断路器的分闸操作机构及断路器的制作方法

1.本公开涉及断路器技术领域，具体地，涉及一种断路器的分闸操作机构及断路器。


背景技术：

2.断路器正常工作要承受工作电压和负荷电流，在短路时要切断短路电流，频繁的操作、复杂的运行条件以及在制造、安装、维护保养各环节管理不当时，发生故障几率就会增加。一旦发生断路器不能使分闸操作机构及时分闸、切断故障点，短路接地电流会使断路器发生越级跳闸，导致上一级电源中断，对机组和电网安全运行造成严重威胁，存在机组停运的隐患。
3.在现有的断路器(如6kv断路器)中，如果出现分闸线圈骨架变形，动铁芯运动受阻，推板安装角度不当或螺丝松动，维护保养不当等问题，可能导致分闸时分闸线圈流过的电流成倍增加，使分闸线圈烧毁。有时断路器辅助接点调整不当，断不开直流电弧，使分闸线圈通电时间过长，也会将分闸线圈烧毁。因为分闸线圈烧毁，断路器分闸机构失灵(分闸拒动)，导致断路器不能正常工作。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种断路器的分闸操作机构及断路器，分闸操作机构可以提升断路器分闸的可靠性，有利于保证断路器的正常工作。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种断路器的分闸操作机构，包括脱扣半轴、分闸掣子、弹性保持件和至少两套脱扣支架组件，所述脱扣半轴上设置搭接斜面，所述分闸掣子与所述搭接斜面可分离地的搭接，所述弹性保持件用于提供使所述分闸掣子保持与所述搭接斜面搭接的弹性力，每套所述脱扣支架组件包括分闸电磁铁和支架，所述脱扣半轴安装在所述支架上，所述分闸电磁铁与所述支架间隔布置，所述分闸电磁铁的动铁芯设置为能够驱动所述支架转动，并带动所述脱扣半轴绕自身的轴心线转动，以使所述脱扣半轴与所述分闸掣子分离。
6.可选地，所述分闸操作机构具有两套所述脱扣支架组件，两套所述脱扣支架组件沿所述脱扣半轴的轴向间隔布置。
7.可选地，所述脱扣半轴上设置有两个第一安装孔，所述两个第一安装孔沿所述脱扣半轴的轴向间隔设置，每个所述支架上设置有第二安装孔，所述脱扣支架组件还包括第一紧固件，所述第一紧固件的一端穿过所述第二安装孔并固定在对应的第一安装孔内。
8.可选地，所述两个第一安装孔的中心线与所述脱扣半轴的轴心线位于同一水平面。
9.可选地，所述支架包括相连成l形的第一板和第二板，所述第一板远离所述第二板的面用于与所述分闸电磁铁的动铁芯抵顶配合，所述第二板远离所述第一板的面与所述脱扣半轴相连。
10.可选地，所述脱扣支架组件还包括调节件，所述调节件沿自身轴向可移动地安装
在断路器的固定板上，且所述调节件的一端用于与所述第二板靠近所述第一板的面抵顶配合，以通过所述调节件沿自身轴向的移动，调节所述支架相对于所述固定板的角度，从而调节所述搭接斜面与所述分闸掣子之间的扣结量。
11.可选地，所述调节件为调节螺钉，所述调节螺钉穿设于设置在所述固定板上的螺孔。
12.可选地，所述弹性保持件包括扭簧，所述扭簧套设置在所述分闸掣子上，且所述扭簧的一端连接于所述分闸掣子的外壁，所述扭簧的另一端连接在用于铰接分闸掣子的固定部上。
13.可选地，所述分闸操作机构具有两套所述脱扣支架组件，两套所述脱扣支架组件中的分闸电磁铁的分闸线圈串联，且两个所述分闸线圈之间的串联电路上设置有保护压板，所述保护压板用于可选择地连通或断开所述串联电路。
14.根据本公开的另一方面，提供一种断路器，所述断路器包括上述的分闸操作机构。
15.在本公开提供的分闸操作机构中，设置了至少两套扣支架组件，每套脱扣支架组件中均能够带动脱扣半轴转动，可以实现脱扣半轴与分闸掣子的分离，从而实现分闸掣子的解锁。当需要利用中空断路器的断开电路时，如果其中一个分闸电磁铁上的分闸线圈烧毁不能正常工作时，可以采用另外的分闸电磁铁驱动支架和脱扣半轴转动。如此，增加了分闸操作机构分闸的可靠性，避免分闸操作失灵，有利于实现断路器的可靠脱扣分闸，避免断路器越级跳闸事故发生。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开一种实施方式的分闸操作机构的侧视示意图；
