CN110416003A - 一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置及方法，包括快速操动机构联动模块和减速模块；快速操动机构联动模块包括驱动杆和减速盘；减速盘固定连接于驱动杆的一端，并使驱动杆的端部露出；驱动杆的另一端连接快速操动机构，与该快速操动机构一起运动；减速模块包括缓冲器、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈L以及基座；缓冲器和铁芯固定在基座上，铁芯的位置与驱动杆相对应。该装置在快速操动机构分闸的过程中利用铁芯缠绕通电线圈以产生吸引力保证驱动杆一直向下运动并压缩缓冲器，使快速操动机构的动能被缓冲器吸收，从而减小弹跳、保证有效开距。

Description

一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置及方法
技术领域
本发明涉及电气电力开关领域，具体涉及一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置及方法。
背景技术
近年来，快速操动机构广泛应用于真空开关快速开断的场合。就真空开关而言，决定分闸弹跳重要的因素就是缓冲装置的设计。针对快速机构的常见缓冲方式有弹簧缓冲，电磁斥力缓冲，气缸缓冲，液压缓冲等。
现有抑制分闸弹跳的方法主要有：
1.弹簧缓冲需要锁扣和步进电机配合，且对步进电机的控制部分和弹簧的刚度要求极高。
2.电磁斥力缓冲需要斥力盘和合闸线圈，在分闸过程的适当时刻给合闸线圈通电使运动部件收到向上的斥力从而减速抑制弹跳，但这种方法的控制必须十分精确，而且降低了机构分闸的可靠性。
3.气缸缓冲和液压缓冲配合机械锁扣装置也可抑制分闸弹跳，但由于缓冲距离短缓冲反力极大，对机械锁扣的强度要求极高，不利于分闸保持，且锁扣装置的存在增加了控制难度。
在实际应用中需要真空断路器分闸后触头有一定的开距以防止重击穿，而上述缓冲装置在快速操动机构运动速度大时，有可能缓冲不足使机构反弹，开距缩小；机构运动速度小，有可能缓冲反力过大使机构反弹，开距缩小。总之无法保证快速操动机构最终分闸位置的有效开距。
因此，需要一种既能抑制分闸弹跳，吸收机构动能，又能保证最终有效开距，提高分闸可靠性，减少因机构弹跳而造成的重击穿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置及方法，以克服现有技术存在的问题。本发明控制简单，使用方便，能保证机构动能完全被缓冲器吸收，减小分闸弹跳的同时保证有效开距。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，包括快速操动机构联动模块和减速模块；
所述快速操动机构联动模块包括驱动杆和减速盘；减速盘固定连接于所述驱动杆的一端，并使驱动杆的端部露出；所述驱动杆的另一端连接所述快速操动机构，与所述快速操动机构一起运动；
所述减速模块包括缓冲器、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈以及基座；所述缓冲器和铁芯固定在所述基座上，铁芯的位置与所述驱动杆相对应。
进一步的，所述快速操动机构联动模块还包括加强杆，所述加强杆的两端分别连接所述驱动杆和所述减速盘，防止所述减速盘在碰撞过程中倾斜。
进一步的，所述减速盘形状为圆形或多边形。
进一步的，所述驱动杆通过快速操动机构动端与所述快速操动机构连接，所述驱动杆1连接到所述快速操动机构动端的末端。
进一步的，所述驱动杆为金属，或所述驱动杆连接所述减速盘一端的末端为金属，以便受到铁芯和线圈产生的吸引力后保持向下运动。
进一步的，所述的缓冲器顶端设置有可向下运动以吸收快速操动机构分闸弹跳的动能的弹性单元。
进一步的，所述缓冲器具有多个，均匀分布于所述铁芯的周围；每个缓冲器上设置有一个弹性单元。
进一步的，所述的铁芯和线圈L位于驱动杆下方，提供向下的吸引力。
进一步的，所述的缓冲器，铁芯和线圈L是相互配合的，缓冲器的高度保证驱动杆向下直线运动的最终位置能与铁芯可靠接触。
进一步的，所述的铁芯和线圈L产生的吸引力由如下电路确定：
所述电路包括电容C，电力电子开关器件T，续流二极管D，线圈L；其中电容C作为储能装置，电容C与电力电子开关器件T串联，为支路一；续流二极管D为支路二；线圈L为支路三；三条支路并联连接。
