一种断路器快速操动机构

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种断路器快速操动机构。

背景技术

断路器在分合闸操作过程中，其操动机构通过连杆带动动触头运动，从而实现分、合闸状态的转变。常见的断路器操动机构有电磁操动机构、弹簧操动机构、电动机操动机构、气动操动机构和液压操动机构等。现在普遍使用的断路器操作机构都是机械传动，内部设有跳闸弹簧及合闸弹簧，以及通过合闸弹簧释放能量使跳闸弹簧贮能和通过凸轮旋转使合闸弹簧贮能的凸轮驱动装置。凸轮驱动装置设有与凸轮同心固定且有一段缺齿部分的大齿轮，以及与大齿轮啮合且由驱动源驱动的小齿轮。大齿轮的缺齿部分设在合闸弹簧贮能完毕后立即同小齿轮脱离啮合的位置上，且其结构设计使小齿轮能平稳地与大齿轮啮合。电磁操作机构是利用合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸四连杆机构进行合闸的的操作机构，其合闸能量完全取决于合闸电流的大小；弹簧操动机构顾名思义通过预先储存在合闸弹簧内的能量在短时间内产生操作功，进行合闸操作；同理，电动机操动机构、气动操动机构和液压操动机构分别利用电动机、气体压力、液体压力并经减速装置做能源的动力操动机构。

常见的断路器电磁操动机构、弹簧操动机构、电动机操动机构、气动操动机构和液压操动机构广泛应用于现有的断路器分合闸操作中，其取得相应成效的同时亦存在各自固有的问题。传统电磁操动机构一般采用低压直流回路，其回路流经低压直流电流时，可形成瞬时磁场驱动分合闸铁芯动作，其弊端在于动作速度受限，无法应用于超高速动作的场所，例如超快速接地开关等，同理其他各类操动机构均无法满足超快速动场所的需求。弹簧操动机构通过弹簧储能实现操动的同时，亦存在机械疲劳，使用寿命受限的问题；气动操动机构和液压操动机构受其自身特性影响，对密封性要求较高，一般现场易出现漏油漏气问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够应用于高速动作的场所，且能减缓传统弹簧、液压等机构操作时机械撞击不受控的弊端，从而消减了分、合闸操作机构机械寿命的限制的断路器快速操动机构。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种断路器快速操动机构，包括固定导电体、驱动回路、可动导电体和操作连杆；

所述固定导电体呈圆筒状，所述固定导电体两端分别与驱动回路连接；

所述可动导电体呈圆筒状，所述可动导电体的直径小于固定导电体的直径，所述可动导电体和固定导电体同轴设置，所述可动导电体位于固定导电体内部靠近端部的任意一侧；

所述操作连杆的端部与可动导电体的端部固定连接。

具体的，所述固定导电体包括圆筒基座和固定线圈，所述圆筒基座为绝缘体，所述固定线圈缠绕于圆筒基座上，所述固定线圈的两端分别与驱动回路连接。

具体的，所述固定线圈为纯铜漆包线。

具体的，所述驱动回路包括电解电容、IGBT晶体管和导线，所述电解电容与IGBT晶体管之间通过导线连接，所述固定导电体一端通过导线连接于电解电容上，另一端通过导线连接于IGBT晶体管上。

具体的，所述可动导电体为金属导电管或呈圆筒状缠绕于绝缘管上的导电闭合线圈。

具体的，所述导电闭合线圈为纯铜漆包线。

本发明的有益效果在于：固定导电体内部的瞬时强磁场对可动导电体的感应电流产生洛伦兹力作用，进而在瞬间高速地驱动可动导电体动作，从而使断路器快速操动机构能够应用于高速动作的场所；该装置通过改良传统操动机构动作方式，减缓传统弹簧、液压等机构操作时机械撞击不受控的弊端，从而消减了分、合闸操作机构机械寿命的限制，能更好的降低日常维护工作量，延长装置使用寿命；能提升操动机构灵活性，更加智能的控制开关进行分、合闸操作，从而提高断路器分合闸速度，有利于保护断路器动、静触头；通过电气量进行控制，可精确进行分合闸操作，降低能量耗散，提高工作效能；改良结构，并用电磁力替代传统机械力实现分合闸操作，可减少对断路器机构本身的机械冲击破坏效应，延缓断路器报废年限。

附图说明

图1为本发明具体实施方式断路器快速操动机构结构示意图；

图2为本发明具体实施方式固定导电体结构示意图；

图3为本发明具体实施方式固定导电体侧向截面图；

图4为本发明具体实施方式可动导电体侧向截面图；

标号说明：

1、固定导电体；11、圆筒基座；12、固定线圈；2、驱动回路；21、电解电容；22、IGBT晶体管；23、导线；3、可动导电体；4、操作连杆。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

参照附图1至4，本发明的一种断路器快速操动机构，包括固定导电体1、驱动回路2、可动导电体3和操作连杆4；

所述固定导电体1呈圆筒状，所述固定导电体1两端分别与驱动回路2连接；

所述可动导电体3呈圆筒状，所述可动导电体3的直径小于固定导电体1的直径，所述可动导电体3和固定导电体1同轴设置，所述可动导电体3位于固定导电体1内部靠近端部的任意一侧；