19.图2是本公开一种实施方式的分闸操作机构的部分结构的俯视示意图，其中，未示出分闸掣子，脱扣支架组件仅示出了支架；
20.图3是本公开一种实施方式的分闸操作机构的局部结构的立体结构示意图，其中，未示出分闸掣子及分闸电磁铁等；
21.图4是本公开一种实施方式的分闸操作机构的分闸线圈的电连接回路，其中，仅示出了一个分闸线圈的电连接回路。
22.附图标记说明
23.10-脱扣半轴；11-搭接斜面；12-第一安装孔；13-轴心线；20-分闸掣子；30-脱扣支架组件；31-分闸电磁铁；311-动铁芯；312-分闸线圈；32-支架；321-第一板；322-第二板；323-第二安装孔；33-第一紧固件；34-调节件；40-固定板；50-第二紧固件；60-手动分闸销；70-保护压板。
具体实施方式
24.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
25.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是以附图的图面方形定义的，具体可以参考附图1中的图面方向。另外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
26.如图1至图4所示，本公开提供的一种断路器的分闸操作机构。该分闸操作机构可以包括脱扣半轴10、分闸掣子20、弹性保持件(未图示)和至少两套脱扣支架组件30，脱扣半轴10上设置搭接结构，搭接结构用于可分离地与分闸掣子20连接，以实现分闸操作机构的合闸和分闸，从而实现中空断路器的开断。弹性保持件用于提供使分闸掣子20保持与搭接结构搭接的弹性力，每套脱扣支架组件30包括分闸电磁铁31和支架32，脱扣半轴10安装在支架32上，分闸电磁铁31与支架32间隔布置，分闸电磁铁31的动铁芯311设置为能够驱动支架32绕半轴的轴心线13转动，并带动脱扣半轴10绕自身的轴心线13转动，以克服弹性保持件的弹性力，使脱扣半轴10与分闸掣子20分离。其中，分闸掣子20一端铰接于断路器的其他部分，例如，铰接于连板传动系统，分闸掣子20的另一端与脱扣半轴10的搭接斜面11搭接。
27.操作时，断路器在合闸后，在弹性保持件的作用下，分闸掣子20锁在脱扣半轴10上，分闸或过流脱扣时，分闸电磁铁31的铁线圈得电，动铁芯311撞击支架32，支架32使脱扣半轴10得到一个顺时针的转矩，脱扣半轴10顺时针转过一定角度，分闸掣子20与脱扣半轴10解锁，由连板传动系统的传动连板拉动主辅助开关接点完成分断操作。
28.在本公开提供的分闸操作机构中，设置了至少两套扣支架32组件，每套脱扣支架组件30中均能够带动脱扣半轴10转动，可以实现脱扣半轴10与分闸掣子20的分离，从而实现分闸掣子20的解锁。当需要利用中空断路器的断开电路时，如果其中一个分闸电磁铁31上的分闸线圈312烧毁不能正常工作时，可以采用另外的分闸电磁铁31驱动支架32和脱扣半轴10转动。如此，增加了分闸操作机构分闸的可靠性，避免分闸操作失灵，有利于实现断路器的可靠脱扣分闸，避免断路器越级跳闸事故发生。而且，通过设置多套脱扣支架组件30，就有利于提高断路器分闸动作可靠性，无需对分闸操作机构其他结构做较大的改进，经济、实用，也不会使分闸操作机构的结构过于复杂。
29.本公开对脱扣支架组件30的数量不作限定，可选地，如图1和图2所示，在本公开的一种实施方式中，分闸操作机构可以具有两套脱扣支架组件30，两套脱扣支架组件30沿脱扣半轴10的轴向间隔布置。设置两套脱扣支架组件30在有利于提升分闸操作机构分闸的可靠性的同时，能够节省脱扣支架组件30的数量，不会使分闸操作机构的结构过于复杂，另外，将两套脱扣支架组件30分别沿脱扣半轴10的轴向间隔布置，方便布置脱扣支架组件30。
30.可以理解的是，在本公开的其他未示出的实施例中，脱扣支架组件30的数量可以为除两套之外的其他多套，例如，脱扣支架组件30的数量可以为三套、四套等。此时，多套脱扣支架组件30也可以沿脱扣半轴10的轴向间隔布置。
