专利名称：一种户外柱上永磁真空断路器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的断路器，尤其是对其中断路器操作机构部分的改进。
背景技术：
目前，电力系统的输变电设备中，断路器是实现线路分合和保证供电电源安全运行的重要 设备。操作机构是真空断路器的神经中枢，因此操作机构的工作性能和质量的优劣，对断路器 的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。电力真空断路器按操动机构来分，可分为弹簧式、 电磁式，其中，弹簧式是利用己储能的弹簧为动力和机械锁扣机构配合动作使断路器运动的操
作机构；而电磁式是通过电磁力来维持开关衔铁上下运动而分合闸，并且其合闸位置的保持也 依靠机械脱扣、锁扣装置。弹簧式结构复杂且机械结构的零部件多，故障源多，可靠性低，频 繁操作容易损坏。电磁式的丌关稳定状态仍为机械结构，其灵敏度较差，且上述两种结构均具 有零部件多，不宜维修的弊病。因此亟需对原有技术进行改进，以提供一种高可靠性、高灵敏 度且结构简单的操作机构。 发明内容
本实用新型用于克服现有技术的缺陷、提供一种结构简单,可靠性高、操作灵活的户外柱 上永磁真空断路器。
本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的
一种户外柱上永磁真空断路器，构成中包括触头部分、操作机构和操作控制电路，其中， 操作机构用于控制触头部分的分、合；所述操作机构包括缸状磁轭、永磁体、传动杆和动铁芯， 其中，所述缸状磁轭设有上盖和下盖，缸状磁轭、上盖和下盖构成闭合磁路；永磁体嵌装在缸 状磁轭中段，缸状磁轭上下两端分别嵌有合闸操作线圈和分闸操作线圈，在合闸操作线圈、分 闸操作线圈和永磁体内的中间空间装有动铁芯，所述动铁芯上端部连接传动杆，所述传动杆通过传动销与触头部分传动连接；所述合闸操作线圈通电后产生磁通4>1电磁力的方向向上，分 闸操作线圈通电后产生磁通4)2电磁力的方向向下，永磁体的磁极水平配置，它产生上下对称 分路的永磁力。
上述户外柱上永磁真空断路器，所述操作控制电路由直流电源、分闸接触器、合闸接触器、 储能电容、行程开关、合闸按钮和分闸按钮组成；其中，合闸按钮控制合闸接触器的通断，分 闸按钮控制分闸接触器的通断；所述合闸接触器的一对合闸常开触点连接合闸操作线圈，分闸 接触器的一对分闸常开触点连接分闸操作线圈；所述行程开关设有联动的一对常开触点和一对 常闭触点，其中，常闭触点串接于合闸按钮的控制支路中，常开触点串接于分闸按钮的控制支 路中；所述储能电容并接于直流电源上。
上述户外柱上永磁真空断路器，所述动铁芯和上盖之间在分闸状态下的间隙构成运动行程 d， d的数值为10 20毫米。
上述户外柱上永磁真空断路器，所述永磁体为分体结构，由4 10个永磁体成环形配置。
本实用新型克服了传统电磁机构和弹簧机构的固有弊端，取消了分合闸机械脱扣、锁扣系 统，合、分状态由永磁体产生的作用力使真空断路器保持在合、分闸位置上。由于运动部件可 以与传动杆直接相连，分合闸时不需要中间转换连接机构，减少了操作时电能的大量消耗。由 于只有一个运动部件，可以大大提高机械可靠性，受外界影响较小，稳定性高、耐磨损，可真 正实现断路器的免维护功能。
图l是本实用新型结构示意图2是本实用新型电原理图3是图1的俯视图。
图中各标号为l.缸状磁轭；2.合闸操作线圈；3.分闸操作线圈；4.永磁体；5.传动杆； 6.上盖；7.下盖；8.传动销；9.动铁芯；C.储能电容；KO.行程开关；Anl.合闸按钮；An.分闸 按钮；CJ1.合闸接触器；CJ2.分闸接触器；CJ1-1.合闸常开触点；CJ2-1.分闸常开触点；d.运 动行程。
具体实施方式
参看图l、图2，本实用新型由触头部分、操作机构和操作控制电路构成，其中，操作机构 用于控制触头部分的分、合；操作机构包括缸状磁轭l、永磁体4、传动杆5、动铁芯9，缸状 磁轭设有上盖6和下盖7，缸状磁轭、上盖、下盖和动铁芯构成闭合磁路。缸状磁轭中段嵌装 永磁体，永磁体采用分体装配，即多个永磁体间隔环形排列，永磁体的磁极水平配置，即靠近 动铁芯的内侧为N极，外侧为S极(或者相反)，它产生上下对称分路的永磁力。在缸状磁轭 内、永磁体上下两端分别装有合闸操作线圈2和分闸操作线圈3。在合闸操作线圈、分闸操作 线圈和永磁体内的中间空间装有动铁芯，动铁芯上端连接传动杆，传动杆通过传动销8与触头 部分传动连接。合闸操作线圈通电后产生磁通4>1电磁力的方向向上，分闸操作线圈通电后产 生磁通》2电磁力的方向向下。图1所示为本实用新型的分闸状态，动铁芯和上盖之间的间隙 构成动铁芯的运动行程d。
本实用新型的操作控制电路由电源、分闸接触器CJ2、合闸接触器CJ1、储能电容C、行程 开关K0、合闸按钮Anl和分闸按钮An组成；其中，储能电容并接于直流电源上，直流电源采 用桥式整流电路。操作控制电路采用两个控制支路，分别为合闸控制支路和分闸控制支路。合 闸按钮控制合闸接触器的通断，后者的一对常开触点CJ1-1连接合闸操作线圈。分闸按钮控制 分闸接触器的通断，后者的一对常开触点CJ2-l连接分闸操作线圈。行程开关设有联动的一对 常开触点和一对常闭触点，在电路中实现分、合闸控制的互锁。