一种抑制快速操动机构分闸弹跳的方法，分闸开始时，由快速操动机构使快速操动机构动端带动驱动杆以及与驱动杆相连的减速盘从初始位置向下运动，之后给铁芯上缠绕的线圈L通电，使铁芯吸引驱动杆，带动减速盘碰到缓冲器，缓冲器开始吸收机构动能，驱动杆在惯性的作用下一直向下运动到达最终位置，与铁芯有效接触。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明装置包括快速操动机构联动模块和减速模块；快速操动机构联动模块包括驱动杆和减速盘；减速盘固定连接于驱动杆的一端，并使驱动杆的端部露出；驱动杆的另一端连接快速操动机构，与该快速操动机构一起运动；减速模块包括缓冲器、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈L以及基座；缓冲器和铁芯固定在基座上，铁芯的位置与驱动杆相对应。该装置在快速操动机构分闸的过程中利用铁芯缠绕通电线圈以产生吸引力保证驱动杆一直向下运动并压缩缓冲器，使快速操动机构的动能被缓冲器吸收，从而减小弹跳、保证有效开距。
进一步地，通过设置加强杆，加强杆和减速盘在驱动杆的带动下做上下方向的直线运动，防止减速盘在碰撞过程中倾斜。
进一步地，减速盘为圆形或多边形，在驱动杆向下运动时可同时接触多个缓冲器，以减小驱动杆向下运动的速度，吸收快速操动机构的动能。
进一步地，驱动杆为金属，或驱动杆连接减速盘一端的末端为金属，以便受到铁芯和线圈产生的吸引力后保持向下运动。
进一步地，由于铁芯的存在，缓冲器不能位于机构正下方，又由于向下的吸引力的存在，使机构的动能更大，为保证机构受力均匀，本发明设置多个缓冲器均匀分布于铁芯周围。
进一步地，铁芯和线圈位于驱动杆下方，在减速盘碰到缓冲器后对驱动杆提供向下的吸引力，使运动的快速操动机构一直与缓冲器保持接触，并保持向下运动减少弹跳，使快速操动机构的动能完全被缓冲器吸收，控制线圈通电的时间即可控制铁芯对驱动杆的吸引力。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明分闸前初始位置示意图；
图3为本发明分闸后最终位置示意图；
图4为本发明中电路示意图。
图中：1.驱动杆，2.加强杆，3.减速盘，4.缓冲器，5.铁芯，6.基座，7.快速操动机构动端末端，8.快速操动机构动端，9.快速操动机构，L.线圈，C.电容，T.电力电子开关器件，D.续流二极管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供了一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，如图1所示，包括快速操动机构联动模块和减速模块；该快速操动机构联动模块包括驱动杆1和减速盘3；减速盘3固定连接于驱动杆1的一端，并使驱动杆1的端部露出；驱动杆1的另一端连接快速操动机构9，与快速操动机构9一起运动；减速模块包括缓冲器4、铁芯5、缠绕在铁芯上的线圈L以及基座6；缓冲器4和铁芯5固定在基座6上，铁芯5的位置与驱动杆1相对应。
快速操动机构联动模块还包括加强杆2，加强杆2的两端分别连接驱动杆1和减速盘3，防止减速盘3在碰撞过程中倾斜。加强杆、减速盘在驱动杆的带动下做上下方向的直线运动。
减速盘3形状为圆形、多边形或其他适合的形状。在一个具体的实施例中，减速盘3的中心具有孔，驱动杆1穿过该孔，露出其一端部。减速盘3与驱动杆1为刚性固定连接。减速盘的作用是在驱动杆向下运动时可同时接触多个缓冲器，以减小驱动杆向下运动的速度，吸收快速操动机构的动能。
所述驱动杆1通过快速操动机构动端8与所述快速操动机构9连接，所述驱动杆1连接到所述快速操动机构动端8的末端7。
所述驱动杆1为金属，具体为：钢，铁，钢钛合金，或所述驱动杆1连接所述减速盘3一端的末端为上述金属，以便受到铁芯5和线圈L产生的吸引力后保持向下运动。
所述的缓冲器4顶端设置有可向下运动以吸收快速操动机构分闸弹跳的动能的弹性单元。
所述缓冲器4具有多个，均匀分布于所述铁芯5的周围；每个缓冲器4上设置有一个弹性单元。由于铁芯的存在，缓冲器不能位于机构正下方，又由于向下的吸引力的存在，使机构的动能更大，为保证机构受力均匀，需要多个缓冲器均匀分布于铁芯周围。
所述的铁芯5和线圈L位于驱动杆1下方，在减速盘碰到缓冲器后对驱动杆提供向下的吸引力，使运动的快速操动机构一直与缓冲器保持接触，并保持向下运动减少弹跳，使快速操动机构的动能完全被缓冲器吸收。控制线圈通电的时间即可控制铁芯对驱动杆的吸引力。
所述的缓冲器4，铁芯5和线圈L是相互配合的，缓冲器4的高度保证驱动杆1向下直线运动的最终位置能与铁芯5可靠接触。
在具体应用时如图2所示，驱动杆1与快速操动机构动端末端7相连，分闸开始时，由快速操动机构9使快速操动机构动端8带动驱动杆1以及与驱动杆1相连的加强杆2和减速盘3从如图2所示的初始位置向下运动。之后给铁芯5上缠绕的线圈L通电，使铁芯5吸引驱动杆1，带动减速盘3碰到缓冲器4，缓冲器4开始吸收机构动能。驱动杆1在惯性的作用下一直向下运动到达最终位置，与铁芯5有效接触，如图3。
