一种快速开关分合闸操作机构制造技术

本发明专利技术公开了一种快速开关分合闸操作机构，属于开关电器技术领域。本发明专利技术包括套筒、固定杆、上连接杆和下连接杆；所述套筒套设于上连接杆外部，套筒和上连接杆上均设置有沿轴向延伸的孔，所述固定杆从所述孔穿过，所述固定杆的位置固定，从而使套筒和上连接杆均可相对于固定杆上下运动，所述下连接杆上设置有连锁杆，所述上连接杆上还设置有沿轴向延伸的活动孔，所述连锁杆穿过活动孔安装在下连接杆上，从而使上连接杆可相对于活动孔上下运动。本发明专利技术结构简单、分闸速度快，解决电磁斥力机构与分合闸永磁机构的刚性碰撞问题，在紧急分闸过程中，电磁斥力机构与分合闸永磁机构完全独立，永磁机构不会影响电磁斥力机构的分闸速度，避免刚性碰撞导致的弹跳，提高快速开关的分闸速度。

A quick switch opening and closing operating mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种快速开关分合闸操作机构
本专利技术属于开关电器
，具体涉及一种为快速开关提供的分合闸操作机构。
技术介绍
随着直流系统容量的持续增长和电压等级的不断提高，直流断路器的短路电流峰值和开断时间的指标也在不断提高。传统的机械开关虽然带负载能力强，导通稳定的优点，但是响应速度慢，一般在5～20ms左右，不能满足一些需要快速动作要求；电力电子固态开关响应速度快，但其通态损耗过大，耐压能力低。由快速机械开关和固态器件组成的混合式直流断路器具有通流容量大、关断速度快，限流能力强等优点，在直流开断领域具有很大的潜力。混合式直流断路器由上述两种开关组成，正常工况下，工作电流由机械开关所在的支路承担。发生短路故障时，机械开关支路首先切断故障电流，将电流切换至电力电子支路。开断过程产生的过电压和能量由吸能回路限制和吸收。混合型直流断路器综合了机械开关和固态电子开关的优点，可以实现快速无电弧开断短路电流，是直流开关技术发展的必然方向。其中，快速机械开关的研究是混合型直流断路器的关键技术之一。传统的断路器操作机构，如液压机构和弹簧机构的响应速度较慢，难以达到直流断路器中快速机械开关的动作时间要求。现阶段快速机械开关的设计方案大多使用双电磁斥力机构，需要两个斥力线圈，两套驱动回路，机构和驱动回路体积较大，成本高，不利于断路器小型化、集约化。因此现阶段的快速机械开关多处于理论研究和原理样机阶段，尚无可靠的工程应用案例，严重影响了混合式直流断路器的发展和使用。也有部分设计方案采用单电磁斥力机构实现分闸，采用电磁铁或单线圈永磁机构作为合闸保持机构，电磁斥力机构能在几十到数百微秒的时间内快速达到推力峰值，远快于电磁铁或永磁机构的动作时间，导致电磁斥力机构分闸时，电磁铁或永磁机构仍提供合闸保持力，因而会降低快速机械开关的分闸速度，增加分闸时间，同时会造成电磁斥力机构与合闸保持机构的刚性碰撞，造成弹跳现象。中国专利申请201720539425.9公开了一种快速机械开关的活塞机构，包括分闸线圈、拉杆、活塞缸、合闸线圈、斥力盘、滑块和弹簧，所述滑块和弹簧均设在活塞杆内，所述弹簧的一端与活塞缸相抵，另一端与滑块的一端相抵，所述斥力盘设在活塞缸的内腔中，且斥力盘与滑块的另一端铰接连接，所述拉杆与斥力盘固定连接，所述分闸线圈和合闸线圈分别设在斥力盘的上下两侧，且分闸线圈与斥力盘之间设有间隙。该技术集成了电动斥力分合闸机构，并为机械开关提供分、合闸状态保持力，同时减轻动触头机构质量，提高了分合闸速度。但是上述快速开关使用双电磁斥力机构，需要两个斥力线圈，两套驱动回路，机构和驱动回路体积较大，成本高，不利于断路器小型化、集约化。
技术实现思路
本专利技术目的是：针对现有技术中存在的不足，提出一种结构简单、分闸速度快的分合闸操作机构，并且能够解决电磁斥力机构与分合闸永磁机构的刚性碰撞问题。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的：一种快速开关分合闸操作机构，包括套筒、固定杆、上连接杆和下连接杆；所述套筒套设于上连接杆外部，套筒和上连接杆上均设置有沿轴向延伸的孔，所述固定杆从所述孔穿过，所述固定杆的位置固定，从而使套筒和上连接杆均可相对于固定杆上下运动，所述下连接杆上设置有连锁杆，所述上连接杆上还设置有沿轴向延伸的活动孔，所述连锁杆穿过活动孔安装在下连接杆上，从而使上连接杆可相对于活动孔上下运动。进一步地，套筒上设置的沿轴向延伸的孔为腰型孔；上连接杆上设置的沿轴向延伸的孔为卡臂孔。进一步地，所述腰形孔的轴向延伸长度小于卡臂孔。进一步地，所述上连接杆上设置有卡臂孔，所述上连接杆内设置有卡臂；所述卡臂下方与上连接杆底部之间装有弹簧，当卡臂位于卡臂孔位置时，弹簧的弹力将卡臂弹出卡臂孔。进一步地，所述上连接杆上还设有弹珠；所述套筒上设有锁定孔，弹珠与锁定孔对准时，从锁定孔弹出。进一步地，所述锁定孔沿轴向设置有2个。进一步地，所述卡臂的上端可旋转地安装于上连接杆内。进一步地，所述弹簧为扭簧，包括支撑段和弹压段，所述支撑段支撑于上连接杆底部，所述弹压段的外端与卡臂相抵接，且对卡臂施以向外的推力。