CN119132868A - 大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气开关设备技术领域，具体公开了一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置及方法，与锁扣拨叉配合使用；包括基座、绕X轴方向转动安装在基座上且与锁扣拨叉配合使用的脱扣叉组件、安装在基座底部的固定组件、安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动连接的弹性复位组件、绕Z轴方向转动安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动配合的脱扣杆组件。以及公开了其方法；本发明能够有效实现独立脱扣分闸，实现分闸冗余设计，能够有效的保证直流励磁系统故障灭磁的可靠性。

Description

大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置及方法

技术领域

本发明涉及电气开关设备技术领域，更具体地讲，涉及一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置及方法。

背景技术

相较其他供电系统用常规形式直流断路器，直流磁场断路器对开断建压速度要求更高，因此需要更快的分闸速度。

常规分闸方式除了将动触头分开，常因分闸附属运动部件，如合闸电磁机构动铁心、锁扣机构等，质量大惯性大，分闸弹簧提供的分闸动力有限，无法同时快速分开动触头、电磁机构动铁心、锁扣机构等，导致触头分闸速度偏低。

现有技术中缺少一种能够适用于大型发电机组励磁系统，并能够实现独立分闸的直流磁场断路器脱扣装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置及方法；

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，与锁扣拨叉配合使用；包括基座、绕X轴方向转动安装在基座上且与锁扣拨叉配合使用的脱扣叉组件、安装在基座底部的固定组件、安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动连接的弹性复位组件、绕Z轴方向转动安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动配合的脱扣杆组件。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣叉组件包括安装在基座靠近锁扣拨叉一侧的支座、与支座铰接配合且设置有容纳腔的脱扣叉、以及设置在支座上且用于对脱扣叉转动限位的Z向限位面。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣叉包括与支座铰接配合的座本体、以及在座本体上且形成V型结构的两组触指；两组触指之间形成容纳腔，锁扣拨叉的一端伸入容纳腔室内；两组触指所形成的夹角为锐角；

分闸时，在脱扣杆组件的驱动下，位于容纳腔上方的触指绕X轴方向转动并与锁扣拨叉抵接配合，并带动锁扣拨叉绕X轴方向运动。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣叉组件还包括沿X轴方向设置且安装在支座上的X向轴杆，在所述X向轴杆的外侧套装有轴承，所述轴承与脱扣叉连接。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣杆组件包括安装固定组件上且沿Z轴方向设置的Z向轴杆、套装在Z向轴杆外侧且转动配合的杆本体；所述杆本体的一端伸入容纳腔内。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣杆组件还包括设置在杆本体伸入容纳腔一端的滚轮、套装在Z向轴杆外侧且与杆本体连接的滚针轴承；所述杆本体套装在滚针轴承的外侧。

在一些可能的实施方式中，所述杆本体包括一端套装在滚针轴承外侧的拔杆、与拔杆靠近滚针轴承一端连接且轴线相互平行的从动杆；所述滚轮设置在从动杆远离拔杆的一端；所述拔杆的长度大于滚轮与滚针轴承之间的长度。

在一些可能的实施方式中，所述弹性复位组件包括安装在脱扣叉组件远离锁扣拨叉一侧的铰接座、与铰接座连接且绕X轴方向转动的导向轴、套装在导向轴外侧的弹簧、套装在导向轴外侧且与弹簧远离脱扣叉组件连接的限位板、以及沿X轴方向设置且与导向轴远离锁扣拨叉一端插接配合的限位轴；在所述导向轴上设置有与限位轴配合使用的U型插口。

在一些可能的实施方式中，所述固定组件为两组且相互靠近一侧形成腔室，所述弹性复位组件安装在腔室内；

所述固定组件与基座之间形成用于安装脱扣杆组件且与腔室连通的安装槽；在基座上设置有与安装槽连通且用于安装脱扣叉组件的U型槽；所述安装槽、U型槽设置在靠近锁扣拨叉的一侧；U型槽位于腔室的正上方且相互连通。

一种根据以上所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置的使用方法，具体包括以下步骤：

在直流磁场断路器分闸时，控制脱扣杆组件绕Z轴方向转动驱动脱扣叉组件绕X轴方向转动，使得脱扣叉组件与锁扣拨叉的顶面接触并向脱扣叉组件绕X轴方向向下转动的作用力，同时弹性复位组件由初始状态转变为压缩状态，分闸完成；

