一種用於油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈的製作方法

2023-05-01 13:53:51 1

本實用新型屬於低壓斷路器
技術領域：
，主要涉及一種用於斷路器中油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈。
背景技術：
：斷路器是指能接通、承載以及分斷外部電路工作在正常電路條件下的電流，也能在所規定的非正常電路條件下(典型有過載和短路這兩種形式)下接通、承載一定時間和瞬間分斷電流的一種物理機械開關的電器。低壓斷路器是斷路器的一種，其整個系統一般包括主電路單元、脫扣機構、操作機構等。其中，主電路單元與外部電路相連，操作機構用於接通或斷開主電路單元，脫扣機構則負責在非正常電路條件出現時，通過操作機構斷開主電路單元。因此，脫扣機構對低壓斷路器的分斷性能有著至關重要的影響，特別是在低壓斷路器遇到過載或者短路電流時，必須能夠確保斷開主電路單元(即令斷路器脫扣)，從而保證斷路器和負載端設備的安全。常用的斷路器脫扣機構，主要包括熱磁式脫扣機構和電子式脫扣機構。但是，這兩種脫扣機構經常會出現很多問題。例如，在比較炎熱的工作環境中，熱磁脫扣機構會頻繁跳閘，到了工作溫度較低的環境又容易不跳閘，這樣就容易造成整個配電支路系統癱瘓和設備及人員的生命財產安全損失。而電子式脫扣機構不能屏蔽電磁波的幹擾，經常會因此產生誤跳閘現象，同時該類型的機構也不能適用於直流電領域的保護和溫度變化大的場合。目前，油阻尼液壓電磁式脫扣機構在斷路器上也在使用。油阻尼液壓電磁式脫扣機構主要由電流線圈、油阻尼器桶、鐵芯、磁軛、銜鐵、極靴、阻尼彈簧(內反力彈簧)、阻尼液等等組成。該機構具有過載延時和短路瞬時的特點。但是，當前油阻尼液壓電磁式脫扣機構仍主要應用在於小型塑殼斷路器如額定小電流100A以下，而100A以上是沒有的。這主要是由於油阻尼液壓電磁式脫扣機構本身的脫扣力較小，大電流的脫扣系統的脫扣力相對較大，無法直接適用於具有較大的額定電流低壓塑殼斷路器中。而這與油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈的設計具有密切關係。電流線圈之所以在油阻尼液壓電磁式脫扣機構中起著舉足輕重的作用，乃是因為當電流線圈中通過電流時電流線圈產生磁場，故電流線圈的結構設計直接關係到所產生磁場的大小，而電磁磁場的大小直接影響著油阻尼液壓電磁式脫扣機構的(脫扣特性)性能。傳統的電流線圈設計採用螺旋線直繞式的方法，但這種螺旋線直繞式的電流線圈只能用於小電流低壓斷路器油阻尼液壓電磁式脫扣機構中，無法使用在額定電流較大的電流斷路器油阻尼液壓電磁式脫扣機構中，其原因是在低壓斷路器的脫扣系統空間裡要滿足它的主迴路的電流導電母排平方，如400A以上的大電流按照1mm2通過3.5A的電流計算的話，假設現在低壓斷路器的額定電流為630A，導電母排的橫截面積就需要180mm2。從工藝的角度來說，這麼大的導電迴路的母排完成這麼小的線圈直徑是無法採用直接繞制的方式實現的。技術實現要素：本實用新型目的是：為了將油阻尼液壓電磁式脫扣機構適用於具有較大的額定電流低壓塑殼斷路器中，提供一種用於油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈。具體地說，本實用新型是採用以下技術方案實現的：一種用於油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈，所述線圈包括依次上下層疊的第一U型銅模塊、第二銅模塊和第三U型銅模塊，其中第一U型銅模塊和第三U型銅模塊均為U型開口結構，兩個U型開口相對設置，第二銅模塊設置在第一U型銅模塊和第三U型銅模塊的之間，第一U型銅模塊和第三U型銅模塊的U型開口之間用於設置油阻尼液壓電磁式脫扣機構的油阻尼器桶。通過三個依次上下層疊銅模塊構成電流線圈，即電流線圈整體上採用層疊式結構，從而無需通過傳統繞制的方式製作線圈。U型開口的設計，使得電流線圈中間具有一個線圈的內徑，在這個線圈的內徑中插入油阻尼液壓電磁式脫扣機構的油阻尼器桶，從而可為油阻尼液壓電磁式脫扣機構提供脫扣力的來源。第二銅模塊的設置，則能夠調節線圈的高度大小，能夠適用於不同電流規格產生的不同大小的電磁場的各種場合，如在同一個電流殼架內，互換高矮不同的第二銅模塊可讓不同的規格電流完成斷路器精準脫扣跳閘，同時還可以實現不同電流規格線圈時母排的平方大小的可互換。上述技術方案的進一步特徵在於，所述第二銅模塊為長方體結構。上述技術方案的進一步特徵在於，所述第一U型銅模塊和第三U型銅模塊的U型開口均由一長一短兩個側邊構成，所述第二銅模塊設置於第一U型銅模塊的短側邊和第三U型銅模塊的短側邊之間。