图1所示的本实用新型正处于分闸状态，动铁芯位于缸状磁轭下部，动铁芯吸合在下盖； 由于存在气隙，上盖和动铁芯间的磁阻极高，磁通小0主要流经动铁芯、低磁阻的下盖、缸状 磁轭，动铁芯被牢固的吸在极化的下盖上。闭合合闸按钮，行程开关自锁于常闭触点，此时导 通合闸接触器所在控制支路，合闸接触器带动合闸开关，使直流电源、储能电容和合闸操作线 圈组成闭合回路；合闸操作线圈得电后产生的工作磁通为小l，而永磁体内的磁通为60，如图 l所示。因4)0产生的永磁力方向向下，(维持分闸状态)4>0、 cH产生力的方向相反，调节电 流强度使小1》4)0; 4)1=4)0时，动铁芯松动，持续增加电流，电磁力持续增长，原来动铁芯 与下缸盖吸持的稳定状态就会被破环，当cH〉4)0时，动铁芯开始从分闸状态向上运动。随着运动，运动行程d间隙縮小，运动至l/2行程后，cH和60作用力同向，互相加强，至运动 行程d近似为零后，合闸线圈断电至机构稳态(合闸状态)。此时，动铁芯吸合在上盖上，传 动杆通过传动销使触头部分带动真空断路器开关处于合闸位置，由永磁体、动铁芯、缸状磁轭 及上盖构成闭合磁路，由永磁体产生的4)0维持合闸状态。反之亦然。
本实用新型永磁体产生的极化磁场与控制线圈产生的控制磁场差动叠加，在动铁芯上可得 到与输入电流成比例、双向、连续的输出力，获得良好的控制特性，使运行可靠性大大提高。 控制电路中增设储能电容C，在操作断路器时可以为电路提供瞬间大电流，借助永磁体的双稳 态原理，具有良好的静、动态特性。它克服了传统电磁机构和弹簧机构的固有弊端，取消了分 合闸的机械脱、锁扣系统；其运动部件可以与传动杆直接相连，分合闸时不需要中间转换连接
机构，减少了操作电能消耗。由于只有一个运动部件，可大大提高机械可靠性，真正实现断路 器免维护功能。本实用新型可釆用电子控制，利用智能控制芯片进行操控，安全性高，尤其适 用于城区配网，实现监测、控制和网络重构等开断负荷频繁的场所。
权利要求1.一种户外柱上永磁真空断路器，其特征在于，构成中包括触头部分、操作机构和操作控制电路，其中，操作机构用于控制触头部分的分、合；所述操作机构包括缸状磁轭(1)、永磁体(4)、传动杆(5)、合闸操作线圈(2)、分闸操作线圈(3)和动铁芯(9)，其中，缸状磁轭设有上盖(6)和下盖(7)，缸状磁轭、上盖和下盖构成闭合磁路；永磁体嵌装在缸状磁轭中段，缸状磁轭上下两端分别嵌有合闸操作线圈(2)和分闸操作线圈(3)，在合闸操作线圈、分闸操作线圈和永磁体内的中间空间装有动铁芯，所述动铁芯上端部连接传动杆，所述传动杆通过传动销(8)与触头部分传动连接；所述合闸操作线圈通电后产生磁通φ1电磁力的方向向上，分闸操作线圈通电后产生磁通φ2电磁力的方向向下，永磁体的磁极水平配置，它产生上下对称分路的永磁力。
2. 根据权利要求1所述的户外柱上永磁真空断路器，其特征在于，所述操作控制电路由直 流电源、分闸接触器(CJ2)、合闸接触器(CJ1)、储能电容(C)、行程开关(K0)、合闸按钮 Anl和分闸按钮(An)组成；其中，合闸按钮控制合闸接触器的通断，分闸按钮控制分闸接触 器的通断；所述合闸接触器的一对合闸常开触点(CJ1-1)连接合闸操作线圈，分闸接触器的 一对分闸常丌触点(CJ2-1)连接分闸操作线圈；所述行程开关设有联动的一对常开触点和一 对常闭触点，其中，常闭触点串接于合闸按钮的控制支路中，常开触点串接于分闸按钮的控制 支路中；所述储能电容并接于直流电源上。
3. 根据权利要求1或2所述的户外柱上永磁真空断路器，其特征在于，所述动铁芯和上盖 之间在分闸状态下的间隙构成运动行程(d)，运动行程的数值为10 20毫米。
4. 根据权利要求3所述的户外柱上永磁真空断路器，其特征在于，所述永磁体为分体结构， 由4 10个永磁体成环形配置。
专利摘要一种户外柱上永磁真空断路器，构成中包括触头部分、操作机构和操作控制电路，所述操作机构包括缸状磁轭、永磁体、传动杆、动铁芯，其中，缸状磁轭、上盖和下盖构成闭合磁路；永磁体嵌装在缸状磁轭中段，缸状磁轭上下两端分别嵌有合闸操作线圈和分闸操作线圈，在永磁体内的中间空间装有动铁芯，所述动铁芯上端部连接传动杆，所述传动杆通过传动销与触头部分传动连接；所述合闸操作线圈通电后产生磁通φ1电磁力的方向向上，分闸操作线圈通电后产生磁通φ2电磁力的方向向下，永磁体的磁极水平配置。本实用新型结构简单，采用电磁力控制操作机构运行、永磁力维持合、分闸稳态，灵敏度高、安全可靠，运动部件使用寿命长，安全性高。
文档编号H01H33/66GK201387839SQ20092010176
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者张继庚, 王建国, 阳 陈 申请人:保定市炜达电力设备有限责任公司