分闸完成后，在弹性复位组件的弹性力下，脱扣叉组件复位，等待下一次分闸。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过设置脱扣杆组件驱动脱扣叉组件与锁扣拨叉的接触抵接，可实现电气开关脱扣分闸的对称冗余；本发明通过脱扣杆组件驱动脱扣叉组件的配合实现分闸，应用于电气开关，可实现分闸的快速性、可靠性；可实现电磁力的转移，以保证电气开关一次回路和二次回路之间的电气绝缘性能；

通过本发明能够有效实现独立脱扣分闸，实现分闸冗余设计，能够有效的保证直流励磁系统故障灭磁的可靠性。

附图说明

图1为本发明与锁扣拨叉的结构示意图；

图2为本发明中固定组件、脱扣杆组件、脱扣叉组件的结构示意图；

图3为本发明中脱扣叉组件、弹性复位组件的结构示意图；

图4为本发明中脱扣叉组件的侧视图；

图5为本发明中脱扣叉组件、弹性复位组件的连接关系示意图；

图6为在合闸时，脱扣杆组件、脱扣叉组件的位置关系示意图；

图7为本发明中脱扣杆组件的结构示意图；

其中：1、基座；2、脱扣叉组件；21、脱扣叉；211、座本体；212、触指；213、容纳腔；22、轴承；23、X向轴杆；24、支座；25、Z向限位面；3、脱扣杆组件；31、滚轮；32、滚针轴承；33、拨杆；34、从动杆；35、Z向轴杆；4、固定组件；5、弹性复位组件；51、弹簧；52、导向轴；53、限位轴；531、U型插口；54、限位板；6、锁扣拨叉。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明进行详细说明。

如图1-图7所示：

一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，与锁扣拨叉6配合使用；包括基座1、绕X轴方向转动安装在基座1上且与锁扣拨叉6配合使用的脱扣叉组件2、安装在基座1底部的固定组件4、安装在固定组件4上且与脱扣叉组件2传动连接的弹性复位组件5、绕Z轴方向转动安装在固定组件4上且与脱扣叉组件2传动配合的脱扣杆组件3；

优选的，基座11选用具有绝缘和阻燃特性的非金属材料加工而成；

具体的，分闸电磁铁与脱扣杆组件3远离脱扣叉组件2的一端连接，通过分闸电磁力用于驱动脱扣杆组件3绕Z轴方向的转动；锁扣拨叉6与直流磁场断路器的触头系统连接；

在分闸时脱扣杆组件3绕X轴方向转动并与锁扣拨叉6抵接，带动锁扣拨叉6绕X轴转动，实现快速分闸；在分闸过程中，弹性复位组件5将由初始状态转换为压缩状态；

分闸完成后，脱扣杆组件3不再受分闸电磁铁施加的电磁力，在弹性复位组件5的弹性力下，由压缩状态向初始状态恢复，从而带动脱扣叉组件2复位，等待下一次分闸。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣叉组件2包括安装在基座1靠近锁扣拨叉6一侧的支座24、与支座24铰接配合且设置有容纳腔213的脱扣叉21、以及设置在支座24上且用于对脱扣叉21转动限位的Z向限位面25，当Z向限位面25与脱扣叉21相互靠近一侧抵接时，脱扣叉21与锁扣拨叉6不接触。

具体的，在基座1靠近脱扣叉21的一侧设置有一块限位块，限位块靠近脱扣叉21一侧的侧面为Z向限位面25，在脱扣叉组件2复位时，脱扣叉21与Z向限位面25相互靠近一侧抵接接触，限制其绕X轴方向的运动；

直流磁场断路器处于合闸状态时，脱扣叉21与Z向限位面25接触抵接，脱扣叉21与锁扣拨叉6不接触，即处于合闸状态时，脱扣叉21与锁扣拨叉6之间将形成安全间隙H，保证脱扣叉21不对锁扣拨叉6造成干扰。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣叉21包括与支座24铰接配合的座本体211、以及在座本体211上且形成V型结构的两组触指212；两组触指212之间形成容纳腔213，锁扣拨叉6的一端伸入容纳腔213室内；两组触指212所形成的夹角，如图4所示，夹角为A，A为锐角；

分闸时，在脱扣杆组件3绕Z轴旋转，并向位于容纳腔213下方的触指212施加作用力，从而带动位于容纳腔213上方的触指212绕X轴方向做顺时针转动并与锁扣拨叉6抵接配合，撞击锁扣拨叉6，使得锁扣拨叉6绕X轴方向做逆时针运动；

当Z向限位面25与脱扣叉21相互靠近一侧抵接时，锁扣拨叉6与两组触指212均不接。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现脱扣叉组件2绕X轴方向的转动；

