合闸线圈撞针及系统的制作方法

本实用新型属于电气工程领域，涉及高压断路器合闸技术，尤其涉及一种合闸线圈撞针及系统。

背景技术：

断路器(Circuit-breaker),指的是能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。按使用范围可将断路器分为高压断路器和低压断路器，一般将3KV以上的称为高压电器。当系统正常运行时，高压断路器能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，高压断路器和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。

高压断路器合闸时常用的结构为合闸线圈撞针，现有技术中，用于完成合闸动作的合闸线圈撞针为圆柱体结构，将一个圆柱体状的撞针与线圈弹簧机构连接，用于在线圈弹簧机构释放储能时与合闸机构连杆相撞完成合闸操作。图1为现有技术中合闸线圈撞针分闸示意图。图2为现有技术合闸线圈撞针合闸示意图。如图1所示，该圆柱体结构的直径与合闸机构连杆7的横截面圆的直径相同。具体的，合闸线圈撞针10一端与线圈弹簧机构连接，另一端用于合闸时与合闸机构连杆7接触进行合闸。如图2所示，当接收到合闸信号后，线圈弹簧机构带动该合闸线圈撞针10向上运动，进而使该合闸线圈撞针10与断路器合闸机构连杆7相撞，完成合闸动作。

然而，现有技术中的合闸线圈撞针10与合闸机构连杆7的侧面接触时，容易出现顶滑现象，造成合闸失败，进而引起线圈烧毁和辅助接点扯弧等事故的发生。

技术实现要素：

基于以上背景技术，本实用新型提供一种合闸线圈撞针及系统，适用于电力系统10KV电压等级开关闭合，以提高断路器合闸动作可靠性，实现安全合闸，保障设备安全。

第一方面，本实用新型提供一种合闸线圈撞针，包括：撞体和顶针；其中，

所述撞体包括撞面以及与所述撞面连接的柱体；

所述顶针的一端与所述柱体连接，所述顶针的另一端用于与线圈弹簧机构连接；

所述撞面为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆。

可选的，所述柱体为圆柱体。

可选的，所述圆柱体与所述撞面同轴设置。

可选的，所述圆柱体的外径不大于所述撞面的宽度。

可选的，所述柱体上设置有内螺纹，所述顶针的一端设置有第一外螺纹，所述柱体与所述顶针通过所述内螺纹和所述第一外螺纹实现螺纹连接。

可选的，所述顶针的另一端还设置有第二外螺纹，用于与线圈弹簧机构连接。

可选的，所述柱体上设置有贯穿所述撞面的通孔，所述内螺纹设置在所述通孔内。

可选的，所述撞面的宽度为所述撞面的长度的2/3。

可选的，所述撞面的厚度为所述撞面的宽度的1/4。

第二方面，本实用新型提供一种合闸系统，包括：合闸机构连杆和如上所述的合闸线圈撞针，所述合闸机构连杆位于所述合闸线圈撞针的上方，所述缺圆的直径大于合闸机构连杆的直径，且所述缺圆的长边与所述合闸机构连杆垂直设置。

本实用新型提供的合闸线圈撞针包括撞体和顶针两部分，撞体包括撞面和与撞面连接的柱体，顶针的一端与该柱体连接，另一端与线圈弹簧机构连接，该合闸线圈撞针的撞面为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆，即在不增加撞针重量的情况下，可以增大撞面与合闸机构连杆的接触面积，在该合闸线圈撞针与合闸机构连杆相撞时，合闸机构连杆左右移动时有足够的接触面积，从而提高了合闸操作的有效性，解决了现有技术中合闸时，合闸线圈撞针与断路器合闸机构容易顶滑，导致合闸失败，甚至会引发安全事故的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中合闸线圈撞针分闸示意图；

图2为现有技术合闸线圈撞针合闸示意图；

图3为本实用新型所提供的实施例一的合闸线圈撞针的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的合闸线圈撞针的撞体的剖面结构示意图；