进一步地，上连接杆相对于套筒向上运动时，卡臂的上边缘逐渐到达套筒下边缘位置，套筒对卡臂的作用力使卡臂旋转，从而使卡臂的外露部分从卡臂孔处收回。进一步地，所述所述卡臂上靠近套筒的一侧设置有弧形过渡面。本专利技术的有益效果如下：结构简单、分闸速度快的分合闸操作机构，解决电磁斥力机构与分合闸永磁机构的刚性碰撞问题，在紧急分闸过程中，电磁斥力机构与分合闸永磁机构完全独立，永磁机构不会影响电磁斥力机构的分闸速度，避免刚性碰撞导致的弹跳现象，提高快速开关的分闸速度；同时本专利技术的电磁斥力机构与永磁机构均可以实现分闸操作，提供了两组完全独立的分闸机构，在故障工况情况下，通过电磁斥力机构实现快速分闸，在正常工况下，通过永磁机构实现正常分闸，减少了永磁机构的动作次数，大幅提高快速开关的可靠性和工作寿命。附图说明图1是快速开关分合闸操作机构的结构主视图。图2是快速开关分合闸操作机构爆炸图。图3是快速开关分合闸操作机构的结构左视图。图4是快速开关分合闸操作机构内部装配主视图。图5是快速开关分合闸操作机构内部装配立体示意图。图6是正常工况下分闸操作初始状态示意图。图7是正常工况下分闸操作开始后的状态示意图。图8是正常工况下分闸操作完成状态示意图。图9是正常工况下合闸操作初始状态示意图。图10是正常工况下合闸操作开始后的状态示意图。图11是正常工况下合闸操作中间状态示意图。图12是正常工况下合闸操作完成状态示意图。图13是故障工况下紧急分闸初始状态示意图。图14是故障工况下紧急分闸开始后的状态示意图。图15是故障工况下紧急分闸中间状态示意图。图16是故障工况下紧急分闸完成状态示意图。图中的标号：1-套筒，11-腰形孔，12-上锁定孔，13-下锁定孔，2-上连接杆，21-弹珠，22-卡臂孔，23-活动孔，3-固定杆，4-卡臂，5-弹簧，6-联锁杆，7-下连接杆。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本专利技术快速开关分合闸操作机构的具体实施例结构参见图1-5，该操作机构主要包括套筒1，上连接杆2，下连接杆7和固定杆3，其中上连接杆2与快速开关的动触头、分合闸保持机构和电磁斥力机构相连接(附图中未显示)，下连接杆7与分合闸永磁机构相连接(附图中未显示)。在正常工况下，分合闸永磁机构通过下连接杆7来实现正常的分闸操作、合闸操作。在故障工况下，电磁斥力机构通过上连接杆2实现快速分闸操作。所述固定杆3在整个操作机构中位置是固定的，套筒1、上连接杆2和下连接杆7均相对于固定杆3做上下移动。套筒1与上连接杆2同轴安装，即两者的中轴线在同一条直线上，且套筒1的内径略大于上连接杆2的外径，套本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速开关分合闸操作机构，其特征在于：包括套筒(1)、固定杆(3)、上连接杆(2)和下连接杆(7)；所述套筒(1)套设于上连接杆(2)外部，套筒(1)和上连接杆(2)上均设置有沿轴向延伸的孔，所述固定杆(3)从所述孔穿过，所述固定杆(3)的位置固定，从而使套筒(1)和上连接杆(2)均可相对于固定杆(3)上下运动，所述下连接杆(7)上设置有连锁杆(6)，所述上连接杆(2)上还设置有沿轴向延伸的活动孔(23)，所述连锁杆(6)穿过活动孔(23)安装在下连接杆(7)上，从而使上连接杆(2)可相对于活动孔(23)上下运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速开关分合闸操作机构，其特征在于：包括套筒(1)、固定杆(3)、上连接杆(2)和下连接杆(7)；所述套筒(1)套设于上连接杆(2)外部，套筒(1)和上连接杆(2)上均设置有沿轴向延伸的孔，所述固定杆(3)从所述孔穿过，所述固定杆(3)的位置固定，从而使套筒(1)和上连接杆(2)均可相对于固定杆(3)上下运动，所述下连接杆(7)上设置有连锁杆(6)，所述上连接杆(2)上还设置有沿轴向延伸的活动孔(23)，所述连锁杆(6)穿过活动孔(23)安装在下连接杆(7)上，从而使上连接杆(2)可相对于活动孔(23)上下运动。


2.根据权利要求1所述的快速开关分合闸操作机构，其特征在于：套筒(1)上设置的沿轴向延伸的孔为腰型孔(11)；上连接杆(2)上设置的沿轴向延伸的孔为卡臂孔(22)。


3.根据权利要求2所述的快速开关分合闸操作机构，其特征在于：所述腰形孔的轴向延伸长度小于卡臂孔。


4.根据权利要求1所述的快速开关分合闸操作机构，其特征在于：所述上连接杆(2)上设置有卡臂孔(22)，所述上连接杆(2)内设置有卡臂(4)；所述卡臂(4)下方与上连接杆(2)底部之间装有弹簧(5)，当卡臂(4)位于卡臂孔(22)位置时，弹簧(5)的弹力将卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠建，韩伟，唐建，衣陈晨，周海东，
申请(专利权)人：江苏大全凯帆电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32