所述脱扣叉组件2还包括沿X轴方向设置且安装在支座24上的X向轴杆23，在所述X向轴杆23的外侧套装有轴承22，所述轴承22与脱扣叉21的座本体211连接且套装在座本体211内；轴承22的内圈与X向轴杆23固定连接；

优选的，轴承22为无油轴承，通过该设置能够有效的减小摩擦提高运动可靠性。

在一些可能的实施方式中，为了有效的通过脱扣杆组件3能够带动触指212绕X轴转动，从而实现对于锁扣拨叉6的撞击，实现分闸；所述脱扣杆组件3包括安装固定组件4上且沿Z轴方向设置的Z向轴杆35、套装在Z向轴杆35外侧且转动配合的杆本体；所述杆本体的一端伸入容纳腔213内；所述杆本体的另外一端则通过连杆与分闸电磁铁传动连接，通过分闸电磁铁的电磁力带动杆本体绕Z轴方向的转动，从而使得杆本体的另外一端向脱扣叉21施加作用力，使其绕X轴方向做顺时针运动，并撞击锁扣拨叉6。

在一些可能的实施方式中，所述脱扣杆组件3还包括设置在杆本体伸入容纳腔213一端的滚轮31、套装在Z向轴杆35外侧且与杆本体连接的滚针轴承32；所述杆本体套装在滚针轴承32的外侧；

所述杆本体包括一端套装在滚针轴承32外侧的拔杆33、与拔杆33靠近滚针轴承32一端连接且轴线相互平行的从动杆34；所述滚轮31设置在从动杆34远离拔杆33的一端；所述拔杆33的长度大于滚轮31与滚针轴承32之间的长度，从而使得在较小电磁力的作用下即可实现分闸；拔杆33与从动杆34在安装在固定组件4上后在同一水平面上，两者的轴线相互平行且不共线；

具体的，在电磁力作用下，拔杆33绕Z轴方向向远离固定组件4一侧转动，从而使得从动杆34向靠近固定组件4一侧运动，并向脱扣叉21施加作用力，使得脱扣叉21绕X轴方向做顺时针运动，使得位于锁扣拨叉6上方的触指212撞击锁扣拨叉6，带动其绕X轴方向做逆时针运动；

优选的，拔杆33远离从动杆34的一端设置有U形插口，可减小电磁力因脱扣拨杆的摆动而产生的偏向力，保证运动的可靠性；在从动杆34上设置滚轮，可减小摩擦力。

在一些可能的实施方式中，为了使得在分闸后，脱扣叉组件2能够复位；

所述弹性复位组件5包括安装在脱扣叉组件2远离锁扣拨叉6一侧的铰接座、与铰接座连接且绕X轴方向转动的导向轴52、套装在导向轴52外侧的弹簧51、套装在导向轴52外侧且与弹簧51远离脱扣叉组件2连接的限位板54、以及沿X轴方向设置且与导向轴52远离锁扣拨叉6一端插接配合的限位轴53；在所述导向轴52上设置有与限位轴53配合使用的U型插口531，U型插口531的开口设置在远离铰接座的一侧。

在容纳腔213底部的触指212靠近弹性复位组件5的一侧设置有凹槽，铰接座安装在凹槽内，导向轴52一端且与铰接座铰接配合，可实现绕X轴方向转动；弹簧51设置在限位板54与铰接座之间，当脱扣叉21绕X轴做顺时针旋转时，弹簧51将被压缩；限位轴53固定设置在固定组件4上且与导向轴52的U型插口531远离铰接座的一端插接配合。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现脱扣叉组件2、脱扣杆组件3、弹性复位组件5的安装；所述固定组件4为两组且相互靠近一侧形成腔室，所述弹性复位组件5安装在腔室内；

