CN117577488A - 线圈脱扣器、脱扣行程检测装置、传动系统及断路器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种线圈脱扣器、脱扣行程检测装置、传动系统及断路器。线圈脱扣器具有中心轴线，包括：固定支撑部；线圈组件(2)，安装在固定支撑部上，具有沿中心轴线延伸的线圈内孔；以及铁芯顶杆组件(5)，沿中心轴线延伸，设置在线圈内孔中，固定支撑部为壳体组件(1)，包括：外环形壁(1.3a)；内环形壁(1.3b)；环形腔(1.3)，形成在外环形壁(1.3a)和内环形壁(1.3b)之间，线圈组件(2)设置在环形腔(1.3)内；以及壳体内孔(1.4)，形成在内环形壁(1.3b)的径向内侧，铁芯顶杆组件(5)设置在壳体内孔(1.4)内。本公开能够对线圈提供更好的保护作用，实现更好的绝缘性能。

Description

线圈脱扣器、脱扣行程检测装置、传动系统及断路器

技术领域

本公开属于气体绝缘高压开关设备技术领域，涉及一种线圈脱扣器、脱扣行程检测装置、传动系统及断路器。

背景技术

随着经济社会的快速发展，用户对电网的可靠性要求越来越高。高压开关作为关合、开断、承载电流的重要元器件，其可靠性对电网的重要性不言而喻，线圈脱扣器(电磁脱扣器)是高压开关上用于触发操作机构进行合闸、分闸、分合分操作的重要元器件，故此一款可靠、稳定、低故障率的线圈脱扣器对高压开关非常重要。断路器操作机构上的线圈脱扣器在电网客户现场经常出现线圈绝缘下降，线圈电阻变小，漆包线绝缘破坏，线圈匝间短路，导致断路器无法电动合闸，无法电动分闸。

目前，国内大部分国产断路器厂家使用的线圈脱扣器结构如图8所示：一个铁芯1'、一个绝缘固定座2'、一个线圈3'、两个接头4'、四个固定件螺栓5'、一个固定件6'、两组调整螺栓7'以及一个手动操作按钮8'。接头4'用于接通二次回路，通电后线圈3'得电，铁芯1'励磁运动，驱动操作机构动作。绝缘固定座2'，固定件螺栓5'，固定件6'为起固定作用件，调整螺栓7'用于调整铁芯行程，手动操作按钮8'用于紧急情况手动操作。

现有技术的该种结构的缺点：(1)线圈尺寸大，成本高；(2)线圈外露，线圈绝缘容易被破坏；(3)结构复杂，调整工作量大；(4)无金属外壳，散热性能差，防护等级差；以及(5)无法对脱扣行程进行检测，存在安全隐患。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种线圈脱扣器、脱扣行程检测装置、传动系统及断路器，能够解决现有技术中存在的至少一个技术问题，实现对线圈提供更好的保护作用以及断路器的安全可靠的运行。

为解决上述技术问题，根据本公开的第一个方面，提供了一种线圈脱扣器，具有中心轴线，包括：固定支撑部；线圈组件，安装在所述固定支撑部上，具有沿所述中心轴线延伸的线圈内孔；以及铁芯顶杆组件，沿所述中心轴线延伸，设置在所述线圈内孔中，其特征在于：所述固定支撑部为壳体组件，所述壳体组件包括：外环形壁，沿所述中心轴线延伸；内环形，沿所述中心轴线延伸；环形腔，形成在所述外环形壁和所述内环形壁之间，所述线圈组件设置在所述环形腔内；以及壳体内孔，沿所述中心轴线延伸，形成在所述内环形壁的径向内侧，所述铁芯顶杆组件设置在所述壳体内孔内。

由于线圈组件设置在壳体组件的环形腔内，壳体组件的外环形壁和内环形壁围绕着线圈组件，对线圈组件提供保护作用，避免线圈组件在断路器安装、维护和工作过程中被破坏。

进一步地，所述壳体组件为分体结构，包括布置在所述中心轴线的第一端方向的第一壳体和布置在所述中心轴线的第二端方向的第二壳体，所述壳体组件的所述外环形壁、所述内环形壁、所述环形腔和所述壳体内孔各自均包括形成在所述第一壳体内的第一段和形成在所述第二壳体内的第二段。

由于壳体组件包括分体设置的第一壳体和第二壳体，使得可以沿中心轴线的两端将二者向线圈组件和铁芯顶杆组件靠近而将线圈组件和铁芯顶杆组件安装在二者之间，由此便于线圈脱扣器的组装。

进一步地，所述铁芯顶杆组件包括沿所述中心轴线延伸的铁芯和顶杆，所述铁芯的第一端延伸到所述第一壳体的外部，第二端与所述顶杆的第一端连接，所述顶杆的第二端延伸到所述第二壳体的外部；所述第一壳体的所述壳体内孔内设置有用于支撑和引导所述铁芯的第一导向套；所述第二壳体的所述壳体内孔内设置有用于支撑和引导所述顶杆的第二导向套。

