自动化柱上永磁真空断路器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动化柱上永磁真空断路器，包括真空开关本体、操动机构和智能控制器三部分；真空开关本体为三相分体式结构，三组绝缘支柱垂直安装在箱体上表面，箱体设置有接线盒和接地螺栓；操动机构包括永磁操动机构和手动操作机构，永磁操动机构的控制线与接线盒对接，永磁操动机构安装在箱体中，手动操作机构安装在箱体外；智能控制器通过控制器总线及航空插座与接线盒对接。本实用新型的结构紧凑，工作可靠。
【专利说明】
自动化柱上永磁真空断路器
技术领域
[0001] 本实用新型属于电气设备技术领域，涉及一种自动化柱上永磁真空断路器。
【背景技术】
[0002] 真空断路器的驱动机构，从最初的电磁操动机构，发展到现在广泛应用的弹簧操 动机构，带动了真空开关的发展。弹簧机构利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用 弹簧储能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，即使电源丢失仍可完成一 个合分循环，因此得到广泛应用。但弹簧机构也有其自身不可克服的缺点：零件数量多，要 求加工精度尚，制造工艺复杂，成本尚，广品可靠性不易保证，限制了真空开关向电气寿命、 免维护等要求更高的方向发展。因此，近年来出现了永磁操动机构真空断路器。为高参数真 空开关开辟了一条新的路径。
[0003] 从永磁操动机构的结构上可看出，其动作过程简单，机构零件比弹簧机构减少 80%以上，大大降低了故障率，基本可达到免维护，因此近年来国内外有众多的厂家相继推 出了永磁操动机构真空断路器。现有的永磁操动机构真空断路器虽然形式多样，但是结构 还不够完善，可靠程度还不够高，需要进一步改进。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提供了一种自动化柱上永磁真空断路器，解决了现有技术中永磁操动 机构真空断路器形式多样，结构还不够完善，可靠程度还不够高的问题。
[0005] 本实用新型的技术方案是:一种自动化柱上永磁真空断路器，包括真空开关本体、 操动机构和智能控制器三部分；
[0006] 真空开关本体为三相分体式结构，三组绝缘支柱垂直安装在箱体上表面，箱体设 置有接线盒和接地螺栓；
[0007] 操动机构包括永磁操动机构和手动操作机构，永磁操动机构的控制线与接线盒对 接，永磁操动机构安装在箱体中，手动操作机构安装在箱体外；
[0008] 智能控制器通过控制器总线及航空插座与接线盒对接。
[0009] 本实用新型的自动化柱上永磁真空断路器，其特征还包括：
[0010] 所述的绝缘支柱内腔中的真空灭弧室的动导电杆通过喇叭型软联接与下出线联 通，下出线与电压互感器进线连接，电压互感器进线通过电压互感器绕组与电压互感器出 线连接，电压互感器绕组两边通过电压互感器绝缘层固定安装在箱体上。
[0011] 所述的永磁操动机构包括合闸线圈及分闸线圈的动铁芯、磁扼板及永磁铁，其中 的动铁芯上的拉杆与主轴上的拐臂铰连，主轴上的拐臂伸出箱体之外与隔离手柄固定连 接，隔呙手柄与隔呙拉杆一端铰接，隔呙拉杆另一端的隔呙拉杆接头与隔呙刀闸上的静触 头离合连接，隔离刀闸另一端与上出线连接。
[0012] 所述的三组绝缘支柱结构一致，每个绝缘支柱中的真空灭弧室、电流互感器、上出 线和下出线固定成一个整体，电流互感器通过电流互感器线速与接线盒连接。
[0013] 所述的隔离手柄外侧另外连接有分闸手柄环和手动分闸手柄。
[0014] 本实用新型的有益效果是，作为一种三相交流50HZ户外高压开关设备，主要用作 变电站10KV出线开关及10KV级三相交流电力系统中作为分、合负荷电流，开断过载电流及 短路电流的线路保护开关。利用永磁操动机构替换传统的电动弹簧机构，再加装一个普通 手动弹簧机构(在停电状态下可手动分合闸），配套的智能控制器，达到实现线路监控，产品 免维护的目的，具有广泛的配合范围和灵活方便的动作程序整定方式，具有很高的工作可 靠性和安全性，是自具控制和保护功能的新型"机电一体化"智能高压开关设备;实现了无 油化，小型化，高可靠，免维护，是城乡电网改造理想的更新换代产品；使用本断路器，无需 另设继电保护系统，简化变电站的设施，降低变电站建设造价，提高供电可靠性。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的局部结构不意图；