图5为本实用新型所提供的合闸线圈撞针的顶针的剖面结构示意图；

图6为本实用新型所提供的合闸线圈撞针分闸示意图；

图7为本实用新型所提供的合闸线圈撞针合闸示意图。

附图标记说明：

1-撞体；

11-撞面；

12-柱体；

2-顶针；

3-内螺纹；

4-第一外螺纹；

5-第二外螺纹；

6-通孔

7-合闸机构连杆；

10-合闸线圈撞针(现有技术)

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面以具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图3为本实用新型所提供的实施例一的合闸线圈撞针的结构示意图。

如图3所示，该合闸线圈撞针包括：撞体1和顶针2，该合闸线圈撞针的撞体1包括撞面11和柱体12，柱体12与撞面11连接在一起。

该合闸线圈撞针的顶针2的一端与该合闸线圈撞针的柱体12连接，顶针2的另一端用于与线圈弹簧机构连接。

该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆。

具体的，该合闸线圈撞针的顶针2的一端与该合闸线圈撞针的柱体12连接，通过该柱体12将顶针2与合闸线圈撞针的撞体1连接在一起，构成该合闸线圈撞针。其中，顶针2与柱体12可以通过螺栓连接、卡扣连接、焊接连接等，对于具体的连接方式，本实施例此处不做特别限制。

顶针2的另一端可以与线圈弹簧机构(未示出)连接。在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，完成合闸操作。

本实施例中的合闸线圈撞针的撞体1包括撞面11和柱体12，即本实施例相对于现有技术，撞体1不再是一个圆柱体结构，而是包括撞面11和柱体12的两部分结构。该两部分结构可以通过螺纹连接，也可以一体成型，本实施例对二者的连接方式，不做具体限定。

特别地，该合闸线圈撞针的撞面为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆。即相对于现有技术而言，在不增加撞针重量的情况下，可以增大撞面与合闸机构连杆的接触面积。由于重量没有增加，因此，确保了线圈电磁力足够的冲量，使得电磁力可以将撞体向上顶起。

在具体实施时，将该缺圆的长边放置在与合闸机构连杆垂直的方向，使得该合闸线圈撞针与合闸机构连杆相撞时，合闸机构连杆左右移动时有足够的接触面积，从而提高了合闸操作的有效性。

本实施例提供的合闸线圈撞针包括撞体和顶针两部分，撞体包括撞面和与撞面连接的柱体，顶针的一端与该柱体连接，另一端与线圈弹簧机构连接，该合闸线圈撞针的撞面为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆，即在不增加撞针重量的情况下，可以增大撞面与合闸机构连杆的接触面积，在该合闸线圈撞针与合闸机构连杆相撞时，合闸机构连杆左右移动时有足够的接触面积，从而提高了合闸操作的有效性，解决了现有技术中合闸时，合闸线圈撞针与断路器合闸机构容易顶滑，导致合闸失败，甚至会引发安全事故的技术问题。

进一步地，本实用新型提供的合闸线圈撞针，其结构简单合理，便于加工，且便于操作，可实现快速有效、安全完成合闸操作，避免了因高频合闸失败造成合闸线圈烧毁，进而造成对现有设备资源浪费，增加设备改造投资的技术问题。

在上述实施例一的基础上，可选的，该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12为圆柱体。

进一步的，该合闸线圈撞针的撞体1的圆柱体与该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11同轴设置。

具体的，该合闸线圈撞针的撞体1包括撞面11和柱体12，该柱体12为圆柱体，其中，该圆柱体与该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11同轴设置。

在具体实施时，通过该圆柱体，将该合闸线圈撞针的顶针2与该合闸线圈撞针的撞体1连接在一起，构成该合闸线圈撞针。顶针2的另一端与线圈弹簧机构连接。在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，实现合闸动作。

本实施例提供的合闸线圈撞针，将该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11和该合闸线圈撞针的撞体1的圆柱体同轴设置，可以保证在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，该合闸线圈撞针通过顶针2与线圈弹簧机构连接，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针向上运动，该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞时，合闸线圈撞针整体受力均匀且方向一致，避免了因圆柱体与撞面11不同轴设置导致不均匀受力，从而造成顶滑，合闸失败现象的发生。

