一种带分闸锁扣的电磁斥力机构的制作方法

本实用新型属于斥力开关技术领域，具体属于一种带分闸锁扣的电磁斥力机构。

背景技术：

随着国民经济不断发展，传统化能源短缺和环境污染问题不断加剧，人们开始寻找清洁环保、资源丰富的新型能源，于是风电、太阳能等可再生清洁能源近年来得到了快速发展。在新能源系统中直流输电技术以及灵活性、供电可靠性等特点得到了快速应用。但伴随着直流系统容量的持续增长和电力等级的不断提高，直流输电回路的短路电流上升率也不断增大，为了保护重要的工业负荷设备和提高电力系统的电能质量，需要回路保护器件高压断路器具备更短的分合闸时间。

目前高压断路器普遍使用的弹簧操作机构、液压机构合闸时间一般为(40-60)ms，分闸时间一般为(20-40)ms，而系统中故障电流持续的时间越长对电网的冲击和对设备的损坏程度越大。

电磁斥力机构因其分、合闸响应时间短，运动速度快的特点在直流输电系统中得到广泛应用。

目前国内应用的电磁斥力机构分、合闸保持装置为双稳态簧结构，分、合闸操作过程分别采用分、合闸线圈及分合闸放电回路驱动机构操作。现有结构为了得到更短的分闸时间和更快的分闸初始速度，机构必须输出大的驱动能量，运动后段大部分能量又不得不通过缓冲装置消耗释放，故该结构不仅对缓冲器性能要求高而且能效利用率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种带分闸锁扣的电磁斥力机构，解决目前电磁斥力机构分、合闸过程中能量消耗较大，能效利用率较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带分闸锁扣的电磁斥力机构，包括上支架、固定杆和下支架，所述上支架上固定连接有分闸线圈，所述固定杆的一端穿过上支架和分闸线圈伸入下支架内，所述固定杆的一端通过第一弹性件和下支架的内腔底面连接，所述下支架的内腔底面还设置有缓冲器，所述缓冲器的缓冲端和固定杆的一端端面同轴，所述固定杆上固定套设有分闸斥力盘，所述分闸斥力盘位于分闸线圈和下支架之间，所述固定杆能在上支架、分闸线圈和下支架中滑动；

所述下支架上还设置有若干个合闸线圈和运动杆，所述合闸线圈固定在下支架上，所述运动杆的一端穿过合闸线圈通过锁扣结构顶压在固定杆上，所述运动杆和固定杆互相垂直，所述运动杆上设置有第一轴肩，所述第一轴肩和合闸线圈之间设置有第二弹性件，所述运动杆的另一端固定套设有合闸斥力盘，所述运动杆能在合闸线圈中滑动。

