真空断路器、永磁操动机构及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用电配电技术领域，尤其涉及一种中压交流配电环网柜的真空断路器，以及真空断路器的永磁操动机构及其操作方法。
【背景技术】
[0002]电力系统中由于其合闸与分闸过程中均会产生高压放电的现象，为了解决此问题，目前一般选用弹簧操动机构进行控制开关的迅速合闸和分闸，以解决电弧问题。
[0003]弹簧操动机构原理是通过外力(手动转动摇把或用交直流两用电动机)使操动机构中的合闸簧压缩到储能状态，这个时候，合闸弹簧储存了足够的能量，并且被机构挂扣机构锁住在这个储能状态。需要合闸时，用手按动合闸按钮或者用电信号使合闸线圈动作使得机构挂扣机构脱扣，机构释放合闸弹簧储存的力从而使开关在一瞬间合闸，在合闸过程中，分闸弹簧也同时被拉伸储备了足够的力量以准备需要的时候分闸。这个时候为防止开关一合闸立即又分闸，也需要挂扣机构使机构在合闸位置时扣住机构，不要使分闸弹簧释放能量，开关就一直处于合闸状态。需要分闸时，用手按动分闸按钮或者用电信号使分闸线圈动作使得开关操动机构脱扣，机构释放分闸弹簧储存的力从而使开关在一瞬间分闸。这种弹簧操动机构其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，对电源无冲击，因此在近些年得到广泛应用。
[0004]但是，弹簧操动机构的结构复杂，故障率较高，传动零部件较多，制造工艺要求较高。在长期运行过程中，这些传动零部件的磨损、锈蚀、润滑剂的流失以及固化等因素都会导致操作失误，任何一个传动零部件发生故障都会导致开关拒动，危及到用电的安全。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种传动零部件少、开关分合闸的速度快以及结构简单的永磁操动机构。
[0006]本发明的第二目的是提供一种传动零部件少、开关分合闸的速度快以及操作方便的永磁操动机构操作方法。
[0007]本发明的第三目的是提供一种传动零部件少、开关分合闸的速度快以及结构简单的真空断路器。
[0008]为了实现上述的第一目的，本发明提供一种永磁操动机构，包括:控制装置、电容器、设置有驱动轴的永磁式驱动机构和传动装置，控制装置控制电容器进行充放电，电容器向永磁式驱动机构供电，永磁式驱动机构带动驱动轴往复移动;传动装置包括:齿条，齿条设置在驱动轴上;传动齿轮，传动齿轮与齿条啮合;传动轴，传动齿轮套在传动轴外并与传动轴固定连接;第一连动杆，第一连动杆的第一端与传动轴连接;转轴，转轴与第一连动杆的第二端连接，转轴的轴向端面上设置有开关。
[0009]由上述方案可见，永磁操动机构利用永磁式驱动机构为传动装置提供动能，永磁式驱动机构与传统的机构的最大区别在于无须脱锁扣装置即可实现传动装置终端位置的保持功能。并且，传动装置利用齿条和传动齿轮的啮合传递驱动力，零部件数目大大减少，结构简单并大大提高了传动装置的机械可靠性和稳定性。
[0010]一个优选的方案是，传动轴与传动齿轮共轴地设置，传动轴上固定连接有第一悬臂组件，第一悬臂组件位于传动齿轮的一侧并与第一连动杆的第一端连接。
[0011]由此可见，传动轴与传动齿轮共轴地设置，传动轴上还固定有第一悬臂组件，传动齿轮接收齿条的驱动力通过传动轴带动第一悬臂组件往复移动，伴随着第一连动杆往复移动。该结构简单，并且连接牢靠，也提高驱动力传递的可靠性。
