一种户外高压交流真空断路器的永磁弹簧一体化机构的制作方法

本发明属于高压开关技术领域，具体是一种户外高压交流真空断路器的永磁弹簧一体化机构。

背景技术：

高压真空断路器包括机构箱、真空断路器本体以及外置电压互感器三大部分组成，三者通过航空插座及户外密封电缆进行电气连接，具有故障监测功能，保护控制功能和通讯功能，能可靠判断、监测开关进、出线侧的毫安级零序电流及相间短路故障电流，实现自动切除单向接地故障和相间短路故障。

近年来，永磁机构户外高压交流真空断路器以其可靠性高、可控性好的优点，在我国智能化配电网系统建设中得到大力推广，尤其采用永磁机构和弹簧机构共用的户外高压交流真空断路器，既可有电电动合闸分闸操作，也可无电手动合闸分闸操作，无安装现场没有操作电源无法操作断路器之忧，更受客户认可。但是永磁机构和弹簧机构共用并安装于一个机构箱内，体积较大，目前在空气绝缘的三相分离立式结构户外高压交流真空断路器产品应用较多，如型号为ZW32断路器及其派生产品等，对充气绝缘的三相共箱卧式结构的户外高压交流真空断路器，如型号为ZW8和ZW20-12断路器及其派生产品等，由于受空间体积及小型化要求的限制，无法安装使用，制约了这些防护等级比较高的产品在实际当中的应用。另外在城乡电网智能化改造的过程中，有许多老产品需要升级，如有永磁弹簧一体化机构小型化产品，只将这些产品的弹簧和电磁操动机构替换掉，不需更换整台设备，无疑可以省掉大笔改造资金，避免大量的资源浪费。为了适应国家电网对智能化小型化产品的需求，开发新型永磁弹簧一体化机构势在必行。

技术实现要素：

本发明针对现有技术不足，提供一种户外高压交流真空断路器的永磁弹簧一体化机构，该结构将永磁操动机构和弹簧机构的主要传动部件一同跨接在弹簧操动机构的两侧板之间，进行合理布局，并将手动分闸和手动储能集结到一根轴上进行控制，使得永磁操动机构和弹簧操动机构有机地结合在一起，从而使得机构箱内外的操作机构减少，操作简单，结构更紧凑，实现产品的小型化、一体化，并有利于提高产品的防护等级。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种户外高压交流真空断路器的永磁弹簧一体化机构，包括弹簧操动机构，所述弹簧操动机构包括侧板、分闸半轴组件、合分轴组件和中间轴组件，所述侧板上转动连接有顶托板组件，所述分闸半轴组件上设置有第一托板，所述合分轴组件包括合分轴，所述合分轴上套设有合闸拐臂并固设有分闸拐臂，所述合闸拐臂上设置有第一延伸块，所述第一延伸块上设置有第一腰孔，所述合闸拐臂上设置有缺口，所述合分轴上位于所述缺口处设置有限位块，所述顶托板组件一端与所述分闸拐臂通过第一连杆铰接，所述中间轴组件上设置有第一齿轮以及单向离合器，所述单向离合器侧面设置有第二延伸块，所述第二延伸块上设置有在所述第一腰孔内滑动的凸起，所述中间轴组件与所述侧板之间设置有止逆器。采用该机构在手动合闸操作时，合分轴组件正转限位块带动合闸拐臂转动，合闸拐臂上的第一延伸块带动第二延伸块转动，单向离合器带动第一齿轮转动进行储能，再反转使得单向离合器横向脱扣，反转过程中由于止逆器的作用，第二延伸块转动而第一齿轮不倒退，之后再进行正转继续储能；在手动分闸时，合分轴组件反转带动分闸拐臂转动下拉第一连杆，第一连杆下拉时使得顶托板组件顶第一托板，从而使得分闸半轴组件脱扣完成分闸。采用该结构使得手动分闸操作和手动储能操作集结到一根轴上进行控制，从而使得机构箱内外的操作机构减少，操作简单，结构更紧凑，实现产品的小型化，并有利于提高产品的防护等级。