[0016] 图2是本实用新型的整体结构示意图。
[0017] 图中，1、电流互感器，2、下出线，3、电压互感器进线，4、电压互感器绝缘层，5、电压 互感器绕组，6、电压互感器出线，7、绝缘支柱，8、上出线，9、隔离刀闸，10、静触头，11、隔离 拉杆接头，12、隔离拉杆，13、隔离手柄，14、接线盒，15、箱体，16、电流互感器线速(封装）， 17、控制器总线，18、智能控制器，19、分闸手柄环，20、接地螺栓，21、手动分闸手柄，22、航空 插座。
【具体实施方式】
[0018] 如图1、图2,本实用新型的结构是，包括真空开关本体、操动机构和智能控制器18 三部分；
[0019] 真空开关本体为三相分体式结构，三组相互独立的绝缘支柱7垂直安装在长方形 铝合金的箱体15上表面，箱体15设置有接线盒14和接地螺栓20,接地螺栓20通过导线实现 整体设备的安全接地;操动机构包括永磁操动机构和手动操作机构，组成双稳态结构，永磁 操动机构的控制线与接线盒14对接，接线盒14通过航空插座22对外连接实现信号控制，永 磁操动机构安装在箱体15中，手动操作机构安装在箱体15外，手动操作机构对外分别设置 有分闸手柄环19和手动分闸手柄21;智能控制器18与真空开关本体分开布置，智能控制器 18设置有控制面板，控制面板上包括合闸按钮、分闸按钮等，智能控制器18通过控制器总线 17及航空插座22与接线盒14对接实现电气联接，用于控制永磁操动机构的工作；
[0020] 三组绝缘支柱7(A相、B相、C相)是真空开关的核心部件，结构一致，每个绝缘支柱7 中的真空灭弧室、电流互感器1、上出线8和下出线2固定在一起，实际使用时采用户外环氧 树脂浇注成一个整体，电流互感器1通过电流互感器线速16(封装)与接线盒14连接;在A、B、 C相的电流互感器1中，A、C相电流互感器1用于保护，B相电流互感器1用于给智能控制器18 充电，分别通过接线盒14连接相应的设备;绝缘支柱7内腔中的真空灭弧室的动导电杆通过 喇叭型软联接与下出线2联通，构成导电主回路;绝缘支柱7下腔内的绝缘拉杆的上端与真 空灭弧室的动导电杆相连，绝缘拉杆的下端伸入箱体15内与主轴上的触头拐臂联接，当永 磁操动机构带动主轴转动时，绝缘拉杆便拉动真空灭弧室的动导电杆，实现主回路的分、合 闸操作；
[0021] 下出线2与电压互感器进线3连接，电压互感器进线3通过电压互感器绕组5与电压 互感器出线6连接，电压互感器绕组5两边通过电压互感器绝缘层4固定安装在箱体15上；
[0022] 永磁操动机构为双线圈式结构，主要包括合闸线圈及分闸线圈的动铁芯、磁扼板 及永磁铁，其中的动铁芯上的拉杆与主轴上的拐臂铰连，从而将动铁芯的往复直线运动转 变为主轴的摆动。
[0023]主轴上的拐臂伸出箱体15之外与隔离手柄13固定连接，隔离手柄13与隔离拉杆12 一端铰接，隔离拉杆12另一端的隔离拉杆接头11与隔离刀闸9上的静触头10离合连接，隔离 刀闸9另一端与上出线8连接；
[0024]在隔离手柄13外侧另外连接有分闸手柄环19和手动分闸手柄21。
[0025]本实用新型的工作原理是，
[0026] 1)合闸操作
[0027] 当手动按下智能控制器18的合闸按钮(或远控给出合闸信号），智能控制器18的主 控电路经适当延时确定信号有效后接通合闸电路向永磁操动机构的合闸线圈输出能量，永 磁操动机构的内部磁场发生变化，当电磁力足以抵消分闸稳态的永磁保持力时，动铁芯受 力失去平衡，永磁操动机构在电磁力的作用下向合闸方向运动，同时通过主轴及拐臂推动 绝缘拉杆和动导电杆，完成真空开关的合闸。到达合闸位置时，"合位置"接近开关给出信 号，合闸回路关断，磁路中只有永磁铁产生的磁场，此时永磁保持力使永磁操动机构保持在 "合闸稳态"，断路器保持在合闸位置。
[0028] 2)分闸操作