所述操作连杆4的端部与可动导电体3的端部固定连接。

本发明的工作原理为：当断路器进行分、合闸操作时，通过外部控制驱动回路2导通，电流从固定导电体1内部流通，并在可动导电体3中感应出回路电流。同时，固定导电体1内部的瞬时强磁场对可动导电体3的感应电流产生洛伦兹力作用，进而驱动可动导电体3动作，可动导电体3从原本的位于固定导电体1内靠近端部的位置高速运动至固定导电体1外部，并带动操作连杆4控制断路器实现快速的分合闸操作。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：固定导电体内部的瞬时强磁场对可动导电体的感应电流产生洛伦兹力作用，进而在瞬间高速地驱动可动导电体动作，从而使断路器快速操动机构能够应用于高速动作的场所；该装置通过改良传统操动机构动作方式，减缓传统弹簧、液压等机构操作时机械撞击不受控的弊端，从而消减了分、合闸操作机构机械寿命的限制，能更好的降低日常维护工作量，延长装置使用寿命；能提升操动机构灵活性，更加智能的控制开关进行分、合闸操作，从而提高断路器分合闸速度，有利于保护断路器动、静触头；通过电气量进行控制，可精确进行分合闸操作，降低能量耗散，提高工作效能；改良结构，并用电磁力替代传统机械力实现分合闸操作，可减少对断路器机构本身的机械冲击破坏效应，延缓断路器报废年限。

进一步的，所述固定导电体1包括圆筒基座11和固定线圈12，所述圆筒基座11为绝缘体，所述固定线圈12缠绕于圆筒基座11上，所述固定线圈12的两端分别与驱动回路2连接。

由上述描述可知，圆筒基座能够对固定线圈起到固定的作用，同时便于固定线圈在其表面紧密缠绕，从而提高其线圈缠绕的匝数以及紧密程度。

进一步的，所述固定线圈12为纯铜漆包线。

由上述描述可知，纯铜漆包线的导电性能较好。

进一步的，所述驱动回路2包括电解电容21、IGBT晶体管22和导线23，所述电解电容21与IGBT晶体管22之间通过导线23连接，所述固定导电体1一端通过导线23连接于电解电容21上，另一端通过导线23连接于IGBT晶体管22上。

由上述描述可知，本申请中的大容量电解电容通过IGBT晶体管智能控制，瞬时释放能量，激发固定导电体内部产生瞬时强磁场，增强可动导电体的感应电流产生洛伦兹力，从而提高断路器分合闸速度，有利于进一步保护断路器动、静触头。

进一步的，所述可动导电体3为金属导电管或呈圆筒状缠绕于绝缘管上的导电闭合线圈。

由上述描述可知，金属导电管一体设置，便于制造和安装，而导电闭合线圈则能够根据实际需求设定缠绕的匝数。

进一步的，所述导电闭合线圈为纯铜漆包线。

进一步的，所述可动导电体3的端部固定连接有螺栓柱，所述螺栓柱内开设有螺孔，所述操作连杆4的端部设有螺纹，所述操作连杆4的端部螺接于螺栓柱的螺孔内。

由上述描述可知，螺栓柱能够便于可动导电体和操作连杆之间的快速拆装。

实施例一

一种断路器快速操动机构，包括固定导电体1、驱动回路2、可动导电体3和操作连杆4；

所述固定导电体1呈圆筒状，所述固定导电体1两端分别与驱动回路2连接；

所述固定导电体1包括圆筒基座11和固定线圈12，所述圆筒基座11为绝缘体，所述固定线圈12缠绕于圆筒基座11上，所述固定线圈12的两端分别与驱动回路2连接，所述固定线圈12为纯铜漆包线；

所述驱动回路2包括电解电容21、IGBT晶体管22和导线23，所述电解电容21与IGBT晶体管22之间通过导线23连接，所述固定导电体1一端通过导线23连接于电解电容21上，另一端通过导线23连接于IGBT晶体管22上；

所述可动导电体3呈圆筒状，所述可动导电体3的直径小于固定导电体1的直径，所述可动导电体3和固定导电体1同轴设置，所述可动导电体3位于固定导电体1内部靠近端部的任意一侧，所述可动导电体3为金属导电管或呈圆筒状缠绕于绝缘管上的导电闭合线圈，所述导电闭合线圈为纯铜漆包线；

所述操作连杆4的端部与可动导电体3的端部固定连接，所述可动导电体3的端部固定连接有螺栓柱，所述螺栓柱内开设有螺孔，所述操作连杆4的端部设有螺纹，所述操作连杆4的端部螺接于螺栓柱的螺孔内。

综上所述，本发明提供的有益效果在于：固定导电体内部的瞬时强磁场对可动导电体的感应电流产生洛伦兹力作用，进而在瞬间高速地驱动可动导电体动作，从而使断路器快速操动机构能够应用于高速动作的场所；该装置通过改良传统操动机构动作方式，减缓传统弹簧、液压等机构操作时机械撞击不受控的弊端，从而消减了分、合闸操作机构机械寿命的限制，能更好的降低日常维护工作量，延长装置使用寿命；能提升操动机构灵活性，更加智能的控制开关进行分、合闸操作，从而提高断路器分合闸速度，有利于保护断路器动、静触头；通过电气量进行控制，可精确进行分合闸操作，降低能量耗散，提高工作效能；改良结构，并用电磁力替代传统机械力实现分合闸操作，可减少对断路器机构本身的机械冲击破坏效应，延缓断路器报废年限。圆筒基座能够对固定线圈起到固定的作用，同时便于固定线圈在其表面紧密缠绕，从而提高其线圈缠绕的匝数以及紧密程度。纯铜漆包线的导电性能较好。本申请中的大容量电解电容通过IGBT晶体管智能控制，瞬时释放能量，激发固定导电体内部产生瞬时强磁场，增强可动导电体的感应电流产生洛伦兹力，从而提高断路器分合闸速度，有利于进一步保护断路器动、静触头。金属导电管一体设置，便于制造和安装，而导电闭合线圈则能够根据实际需求设定缠绕的匝数。螺栓柱能够便于可动导电体和操作连杆之间的快速拆装。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。