通过设置第一导向套和第二导向套，导向件，可以确保铁芯顶杆组件可靠的居中运动，保证顶杆的稳定的行程。

进一步地，所述铁芯具有朝向第一端延伸的铁芯第一孔和朝向第二端延伸的铁芯第二孔；所述铁芯顶杆组件还包括沿所述中心轴线布置的止挡套、复位弹簧和连接螺钉，所述止挡套具有止挡法兰，所述连接螺钉连接到所述铁芯第一孔，从而将所述止挡套连接到所述铁芯的第一端，所述复位弹簧沿所述中心轴线设置在所述止挡法兰和所述第一壳体之间；所述顶杆的第一端插入到所述铁芯第二孔中，所述顶杆的第二端设置有两个调节螺母。

通过设置止挡套，实现铁芯顶杆组件向第一端方向复位，并且通过设置在顶杆的第二端的调节螺母，实现铁芯顶杆组件的行程调节。

进一步地，所述顶杆的第二端的外表面设置有顶杆环槽；所述铁芯第二孔内设置有粘结剂，所述粘结剂在所述铁芯第二孔的内表面和所述顶杆的第二端的外表面之间延伸，并与所述顶杆环槽接合。

通过粘结剂与顶杆环槽的接合，可以更可靠地将铁芯和顶杆连接为一体。

进一步地，所述第一壳体和第二壳体由金属制成。

由于采用了金属制成的第一壳体和第二壳体，提高了线圈组件的散热性能，以及保证了线圈组件IP65的防护等级。

进一步地，所述线圈组件包括：线圈支架，具有沿所述中心轴线延伸的套筒部和位于所述套筒部两端的端部凸缘，使得所述线圈支架的外表面形成环形的绕线腔；线圈，形成在所述线圈支架的所述绕线腔内；以及电工胶布，缠绕在所述线圈支架的所述端部凸缘以及所述线圈的外部，以形成一体的所述线圈组件。

通过该结构，可以更好地实现对线圈的保护，进一步确保实现所述线圈组件的绝缘等级。

根据本公开的另一个方面，提供了一种脱扣行程检测装置，其特征在于，包括：前述的任一项所述的线圈脱扣器；被检测元件，设置在所述线圈脱扣器的铁芯顶杆组件的第一端；传感器，通过传感器支架设置在所述壳体组件的第一端，感测所述被检测元件的位置而提供与所述铁芯顶杆组件的退回位置相对应的行程感测信号；处理单元，基于来自所述传感器的行程感测信号而确定所述铁芯顶杆组件的退回位置是否符合所述线圈脱扣器的预设行程要求；以及输出单元，与所述处理单元连接，输出检测结果、报警信号和/或控制信号。

通过对铁芯顶杆组件退回位置的行程检测，可以更及时地发现线圈脱扣操作中存在的脱扣行程异常问题，以便工作人员更及时地进行处理，提高了断路器工作的安全性。

根据本公开的再一个方面，提供了一种断路器的传动系统，其特征在于，包括：

合闸脱扣器和分闸脱扣器，均采用前述任一项所述的线圈脱扣器，并安装在所述断路器的壳体上；合闸致动杠杆和分闸致动杠杆，分别可枢转地安装在所述断路器的壳体上，并分别由所述合闸脱扣器和分闸脱扣器致动；储能轴和操动轴，所述储能轴上安装有盘形凸轮，所述操动轴上安装有转动杠杆和操动杠杆，其中，所述盘形凸轮上的凸起部能够击打所述转动杠杆上的操动滚轮以使所述转动杠杆旋转，所述操动杠杆的一端连接在所述操动轴上，并且另一端为自由端，所述转动杠杆和所述操动杠杆18.24配置为当所述转动杠杆沿逆时针转动或所述操动杠杆沿顺时针转动时，二者同步转动；合闸棘爪、分闸棘爪平衡杠杆和分闸棘爪，其中，所述合闸棘爪具有一个与所述合闸致动杠杆接合的滚轮以及一个与所述盘形凸轮接合的合闸棘爪控制端，所述分闸棘爪平衡杠杆具有一个与所述分闸致动杠杆接合的滚轮以及一个与所述分闸棘爪接合的滚轮，所述分闸棘爪枢接在所述转动杠杆上；合闸弹簧和分闸弹簧，所述合闸弹簧的下端具有合闸弹簧垫板，所述合闸弹簧垫板连接到一合闸弹簧用连杆的下端，所述合闸弹簧用连杆的上端连接到所述所述盘形凸轮上的连杆枢接点，所述分闸弹簧的下端具有分闸弹簧垫板，所述分闸弹簧垫板连接到一分闸弹簧连杆的下端，所述分闸弹簧连杆的上端连接到所述操动杠杆的自由端；以及灭弧单元和绝缘拉杆，所述灭弧单元中具有静触点和动触点，所述绝缘拉杆的上端连接到所述灭弧单元22内的所述动触点，下端连接到所述分闸弹簧连杆的上端。