上述技術方案的進一步特徵在於，第一U型銅模塊、第二銅模塊和第三U型銅模塊用銅螺栓連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：1、本實用新型電流線圈結構簡單，易於加工和裝配，從工藝角度來說，打破了在額定電流較大的低壓斷路器的使用環境下油阻尼液壓電磁式脫扣系統中的電流線圈無法採用傳統的直接繞制方法的技術瓶頸，從而為將油阻尼液壓電磁式脫扣機構適用於具有較大的額定電流低壓塑殼斷路器中提供了技術支持。2、本實用新型電流線圈所產生的磁場大於螺旋線直繞式電流線圈，這樣在油阻尼液壓電磁式脫扣機構中，油阻尼液壓電磁式脫扣機構中的鐵芯在最下端時受到的電磁力較大，便於油阻尼液壓電磁式脫扣系統在大電流斷路器中得以實現。附圖說明圖1是本實用新型電流線圈的主示意圖。圖2是本實用新型電流線圈的側視圖。圖3是本實用新型電流線圈的三個模塊的示意圖。圖中的標號：1為第一U型銅模塊，2為第二銅模塊，3為第三U型銅模塊，5為斷路器的靜導電橋，9為油阻尼液壓電磁式脫扣機構的油阻尼器桶，4、6、7、8均為銅螺栓，41為斷路器的負載端。具體實施方式下面結合實施例並參照附圖對本實用新型作進一步詳細描述。實施例1：本實用新型的一個實施例，為一種用於油阻尼液壓電磁式脫扣機構的電流線圈，其結構如圖1、圖2所示。該線圈由第一U型銅模塊1、第二銅模塊2、第三U型銅模塊3組成，三個模塊依次上下層疊。第一U型銅模塊1和第三U型銅模3塊均為U型開口結構，兩個U型開口在組裝時必須相對。第一U型銅模塊1的U型開口為半個圓，構成半匝線圈，同樣第三U型模塊3的U型開口也為半個圓，所以將兩個U型口相對，正好組成了一匝線圈。第二銅模塊2設置在第一U型銅模塊1和第三U型銅模塊3的之間，起到接通電流的作用。此銅模塊可互換為高矮不同的模塊，在不同的電流場合，起到調節線圈高矮的效果，從而使得線圈能夠適用於不同電流規格產生的不同大小的電磁場的各種場合，如在同一個電流殼架內，互換高矮不同的第二銅模塊可讓不同的規格電流完成斷路器精準脫扣跳閘，同時還可以實現不同電流規格線圈時母排的平方大小的可互換。第一U型銅模塊1、第二銅模塊2和第三U型銅模塊3需用銅螺栓連接。與斷路器連接時，斷路器的靜導電橋5與第一U型銅模塊1通過銅螺栓8連接，銅螺栓6和銅螺栓7連接著第一U型銅模塊1、第二銅模塊2和第三U型銅模塊3，第三U型銅模塊3與斷路器的負載端41通過銅螺栓4連接。斷路器中油阻尼液壓電磁式脫扣機構的油阻尼器桶9置於第一U型銅模塊1和第三U型銅模塊3的U型開口之間如圖3所示，第一U型銅模塊1和第三U型銅模塊3的U型開口均由一長一短兩個側邊構成，第二銅模塊2設置於第一U型銅模塊1的短側邊和第三U型銅模塊3的短側邊之間。三大銅模塊的結構均非常簡單，尤其是第二銅模塊2，就是一個長方體，在長方體上開有兩個孔(連接銅螺栓用)而已，結構簡單，易於加工和裝配，節約了成本。根據電磁理論知識，通電線圈在其周圍將產生磁場，根據電磁學中的比奧-薩伐爾定律可求得通電線圈周圍產生的磁場。可採用有限元技術對線圈進行電磁有限元計算，根據有限元理論和原理，將電流線圈簡化成有限元計算模型。為了比較在同等條件下兩種電流線圈所產生的磁場的大小，可在兩個電流線圈的同樣位置設計有同樣的鐵芯來比較在兩個線圈中所受到的電磁力的大小。一般而言，斷路器中油阻尼液壓電磁式脫扣機構的油阻尼器桶9中的鐵芯的材料為DT4E，它在磁場中被磁化，在兩個不同線圈中受的電磁力為表1所示：表1同樣的鐵芯在兩個不同線圈中所受電磁力的大小線圈電磁力的大小本實施例的電流線圈0.44264N螺旋式的電流線圈0.3442N可見，本實施例的電流線圈確實能夠達到以下三點益處：(1)該電流線圈創造性的設計能夠成功應用於額定電流較大的電流低壓斷路器油阻尼脫扣系統中，從工藝角度來說打破了在額定電流較大的低壓斷路器油阻尼脫扣系統中的電流線圈無法採用傳統的直接繞制方法的技術瓶頸；(2)如表1所示，在同等條件下該電流線圈所產生的磁場大於螺旋線直繞式電流線圈；(3)該電流線圈加工工藝簡單，節約成本。雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，但實施例並不是用來限定本實用新型的。在不脫離本實用新型之精神和範圍內，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬於本實用新型之保護範圍。因此本實用新型的保護範圍應當以本申請的權利要求所界定的內容為標準。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp