一种具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置的制作方法

1.本实用新型涉及开关电器领域，尤其是涉及一种具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置。


背景技术：

2.断路器是指能够关合、承载和分断正常回路条件下的电流并能在规定时间内关合、承载和分断异常回路条件下的电流的开关装置。在轨道交通牵引供电系统中，断路器是供电系统安全运行的保证。在异常回路条件下，断路器的分断时间会直接影响到牵引供电设备承载故障电流的时间，为保护异常条件下供电设备的安全，需要断路器在短时间内启动快速分闸响应。
3.断路器作为供电回路的保护元件，为提高保护的可靠性，本身会设置多个脱扣装置，包括分励脱扣、间接脱扣、欠压脱扣及过载脱扣等。其中，过载脱扣装置作为断路器的一项基本脱扣装置，在被保护电路的电流值或上升率超过预定值时，触发脱扣装置，实现断路器的分闸操作。它不受断路器控制回路的约束，是一种直接作用于脱扣的装置。目前，直流牵引供电系统中，主流的过载脱扣装置受碟簧变刚度特性、运动结构、整定电流刻度调整装置的影响，整定脱扣电流值极不稳定，经常出现整定电流值漂移的现象。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型的目的在于提供一种具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置，包括导磁框、衔铁、止位套筒、固定板、压缩弹簧、导向杆、撞击杆及整定电流刻度调整装置；
7.所述导磁框的中部设有第一矩形开口，用于供断路器的载流铜排穿过，上部设有倒三角形开口，用于设置所述衔铁，倒三角开口上部设有第二矩形开口，用于将磁回路进行分割；
8.所述衔铁与所述撞击杆固定连接，当衔铁运动时，带动所述撞击杆运动，所述撞击杆撞击连锁结构，实现断路器的脱扣分闸；
9.所述衔铁中部设有圆孔，用于供所述导向杆穿过；
10.所述固定板固定安装在所述导磁框的顶部，所述止位套筒设置于所述衔铁的顶端，固定板和止位套筒用于对衔铁进行限位；
11.所述导向杆与所述固定板过盈配合连接；
12.所述压缩弹簧套装在所述导向杆上，上端由所述衔铁进行限位；
13.所述整定电流刻度调整装置能够调整所述压缩弹簧的压缩量，用于调整断路器的整定电流脱扣值。
14.在一些实施例中，所述整定电流刻度调整装置包括螺纹套筒、大锥齿轮、小锥齿
轮、蜗杆、涡轮和刻度盘；
15.所述导向杆设有螺纹，与螺纹套筒螺旋副连接；
16.所述大锥齿轮通过平键与螺纹套筒连接；
17.所述小锥齿轮和蜗杆固连在一起；
18.所述小锥齿轮与大锥齿轮相互啮合，且所述涡轮与蜗杆相互啮合；
19.所述涡轮与刻度盘固连在一起；
20.所述蜗杆上设有六角方孔，用于与外部的外六角扳手相配合，以供用户进行操作。
21.在一些实施例中，所述衔铁为倒三角形状，由三部分组成：上衔铁、下衔铁及非导磁体；所述非导磁体设置于衔铁的中部；上衔铁、下衔铁及非导磁体三者之间固定连接；
22.所述导磁框与下衔铁及两者之间的工作气隙形成第一磁回路，所述导磁框与上衔铁及两者之间的工作气隙形成第二磁回路，所述第二磁回路的工作气隙小于第一磁回路的工作气隙，且第二次磁回路的磁通面积小于第一磁回路的磁通面积。
23.在一些实施例中，所述导磁框与上衔铁及两者之间的工作气隙形成的第二磁回路上对称设置有两个短路环。
24.在一些实施例中，还包括定位弯板，所述定位弯板固定在所述导磁框上，所述定位弯板上开设有定位孔，且所述撞击杆穿过所述定位孔。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