通过该传动系统，可以实现断路器的分合闸操作，并且合闸弹簧弹簧的储能在实现合闸操作的同时又能转化为分闸弹簧弹簧的储能，不需要为分闸弹簧提供另外的储能机构，简化了结构并能节约能源。

根据本公开的又一个方面，提供了一种断路器，具有前述任一项所述的线圈脱扣器、或者前述的脱扣行程检测装置、或者前述的传动系统。

本公开的断路器具有更好的绝缘性能，工作稳定可靠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1是根据本公开的一个实施例的线圈脱扣器的立体结构示意图，其中省略了铁芯顶杆组件的弹簧复位结构；

图2是图1所示的线圈脱扣器的从另一个角度观察的立体结构示意图；

图3是图1所示的线圈脱扣器的剖视结构示意图，其中示出了铁芯顶杆组件的弹簧复位结构；

图4是图1所示的线圈脱扣器的立体剖视结构示意图；

图5是图1所示的线圈脱扣器的立体分解剖视结构示意图；

图6是根据本公开的一个实施例的脱扣行程检测装置的剖视结构示意图；

图7是根据本公开的一个实施例的断路器的传动系统的结构示意图；

图8是现有技术的线圈脱扣器的剖视结构示意图。

附图标号说明：

1'、铁芯； 2'、绝缘固定座； 3'、线圈；

4'、接头； 6'、固定件； 7'、调整螺栓；

8'、手动操作按钮；

1、壳体组件； 1.1、第一壳体； 1.2、第二壳体；

1.3、环形腔； 1.31、第一段环形腔； 1.32、第二段环形腔；

1.3a、外环形壁； 1.3b、内环形壁；

1.4、壳体内孔； 1.6、缓冲垫圈；

2、线圈组件； 2.1、线圈支架； 2.2、线圈；

2.3、电工胶布；

4.1、第一导向套； 4.2、第二导向套；

5、铁芯顶杆组件； 5.1、铁芯； 5.2、顶杆；

5.3、粘结剂； 5.4、止挡套； 5.5、复位弹簧；

5.6、连接螺钉； 5.7、调节螺母； 5.8、垫圈；

6、接线端子；

81、被检测元件； 82、传感器； 83、处理单元；

84、输出单元； 86、传感器支架；

18.4、合闸弹簧； 18.4.1、合闸弹簧垫板； 18.6、盘形凸轮；

18.7、转动杠杆； 18.7.1、操动滚轮； 18.8、分闸脱扣器；

18.9、分闸棘爪； 18.9.1、分闸棘爪平衡杠杆； 18.9.2、分闸致动杠杆；

18.10、合闸弹簧用连杆；18.11、分闸弹簧； 18.11.1、分闸弹簧垫板；

18.14、储能轴； 18.15、分闸缓冲器； 18.16、合闸脱扣器；

18.17、合阐棘爪； 18.17.1、合闸致动杠杆； 18.19、合闸缓冲凸轮；

18.22、操动轴； 18.23、滚轴； 18.24、操动杠杆；

18.27、分闸弹簧用连杆； 18.27.1、绝缘拉杆； 18.31、闭锁凸轮；

18.41、合闸缓冲器； 18.41.1、缓冲滚轮； 22、灭弧单元。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。

图1是根据本公开的一个实施例的线圈脱扣器的立体结构示意图，图2是图1所示的线圈脱扣器的从另一个角度观察的立体结构示意图，图3是图1所示的线圈脱扣器的剖视结构示意图，图4是图1所示的线圈脱扣器的立体剖视结构示意图，图5是图1所示的线圈脱扣器的立体分解剖视结构示意图。

参见图1至图5，线圈脱扣器具有中心轴线，并包括：壳体组件1、设置在壳体组件1内的线圈组件2以及设置在线圈组件2内的铁芯顶杆组件5。线圈组件具有沿中心轴线延伸的线圈内孔；铁芯顶杆组件5也沿中心轴线延伸，并设置在线圈内孔中。壳体组件1作为固定支撑部，由两个半体构成，分别为第一壳体1.1和第二壳体1.2。壳体组件1作为一个整体，内部形成一个环形腔1.3以及位于环形腔1.3内侧的壳体内孔1.4。环形腔1.3由沿中心轴线延伸的外环形壁1.3a和内环形壁1.3b限定，由此，线圈组件2设置在环形腔1.3内；壳体内孔1.4形成在内环形壁1.3b的径向内侧，铁芯顶杆组件5设置在壳体内孔1.4内。