31.在本公开中，支架32与脱扣半轴10之间可以采用任意适当的方式连接。可选地，如图1和图2所示，在本公开的一种实施方式中，脱扣半轴10上设置有两个第一安装孔12，两个第一安装孔12沿脱扣半轴10的轴向间隔设置，每个支架32上设置有第二安装孔323，脱扣支架组件30还包括第一紧固件33，紧固件的一端穿过第二安装孔323并固定在对应的第一安装孔12内。如此，可以将脱扣半轴10与支架32连为一体，采用紧固件连接，安装可靠，且结构简单。
32.可选地，在本公开的其他实施方式中，支架32与脱扣半轴10之间还可以采用焊接
或者采用卡接等手段，本公开对此不作限定。
33.可选地，如图1所示，在本公开的一种实施方式中，两个第一安装孔12的中心线与脱扣半轴10的轴心线13位于同一水平面。如此设置的好处在于：一方面，第一安装孔12位于脱扣半轴10尺寸最大的位置，便于在脱扣半轴10上开设第一安装孔12；另一方面，两套脱扣支架组件30的支架32安装的位置位于脱扣半轴10的轴心线13同一高度，有利于使两套脱扣支架组件30对脱扣半轴10的旋转量是相同的、调节效果是相同，这样，利用任意一套脱扣支架组件30来驱动脱扣半轴10与分闸掣子20分离时，可以保证一样的分离效果。
34.本公开对支架32的具体形状不作限定。可选地，如图1至图3所示，在本公开的一种实施方式中，支架32可以包括相连成l形的第一板321和第二板322，第一板321远离第二板322的面用于与分闸电磁铁31的动铁芯311抵顶配合，第二板322远离第一板321的面上安与脱扣半轴10相连。如此，当动铁芯311移动抵顶第一板321时，第二板322将带动脱扣半轴10转动，例如，参见图1，带动脱扣半轴10绕顺时针转动，结构简单、操作方便。
35.需要说明的是，这里相连成l形的第一板321和第二板322之间的连接角度可以刚好是90度，也可以是约等于90度，例如，可以是89度或者91度等。
36.为了便于调整脱扣半轴10上的搭接斜面11与分闸掣子20之间的扣接量。可选地，如图1至图3所示，在本公开的一种实施方式中，脱扣支架组件30还可以包括调节件34，调节件34沿自身轴向可移动地安装在固定板40上，且调节件34的一端用于与第二板322远离第一板321的面抵顶配合，以通过调节件34沿自身轴向的移动，调节支架32相对于固定板40的角度，从而调节脱扣半轴10上的搭接结构与分闸掣子20之间的扣结量，使得扣结量满足要求。即，在本实施方式中，通过控制调节件34在固定板40上的位置，可以控制调节件34与第二板322相连一端的位置，从而调节支架32及脱扣半轴10的转动角度，如此，可以调节脱扣半轴10上的搭接斜面11相对于分闸掣子20的位置，从而调节搭接斜面11与分闸掣子20的扣结量。
37.其中，可选地，调节件34可以为调节螺钉，调节螺钉穿设在设置在固定板40上的螺孔上。调节螺钉穿设在螺孔上，通过旋转调节螺钉，即可旋入或旋出调节螺钉，调节搭接斜面11与分闸掣子20的自由端的扣结量，操作方便。而且，采用这种螺接，可以实现调节螺钉沿螺孔的中心线移动的距离的精确调节，因此，有利于精确调节搭接斜面11与分闸掣子20的扣结量。
38.可以理解的是，在本公开的其他实施例中，例如，调节件34可以为气缸或液压缸的活塞，该活塞的一端与形成在固定板40上的缸体相连。
39.如图3所示，在本公开的一种实施方式中，脱扣支架组件30还可以包括手动分闸销60，该手动分闸销60可以沿自身轴向可移动地安装在固定板40上，且手动分闸销60远离操作端的一端用于与第二板322抵接配合，通过按压手动分闸销60，可以驱动支架32转动，从而驱动脱扣半轴10与分闸掣子20分离。设置手动分闸销60，主要用于测试时手动实现脱扣半轴10与分闸掣子20分离。
40.参见图1，在本公开中，固定板40可以通过第二紧固件50安装在断路器的侧板(未图示)上。
41.可以理解的是，在本公开中，搭接斜面11可以为设置在脱扣半轴10的侧壁上的斜面，即，在本实施方式中，可以在脱扣半轴10的表面切削去一部分，以形成斜面以供脱扣半
