專利名稱：斷路器的操作機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于中高壓配電線路斷路器的操作機構，屬于配電設備。
背景技術：
目前，國內外用于配電線路的真空斷路器的操作機構，主要利用的是電磁場吸引 銜鐵的原理，即通過給靠近可動軸上端或下端的線圈分別通電來吸引固定在可動軸上的銜 鐵，從而帶動可動軸向上或向下運動，實現斷路器的合閘或分閘。由于這種操作機構含有兩 個不同的線圈和銜鐵，故結構復雜、尺寸龐大、造價較高，且不能實現合閘和分閘狀態的無 功保持(即保持合閘或分閘狀態時仍需在線圈中通電、消耗功率)。隨著研究的深入，有人 對其進行了重大改進在上、下端的兩個線圈之間加裝永磁體，當斷路器處于合閘狀態時， 永磁體吸引運動到上方的可動軸上的銜鐵，實現合閘狀態的無功保持；當斷路器處于分閘 狀態時，永磁體吸引運動到下方的可動軸上的銜鐵，實現分閘狀態的無功保持。這種改進 后的斷路器操作機構，專門加裝了用于無功保持的永磁體，解決了合閘和分閘狀態的無功 保持問題(即實現了雙穩態)，但同時也使得整個斷路器操作機構的結構更為復雜、造價更 高、可靠性更差。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是給真空斷路器設計一種結構簡單、造價低廉、 可靠性好，同時可實現雙穩態的操作機構。本實用新型所提出的斷路器操作機構包括有可動軸、線圈和永磁體，可動軸位于 線圈的軸線位置；永磁體為環狀，其外徑大于線圈內徑，固定在可動軸上；線圈放置于一端 開口的空心環狀缸體內。在以上結構的基礎上，本實用新型還可以是其中的永磁體為“T”形環狀，其一端 外徑大于線圈內徑，另一端外徑小于線圈內徑。缸體的內環高度短于外環高度。缸體是導 磁的，并在永磁體下方設置有導磁的吸盤。線圈為雙線圈。本實用新型由于將永磁體固定在可動軸上，替代銜鐵充當了分合閘的驅動元件， 大大提高了磁場利用率，簡化了斷路器操作機構的結構，降低了生產成本，提高了整個斷路 器的可靠性；“T”形永磁體進一步加強了磁場間的相互作用、提高了磁場利用率；同時，導 磁的吸盤和缸體也實現了斷路器操作機構分合閘狀態的無功保持；此外，雙線圈還可大大 提高控制手段的有效性和精確性。
圖1是本實用新型實施例之一的結構圖；圖2是本實用新型實施例之二的結構圖；圖3是本實用新型中的空心環狀缸體的結構圖；圖4是本實用新型應用于真空斷路器的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述，但本實用新型的技術方案不 限于此。在實際使用中，真空斷路器及其操作機構通常為豎立放置、并且真空斷路器位于操 作機構上方；當然也可以根據實際需要反向豎立放置或橫向放置。在圖1所示的本實用新型的實施例結構圖中，包括有可動軸2、線圈5和永磁體8。 可動軸2位于線圈5的軸線位置。繞線2000匝的線圈5放置于一個高度為90mm —端開口 的空心環狀缸體3內(圖中缸體3開口朝下)。缸體3作為線圈5的骨架，起到固定和連接 的作用。在缸體3的上下方安裝上蓋板1和下托盤6，上蓋板1和下托盤6通過若干根(通 常為四根)固定架4將線圈5和缸體3固定于它們之間。永磁體8為環狀，高度為20mm， 其外徑為45mm，大于線圈5內徑(其外徑通常亦小于線圈5外徑)，固定在直徑為12mm的 可動軸2上(可以通過圖示的螺紋件固定，也可以采用焊接、鉚接等方式固定)，可帶動可 動軸2—起上、下運動。當線圈中通入正向電流、產生與永磁體8相同方向的磁場時，永磁 體8與線圈5之間相互吸引；反之，當線圈中通入反方向電流、產生與永磁體8相反方向的 磁場時，永磁體8與線圈5之間相互排斥。因此，通過永磁體8與線圈5之間的磁場作用， 即可帶動可動軸2 —起運動。在本實用新型中，利用永磁體8充當銜鐵，只需一個線圈就可 使之運動，大大提高了磁場利用率，簡化了斷路器的結構。永磁體8在本實用新型中充當了 分合閘的驅動元件。可動軸2、上蓋板1、下托盤6、固定架4等構件均為非導磁材料(例如 不銹鋼、鋁合金等)，以免對永磁體8與線圈5之間的磁場產生影響。本實用新型中，永磁體8最好為“T”形環狀(可以直接整體加工成所需的形狀，也 可以是通過不同直徑的多塊拼裝而成)，倒立固定在可動軸2上(參見圖2)。“T”形環狀永 磁體8的一端外徑為45mm，大于線圈5內徑、另一端外徑為35mm，小于線圈5內徑，這樣使 得部分永磁體8位于線圈5的“包圍”之中，而另一部分永磁體8又對線圈5形成“反包圍” 之勢，進一步加強了磁場間的相互作用、提高了磁場利用率。