上述技术方案中，优选的，所述合闸拐臂上设置有第三延伸块，所述侧板上设置有第一限位杆。

上述技术方案中，优选的，所述合分轴上设置有扭簧，所述分闸拐臂上设置有第三限位杆，所述扭簧的两个扭力杆分别设置于所述第三延伸块以及所述第三限位杆上，所述侧板上设置有第二限位杆。

上述技术方案中，优选的，所述侧板上设置有用于在永磁操动机构合闸后手动分闸的分闸轴组件，所述分闸轴组件与所述合分轴组件通过第二连杆传动，所述合分轴组件转动顶起所述第一托板的转动方向与所述合分轴组件转动使永磁操动机构分闸的转动方向相同。

上述技术方案中，优选的，所述弹簧操动机构包括输出轴组件以及一端与传动拐臂连接用于推动所述传动拐臂转动的连接板组件，所述连接板组件上转动设置有销轴，连接板组件还设置有通过第二腰孔与所述销轴滑动连接的推板，所述推板另一端与所述输出轴组件转动连接，所述连接板组件另一端连接有永磁输出拐臂组件，所述永磁输出拐臂组件中部与所述侧板转动连接，所述永磁输出拐臂组件下方设置有永磁操动机构，当所述永磁操动机构伸出时，所述销轴在所述第二腰孔内滑动，当所述输出轴组件通过推板推动所述连接板组件时，所述永磁输出拐臂组件在所述永磁操动机构上方转动。

上述技术方案中，优选的，所述连接板组件上转动连接辅助分闸弹簧组件的一端，所述辅助分闸弹簧组件另一端连接于转动设置在所述侧板上的支撑轴组件上。

上述技术方案中，优选的，所述弹簧操动机构还包括凸轮轴组件、输出轴组件以及分闸扣板组件，所述凸轮轴组件上设置有储能拐臂以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮一侧设置有凸轮，所述储能拐臂与储能弹簧转动连接，所述储能弹簧另一端连接挂簧轴组件，所述输出轴组件包括第一转动臂以及第二转动臂，所述第一转动臂一端连接所述推板另一端与所述凸轮配合，所述第二转动臂与所述分闸扣板组件配合，所述分闸扣板组件包括分闸板以及转动连接于所述分闸板上的挚子，所述分闸板与所述挚子通过扭簧弹性连接，所述挚子与所述第二转动臂配合，所述分闸板与所述分闸半轴组件配合。

上述技术方案中，优选的，所述分闸半轴组件上设置有第二托板，所述侧板上设置有用于顶起所述第二托板的分闸电磁铁组件。

上述技术方案中，优选的，所述弹簧操动机构还包括辅助开关组件以及端子排组件，所述辅助开关组件固定在位于所述永磁操动机构的上部的所述侧板上，所述辅助开关组件中轴上固设有夹叉，所述夹叉和所述永磁输出拐臂组件的突起连接，并随所述突起转动进行电气信号转换；所述端子排组件横向固定在位于所述永磁操动机构的前面的所述侧板上。

上述技术方案中，优选的，所述永磁操动机构的上磁轭和下磁轭上均设置有定位平面，两块所述侧板上设置有供所述永磁操动机构的外磁轭穿过的通孔，两所述侧板从两侧与所述定位平面贴合将所述永磁操动机构固定。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：该结构将永磁操动机构和弹簧机构的主要传动部件一同跨接在弹簧操动机构的两侧板之间，进行合理布局，通过手动分闸和手动储能集结到一根轴上进行控制、永磁机构和弹簧机构输出共用一个连接板组件、弹簧操动机构的两侧板从两侧与永磁操动机构的定位平面贴合固定的方式，从而使得机构箱内外的操作机构减少，操作简单，结构更紧凑，实现产品的小型化、一体化，并有利于提高产品的防护等级。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的另一方向的整体结构示意图。