由于线圈组件2设置在壳体组件1的环形腔1.3内，壳体组件1的外环形壁1.3a和内环形壁1.3b围绕着线圈组件2，对线圈组件2提供保护作用，避免线圈组件2在断路器安装、维护和工作过程中线圈组件被破坏。

壳体组件1的外环形壁1.3a、内环形壁1.3b、环形腔1.3和壳体内孔1.4各自均包括形成在第一壳体1.1内的第一段和形成在第二壳体1.2内的第二段。

由于壳体组件1包括分体设置的第一壳体1.1和第二壳体1.2，使得可以沿中心轴线的两端将二者向线圈组件2和铁芯顶杆组件5靠近而将线圈组件2和铁芯顶杆组件5安装在二者之间，由此便于线圈脱扣器的组装。

参见图3至5，可以看到，铁芯顶杆组件5包括沿中心轴线延伸的铁芯5.1和顶杆5.2。其中，铁芯5.1具有朝向第一端(各图中左端)延伸的铁芯第一孔5.11和朝向第二端(各图中右端)延伸的铁芯第二孔5.12。顶杆5.2的第一端插入到铁芯第二孔5.12中，使得二者形成一个整体。从图中还可以看到，顶杆5.2的第一端的外表面设置有顶杆环槽5.21；铁芯第二孔5.12内设置有粘结剂5.3，粘结剂5.3在铁芯第二孔5.12的内表面和顶杆5.2的第二端的外表面之间延伸，并与顶杆环槽5.21接合。通过粘结剂5.3与顶杆环槽5.21的接合，可以更可靠地将铁芯5.1和顶杆5.2连接为一体。

从图3中还可以看到，铁芯连杆组件5还包括弹簧复位结构，弹簧复位结构设置在铁芯顶杆组件3的左端，包括沿中心轴线布置的止挡套5.4、复位弹簧5.5和连接螺钉5.6。止挡套5.4具有止挡法兰，连接螺钉5.6连接到铁芯第一孔5.11，从而将止挡套5.4连接到铁芯5.1的第一端，复位弹簧5.5沿中心轴线设置在止挡法兰和第一壳体1.1之间。

铁芯顶杆组件5的左端的弹簧复位结构中，止挡套5.4受复位弹簧5.5施压，在脱扣动作完成后，使铁芯顶杆组件5向左退回到初始位置。

铁芯顶杆组件5的右端(即顶杆5.2的第二端)为用于实现脱扣动作的致动端。顶杆5.2的第二端设置有两个调节螺母5.3，用以调节铁芯顶杆组件5向左退回的初始位置，借此可以调节铁芯顶杆组件5的行程范围。

从图3至5还可以看到，铁芯5.1的第一端延伸到第一壳体1.1的外部，第二端与顶杆5.2的第一端连接，顶杆5.2的第二端延伸到第二壳体1.2的外部。第一壳体1.1的壳体内孔1.4内设置有用于支撑和引导铁芯5.1的第一导向套4.1；第二壳体1.2的壳体内孔1.4内设置有用于支撑和引导顶杆5.2的第二导向套4.2。通过设置第一导向套4.1和第二导向套4.2，导向件，可以确保铁芯顶杆组件可靠的居中运动，保证顶杆的稳定的行程。

另外，第一壳体1.1和第二壳体1.2由金属制成。由于采用了金属制成的第一壳体1.1和第二壳体1.2，提高了线圈组件的散热性能，以及保证了线圈组件IP65的防护等级。

从图3至5还可以看到，线圈组件2包括线圈支架2.1、线圈2.2和电工胶布2.3。线圈支架2.1具有沿中心轴线延伸的套筒部和位于套筒部两端的端部凸缘，使得线圈支架2.1的外表面形成环形的绕线腔。线圈2.2形成在线圈支架2.1的绕线腔内。电工胶布2.3缠绕在线圈支架2.1的端部凸缘以及线圈2.2的外部，以形成一体的线圈组件。通过该结构，可以更好地实现对线圈的保护，进一步确保实现线圈组件的绝缘等级。

另外，从图3至5还可以看到，壳体组件1的环形腔1.3内还设置缓冲垫圈1.6，线圈组件2安装在环形腔1.5内，并且一端抵顶并施压在缓冲垫圈1.6上，缓冲垫圈1.6相应地发生形变，从而确保线圈组件2稳定地保持在环形腔1.3内，避免或减小工作时对线圈组件2的振动冲击。