26.本实用新型提供的具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置，在回路电流出现异常时，能够使断路器快速实现脱扣分闸，从而保证供电设备的安全；且整定电流刻度调整装置采用锥齿轮加涡轮蜗杆结构，涡轮蜗杆具有自锁特性，可保证调整刻度的稳定性，同时，调整刻度工具采用通用的外六角扳手，操作简便，可靠性高，刻度指示易于观察和读取，提升了用户体验。
附图说明
27.图1为本实用新型提供的具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置的示意图；
28.图2为断路器脱扣装置的导磁框和短路环的结构示意图；
29.图3为断路器脱扣装置的两个磁回路及其工作气隙的示意图；
30.图4为图1的侧向局部剖解示意图；
31.图5为断路器脱扣装置的脱口原理局部剖解示意图；
32.图6为整定电流刻度调整装置的安装示意图；
33.图7为整定电流刻度调整装置的主视图；
34.图8为整定电流刻度调整装置的侧视图；
35.图9为采用外六角扳手进行操作的示意图。
36.附图标记说明：
37.1、导磁框；2、衔铁；3、止位套筒；4、短路环；5、固定板；6、压缩弹簧；7、整定电流刻度调整装置；8、撞击杆；9、导向弯板；10、导向杆； 11、外六角扳手；21、上衔铁；22、非导磁体；23、下衔铁；71、螺纹套筒； 72、大锥齿轮；73、小锥齿轮；74、蜗杆；75、涡轮；76、刻度盘。
具体实施方式
38.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。
39.如图1、图2和图3所示，本实用新型提供了一种具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置，包括导磁框1、衔铁2、止位套筒3、固定板5、压缩弹簧6、导向杆10、撞击杆8及整定电流刻度调整装置7。
40.导磁框1的中部设有第一矩形开口，用于供断路器的载流铜排穿过，上部设有倒三角形开口，用于设置衔铁2，倒三角开口上部设有第二矩形开口，用于将磁回路进行分割；衔铁2为倒三角形状，由三部分组成：上衔铁21、下衔铁23及非导磁体22；非导磁体22设置于衔铁2的中部；上衔铁21、下衔铁23及非导磁体22三者之间固定连接。
41.导磁框1与下衔铁21及两者之间的工作气隙δ1形成第一磁回路，导磁框1与上衔铁23及两者之间的工作气隙δ2形成第二磁回路，第二磁回路的工作气隙δ2小于第一磁回路的工作气隙δ2，且第二次磁回路的磁通面积小于第一磁回路的磁通面积。
42.衔铁2与撞击杆8固定连接，当衔铁2运动时，带动撞击杆8运动，撞击杆8撞击连锁结构，实现断路器的脱扣分闸。
43.进一步地，导磁框1与上衔铁21及两者之间的工作气隙形成的第二磁回路上对称设置有两个短路环4。
44.该断路器脱扣装置还包括定位弯板9，定位弯板9固定在导磁框1上，定位弯板9上开设有定位孔，且撞击杆8穿过定位孔。
45.衔铁2中部设有圆孔，用于供导向杆10穿过；固定板5固定安装在导磁框1的顶部，止位套筒3设置于衔铁2的顶端，固定板5和止位套筒3用于对衔铁2进行限位；导向杆10与固定板5过盈配合连接；压缩弹簧6套装在导向杆10上，上端由衔铁2进行限位。