所述固定组件与基座1之间形成用于安装脱扣杆组件3且与腔室连通的安装槽；

在基座1上设置有与安装槽连通且用于安装脱扣叉组件2的U型槽；所述安装槽、U型槽设置在靠近锁扣拨叉6的一侧；U型槽位于腔室的正上方且相互连通。

优选的，脱扣杆组件3可为一组，也可独立运动的两组，两组脱扣杆组件3配合电磁力均可独立实现快速脱扣动作；

当脱扣杆组件3为两组时，将呈对称设置且位于脱扣叉组件2的两侧，通过设置两组脱扣杆组件3可实现电气开关脱扣分闸的对称冗余；

通过脱扣杆组件3、脱扣叉21、锁扣拨叉转动配合，可实现电磁力的转移，以保证电气开关一次回路和二次回路之间的电气绝缘性能。

一种根据以上所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置的使用方法，具体包括以下步骤：

在直流磁场断路器分闸时，通过分闸电磁铁的电磁力带动与分闸电磁铁连接的连杆向远离脱扣杆组件3一侧运动，从而使得与连杆另外一端连接连接的拔杆33绕Z轴方向向靠近锁扣拨叉6一侧运动，基于杠杆原理使得从动杆34向靠近脱扣叉组件2一侧运动，并使得滚轮31挤压位于容纳腔213下方的触指212，使得脱扣叉21绕X轴方向做顺时针旋转运动,并撞击锁扣拨叉6的顶面；在此过程中弹性复位组件5中弹簧51向脱扣叉21施加的作用力将由初始状态转变为压缩状态，分闸完成；

分闸电磁铁为短时通电，脱扣分闸动作完成后，分闸电磁铁自动复位，在弹簧51的弹性力下，脱扣叉组件2复位，等待下一次分闸。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，与锁扣拨叉配合使用；其特征在于，包括基座、绕X轴方向转动安装在基座上且与锁扣拨叉配合使用的脱扣叉组件、安装在基座底部的固定组件、安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动连接的弹性复位组件、绕Z轴方向转动安装在固定组件上且与脱扣叉组件传动配合的脱扣杆组件。

2.根据权利要求1所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述脱扣叉组件包括安装在基座靠近锁扣拨叉一侧的支座、与支座铰接配合且设置有容纳腔的脱扣叉、以及设置在支座上且用于对脱扣叉转动限位的Z向限位面。

3.根据权利要求2所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述脱扣叉包括与支座铰接配合的座本体、以及在座本体上且形成V型结构的两组触指；两组触指之间形成容纳腔，锁扣拨叉的一端伸入容纳腔室内；两组触指所形成的夹角为锐角；

分闸时，在脱扣杆组件的驱动下，位于容纳腔上方的触指绕X轴方向转动并与锁扣拨叉抵接配合，并带动锁扣拨叉绕X轴方向运动。

4.根据权利要求2所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述脱扣叉组件还包括沿X轴方向设置且安装在支座上的X向轴杆，在所述X向轴杆的外侧套装有轴承，所述轴承与脱扣叉连接。

5.根据权利要求2所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述脱扣杆组件包括安装固定组件上且沿Z轴方向设置的Z向轴杆、套装在Z向轴杆外侧且转动配合的杆本体；所述杆本体的一端伸入容纳腔内。

6.根据权利要求5所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述脱扣杆组件还包括设置在杆本体伸入容纳腔一端的滚轮、套装在Z向轴杆外侧且与杆本体连接的滚针轴承；所述杆本体套装在滚针轴承的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述杆本体包括一端套装在滚针轴承外侧的拔杆、与拔杆靠近滚针轴承一端连接且轴线相互平行的从动杆；所述滚轮设置在从动杆远离拔杆的一端；所述拔杆的长度大于滚轮与滚针轴承之间的长度。

8.根据权利要求1所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述弹性复位组件包括安装在脱扣叉组件远离锁扣拨叉一侧的铰接座、与铰接座连接且绕X轴方向转动的导向轴、套装在导向轴外侧的弹簧、套装在导向轴外侧且与弹簧远离脱扣叉组件连接的限位板、以及沿X轴方向设置且与导向轴远离锁扣拨叉一端插接配合的限位轴；在所述导向轴上设置有与限位轴配合使用的U型插口。

9.根据权利要求1所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置，其特征在于，所述固定组件为两组且相互靠近一侧形成腔室，所述弹性复位组件安装在腔室内；

所述固定组件与基座之间形成用于安装脱扣杆组件且与腔室连通的安装槽；在基座上设置有与安装槽连通且用于安装脱扣叉组件的U型槽；所述安装槽、U型槽设置在靠近锁扣拨叉的一侧；U型槽位于腔室的正上方且相互连通。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种大型发电机组励磁系统的直流磁场断路器脱扣装置的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

在直流磁场断路器分闸时，控制脱扣杆组件绕Z轴方向转动驱动脱扣叉组件绕X轴方向转动，使得脱扣叉组件与锁扣拨叉的顶面接触并向脱扣叉组件绕X轴方向向下转动的作用力，同时弹性复位组件由初始状态转变为压缩状态，分闸完成；

分闸完成后，在弹性复位组件的弹性力下，脱扣叉组件复位，等待下一次分闸。