[0029] 断路器合闸后，当手动按下智能控制器18的分闸按钮(或远控给出分闸信号），智 能控制器18的主控电路经适当延时确定信号有效后接通分闸电路向永磁操动机构的分闸 线圈输出能量，当电磁场足以克服合闸稳态的永磁保持力时，动铁芯在电磁力和触头弹簧 力的作用下，向分闸方向运动，通过主轴上的拐臂拉动绝缘拉杆和动导电杆完成真空开关 的分闸，到达分闸位置时，"分位置"接近开关给出信号，分闸回路关断，磁路中只有永磁铁 产生的磁场，此时永磁保持力使永磁操动机构保持在"分闸稳态"，断路器保持在分闸位置。
[0030] 3)故障保护
[0031] 当断路器的负荷线路发生故障时，故障电流信号被绝缘支柱7内的电流互感器测 到，送入智能控制器18，智能控制器18对电流信号进行处理和识别，当判定电流值大于整定 的保护值时，智能控制器18按照倍数作出速断或过流保护选择，并作相应的延时后发出分 闸指令，断路器自动分闸，实现故障保护;若在延时期间电流小于保护定值，智能控制器18 则不发分闸指令，从而实现涌流避峰功能。
[0032] 4)手动分闸
[0033]分闸手柄环19和手动分闸手柄21，以备在紧急情况下，通过人力拉动隔离手柄13 实现手动分闸。
[0034] 5)重合闸操作
[0035] 当断路器完成故障保护动作后，可按预定的动作程序进行自动重合闸操作；智能 控制器18对所配置的真空断路器，可按预定的动作程序实现多次重合闸和多种故障保护。
[0036] 实施例的产品名称:户外交流高压真空断路器
[0037]实施例的产品型号：Z W 51 - 12/D 630-20,其中的字母数字的含义是，Z表示真 空断路器;W表示户外；51表示设计序号;D表示永磁操动机构；12表示额定电压为12KV;630 表示额定电流为630A;20表示额定短路开断电流为20kA。该产品的主要技术参数见表1。 [0038]表1、实施例的主要技术参数
[0040]该产品的电气机械性能参数见表2。 [0041] 表2、电气机械性能
【主权项】
1. 一种自动化柱上永磁真空断路器，其特征是:包括真空开关本体、操动机构和智能控 制器(18)三部分； 真空开关本体为三相分体式结构，三组绝缘支柱(7)垂直安装在箱体（15)上表面，箱体 (15)设置有接线盒(14)和接地螺栓(20); 操动机构包括永磁操动机构和手动操作机构，永磁操动机构的控制线与接线盒（14)对 接，永磁操动机构安装在箱体(15)中，手动操作机构安装在箱体(15)外； 智能控制器(18)通过控制器总线（17)及航空插座(22)与接线盒(14)对接。2. 根据权利要求1所述的自动化柱上永磁真空断路器，其特征是:所述的绝缘支柱(7) 内腔中的真空灭弧室的动导电杆通过喇叭型软联接与下出线(2)联通，下出线(2)与电压互 感器进线（3)连接，电压互感器进线（3)通过电压互感器绕组（5)与电压互感器出线（6)连 接，电压互感器绕组(5)两边通过电压互感器绝缘层(4)固定安装在箱体(15)上。3. 根据权利要求1所述的自动化柱上永磁真空断路器，其特征是:所述的永磁操动机构 包括合闸线圈及分闸线圈的动铁芯、磁扼板及永磁铁，其中的动铁芯上的拉杆与主轴上的 拐臂铰连，主轴上的拐臂伸出箱体（15)之外与隔离手柄（13)固定连接，隔离手柄（13)与隔 离拉杆（12) -端铰接，隔离拉杆（12)另一端的隔离拉杆接头（11)与隔离刀闸（9)上的静触 头(10)离合连接，隔离刀闸(9)另一端与上出线(8)连接。4. 根据权利要求3所述的自动化柱上永磁真空断路器，其特征是:所述的三组绝缘支柱 (7)结构一致，每个绝缘支柱(7)中的真空灭弧室、电流互感器（1)、上出线(8)和下出线(2) 固定成一个整体，电流互感器(1)通过电流互感器线速(16)与接线盒（14)连接。5. 根据权利要求3所述的自动化柱上永磁真空断路器，其特征是:所述的隔离手柄（13) 外侧另外连接有分闸手柄环(19)和手动分闸手柄(21)。
【文档编号】H01H33/666GK205595272SQ201620440183
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】郑祥恭, 刁美岗, 孙玉伟
【申请人】浙江宏伟电网科技股份有限公司