此外，缸體3的內環高度h為65mm，短于外環高度H為90mm，(參見圖3)，這樣使 得永磁體8與線圈5之間直接面對的區域更大、間隙更小，磁場間的相互作用更大，磁場利 用率更高，結構更緊湊。放置線圈5的空心環狀缸體3是導磁的。永磁體8的下方還設有導磁的吸盤7。 吸盤7可通過固定架4與上蓋板1、下托盤6連接在一起。缸體3和吸盤7可以與永磁體8 相互作用，從而實現斷路器的雙穩態。當可動軸2向上運動到合適位置，永磁體8可與缸體 3相互吸引，實現無功保持；當可動軸2向下運動到合適位置，永磁體8可與吸盤7相互吸 引，實現無功保持。同時，導磁缸體3顯著改善了磁場的磁路，其在斷路器處于合閘狀態時 對永磁體8產生的很大吸力，可以明顯提高斷路器動靜觸頭的接觸壓力，降低其電阻。線圈5還可以制作為雙線圈(將線圈繞制成內圈和外圈各自通電，或者直接利用 雙股線繞制而成)，使用時可以在一個線圈內通入正向電流，另一個線圈通入內反向電流。 這樣可以有利于施加精確有效的控制手段，實現快速切換甚至提前切換線圈磁場方向，避 免磁滯現象。在圖4所示的本實用新型應用于真空斷路器的實施例中，本實用新型操作機構11 中的可動軸2與從真空室9中伸出的斷路器動觸頭10通過螺紋連接在一起，這樣可動軸2就可以帶動動觸頭10上下運動，從而實現斷路器的合閘和分閘。在斷路器進行合閘操作時，給線圈5通入正向電流，通電線圈5對永磁體8產生向 上的電磁吸力，此時電磁力與真空室9的拉力之和大于吸盤7對永磁體8的吸力與可動部 件的重力之和，永磁體8在合外力的作用下驅動可動軸2和動觸頭10 —起往上運動，實現 合閘。完成合閘以后，永磁體8距離缸體3要近于吸盤7，此時缸體3對永磁體8的吸力與 真空室拉力之和要遠大于吸盤7對永磁體8吸力與可動部件的重力之和，從而保證動靜觸 頭的額定閉合壓力，實現合閘狀態的可靠無功保持。同理，在線圈5中通入反向電流就可以 實現斷路器的有效分閘，此時缸體3對永磁體8的吸力與真空室拉力之和要遠小于吸盤7 對永磁體8吸力與可動部件的重力之和，利用吸盤7對永磁體8的吸力與可動部件的重力 之和就可以實現分閘狀態的可靠無功保持。以上是按照斷路器豎直放置的方式進行解釋 的，但本實用新型的技術方案不限于此。縱觀整個機構，永磁體8在充當分合閘驅動元件的同時也充當無功保持的作用 體，即通過吸引缸體3和吸盤7來實現雙穩態，極大地提高了磁場的利用率、簡化了整個操 作機構的結構，降低了生產成本，獨特的“T”形設計更進一步加強了磁場間的相互作用、提 高了磁場的利用率。一端開口且內環高度短于外環高度的環狀缸體3，顯著改善了磁場的磁 路，并在斷路器處于合閘狀態時，對永磁體8產生一個很大的吸力，從而提高斷路器動靜觸 頭的接觸壓力，降低其電阻。新穎的雙線圈設計使得控制手段可以更加精確有效，磁滯現象 得以避免。本實用新型有效提高了斷路器的穩定性和可靠性，明顯提高斷路器的綜合性能， 滿足行業標準和使用要求，可用于中高壓配電線路。
權利要求一種斷路器的操作機構，包括有可動軸、線圈和永磁體，可動軸位于線圈的軸線位置，其特征是永磁體為環狀，其外徑大于線圈內徑，固定在可動軸上；線圈放置于一端開口的空心環狀缸體內。
2.根據權利要求1所述的斷路器的操作機構，其特征是所述的永磁體為“T”形環狀， 其一端外徑大于線圈內徑，另一端外徑小于線圈內徑。
3.根據權利要求1所述的斷路器的操作機構，其特征是所述的缸體的內環高度短于 外環高度。
4.根據權利要求1所述的斷路器的操作機構，其特征是所述的缸體是導磁的，并在永 磁體下方設置有導磁的吸盤。
5.根據權利要求1所述的斷路器的操作機構，其特征是所述的線圈為雙線圈。
專利摘要本實用新型涉及一種用于中高壓配電線路斷路器的操作機構，屬于配電設備。該斷路器的操作機構包括有可動軸、線圈和永磁體，可動軸位于線圈的軸線位置；永磁體為環狀，其外徑大于線圈內徑，固定在可動軸上；線圈放置于一端開口的空心環狀缸體內。在以上結構的基礎上，本實用新型還可以是永磁體為“T”形環狀，其一端外徑大于線圈內徑，另一端外徑小于線圈內徑。缸體的內環高度短于外環高度。缸體是導磁的，并在永磁體下方設置有導磁的吸盤。線圈為雙線圈。本實用新型加強了磁場間的相互作用、提高了磁場利用率，實現了斷路器操作機構分合閘狀態的無功可靠保持，結構簡單，造價低廉，提高了整個斷路器的可靠性。
文檔編號H01H33/666GK201584306SQ20102010989
公開日2010年9月15日 申請日期2010年2月3日 優先權日2010年2月3日
發明者宋瀾, 王永, 王法, 邵長星 申請人:中國科學技術大學