[发明专利]一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构，属于高压真空断路器领域。

背景技术

真空断路器以其体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，迅速占领了中压断路器市场，并进一步向高压领域发展。真空断路器所配操动机构通常有电磁式、弹簧式和永磁式三种。其中永磁式操动机构凭借其高可靠、低能耗、免维护，以及可实现同步操作等诸多优点，日益引起人们的关注。其中，单稳态永磁机构与双稳态相比，加入了分闸弹簧，使得永磁机构更符合真空断路器动态特性需求并且提高了分闸稳定性。然而，对于高压断路器用单稳态永磁机构，由于分闸弹簧的刚度系数较大，合闸时需要进行储能，导致合闸过程所需能量大大增加，合闸时间也会增加，同时分闸末速度也过大，从而加大了对机构的冲击。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供了一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构，减小了合闸电流峰值并缩短了合闸时间，减少了合闸能耗；同时，在合闸末段对机构有减速效果；而且在保证刚分速度的同时，减小了分闸末速度，从而减小对机构的冲击。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构，包括非导磁外壳，设置在该非导磁外壳内部的永磁保持机构、电磁驱动机构、组合分闸弹簧系统、非导磁材料垫块，以及贯穿于非导磁外壳并与其滑动连接的导杆，

所述永磁保持机构与电磁驱动机构通过非导磁材料垫块形成隔离；所述组合分闸弹簧系统沿导杆设置在永磁保持机构和电磁驱动机构内部；

所述永磁保持机构包括永磁体以及设置在永磁体下部的分闸线圈，所述永磁体、分闸线圈设置在与非导磁外壳固定连接的保持静铁芯内，所述保持静铁芯下部设置可上下运动的保持动铁芯，所述保持动铁芯开有第一凹槽，并且沿凹槽开有若干通孔；

所述电磁驱动机构包括驱动静铁芯以及设置在驱动静铁芯下部的可上下运动的驱动动铁芯，所述驱动动铁芯外围设置有使驱动动铁芯向上运动的合闸线圈；

所述组合分闸弹簧系统包括全程弹簧、区间弹簧以及与非导磁外壳固定连接的区间弹簧托盘支撑杆，所述区间弹簧托盘支撑杆的上端放置有区间弹簧托盘，所述区间弹簧托盘下端面与驱动动铁芯横臂上端面有一气隙，所述全程弹簧设置于保持动铁芯和非导磁外壳之间，所述区间弹簧设置于区间弹簧托盘和非导磁材料垫块之间。

优选的，所述驱动动铁芯的子午面呈L型，其横臂均匀的开有四个圆形通孔；所述非导磁材料垫块的横臂下端开有第二凹槽。

优选的，所述全程弹簧为碟簧，下端嵌于保持动铁芯的第一凹槽内，上端与非导磁外壳的上端面接触，所述区间弹簧托盘支撑杆穿过所述驱动动铁芯横臂上的圆形通孔与非导磁外壳的下端面固定，所述区间弹簧托盘由区间弹簧托盘支撑杆支撑，且其上端开有第三凹槽，所述区间弹簧为碟簧，下端嵌于区间弹簧托盘的第三凹槽内，上端嵌于非导磁垫块的第二凹槽内。

优选的，所述圆形通孔的直径大于所述区间弹簧托盘支撑杆的直径，在分闸位置时，所述区间弹簧托盘的下端面与所述驱动动铁芯横臂的上端面之间预留有合闸时全程弹簧单独作用的气隙。

优选的，所述组合分闸弹簧系统在合闸过程中分两段作用，第一段，由于全程弹簧单独作用气隙的存在，所述驱动动铁芯与所述区间弹簧托盘有一段距离，驱动动铁芯在这段距离中向上运动时，只受到全程弹簧的反力作用；第二段，当驱动动铁芯与区间弹簧托盘接触后继续上升时，驱动动铁芯受到全程弹簧和区间弹簧反力的共同作用，直至驱动动铁芯运动至合闸位置。

有益效果：本发明具有以下优点：

本发明通过设置全程分闸弹簧和区间分闸弹簧组合的分闸弹簧系统，使分闸弹簧分两段作用，减小了合闸前半段的反力，从而减小了合闸电流峰值并缩短了合闸时间，减少了合闸能耗；同时，在合闸末段对机构有减速效果；而且在保证刚分速度的同时，减小了分闸末速度，从而减小对机构的冲击。

附图说明

图1为本发明在合闸位置的结构示意图；

图2为本发明在分闸位置的结构示意图；

图3为本发明分闸弹簧系统示意图；

图4为本发明动铁芯俯视图；

图5-1为本发明保持动铁芯示意图；

图5-2为本发明非导磁材料垫块示意图；

图5-3为本发明区间弹簧托盘示意图；

图6为本发明永磁机构反力曲线与传统永磁机构反力曲线示意图