[發明專利]一種一體式真空斷路器用非接觸式磁驅機構

在審

• 申請號: 201710455248.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107123568A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 曹云東;李靜;韓穎;付思
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H01H33/666
• 分類號: H01H33/666
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司21107
• 代理人: 史力伏

技術領域

本發明屬于電器開關技術領域，尤其涉及一種一體式真空斷路器用非接觸式磁驅機構。

背景技術

真空斷路器在中壓開關設備應用廣泛，永磁機構運用在真空斷路器中，將電磁機構與永磁鐵有機地組合起來，機構總體的零部件和運動部件數量顯著減少，提高斷路器運行可靠性，減少中間環節，減少機構操作所需能量，縮少了機構的尺寸。

目前永磁機構大體可分為兩種：雙線圈結構及單線圈結構。激磁線圈通過強大磁力的永磁鐵將機械部件鎖定在運動端部的任一位置，從而將滅弧室電極保持在分閘或合閘位置，其中永磁鐵、機械運動部分、線圈等各部件形成一個整體，置于真空泡外部，通過拉桿、驅動絕緣子與真空泡內波紋管聯接，使電極實現分閘、合閘動作。傳統永磁機構體積較大，同時與真空泡傳動部件驅動距離較長，直接影響到分合閘的動態特性和可靠性，分閘速度較慢。若單臺機構配單臺真空滅弧室，三相的分合閘分散性大。傳統機構需把真空泡外運動傳遞至真空泡內動電極上，必須使用動密封波紋管，波紋管使用過程中快速反復拉伸或縮短，易損壞，就造成真空泡內慢性漏氣，導致真空滅弧室功能的喪失，造成質量隱患。如圖1所示，為傳統永磁機構與真空泡內滅弧系統的連接結構，傳統永磁機構磁驅作用下，動鐵芯帶動連桿、驅動絕緣子、拉桿、動導電桿及動電極實現分、合閘運動，動導電桿與機構之間設置出線端子，設置軟連接，波紋管焊接在動導電桿外部和動端蓋板的內口，通過波紋管實現動密封，完成永磁機構向滅弧室內動電極的運動傳遞。這種傳統永磁機構與滅弧系統的連接方式，驅動的距離長，體積大，分閘速度較慢，同時三相操作的動作分散性大，而波紋管的質量和使用狀態是制約真空泡機械壽命最重要因素之一。

本發明一體式真空斷路器用非接觸式磁驅機構，機構運動部分置于真空泡內，取消波紋管、驅動絕緣子等傳動部件，如圖2所示，為本發明非接觸式磁驅機構與滅弧系統的連接結構，在非接觸式磁驅機構磁驅作用下，動鐵芯帶動絕緣板、絕緣連桿、絕緣盤、動導電桿及動電極與靜電極實現分、合閘運動。磁驅機構動鐵芯直接驅動動電極，結構簡單、體積小、壽命高、分合閘動作可靠性高、動作迅速，穩定性高，同時靜止部分在真空泡外，可封閉為一整體，耐外部環境等級高。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種一體式真空斷路器用非接觸式磁驅機構，其壽命高、可靠性高、動作迅速、穩定性高，通過置于真空泡外機構靜止部分向真空泡內運動部分提供磁驅力，此機構中運動部分與真空外殼不相接觸，對真空泡內真空度無影響，可達到零泄漏，同時結構簡單，傳動部件驅動距離較短，動作迅速。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，包括非接觸式磁驅機構，所述非接觸式磁驅機構包括位于真空泡內的驅動部件及位于真空泡外的傳動部件。

所述傳動部件驅動所述驅動部件作直線運動，帶動與驅動部件相連的真空斷路器電極系統實現合閘、合閘保持、分閘及分閘保持；所述傳動部件套設于驅動部件外，兩者以設置于驅動部件外的密封外殼相隔開。

作為本發明的一種優選方案，所述非接觸式磁驅機構為單線圈磁驅機構或雙線圈磁驅機構。

作為本發明的另一種優選方案，所述單線圈磁驅機構的傳動部件包括：靜鐵芯；電磁線圈，所述電磁線圈用于通電后產生驅動磁力；永磁鐵，所述永磁鐵產生永磁保持力實現合閘保持；磁軛，所述磁軛用于承載永磁鐵及電磁線圈，提供磁路；非導磁塊，所述非導磁塊用于將合閘有效磁路隔開；所述單線圈磁驅機構的驅動部件包括：動鐵芯，所述動鐵芯位于真空泡內，正對于所述靜鐵芯的磁力面設置，為合閘提供有效磁路；分閘彈簧，所述動鐵芯的下端抵接于所述分閘彈簧，該分閘彈簧的另一端連接于真空斷路器的殼體；所述動鐵芯的上端通過絕緣板與真空斷路器的電極系統相連。

合閘動作時，電磁線圈正向得電，產生磁動勢，驅動動鐵芯動作，并向上拉伸分閘彈簧，電極系統實現合閘；此時永磁鐵保持力大于分閘彈簧力和動電極重力，實現合閘保持，此時電磁線圈不再有正向電流通過；分閘動作時，電磁線圈反向通電勵磁，產生磁動勢，當永磁保持力小于分閘彈簧的拉力和真空斷路器的動電極的重力時，動鐵芯在分閘彈簧力的作用下，向下運動，實現分閘動作，此時電磁線圈不再有反向電流通過。（電磁線圈反向通電電流產生的磁場不可使永磁體退磁。

作為本發明的另一種優選方案，所述動鐵芯的下端設置有一開槽，所述分閘彈簧的一端抵接于所述開槽內。