本公开的线圈脱扣器的线圈优选采用grade2(IEC60317)绝缘等级漆包线，具有较高的绝缘强度，能够彻底解决漆包线绝缘破坏、线圈匝间短路问题(对断路器进行现场试验时线圈脱扣器的线圈的得电的时间比断路器正常操作时得电的时间还要长，可能造成漆包线过热和线圈短路的问题)。而且，本公开在壳体组件内设置了导向件，保证了铁芯顶杆组件的可靠的居中运动，保证顶杆的稳定的行程。另外，本公开采用了金属制成的外壳组件，提高了线圈的散热性能，能够确保线圈脱扣器的线圈具有IP65的防护等级。

图6示出了根据本公开的一个实施例的脱扣行程检测装置的剖视结构示意图。

参见图6，可以看到，该脱扣行程检测装置包括前面提到的线圈脱扣器，并且进一步包括：被检测元件81，设置在线圈脱扣器的铁芯顶杆组件5的第一端；传感器82，通过传感器支架86设置在壳体组件1的第一端，感测被检测元件81的位置而提供与铁芯顶杆组件5的退回位置相对应的行程感测信号；处理单元83，基于来自传感器82的行程感测信号而确定铁芯顶杆组件的退回位置是否符合线圈脱扣器的预设行程要求；以及输出单元84，与处理单元83连接，输出检测结果、报警信号和/或控制信号。

通过对铁芯顶杆组件退回位置的行程检测，可以更及时地发现线圈脱扣操作中存在的脱扣行程异常问题，以便工作人员更及时地进行处理，提高了断路器工作的安全性。

图7是根据本公开的一个实施例的断路器的传动系统的结构示意图。

参见图7，断路器的传动系统(也可以称为操作机构)包括：

合闸脱扣器18.16和分闸脱扣器18.8，均采用前面提到的本公开的线圈脱扣器，并安装在断路器的壳体上；

合闸致动杠杆18.17.1和分闸致动杠杆18.9.2，分别可枢转地安装在断路器的壳体上，并分别由合闸脱扣器18.16和分闸脱扣器18.8致动；

储能轴18.14和操动轴18.22，储能轴18.14上安装有盘形凸轮18.6，操动轴18.22上安装有转动杠杆18.7和操动杠杆18.24，其中，盘形凸轮18.6上的凸起部能够击打转动杠杆18.7上的操动滚轮18.7.1以使转动杠杆18.7旋转，操动杠杆18.24的一端连接在操动轴18.22上，并且另一端为自由端，转动杠杆18.7和操动杠杆18.24配置为当转动杠杆18.7沿逆时针转动或操动杠杆18.24沿顺时针转动时，二者同步转动；

合闸棘爪18.17、分闸棘爪平衡杠杆18.9.1和分闸棘爪18.9，其中，合闸棘爪18.17具有一个与合闸致动杠杆18.17.1接合的滚轮以及一个与盘形凸轮18.6接合的合闸棘爪控制端，分闸棘爪平衡杠杆18.9.1具有一个与分闸致动杠杆18.9.2接合的滚轮以及一个与分闸棘爪18.17.1接合的滚轮，分闸棘爪18.9枢接在转动杠杆18.7上；

合闸弹簧18.4和分闸弹簧18.11，合闸弹簧18.4的下端具有合闸弹簧垫板18.4.1，合闸弹簧垫板18.4.1连接到一合闸弹簧用连杆18.10的下端，合闸弹簧用连杆18.10的上端连接到盘形凸轮18.6上的连杆枢接点，分闸弹簧18.4的下端具有分闸弹簧垫板，分闸弹簧垫板连接到一分闸弹簧连杆18.27的下端，分闸弹簧连杆18.27的上端连接到操动杠杆18.24的自由端；以及灭弧单元22和绝缘拉杆18.27.1，灭弧单元22中具有静触点和动触点，绝缘拉杆18.27.1的上端连接到灭弧单元22内的动触点，下端连接到分闸弹簧连杆18.27的上端。

以下结合图7，对断路器的运动系统(操作机构)的操作进行说明。图7中所示位置为操作机构未储能，断路器未合闸的状态。其中，合闸弹簧18.4和分闸弹簧18.11均未储能。

1、合闸弹簧储能过程(合闸操作前)

合闸操作前要先实现合闸弹簧18.4的储能。合闸弹簧18.4下端的弹簧垫板18.4.1连接到合闸弹簧用连杆18.10的下端，合闸弹簧用连杆18.10的上端连接到盘形凸轮18.6上的连杆枢接点上。盘形凸轮18.6与电机(通过齿轮组)驱动的储能轴18.14同轴连接，并在储能轴18.14的旋转驱动作用下而旋转。盘形凸轮18.6带动合闸弹簧用杠杆18.10，使合闸弹簧18.1的弹簧垫板18.4.1向上运动，合闸弹簧18.4被压缩以进行储能。盘形凸轮18.6上设置有滚轴18.23，滚轴18.23在盘形凸轮18.6上的径向偏心方向与连杆枢接点在盘凸轮18.6上的径向偏心方向一致。滚轴18.23随盘形凸轮18.6沿顺时针旋转，使得滚轴18.23越过上止点，到达与合闸棘爪18.17的端面接触的位置，机构完成储能，具备合闸操作的条件。