46.其工作原理如下：第一磁回路对衔铁2产生向下的电磁吸力f1，第二磁回路对衔铁2产生向上的电磁吸力f2，则衔铁2受到的电磁力为。断路器回路电流平稳上升过程中，起始时刻，由于δ2＜δ1，f2＞f1，则衔铁2受到向上的电磁吸力。由于上端对衔铁2进行了限位，衔铁2保持不动。当电流上升到某一值时，第二磁回路的磁通趋于饱和，f2不再增大。随着电流的进一步增大，第一磁回路对衔铁2产生向下的电磁吸力f1进一步增大，最终衔铁2克服弹簧3的阻力向下吸合以实现断路器脱扣。由于第二磁回路的存在，使得大电流脱扣器在不改变弹簧3刚度的条件下，脱扣电流上限大幅增加，断路器就可用于更大容量的短路保护。
47.当回路电流受到外部干扰上下波动时，导磁框1、衔铁2和工作气隙形成的磁回路中会产生随电流波动变化的磁场，衔铁2受到的电磁力也会随之变化，在临界条件下，如果衔铁2受到的电磁力在弹簧3阻力值附近波动，衔铁2受到的电磁力和弹簧力的合力会出现过零的情况，此时，衔铁就会出现上下抖动的现象，如果抖动幅度过大，就会出现断路器误脱扣现象。优选地，为解决此问题，在位于第二磁回路的导磁框1上对称设置有两个短路环4，磁场随电流波动变化时，短路环4中会产生感应涡流，阻碍穿过第二磁路的磁通变化，衔铁2所受的电磁力也会滞后于磁通变化，对衔铁2的电磁吸力进行了补偿，在此种情况下，使衔铁2所受电磁力始终小于弹簧3阻力，这样可减小衔铁2抖动，避免断路器产生因为干扰引起的误脱扣动作。
48.进一步地，如果要对断路器的预期脱扣电流值进行微调，则需要调整压缩弹簧6的
压缩量。参照图6
‑
图9，优选地，该断路器脱扣装置还包括设置于导磁框1的下端的整定电流刻度调整装置7，用于设置压缩弹簧6的初始压缩量。压缩弹簧6的初始压缩量越大，压缩弹簧6对衔铁2产生的阻力越大，克服弹簧阻力需要的激流电流越大，断路器的预期脱扣电流值就越大。
49.优选地，整定电流刻度调整装置7包括螺纹套筒71、大锥齿轮72、小锥齿轮73、蜗杆74、涡轮75和刻度盘76；弹簧导向杆8上设有螺纹，与螺纹套筒71螺旋副连接；大锥齿轮72通过平键与螺纹套筒71连接；小锥齿轮73 和蜗杆74固连在一起；小锥齿轮73与大锥齿轮72相互啮合，且涡轮75与蜗杆74相互啮合；涡轮75与刻度盘76固连在一起；蜗杆74上设有六角方孔，用于与外部的外六角扳手15相配合，以供用户进行操作。
50.用户操作时的工作原理为：蜗杆74上设有六角方孔，操作外六角扳手11，使蜗杆74进行转动，蜗杆带动小锥齿轮73进行转动，小锥齿轮73与大锥齿轮72啮合传动，带动螺纹套筒71沿导向杆10轴向螺旋上升或下降，螺纹套筒71的上下螺旋运动对压缩弹簧6产生不同程度的压缩，压缩弹簧6对三角导磁块2产生的阻力也随之变化。与此同时，转动蜗杆74时，涡轮75也进行着啮合传动，涡轮75和刻度盘76固连在一起，涡轮的啮合传动对应着不同的指示刻度。此指示刻度与弹簧压缩量和断路器的预期脱扣电流值相关联，记录弹簧某一压缩量下的指示刻度，通过整定试验得出此种状态下的断路器脱扣电流值，便得出此预期脱扣电流对应的刻度值。用户根据断路器实际回路运行情况，需要不同的预期脱扣电流值时，只需将刻度调整到与预期脱扣电流相对应的位置即可。特别地，由于涡轮蜗杆具有自锁功能，此种断路器整定电流刻度调整装置结构稳定，不会因为断路器分合闸操作撞击引起振动移位。
51.综上，本实用新型提供的具有整定电流调整功能的断路器脱扣装置，在回路电流出现异常时，能够使断路器快速实现脱扣分闸，从而保证供电设备的安全；且整定电流刻度调整装置采用锥齿轮加涡轮蜗杆结构，涡轮蜗杆具有自锁特性，可保证调整刻度的稳定性，同时，调整刻度工具采用通用的外六角扳手，操作简便，可靠性高，刻度指示易于观察和读取，提升了用户体验。
52.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。