进一步的，该圆柱体的外径不大于该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的宽度。

具体的，将该圆柱体的外径设置为不大于该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的宽度。该合闸线圈撞针柱体12的设置，是为了通过该柱体将该合闸线圈撞针的顶针2与该合闸线圈撞针的撞体1连接起来，构成该合闸线圈撞针，将合闸时由于合闸线圈上移产生的能量通过顶针2传递至该合闸线圈撞针的撞体1上。由于该圆柱体只需要能够满足撞击时的能量传递，为了不增加该合闸线圈撞针的重量，该圆柱体的外径应该设置为不大于该撞面11的宽度。

图4为本实用新型所提供的合闸线圈撞针的撞体的剖面结构示意图。图5为本实用新型所提供的合闸线圈撞针的顶针的剖面结构示意图。

在上述实施例一的基础上，如图4所示，在该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上设置有内螺纹3。

如图5所示，在该合闸线圈撞针的顶针2的一端设置有第一外螺纹4，该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12通过该柱体12上的内螺纹3和该顶针2上的第一外螺纹4实现螺纹连接。

具体的，通过该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上的内螺纹3以及该合闸线圈撞针的顶针2一端上的第一外螺纹4，将该合闸线圈撞针的撞体1和顶针2通过螺纹连接的方式连接起来，构成该合闸线圈撞针。顶针2的另一端与线圈弹簧机构连接。在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针整体向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，实现合闸动作。

本实施例通过螺纹连接的方式将顶针2连接至该合闸线圈撞针的撞体1上，构成合闸线圈撞针，通过螺纹紧固连接，使得合闸线圈撞针在线圈弹簧机构的作用下向上运动，保证了该合闸线圈撞针的整体受力和整体移动，提高了合闸的有效性。

进一步的，如图5所示，该合闸线圈撞针的顶针2的另一端还设置有第二外螺纹5，用于与线圈弹簧机构连接。

具体的，顶针2通过其另一端上的第二外螺纹5与线圈弹簧机构连接，通过该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上的内螺纹3以及该合闸线圈撞针的顶针2一端上的第一外螺纹4，将该合闸线圈撞针的撞体1和顶针2通过螺纹连接的方式连接起来，构成该合闸线圈撞针。在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针整体向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，实现合闸动作。

在本实施例中，该合闸线圈撞针的顶针2可以采用45#碳钢材料，以保证在该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构碰撞合闸时所需的硬度和刚度，同时，可以有效降低制作成本。

本实施例通过螺纹连接的方式将顶针2连接至线圈弹簧机构，通过螺纹紧固连接，使得当接收到合闸信号需要合闸时，线圈弹簧机构通过与其连接的顶针2将该合闸线圈弹簧机构整体顶起向上运动，保证了线圈弹簧机构力传递的有效性，也保证了该合闸线圈撞针的整体受力和整体移动，提高了合闸的有效性。

如图4所示，在该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上设置有贯穿该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的通孔6，相应地，该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上的内螺纹3设置在柱体12上的通孔6内。

具体实施时，在该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12上设置有贯穿该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的通孔6，于该柱体12上的通孔6内开设内螺纹3，于该合闸线圈撞针的顶针2的一端设置第一外螺纹4，使得该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12通过该柱体12上的内螺纹3和该顶针2上的第一外螺纹4实现螺纹连接。

本实施例于柱体12上开设贯穿撞面11的通孔6，再在通孔6内开设柱体12上的内螺纹3，使得该合闸线圈撞针的整个加工成型变得简单易行，并在合闸时，能够实现能量的有效传递能够实现安全有效的合闸。

在前述所有实施例的基础上，可选的，该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与柱体12一体成型。