2、合闸操作过程(含分闸弹簧储能过程)

合闸操作时，合闸脱扣器18.16的线圈得电励磁，致动端伸出以抵顶合闸致动杠杆18.17.1的右端的上侧。合闸致动杠杆18.17.1顺时针旋转，其左端离开与合闸棘爪18.17上的滚轮抵顶接合的止挡位置，使得合闸棘爪18.17可以顺时针旋转而离开与盘形凸轮18.6接合的接合位置，由此盘形凸轮18.6可以顺时针旋转，击打到转动杠杆18.7上的滚轮(重载轴承)18.7.1上，释放能量使转动杠杆18.7围绕操动轴18.22逆时针旋转。转动杠杆18.7带动操动杠杆18.24使操动杠杆18.24的自由端向上运动，进而带动分闸弹簧用连杆18.24向上运动。分闸弹簧用连杆18.24带动分闸弹簧18.11的下端的弹簧垫板向上运动，对分闸弹簧18.11进行储能。分闸弹簧用连杆18.27的上端推动绝缘拉杆18.27.1向上运动，使灭弧单元(灭弧室)22内的触点接触，完成合闸操作(断路器处于通路状态)，同时在该状态下完成了分闸弹簧18.11的储能，具备了分闸操作的条件。

分闸棘爪18.9安装在转动杠杆18.7上并随之旋转。在合闸状态下，分闸棘爪18.9的左端扣合在棘爪平衡杠杆18.9.1的右端上部的滚轮上。分闸致动杠杆18.9.2的上端抵接在棘爪平衡杠杆18.9.1的右端下部的滚轮上，防止棘爪平衡杠杆18.9.1沿顺时针旋转，并通过棘爪平衡杠杆18.9.1右端上部的滚轮对分闸棘爪18.9左端的支撑作用，防止转动杠杆18.7沿顺时针方向转动，从而使断路器保持合闸状态。

盘形凸轮18.6上一体形成有与之同步旋转的合闸缓冲凸轮18.19。合闸缓冲器18.41包括设置在断路器的壳体上的可上下移动的缓冲滚轮18.41.1。缓冲滚轮18.41.1位于合闸缓冲凸轮18.19的径向外侧。在合闸操作过程中，当盘形凸轮顺时针旋转，使得盘形凸轮18.6的凸起部击打转动杠杆18.7上的滚轮18.7.1，以使转动杠杆18.7逆时针旋转。在这之后，缓冲凸轮18.19上的凸起部接触并迫使合闸缓冲器18.41的缓冲滚轮18.41.1使之向下运动，从而越过缓冲滚轮18.41，同时，合闸缓冲器18.41通过缓冲滚轮18.41.1缓冲盘形凸轮18.6的动作并吸收合闸弹簧18.4的能量。盘形凸轮18.6在沿顺时针越过下止点后，在合闸弹簧18.4的作用下再沿逆时针反方向旋转到下止点位置，此时合闸缓冲凸轮18.19的凸起部再次与缓冲滚轮18.41.1接触而被止挡，然后盘形凸轮18.6及位于其上的合闸缓冲凸轮18.19最终停留在图示的静止状态(即下止点位置)，以备再次进行合闸储能。

3、合闸机械闭锁结构及原理

再次合闸储能在合闸状态下完成，以便在分闸操作后可以快速执行再次合闸动作。因此，在正常的合闸状态下，合闸弹簧是处于储能状态的。

为避免在合闸状态下由于合闸脱扣器的误操作导致储能后的合闸弹簧的能量被错误释放，导致盘形凸轮等发生空操作而造成内部结构损坏，因此需要用到合闸机械闭锁结构。合闸机械闭锁结构的作用是，当断路器处于合闸位置，且合闸弹簧处于储能状态时，即便合闸脱扣器得电励磁而动作，也能确保盘形凸轮不发生动作，合闸弹簧不释放能量。

合闸机械闭锁结构包括一个可枢转地安装在断路器壳体上的闭锁凸轮18.31以及一个闭锁连杆，闭锁凸轮18.31通过闭锁连杆连接到转动杠杆18.7上从而与转动杠杆18.7联动。当合闸过程中转动杠杆18.7在盘形凸轮18.6的作用下沿逆时针旋转到达合闸位置时，闭锁凸轮18.31相应地逆时针旋转到达闭锁位置。在该闭锁位置闭锁凸轮18.31的一个凸起部位于合闸致动杠杆18.17.1的左端上方，防止合闸致动杠杆18.17.1沿顺时针旋转，因此合闸致动杠杆18.17.1保持抵顶合闸棘爪18.17的状态，从而通过合闸棘爪18.17阻止盘形凸轮18.6旋转，实现合闸机构闭锁。