本发明还提供了上述抑制快速操动机构分闸弹跳的装置所需的电路，如图4所示，包括电容C，电力电子开关器件T，续流二极管D和线圈L。其中电容C作为储能装置应预先充电。电容C与电力电子开关器件T串联，为支路一；续流二极管D为支路二；线圈L为支路三；三条支路并联。通过控制电力电子开关T使电容C、线圈L组成回路，电容C放电，线圈L即通电。随后电力电子开关器件T断开，电感L与续流二极管D组成回路。线圈的内阻在整个放电过程中起到重要的作用。
综上所述，本发明提供了一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，该装置包括快速操动机构联动模块和减速模块；快速操动机构联动模块包括驱动杆和减速盘；减速盘固定连接于驱动杆的一端，并使驱动杆的端部露出；驱动杆的另一端连接快速操动机构，与该快速操动机构一起运动；减速模块包括缓冲器、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈L以及基座；缓冲器和铁芯固定在基座上，铁芯的位置与驱动杆相对应。该装置在快速操动机构分闸的过程中利用铁芯缠绕通电线圈以产生吸引力保证驱动杆一直向下运动并压缩缓冲器，使快速操动机构的动能被缓冲器吸收，从而减小弹跳、保证有效开距。应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，包括快速操动机构联动模块以及设置在快速操动机构联动模块下侧的减速模块；
所述快速操动机构联动模块包括驱动杆(1)和减速盘(3)；减速盘(3)固定连接于所述驱动杆(1)的一端，并使驱动杆(1)的下端露出；所述驱动杆(1)的上端连接至快速操动机构(9)，所述驱动杆(1)与所述快速操动机构(9)能够一起运动；
所述减速模块包括缓冲器(4)、铁芯(5)、缠绕在铁芯上的线圈L以及基座(6)；所述缓冲器(4)和铁芯(5)固定在所述基座(6)上，铁芯(5)位于所述驱动杆(1)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述快速操动机构联动模块还包括用于防止减速盘(3)在碰撞过程中倾斜的加强杆(2)，所述加强杆(2)的两端分别连接所述驱动杆(1)和所述减速盘(3)。
3.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述减速盘(3)形状为圆形或多边形。
4.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述驱动杆(1)通过快速操动机构动端(8)与快速操动机构(9)连接，且驱动杆(1)连接到快速操动机构动端末端(7)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述驱动杆(1)为金属，或所述驱动杆(1)连接减速盘(3)一端的末端为金属。
6.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述的缓冲器(4)顶端设置有能够向下运动以吸收快速操动机构分闸弹跳的动能的弹性单元。
7.根据权利要求6所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述缓冲器(4)具有多个，均匀分布于所述铁芯(5)的周围；每个缓冲器(4)上设置有一个弹性单元。
8.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述的缓冲器(4)的高度保证驱动杆(1)向下直线运动的最终位置能与铁芯(5)可靠接触。
9.根据权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，所述的铁芯(5)和线圈L产生的吸引力由如下电路确定：
所述电路包括电容C、电力电子开关器件T、续流二极管D及线圈L；其中电容C作为储能装置，电容C与电力电子开关器件T串联，为支路一；续流二极管D为支路二；线圈L为支路三；三条支路并联连接。
10.一种抑制快速操动机构分闸弹跳的方法，采用权利要求1所述的一种抑制快速操动机构分闸弹跳的装置，其特征在于，分闸开始时，由快速操动机构(9)使快速操动机构动端(8)带动驱动杆(1)以及与驱动杆(1)相连的减速盘(3)从初始位置向下运动，之后给铁芯(5)上缠绕的线圈L通电，使铁芯(5)吸引驱动杆(1)，带动减速盘(3)碰到缓冲器(4)，缓冲器(4)开始吸收机构动能，驱动杆(1)在惯性的作用下一直向下运动到达最终位置，与铁芯(5)有效接触。
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