相铰接；所述液压缓冲器位于所述摇臂组件的另一端部的上方，适于在斥力盘下行的过程中与摇臂组件相抵接以起到缓冲作用。
6.进一步，上线圈盘组件和下线圈盘组件分别包括钢制线圈盘和绕在所述钢制线圈盘上的铜线。
7.进一步为了使得拉杆平稳升降，在其中一个钢制线圈盘上设置有以供所述拉杆穿过、并适于导向所述拉杆升降的导向套。
8.进一步为了提高电磁转换效率，所述斥力盘为铜盘。
9.进一步，紧凑型电磁斥力操作机构还包括弹簧双稳机构，所述弹簧双稳机构与所述摇臂组件的一端部相连，保持压缩状态，适于向所述斥力盘提供合闸状态及分闸状态所需的保持力。
10.进一步，紧凑型电磁斥力操作机构还包括合闸弹簧组件，所述合闸弹簧组件位于
摇臂组件的另一端部的上方，适于在分闸过程中与摇臂组件的另一端部相抵接；其中，在分闸过程中，液压缓冲器先于合闸弹簧组件与摇臂组件接触。
11.进一步提供了一种摇臂组件的具体结构，所述摇臂组件包括分别固定套装在所述转轴上的拉杆摇臂、液压缓冲器碰撞臂、合闸弹簧组件碰撞臂和双稳摇臂；其中，所述拉杆摇臂与所述拉杆相铰接；所述液压缓冲器碰撞臂适于在斥力盘下行的过程中与所述液压缓冲器相碰撞；所述合闸弹簧组件碰撞臂适于在斥力盘下行的过程中与所述合闸弹簧组件相碰撞；所述双稳摇臂与所述弹簧双稳机构相连接。
12.进一步为了防止拉杆摇臂、液压缓冲器碰撞臂、合闸弹簧组件碰撞臂和双稳摇臂与转轴之间发生相对转动，所述转轴为铣扁槽结构。
13.进一步为了防止拉杆摇臂、液压缓冲器碰撞臂、合闸弹簧组件碰撞臂和双稳摇臂在转轴的轴向上发生移动，拉杆摇臂、液压缓冲器碰撞臂、合闸弹簧组件碰撞臂和双稳摇臂中的每一个上均螺纹连接有紧定螺钉，所述紧定螺钉的头部与所述转轴相抵接。
14.进一步，所述固定体包括至少一个抱箍，所述转轴转动安装在所述抱箍内。
15.进一步，所述拉杆的上段为绝缘杆，下段为金属杆。
16.本发明还提供了一种三相开关，它包括三个紧凑型电磁斥力操作机构，三个紧凑型电磁斥力操作机构的转轴联动。
17.采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：1、本发明设置摇臂组件，采用液压缓冲器与斥力机构并行的设计方案，使得整个电磁斥力操作机构的结构紧促，降低了快速机械开关的整体高度，使之满足常规开关柜的安装尺寸要求；2、本发明的上线盘组件和下线盘组件均采用钢制线圈盘，使用铁盘聚磁性能，加强斥力盘磁场强度，提高电磁转换效率，降低触发回路电压容值参数，减小触发回路体积，进一步降低了快速机械开关的体积尺寸；3、本发明采用铜盘做为斥力盘，大大提高了电磁转换效率，促使触发回路整体体积降低40%左右；4、在分闸过程中，合闸弹簧组件被挤压，抵消掉弹簧双稳机构部分的力，并在被挤压过程中储能，当合闸动作时，帮助机械开关合闸；5、本发明的摇臂组件采用拉杆摇臂、液压缓冲器碰撞臂、合闸弹簧组件碰撞臂和双稳摇臂并行的方式，与拉杆、液压缓冲器、合闸弹簧组件和弹簧双稳机构配合得当，整个摇臂组件紧促合理，使得整个紧凑型电磁斥力操作机构可以长期稳定工作；6、本发明的三相开关的转轴联动，实现了断路器三相开关分合状态的一致性，并有效地提高了三相开关分合闸动作的一致性。
附图说明
18.图1为本发明的紧凑型电磁斥力操作机构处于分闸状态的结构示意图；图2为本发明的紧凑型电磁斥力操作机构处于合闸状态的结构示意图；图3为本发明的三相开关的结构示意图；
图4为本发明的三相开关的摇臂组件的结构示意图；图5为图4的a部放大图。
具体实施方式
19.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
20.实施例一如图1、2、3、4、5所示，一种紧凑型电磁斥力操作机构，用于控制动触头和静触头之间的分合闸，它包括拉杆1、上线圈盘组件2、斥力盘3、下线圈盘组件4、液压缓冲器5和摇臂组件6；其中，所述斥力盘3可上下活动地位于上线圈盘组件2和下线圈盘组件4之间，并与所述拉杆1固定连接；所述摇臂组件6的中间位置通过转轴10铰接在一固定体上；所述拉杆1的上端部用于与动触头相连，下端部与所述摇臂组件6的一端部相铰接；所述液压缓冲器5位于所述摇臂组件6的另一端部的上方，适于在斥力盘3下行的过程中与摇臂组件6相抵接以起到缓冲作用。
21.具体地，本发明设置摇臂组件6，采用液压缓冲器5与斥力机构并行的设计方案，使得整个电磁斥力操作机构的结构紧促，降低了快速机械开关的整体高度，使之满足常规开关柜的安装尺寸要求。
22.在本实施例中，上线圈盘组件2和下线圈盘组件4之间连接有线圈盘支柱，通过线圈盘支柱固定上线圈盘组件2和下线圈盘组件4的相对位置。
23.在本实施例中，所述液压缓冲器5固定在下线圈盘组件4上，可以通过螺纹拧紧，也可采用其它方式。
24.在本实施例中，紧凑型电磁斥力操作机构还包括开关支架，所述开关支架与所述下线圈盘组件4相连以起到支撑作用。
25.在本实施例中，所述动触头和静触头位于真空灭弧室或固封极柱内。
26.在本实施例中，上线圈盘组件2和下线圈盘组件4分别包括钢制线圈盘和绕在所述钢制线圈盘上的铜线。