图3为本发明实施例永磁操动机构和弹簧操动机构在分闸位置时的剖视图。

图4为本发明实施例永磁操动机构在分闸位置与弹簧操动机构在合闸位置时的剖视图。

图5为本发明实施例永磁操动机构在分闸位置与弹簧操动机构在合闸位置时的剖视图。

图6为本发明实施例磁操动机构在合闸位置与弹簧操动机构在分闸位置时的剖视图。

图7为本发明实施例中合分轴组件与中间轴组件的连接结构示意图。

图8为本发明实施例中合分轴组件与中间轴组件另一方向的连接结构示意图。

图9为本发明实施例中凸轮轴组件的结构示意图。

图10为本发明实施例中中间轴组件的结构示意图。

图11为本发明实施例中永磁输出拐臂组件的结构示意图。

图12为本发明实施例中输出轴组件的结构示意图。

图13为本发明实施例中分闸半轴组件的结构示意图。

图14为本发明实施例中分闸轴组件的结构示意图。

图15为本发明实施例中分闸扣板轴组件的结构示意图。

图16为本发明实施例中合分轴组件的结构示意图。

图17为本发明实施例中合分轴组件的爆炸结构示意图。

图18为本发明实施例中永磁操动机构的结构示意图。

图19为本发明实施例连接板组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1至图19，一种户外高压交流真空断路器的永磁弹簧一体化机构，包括弹簧操动机构1，所述弹簧操动机构1包括侧板5、分闸半轴组件15、合分轴组件10和中间轴组件11，所述侧板5上转动连接有顶托板组件18，所述分闸半轴组件15上设置有第一托板151，所述合分轴组件10包括合分轴101，所述合分轴101上套设有合闸拐臂102并固设有分闸拐臂108，所述合闸拐臂102上设置有第一延伸块103，所述第一延伸块103上设置有第一腰孔105，所述合闸拐臂102上设置有缺口106，所述合分轴101上位于所述缺口106处设置有限位块107，所述顶托板组件18一端与所述分闸拐臂108通过第一连杆109铰接，所述中间轴组件11上设置有第一齿轮111以及单向离合器112，所述单向离合器112侧面设置有第二延伸块113，所述第二延伸块113上设置有在所述第一腰孔105内滑动的凸起114，所述中间轴组件11与所述侧板5之间设置有止逆器115。本实施例中，所述止逆器115为固定在中间轴组件上的棘轮1151以及固定在侧板5上的棘爪51。采用该机构在手动合闸操作时，合分轴组件10正转使得限位块107带动合闸拐臂102转动，合闸拐臂102上的第一延伸块103带动第二延伸块113转动，单向离合器112带动第一齿轮111转动进行储能，再反转使得单向离合器112横向脱扣，反转过程中由于止逆器115的作用，第二延伸块113转动而第一齿轮111不倒退，之后再进行正转继续储能；在手动分闸时，合分轴组件10反转带动分闸拐臂108转动下拉第一连杆109，第一连杆109下拉时使得顶托板组件18顶第一托板151，从而使得分闸半轴组件15脱扣完成分闸。采用该结构使得手动分闸操作和手动储能操作集结到一根轴上进行控制，从而使得机构箱内外的操作机构减少，操作简单，结构更紧凑，实现产品的小型化，并有利于提高产品的防护等级。

为了使得合分轴10以及合闸拐臂102能够自动复位，从而更加方便的进行合闸操作以及分闸操作，所述合闸拐臂102上设置有第三延伸块104，所述侧板5上设置有第一限位杆52，所述合分轴101上设置有扭簧1010，所述分闸拐臂108上设置有第三限位杆1012，所述扭簧1010的两个扭力杆1011分别设置于所述第三延伸块104以及第三限位杆1012上，所述分闸拐臂108上设置有第三限位杆1012，所述侧板5上设置有第二限位杆53。

所述侧板5上设置有用于在永磁操动机构9合闸后手动分闸的分闸轴组件19，所述分闸轴组件19上设置有用于顶起永磁输出拐臂组件8的顶块191，所述分闸轴组件19与所述合分轴组件10通过第二连杆110传动，所述合分轴组件10转动顶起所述第一托板151的转动方向与所述合分轴组件10转动使永磁操动机构9分闸的转动方向相同，所述永磁操动机构9中间设置有动铁芯901，所述动铁芯901上固定有顶杆9011。通过该结构使得永磁操动机构合闸后能够手动分闸操作，通过转动合分轴组件使得顶块顶起永磁输出拐臂组件8，永磁输出拐臂组件旋转下压永磁操动机构的顶杆，当下压力和断路器的负载反力之和大于永磁操动机构的保持力时，动铁芯向下运动，直至动铁芯运动到永磁操动机构的底部，完成永磁合闸的手动分闸动作，采用该结构使得在合分轴转动进行弹簧操动机构分闸的同时能够对永磁操动机构进行分闸。