在操作机构执行分闸操作时，闭锁凸轮18.31随转动杠杆18.7顺时针旋转，离开闭锁位置而解除闭锁状态。因此，当分闸操作后，可以再次进行合闸操作。

4、分闸操作过程

在合闸状态下(分闸操作前)，分闸弹簧18.11处于储能位置。

分闸操作时，分闸脱扣器18.8的线圈得电励磁，致动端伸出以抵顶分闸致动杠杆18.17.1的下端的右侧。分闸致动杠杆18.9.2顺时针旋转，其上端离开与棘爪平衡杠杆18.9.1右端下部的滚轮抵顶接合的止挡位置，使得棘爪平衡杠杆18.9.1可以顺时针旋转，使得棘爪平衡杠杆18.9.1的右端上端的滚轮离开与分闸棘爪18.9的左端接合的接合位置，由此允许转动杠杆18.7沿顺时针旋转。在此状态下，分闸弹簧18.11释放能量，通过分闸弹簧用连杆18.27带动绝缘拉杆18.27.1向下运动，使灭弧单元(灭弧室)22内的触点脱离，完成分闸操作(断路器处于断路状态)。

转动杠杆18.7与分闸弹簧18.11之间设置有分闸缓冲器(液压缓冲器)18.15，缓冲断路器的分闸动作并使断路器保持在图示的分闸状态。

通过该传动系统，可以实现断路器的分合闸操作，并且合闸弹簧弹簧的储能在实现合闸操作的同时又能转化为分闸弹簧弹簧的储能，不需要为分闸弹簧提供另外的储能机构，简化了结构并能节约能源。

由于采用了本公开的线圈脱扣器，本公开的断路器具有更好的绝缘性能，工作稳定可靠。

以上仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。

Claims (10)

1.线圈脱扣器，具有中心轴线，包括：

固定支撑部；

线圈组件(2)，安装在所述固定支撑部上，具有沿所述中心轴线延伸的线圈内孔；以及

铁芯顶杆组件(5)，沿所述中心轴线延伸，设置在所述线圈内孔中，

其特征在于：所述固定支撑部为壳体组件(1)，所述壳体组件(1)包括：

外环形壁(1.3a)，沿所述中心轴线延伸；

内环形壁(1.3b)，沿所述中心轴线延伸；

环形腔(1.3)，形成在所述外环形壁(1.3a)和所述内环形壁(1.3b)之间，所述线圈组件(2)设置在所述环形腔(1.3)内；以及

壳体内孔(1.4)，沿所述中心轴线延伸，形成在所述内环形壁(1.3b)的径向内侧，所述铁芯顶杆组件(5)设置在所述壳体内孔(1.4)内。

2.根据权利要求1所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述壳体组件为分体结构，包括布置在所述中心轴线的第一端方向的第一壳体(1.1)和布置在所述中心轴线的第二端方向的第二壳体(1.2)，所述壳体组件(1)的所述外环形壁(1.3a)、所述内环形壁(1.3b)、所述环形腔(1.3)和所述壳体内孔(1.4)各自均包括形成在所述第一壳体(1.1)内的第一段和形成在所述第二壳体(1.2)内的第二段。

3.根据权利要求2所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述铁芯顶杆组件(5)包括沿所述中心轴线延伸的铁芯(5.1)和顶杆(5.2)，所述铁芯(5.1)的第一端延伸到所述第一壳体(1.1)的外部，第二端与所述顶杆(5.2)的第一端连接，所述顶杆(5.2)的第二端延伸到所述第二壳体(1.2)的外部；

所述第一壳体(1.1)的所述壳体内孔(1.4)内设置有用于支撑和引导所述铁芯(5.1)的第一导向套(4.1)；

所述第二壳体(1.2)的所述壳体内孔(1.4)内设置有用于支撑和引导所述顶杆(5.2)的第二导向套(4.2)。

4.根据权利要求3所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述铁芯(5.1)具有朝向第一端延伸的铁芯第一孔(5.11)和朝向第二端延伸的铁芯第二孔(5.12)；

所述铁芯顶杆组件(5)还包括沿所述中心轴线布置的止挡套(5.4)、复位弹簧(5.5)和连接螺钉(5.6)，所述止挡套(5.4)具有止挡法兰，所述连接螺钉(5.6)连接到所述铁芯第一孔(5.11)，从而将所述止挡套(5.4)连接到所述铁芯(5.1)的第一端，所述复位弹簧(5.5)沿所述中心轴线设置在所述止挡法兰和所述第一壳体(1.1)之间；