27.具体地，本发明的上线盘组件2和下线盘组件4均采用钢制线圈盘，使用铁盘聚磁性能，加强斥力盘磁场强度，提高电磁转换效率，降低触发回路电压容值参数，减小触发回路体积，进一步降低了快速机械开关的体积尺寸。
28.在本实施例中，为了提高电磁转换效率，所述斥力盘3为铜盘。
29.具体地，本发明采用铜盘做为斥力盘3，大大提高了电磁转换效率，促使触发回路整体体积降低40%左右，本发明分别从体积压缩和效率提升两个方面设计了一种紧凑型电磁斥力操作机构。
30.如图1、2、3所示，为了使得拉杆1平稳升降，在其中一个钢制线圈盘上设置有以供所述拉杆1穿过、并适于导向所述拉杆1升降的导向套。
31.在本实施例中，所述导向套位于下线圈盘组件4的钢制线圈盘上。
32.如图1、2所示，紧凑型电磁斥力操作机构还包括弹簧双稳机构8，所述弹簧双稳机构8与所述摇臂组件6的一端部相连，保持压缩状态，适于向所述斥力盘3提供合闸状态及分闸状态所需的保持力。
33.如图1、2、3、4、5所示，紧凑型电磁斥力操作机构还包括合闸弹簧组件9，所述合闸弹簧组件9位于摇臂组件6的另一端部的上方，适于在分闸过程中与摇臂组件6的另一端部相抵接；其中，在分闸过程中，液压缓冲器5先于合闸弹簧组件9与摇臂组件6接触。
34.具体地，在分闸过程中，合闸弹簧组件9被挤压，抵消掉弹簧双稳机构8部分的力，并在被挤压过程中储能，当合闸动作时，帮助机械开关合闸。
35.在本实施例中，液压缓冲器5所提供的缓冲力小于合闸弹簧组件9所提供的力。
36.在本实施例中，所述合闸弹簧组件9固定在下线圈盘组件4上，可以通过螺纹拧紧，也可以采用其它方式。
37.如图4、5所示，所述摇臂组件6包括分别固定套装在所述转轴10上的拉杆摇臂61、液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63和双稳摇臂64；其中，所述拉杆摇臂61与所述拉杆1相铰接；所述液压缓冲器碰撞臂62适于在斥力盘3下行的过程中与所述液压缓冲器5相碰撞；所述合闸弹簧组件碰撞臂63适于在斥力盘3下行的过程中与所述合闸弹簧组件9相碰撞；所述双稳摇臂64与所述弹簧双稳机构8相连接。
38.在本实施例中，拉杆摇臂61、双稳摇臂64朝向摇臂组件6的一端部延伸，液压缓冲器碰撞臂62和合闸弹簧组件碰撞臂63朝向摇臂组件6的另一端部延伸。所述弹簧双稳机构8与所述双稳摇臂64相铰接。
39.如图4、5所示，为了防止拉杆摇臂61、液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63和双稳摇臂64与转轴10之间发生相对转动，所述转轴10为铣扁槽结构。
40.如图4、5所示，为了防止拉杆摇臂61、液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63和双稳摇臂64在转轴10的轴向上发生移动，拉杆摇臂61、液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63和双稳摇臂64中的每一个上均螺纹连接有紧定螺钉，所述紧定螺钉的头部与所述转轴10相抵接。
41.在本实施例中，摇臂组件6采用拉杆摇臂61、液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63和双稳摇臂6并行的方式，与拉杆1、液压缓冲器5、合闸弹簧组件9和弹簧双稳机构8配合得当，整个摇臂组件6紧促合理，使得整个紧凑型电磁斥力操作机构可以长期稳定工作。在机械开关分合闸动作过程中，拉杆1带动拉杆摇臂61以转轴10为中心转动，转轴10在拉杆摇臂61带动下跟着转动，并带动双稳摇臂64同步转动，转动过程需克服弹簧双稳机构8的保持力。此外，液压缓冲器碰撞臂62、合闸弹簧组件碰撞臂63在转轴10带动下转动，在分闸时，液压缓冲器碰撞臂62在转动过程中撞击液压缓冲器5，实现机械开关的缓冲动作，避免分闸动作快撞击坏斥力盘3，同时合闸弹簧组件碰撞臂63挤压合闸弹簧组件9，合闸弹簧组件9在被挤压过程中储能，当合闸动作时帮助机械开关合闸，进而降低合闸难度。
42.如图4、5所示，所述固定体包括至少一个抱箍7，所述转轴10转动安装在所述抱箍7
内。
43.如图1、2、3所示，所述拉杆1的上段为绝缘杆，下段为金属杆。
44.在本实施例中，绝缘杆可起到绝缘作用，金属杆可以保证强度。
45.在本实施例中，绝缘杆和金属杆之间通过螺纹连接。
46.实施例二如图1、2、3、4、5所示，一种三相开关，它包括三个如实施例一所述的紧凑型电磁斥力操作机构，三个紧凑型电磁斥力操作机构的转轴10联动。
47.在本实施例中，相邻转轴10之间通过轴套联动。
48.具体地，本发明的三相开关的转轴10联动，实现了断路器三相开关分合状态的一致性，并有效地提高了三相开关分合闸动作的一致性。
49.以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。