轴10搭接，结构简单。在本公开的其他实施方式中，搭扣结构还可以为专门设置在搭接件，可以在搭接件上加工出上述的搭接斜面11。
42.在本公开中，弹性保持件可以包括扭簧，扭簧套设在分闸掣子20上，且扭簧的一端连接于分闸掣子20的外壁，扭簧的另一端连接在用于铰接分闸掣子20的固定部上，例如，连接在断路器的连板传动系统上。在扭簧的初始状态，扭簧提供使分闸掣子20保持在与脱扣半轴10相搭接的位置。
43.本公开对脱扣半轴10的材质不作限定，只要脱扣半轴10的表面强度、硬度和耐磨性满足工作要求即可。
44.可选地，参见图4，在分闸操作机构具有两套脱扣支架组件30的实施方式中，可将两套脱扣支架组件30中的电磁铁的分闸线圈312串联，且并两个分闸线圈312之间的串联电路上设置有保护压板70，保护压板70用于可选择地连通或断开上述串联电路。通过设置保护压板70，可以在进行试验时，方便将图中的分闸线圈312与另一个线圈(未图示，下文称之为第二线圈)断开。
45.可选地，连接的时候，可以将断路器的差动保护装置cdj和后备保护装置bhj的两个跳闸出口串接到分闸线圈312回路中。正常运行时，远方或就地停止运行由其中一个分闸线圈312实现，当有短路接地过流故障时，由两个电磁铁的动铁芯311同时撞击支架32，使脱扣半轴10顺时针转动，实现分闸操作。两个电磁铁同时动作时控制回路电流比较大，所以在图3示出的控制回路中增设3zkk小空开，以为图3示出的分闸线圈312提供分闸电源。发生过流(短路)保护动作时断路器分闸线圈312得电执行分闸，当某个分闸线圈312烧损，另一个分闸线圈312可使断路器可靠分闸。图中 km和-km为接触器，用于与电源接触。
46.在本公开中，支架32安装固定后，可以控制调节螺钉34，调整支架32角度，在脱扣半轴10的转动部位加润滑油，使脱扣半轴10转动灵活，对分闸掣子20与脱扣半轴10扣结量进行检查，满足扣结量要求，在断路器试验位置进行多次分、合闸试验，确保断路器分合闸可靠。对分闸线圈312串联的辅助接点5dl接触情况进行检查，并通过试验检测接点转换时间是否满足规范要求。
47.断路器直流操作电源额定电压为dc 110v，按规程规定进行分闸线圈312动作电压检测，使分闸线圈312最低动作电压在30％～65％额定电压之间脱扣机构可靠动作分闸，当在30％额定电压及以下不动作，以检验改造后断路器分闸动作情况。
48.根据本公开的另一方面，提供了一种断路器，该断路器包括上述的分闸操作机构。可选地，该断路器可以为真空断路器，例如，该断路器可以为6kv真空断路器，尤其可以为利用半轴脱扣方式实现分闸的真空断路器。
49.可选地，本公开的断路器还可以包括储能元件、储能维持机构、连板传动系统、合闸维持、辅助开关、指示装置等部件组成。储能可以由电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成。断路器在合闸后，在上述的弹性保持件的作用下，分闸掣子20锁在脱扣半轴10上，分闸或过流脱扣时，分闸电磁铁31的铁线圈得电，动铁芯311撞击支架32，支架32使脱扣半轴10得到一个顺时针的转矩，脱扣半轴10顺时针转过一定角度，分闸掣子20与脱扣半轴10解锁，由连板传动系统的传动连板拉动主辅助开关接点完成分断操作，在分闸过程后段，可以由液压缓冲器吸收分闸过程剩余能量并限定分离位置，完成断路器分闸动作，由连板拉动合/分指示牌显示出“分”标记。如此们，可以非常可靠地进行合闸能量储能，使断路
器随时有足够的合闸能量，分闸能量在合闸过程中也同时完成储能，能量不受外界条件影响，在任何状态下，分闸指令一发出，分闸线圈312得电立即执行并完成分闸动作。
50.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
51.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
52.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。