进一步的，所述锁扣结构包括旋转拐臂，所述旋转拐臂和下支架转动连接，旋转拐臂上设置有锁舌，所述锁舌的一端和旋转拐臂的内腔通过第三弹性件连接；

在合闸位置时，锁舌的另一端和固定杆上的第二轴肩接触，运动杆的一端顶压在旋转拐臂上；

在分闸位置时，锁舌的另一端和固定杆接触，运动杆的一端顶压在旋转拐臂上。

进一步的，第二轴肩为圆台结构，圆台结构的小直径端面靠近缓冲器，圆台结构的大直径端面靠近上支架，锁舌的另一端端面为贴合圆台侧壁的斜面结构。

进一步的，锁舌的斜面结构为外锥面结构、内凹的锥面结构或楔形斜面结构。

进一步的，所述下支架内设置有销子，所述旋转拐臂套设在销子上，所述销子的两端还分别套设有扭簧，所述旋转拐臂通过扭簧和下支架连接。

进一步的，所述旋转拐臂设置在下支架的拐臂内腔中，所述拐臂内腔上一体成型有限位台；

在合闸过程中，运动杆停止运动后，所述运动杆的一端伸入旋转拐臂旋转的最大外径内。

进一步的，所述合闸线圈通过端盖固定在下支架上，端盖和下支架固定连接，所述合闸线圈和端盖固定连接。

进一步的，所述端盖和下支架通过螺纹连接，所述端盖的旋入方向末端设置有缓冲材料，所述运动杆的一端依次穿过合闸线圈、端盖、缓冲材料和下支架。

进一步的，所述分闸线圈和分闸斥力盘之间设置有缓冲限位装置。

进一步的，若干个合闸线圈绕圆周方向环形阵列均匀分布，每个合闸线圈之间通过导线串联连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供一种带分闸锁扣的电磁斥力机构，通过在固定杆的一端设置第一弹性件和缓冲器，实现机构快速分闸的能量除部分消耗损失外，大部分都转化为机构合闸的能量，整个系统能量利用率高。机构快速分闸时所获得的动能通过弹簧和缓冲器吸收，大大降低了结构对缓冲器性能要求，同时避免固定杆高速碰撞造成其机械损伤。

进一步的，本实用新型中合闸脱扣采用运动杆直线运动和旋转拐臂的转动实现，锁舌采用可伸缩结构，脱扣过程运动简单易实现。

进一步的，锁舌和圆台接触的表面以及圆台的侧壁均为斜面结构，锁舌内设置有弹簧方便其实现伸缩运动，整个锁扣过程简单易实现，而且斜面结构方便固定杆进行分闸操作同时能减少锁舌和第二轴肩的磨损。

进一步的，下支架和旋转拐臂之间还设置有扭簧，能够限制旋转拐臂旋转从而避免旋转拐臂和运动杆发生高速碰撞，防止造成机械损伤。

进一步的，端盖和下支架之间设置的缓冲材料，能够使运动杆复位时通过缓冲材料吸收其运动能量，避免传动件间快速碰撞造成导向结构的机械损伤。

进一步的，若干个合闸线圈绕固定杆圆周方向环形阵列均匀分布，每个合闸线圈之间通过导线串联连接，保证固定杆径向受力平衡。多套合闸线圈通过导线串联连接，保证动作的同期性满足动作要求。

附图说明

图1为本实用新型的合闸位置结构示意图；

图2为本实用新型的分闸位置结构示意图；

图3为本实用新型中下支架的结构示意图；

图4为旋转拐臂的结构示意图；

图5为本实用新型某一实施例中锁舌的结构示意图；

图6为本实用新型某一实施例中锁舌的结构示意图；

图7为本实用新型某一实施例中锁舌的结构示意图；

图8为本实用新型某一实施例中固定杆的结构示意图；

图9为本实用新型某一实施例中固定杆的结构示意图；

附图中：1-分闸线圈、2-分闸斥力盘、3-固定杆，4-合闸斥力盘，5-合闸线圈，6-第二弹性件，7-销子，8-旋转拐臂，9-第一弹性件，10-缓冲器，11-第三弹性件，12-运动杆，13-锁舌，14-端盖，15-缓冲材料，16-二次驱动回路，17-上支架，18-下支架，19-限位台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型提供了一种带分闸锁扣的电磁斥力机构，包括上支架17、固定杆3和下支架18，所述上支架17上固定连接有分闸线圈1，分闸线圈1通过数个螺栓固定在上支架17上，所述固定杆3的一端穿过上支架17和分闸线圈1伸入下支架18内，所述固定杆3的一端通过第一弹性件9和下支架18的内腔底面连接，所述下支架18的内腔底面还设置有缓冲器10，所述缓冲器10的缓冲端和固定杆3的一端端面同轴，所述固定杆3上固定套设有分闸斥力盘2，所述分闸斥力盘2位于分闸线圈1和下支架18之间，其中，分闸斥力盘2和固定杆3通过机械结构连接成一体，所述固定杆3能在上支架17、分闸线圈1和下支架18中滑动，在分闸斥力盘2和分闸线圈1之间设置有缓冲限位装置，保证分闸斥力盘2和分闸线圈1留有设计间隙；

在本实施例中，固定杆3上一体成型有第二轴肩，第二轴肩为圆台形，圆台结构的小直径端面靠近缓冲器10，圆台结构的大直径端面靠近上支架17，第二轴肩用于配合锁扣结构，优选的，第二轴肩的侧壁即和锁扣结构接触的表面为如图8所示的光滑锥面或如图9所示的楔形斜面结构，锁扣结构配合第二轴肩贴合在第二轴肩的侧壁上即可。

