[发明专利]断路器的操作机构

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用于中高压配电线路断路器的操作机构，属于配电设备。

背景技术

目前，国内外用于配电线路的真空断路器的操作机构，主要利用的是电磁场吸引衔铁的原理，即通过给靠近可动轴上端或下端的线圈分别通电来吸引固定在可动轴上的衔铁，从而带动可动轴向上或向下运动，实现断路器的合闸或分闸。由于这种操作机构含有两个不同的线圈和衔铁，故结构复杂、尺寸庞大、造价较高，且不能实现合闸和分闸状态的无功保持(即保持合闸或分闸状态时仍需在线圈中通电、消耗功率)。随着研究的深入，有人对其进行了重大改进：在上、下端的两个线圈之间加装永磁体，当断路器处于合闸状态时，永磁体吸引运动到上方的可动轴上的衔铁，实现合闸状态的无功保持；当断路器处于分闸状态时，永磁体吸引运动到下方的可动轴上的衔铁，实现分闸状态的无功保持。这种改进后的断路器操作机构，专门加装了用于无功保持的永磁体，解决了合闸和分闸状态的无功保持问题(即实现了双稳态)，但同时也使得整个断路器操作机构的结构更为复杂、造价更高、可靠性更差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是给真空断路器设计一种结构简单、造价低廉、可靠性好，同时可实现双稳态的操作机构。

本发明所提出的断路器操作机构包括有可动轴、线圈和永磁体，可动轴位于线圈的轴线位置；永磁体为环状，其外径大于线圈内径，固定在可动轴上；线圈放置于一端开口的空心环状缸体内。

在以上结构的基础上，本发明还可以是：其中的永磁体为“T”形环状，其一端外径大于线圈内径，另一端外径小于线圈内径。缸体的内环高度短于外环高度。缸体是导磁的，并在永磁体下方设置有导磁的吸盘。线圈为双线圈。

本发明由于将永磁体固定在可动轴上，替代衔铁充当了分合闸的驱动元件，大大提高了磁场利用率，简化了断路器操作机构的结构，降低了生产成本，提高了整个断路器的可靠性；“T”形永磁体进一步加强了磁场间的相互作用、提高了磁场利用率；同时，导磁的吸盘和缸体也实现了断路器操作机构分合闸状态的无功保持；此外，双线圈还可大大提高控制手段的有效性和精确性。

附图说明

图1是本发明实施例之一的结构图；

图2是本发明实施例之二的结构图；

图3是本发明中的空心环状缸体的结构图；

图4是本发明应用于真空断路器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述，但本发明的技术方案不限于此。在实际使用中，真空断路器及其操作机构通常为竖立放置、并且真空断路器位于操作机构上方；当然也可以根据实际需要反向竖立放置或横向放置。

在图1所示的本发明的实施例结构图中，包括有可动轴2、线圈5和永磁体8。可动轴2位于线圈5的轴线位置。绕线2000匝的线圈5放置于一个高度为90mm一端开口的空心环状缸体3内(图中缸体3开口朝下)。缸体3作为线圈5的骨架，起到固定和连接的作用。在缸体3的上下方安装上盖板1和下托盘6，上盖板1和下托盘6通过若干根(通常为四根)固定架4将线圈5和缸体3固定于它们之间。永磁体8为环状，高度为20mm，其外径为45mm，大于线圈5内径(其外径通常亦小于线圈5外径)，固定在直径为12mm的可动轴2上(可以通过图示的螺纹件固定，也可以采用焊接、铆接等方式固定)，可带动可动轴2一起上、下运动。当线圈中通入正向电流、产生与永磁体8相同方向的磁场时，永磁体8与线圈5之间相互吸引；反之，当线圈中通入反方向电流、产生与永磁体8相反方向的磁场时，永磁体8与线圈5之间相互排斥。因此，通过永磁体8与线圈5之间的磁场作用，即可带动可动轴2一起运动。在本发明中，利用永磁体8充当衔铁，只需一个线圈就可使之运动，大大提高了磁场利用率，简化了断路器的结构。永磁体8在本发明中充当了分合闸的驱动元件。可动轴2、上盖板1、下托盘6、固定架4等构件均为非导磁材料(例如不锈钢、铝合金等)，以免对永磁体8与线圈5之间的磁场产生影响。

本发明中，永磁体8最好为“T”形环状(可以直接整体加工成所需的形状，也可以是通过不同直径的多块拼装而成)，倒立固定在可动轴2上(参见图2)。“T”形环状永磁体8的一端外径为45mm，大于线圈5内径、另一端外径为35mm，小于线圈5内径，这样使得部分永磁体8位于线圈5的“包围”之中，而另一部分永磁体8又对线圈5形成“反包围”之势，进一步加强了磁场间的相互作用、提高了磁场利用率。

此外，缸体3的内环高度h为65mm，短于外环高度H为90mm，(参见图3)，这样使得永磁体8与线圈5之间直接面对的区域更大、间隙更小，磁场间的相互作用更大，磁场利用率更高，结构更紧凑。