所述顶杆(5.2)的第一端插入到所述铁芯第二孔(5.12)中，所述顶杆(5.2)的第二端设置有两个调节螺母(5.3)。

5.根据权利要求4所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述顶杆(5.2)的第一端的外表面设置有顶杆环槽(5.21)；

所述铁芯第二孔(5.12)内设置有粘结剂(5.3)，所述粘结剂(5.3)在所述铁芯第二孔(5.12)的内表面和所述顶杆(5.2)的第一端的外表面之间延伸，并与所述顶杆环槽(5.21)接合。

6.根据权利要求2所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述第一壳体(1.1)和第二壳体(1.2)由金属制成。

7.根据权利要求1所述的线圈脱扣器，其特征在于，

所述线圈组件包括：

线圈支架(2.1)，具有沿所述中心轴线延伸的套筒部和位于所述套筒部两端的端部凸缘，使得所述线圈支架(2.1)的外表面形成环形的绕线腔；

线圈(2.2)，形成在所述线圈支架(2.1)的所述绕线腔内；以及

电工胶布(2.3)，缠绕在所述线圈支架(2.1)的所述端部凸缘以及所述线圈(2.2)的外部，以形成一体的所述线圈组件。

8.脱扣行程检测装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的线圈脱扣器；

被检测元件(81)，设置在所述线圈脱扣器的铁芯顶杆组件的第一端；

传感器(82)，通过传感器支架(86)设置在所述壳体组件(1)的第一端，感测所述被检测元件(81)的位置而提供与所述铁芯顶杆组件的退回位置相对应的行程感测信号；

处理单元(83)，基于来自所述传感器(82)的行程感测信号而确定所述铁芯顶杆组件的退回位置是否符合所述线圈脱扣器的预设行程要求；以及

输出单元(84)，与所述处理单元(83)连接，输出检测结果、报警信号和/或控制信号。

9.断路器的传动系统，其特征在于，包括：

合闸脱扣器(18.16)和分闸脱扣器(18.8)，均采用根据权利要求1至7中任一项所述的线圈脱扣器，并安装在所述断路器的壳体上；

合闸致动杠杆(18.17.1)和分闸致动杠杆(18.9.2)，分别可枢转地安装在所述断路器的壳体上，并分别由所述合闸脱扣器(18.16)和分闸脱扣器(18.8)致动；

储能轴(18.14)和操动轴(18.22)，所述储能轴(18.14)上安装有盘形凸轮(18.6)，所述操动轴(18.22)上安装有转动杠杆(18.7)和操动杠杆(18.24)，其中，所述盘形凸轮(18.6)上的凸起部能够击打所述转动杠杆(18.7)上的操动滚轮(18.7.1)以使所述转动杠杆(18.7)旋转，所述操动杠杆(18.24)的一端连接在所述操动轴(18.22)上，并且另一端为自由端，所述转动杠杆(18.7)和所述操动杠杆(18.24)配置为当所述转动杠杆(18.7)沿逆时针转动或所述操动杠杆(18.24)沿顺时针转动时，二者同步转动；

合闸棘爪(18.17)、分闸棘爪平衡杠杆(18.9.1)和分闸棘爪(18.9)，其中，所述合闸棘爪(18.17)具有一个与所述合闸致动杠杆(18.17.1)接合的滚轮以及一个与所述盘形凸轮(18.6)接合的合闸棘爪控制端，所述分闸棘爪平衡杠杆(18.9.1)具有一个与所述分闸致动杠杆(18.9.2)接合的滚轮以及一个与所述分闸棘爪(18.17.1)接合的滚轮，所述分闸棘爪(18.9)枢接在所述转动杠杆(18.7)上；

合闸弹簧(18.4)和分闸弹簧(18.11)，所述合闸弹簧(18.4)的下端具有合闸弹簧垫板(18.4.1)，所述合闸弹簧垫板(18.4.1)连接到一合闸弹簧用连杆(18.10)的下端，所述合闸弹簧用连杆(18.10)的上端连接到所述所述盘形凸轮(18.6)上的连杆枢接点，所述分闸弹簧(18.4)的下端具有分闸弹簧垫板，所述分闸弹簧垫板连接到一分闸弹簧连杆(18.27)的下端，所述分闸弹簧连杆(18.27)的上端连接到所述操动杠杆(18.24)的自由端；以及

灭弧单元(22)和绝缘拉杆(18.27.1)，所述灭弧单元(22)中具有静触点和动触点，所述绝缘拉杆(18.27.1)的上端连接到所述灭弧单元(22)内的所述动触点，下端连接到所述分闸弹簧连杆(18.27)的上端。

10.断路器，其特征在于，具有权利要求1至7中任一项所述的线圈脱扣器、或者权利要求8所述的脱扣行程检测装置、或者权利要求9所述的传动系统。