[0012]进一步的方案是，转轴上固定连接有第二悬臂组件，第二悬臂组件连接第一连动杆的第二端。
[0013]可见，第一连动杆的第二端连接至转轴上的第二悬臂组件，第一连动杆的往复移动通过第二悬臂组件带动转轴转动，从而转轴顶端的开关控制分合闸动作。传动结构连接紧凑，结构简单，工作可靠。
[0014]更进一步的方案是，传动轴上还固定连接有第三悬臂组件，第三悬臂组件和第一悬臂组件分别设置在传动齿轮的两侧。
[0015]由此可见，相对于传动齿轮，传动轴上的第三悬臂组件和第一悬臂组件分别设置在传动齿轮的两侧，提高了传动轴转动的稳定性和精度，传动性能可靠。
[0016]更进一步的方案是，传动装置还包括:第二连动杆，第二连动杆的第一端与第三悬臂组件连接;辅助分闸弹簧，辅助分闸弹簧套在第二连动杆外；凸块，辅助分闸弹簧抵接在第二连动杆和凸块之间。
[0017]可见，传动装置还包括有辅助分闸弹簧，当永磁操动机构处于合闸状态时，辅助分闸弹簧处于储能状态；当永磁操动机构进行分闸动作时，辅助分闸弹簧释放储存的力从而使辅助开关在一瞬间分闸。有利于机构控制的准确性，机构操作的可靠性。
[0018]更进一步的方案是，凸块设有圆柱凸起部，圆柱凸起部的轴心与第二连动杆的轴心同在一轴线上。
[0019]可见，圆柱凸起部的轴心与第二连动杆的轴心同在一轴线上，保证了辅助分闸弹簧移动的位置，有利于机构运动的准确性和可靠性。
[0020]更进一步的方案是，永磁操动机构还包括信号输送装置，信号输送装置包括辅助开关、手柄及第三连动杆，辅助开关与手柄的第一端连接，手柄的第二端与第三连动杆的第一端连接，第三连动杆的第二端与第一连动杆连接。
[0021]可见，永磁操动机构还包括具有辅助开关和手柄的信号输送装置，第一连动杆的往复移动带动手柄控制辅助开关进行分合闸信号的输送，有利于机构执行状态信号的实时传输，保证机构执行命令的准确性。
[0022]为了实现上述的第二目的，本发明提供一种永磁操动机构的操作方法，该永磁操动机构的操作方法使用上述永磁操动机构进行开关分合闸，该方法包括:控制装置控制电容器进行充放电，电容器向永磁式驱动机构供电，永磁式驱动机构带动驱动轴，驱动轴带动齿条远离永磁式驱动机构移动，与齿条啮合的传动齿轮转动，伴随着传动轴转动并且带动第一连动杆移动，通过第一连动杆带动转轴转动，伴随着开关进行合闸动作；该方法还包括，开关进行分闸动作。
[0023]由上述方案可见，永磁操动机构的操作方法步骤紧凑，永磁操动机构结构简单，提高开关分合闸的可靠性。
[0024]为了实现上述的第三目的，本发明提供一种使用上述永磁操动机构的真空断路器，真空断路器包括真空管及与真空管连接的永磁操动机构，永磁操动机构包括:控制装置、电容器、设置有驱动轴的永磁式驱动机构和传动装置，控制装置控制电容器进行充放电，电容器向永磁式驱动机构供电，永磁式驱动机构带动驱动轴往复移动;传动装置包括:齿条，齿条设置在驱动轴上;传动齿轮，传动齿轮与齿条啮合;传动轴，传动齿轮套在传动轴外并与传动轴固定连接;第一连动杆，第一连动杆的第一端与传动轴连接;转轴，转轴与第一连动杆的第二端连接，转轴的轴向端面上设置有开关。
[0025]由上述方案可见，使用上述永磁操动机构的真空断路器结构简单，减少传动零部件的数量，可以提供产品的结构刚性，有助于减少触头弹跳，提高刚合速度，提高开关分合闸的可靠性。
【附图说明】
[0026]图1是本发明永磁操动机构实施例的立体结构图。
[0027]图2是本发明永磁操动机构实