所述下支架18上还设置有若干个合闸线圈5和运动杆12，合闸线圈5通过数个螺栓固定在端盖14上，端盖14通过螺纹固定在下支架18上，端盖14和下支架18之间装有缓冲材料15，所述运动杆12的一端穿过合闸线圈5、端盖14、缓冲材料15通过锁扣结构顶压在固定杆3上，所述运动杆12和固定杆3互相垂直，所述运动杆12上设置有第一轴肩，所述第一轴肩和端盖14之间设置有第二弹性件6，第二弹性件6的一端压在端盖14上另一端压在运动杆12的第一轴肩上，所述运动杆12的另一端固定套设有合闸斥力盘4，其中，运动杆12和合闸斥力盘4通过机械结构连接成一体，所述运动杆12能在合闸线圈5中滑动。

如图3和图4所示，旋转拐臂8通过销子7安装在下支架18上，旋转拐臂8上装有锁舌13，锁舌13和第二轴肩接触的表面设计有如图5所示的外锥面结构或如图6所示的内凹的锥面结构或者如图7所示的楔形斜面结构，第二轴肩可根据锁舌13的斜面结构进行对应设计，使得锁舌13和第二轴肩紧密贴合。锁舌13内腔装有第三弹性件11保证锁舌13的导向面与固定杆3的导向面紧密接触。优选的，销子7上套设有扭簧，扭簧的一端和下支架18连接，扭簧的另一端和旋转拐臂8连接，本实施例中，扭簧设置有两个分布于销子7的两端，扭簧初始安装位置有利于旋转拐臂8脱扣也可限制其复位转动速度。而且下支架18上设计有限位台19，保证旋转拐臂8在设计范围内转动，同时，在合闸过程中，运动杆12停止运动后，所述运动杆12的一端伸入旋转拐臂8旋转的最大外径内，能够保证在合闸过程中，运动杆12限制旋转拐臂8的逆向转动范围，限制台限制旋转拐臂8的正向转动范围。而且若干个绕固定杆圆周方向环形阵列均匀分布，若干个合闸线圈5通过导线串联，保证若干个锁扣动作的同期性满足要求。

如图1所示，机构处于合闸状态，当需要分闸动作时，二次驱动回路16导通，产生高频脉冲电流及磁场，磁场在分闸斥力盘2表面快速感应出涡流，涡流在磁场的作用下产生电动力，从而推动分闸斥力盘2和固定杆3向下运动，因固定杆3导向面和锁舌13导向面紧密接触，固定杆向下运动时推动锁舌13回缩，同时固定杆3压缩第一弹性件,第一弹性件变形吸收传动能量，当固定杆向下运动到一定距离后与缓冲器10接触，缓冲器10快速吸收剩余传动能量。随着固定杆3向下运动，锁舌沿固定杆导向面滑动到导向面的最高点时快速滑入固定杆3第二轴肩顶部端面上，此后固定杆3和缓冲器10缓慢运动到限定位置，固定杆向下停止运动，被锁舌限定在分闸位置。

如图2所示，机构处于分闸位置，当需要合闸动作时，二次驱动回路导通，产生高频脉冲电流及磁场，磁场在合闸斥力盘4表面快速感应出涡流，涡流在磁场的作用下产生电动力，推动合闸斥力盘4和运动杆12向支架的外侧高速运动，此时运动杆12和旋转拐臂8瞬间发生脱离，旋转拐臂8在第一弹性件的压力下绕着销子7快速旋转，实现锁扣快速解锁。此后固定杆3快速向上运动，当固定杆3运动到合闸限定位置时被限位停止。运动杆12和合闸斥力盘4向外运动到达一定位置时，运动杆12正向速度降至零并开始向负方向运动，此时旋转拐臂8在扭簧(图中未示出)的限制下运动到其极限位置并在运动杆12的推动下开始反向转动，当运动杆运动到设定位置时与缓冲材料15接触，缓冲材料在规定的时间内吸收其传动能量，而旋转拐臂继续转动当转过扭簧的初始安装位置后被其限制减速，之后滑进固定杆的导向结构内，在设定位置附近停止，后期运动杆12推动旋转拐臂复位，为下次的分闸操作做好准备。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。