在具体实施时，该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与柱体12一体成型，在成型后的撞体1的柱体12上开设贯穿撞面11的通孔6，于柱体12上的通孔6内开设内螺纹3。同时，于顶针2的一端开设第一外螺纹4，通过该内螺纹3以及该顶针2一端上的第一外螺纹4，将该合闸线圈撞针的撞体1和顶针2通过螺纹连接的方式连接起来，构成该合闸线圈撞针。于顶针2的另一端开设第二外螺纹5，通过该第二外螺纹将顶针2与线圈弹簧机构连接起来。在接收到合闸信号需要进行合闸操作时，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针整体向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，实现合闸动作。

在本实施例中，该合闸线圈撞针的撞体1可以采用45#碳钢材料，以保证在该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构碰撞合闸时所需的硬度和刚度，同时，可以有效降低制作成本。

本实施例将合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与柱体12一体成型，使得该合闸线圈撞针的整个加工成型变得简单易行，并在合闸时，能够实现能量的有效传递，进而实现安全有效的合闸。

进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例给出了该合闸线圈撞针的撞面横截面形状。

具体的，参照图3，可以看出，本实用新型提供的合闸线圈撞针的撞体1的撞面11为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆。可选的，该撞面11的宽度为该撞面11的长度的2/3。

举例来说，该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的横截面形状可以为将一个直径为12mm的圆，两侧对称切掉2mm后的形状。

在本实施例中，将撞面11的宽度设定为撞面11的长度的2/3，结合在前实施例中所述的该合闸线圈撞针的撞体1的圆柱体的外径不大于该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的宽度，使得本实施例中的合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的长度大于该撞面11的宽度，大于该合闸线圈撞针的撞体1的柱体12的外径。

本实施例提供的合闸线圈撞针保证了当合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞时，有足够大的接触面积，不至于在撞击时滑落，导致合闸失败，因此，通过本实施例提供的合闸线圈，能够实现安全有效的合闸。

进一步的，该撞面的厚度为该撞面宽度的1/4。

具体的，参照图3，可以看出，本实用新型提供的合闸线圈撞针的撞体1的撞面11为在圆面两侧对称切掉部分后形成的缺圆。可选的，该撞面11的厚度为该撞面11的宽度的1/4。

举例来说，该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11的横截面形状可以为将一个直径为12mm的圆，两侧对称切掉2mm后的形状。该撞11的厚度可以为2mm。

在本实施例中，将撞面11的厚度设定为撞面11的宽度的1/4，保证了当合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞时，有足够的强度和刚度，也不至于增大撞针的重量。

本实施例提供的合闸线圈撞针，结构简单，加工成型简单易行，能够实现安全有效的合闸。

本实用新型还提供一种合闸系统，包括：合闸机构连杆和如上所述的合闸线圈撞针，所述合闸机构连杆位于所述合闸线圈撞针的上方，所述缺圆的直径大于合闸机构连杆的直径，且所述缺圆的长边与所述合闸机构连杆垂直。

图6为本实用新型所提供的合闸线圈撞针分闸示意图。图7为本实用新型所提供的合闸线圈撞针合闸示意图。如图6所示，在不需要合闸时，本实用新型所提供的合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆断开。当接收到合闸信号需要进行合闸操作时，如图7所示，线圈弹簧机构通过顶针2带动该合闸线圈撞针整体向上运动，进而使该合闸线圈撞针的撞体1的撞面11与断路器合闸机构连杆相撞，实现合闸动作。通过本实用新型提供的合闸线圈撞针可以实现快速有效且安全地合闸。

本实施例提供的系统，包括合闸机构连杆和合闸线圈撞针，由于合闸机构连杆位于合闸线圈撞针的上方，缺圆的直径大于合闸机构连杆的直径，且缺圆的长边与所述合闸机构连杆垂直，即在不增加撞针重量的情况下，可以增大撞面与合闸机构连杆的接触面积，在该合闸线圈撞针与合闸机构连杆相撞时，合闸机构连杆左右移动时有足够的接触面积，从而提高了合闸操作的有效性，解决了现有技术中合闸时，合闸线圈撞针与断路器合闸机构容易顶滑，导致合闸失败，甚至会引发安全事故的技术问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。