所述弹簧操动机构1包括输出轴组件7以及一端与传动拐臂2连接用于推动所述传动拐臂2转动的连接板组件3，所述连接板组件3上转动设置有销轴71，连接板组件3还设置有通过第二腰孔31与所述销轴71滑动连接的推板301，所述推板301另一端与所述输出轴组件7转动连接，所述连接板组件3另一端连接有永磁输出拐臂组件8，所述永磁输出拐臂组件8中部与所述侧板5转动连接，所述永磁输出拐臂组件8下方设置有永磁操动机构9，当所述永磁操动机构9伸出时，所述销轴71在所述第二腰孔31内滑动，当所述输出轴组件7通过推板301推动所述连接板组件3时，所述永磁输出拐臂组件8在所述永磁操动机构9上方转动。采用该结构使得永磁操动机构和弹簧操动机构共用一个连接板组件，使得结构更加紧凑，并且在永磁操动机构合闸时销轴在第二腰孔内滑动不受力，而手动合闸时永磁输出拐臂组件与永磁操动机构是分离的，从而实现了永磁操动机构与弹簧操动机构独立运动，杜绝了因两者之间运动不同步的弊端，保证了机构动作的可靠性。

所述连接板组件3上转动连接辅助分闸弹簧组件4的一端，所述辅助分闸弹簧组件4另一端连接于转动设置在所述侧板5上的支撑轴组件6上。

本实施例中，具体的，弹簧操动机构1还包括凸轮轴组件12、输出轴组件7以及分闸扣板组件14，所述侧板5上设置有防止所述第一齿轮111倒转的棘爪51，所述凸轮轴组件12上设置有与所述第一齿轮111啮合的第二齿轮121，所述第二齿轮121一侧设置有凸轮122，所述凸轮轴组件12一端设置有储能拐臂123，所述储能拐臂123与储能弹簧16转动连接，所述储能弹簧16另一端连接挂簧轴组件17，所述输出轴组件7包括第一转动臂72以及第二转动臂73，所述第一转动臂72一端连接所述推板301另一端与所述凸轮122配合，所述第二转动臂73与所述分闸扣板组件14配合，所述分闸扣板组件14包括分闸板141以及转动连接于所述分闸板141上的挚子142，所述分闸板141与所述挚子142通过扭簧弹性连接，所述挚子142与所述第二转动臂73配合，所述分闸板141与所述分闸半轴组件15配合。

所述分闸半轴组件15上设置有第二托板152，所述侧板5上设置有用于顶起所述第二托板152的分闸电磁铁组件20。采用该结构使得分闸半轴组件15能够通过电磁铁组件20来控制转动，从而使得手动储能合闸后也能够通过远程控制进行分闸。

本实施例中，具体的，所述弹簧操动机构1还包括辅助开关组件02以及端子排组件03，所述辅助开关组件02固定在位于永磁操动机构9的上部的侧板5上，所述辅助开关组件02中轴上固设有夹叉021，所述夹叉021和永磁输出拐臂组件8的突起81连接，并随突起81转动进行电气信号转换；所述端子排组件03横向固定在位于永磁操动机构9的前面的侧板5上。

所述永磁操动机构9和所述弹簧操动机构1的分闸半轴组件15、合分轴组件10和中间轴组件11、凸轮轴组件12、输出轴组件7以及分闸扣板组件14主要传动部件一同跨接在两块侧板5之间，所述永磁操动机构9的上磁轭902和下磁轭903上均设置有定位平面91，两块所述侧板5上设置有供所述永磁操动机构9的外磁轭904穿过的通孔54，两所述侧板5从两侧与所述定位平面91贴合将所述永磁操动机构9固定。采用该结构使得永磁操动机构与弹簧操动机构结合为一体，减少了永磁弹簧一体化结构的整体体积，实现产品小型化。