用於電力電路的開關的跳閘致動器的製造方法
2023-04-27 00:15:36 2
用於電力電路的開關的跳閘致動器的製造方法
【專利摘要】本公開涉及一種小型的用於電力電路的開關的跳閘致動器，其能夠通過使得延遲時間最小化而以高速將切換機構觸發至電路打開位置，所述跳閘致動器包括：主驅動單元，其構造為包括能夠線性移動的輸出銷的螺線管致動器；以及從驅動單元，其構造為湯姆森驅動單元，所述湯姆森驅動單元包括：斥力板件，其連接到所述輸出銷；以及湯姆森線圈，當電流流經其中時，該湯姆森線圈致使所述斥力板件在斥力下移動，使得所述輸出銷被線性地移動，在打開所述電力電路時，在所述主驅動單元運行之前，所述從驅動單元運行以線性移動所述輸出銷。
【專利說明】用於電力電路的開關的跳閘致動器
【技術領域】
[0001]本說明書涉及一種用於諸如斷路器的電力電路的開關的跳閘致動器，開關和開關裝置，其在電力傳輸和分配系統中斷開或閉合電力電路，並且更特別地涉及一種能夠將切換機構觸發到電路斷開位置(或跳閘位置)的小的、高速的跳閘致動器，所述切換機構提供用於切換觸頭的驅動力。
【背景技術】
[0002]當在電力電路中發生諸如電力不足或電力洩露的故障電流時，為了使電力電路斷路，電力電路的開關裝置需要切換機構，該切換機構是用於將活動觸頭驅動到斷開位置(例如，電路斷路位置或跳閘位置)的機構，在斷開位置中活動觸頭與固定觸頭分隔。此種切換機構使用彈簧的彈力、水壓、氣動力、電子引力等。尤其地，由於諸如高運行可靠性，製造簡易性等良好的性能，使用彈簧彈力的彈簧型切換機構被廣泛地使用。
[0003]為了確保用於斷開電路的彈性能，彈簧型切換機構使用諸如閂鎖的狀態限制機構用於將跳閘彈簧保持在儲能狀態下。彈簧型切換機構還使用小型致動器以將閂鎖操縱到釋放位置，從而釋放被限制的跳閘彈簧以及釋放充入的彈性能。彈簧型切換機構額外地使用諸如多個連杆的驅動力傳送機構，從而將釋放的彈性能傳送到活動觸頭，因此斷開電力電路。
[0004]本公開涉及一種用於電力電路的開關的小型致動器，其能夠將閂鎖操縱(觸發)至釋放位置，使得切換機構能夠被驅動到斷開位置。
[0005]用於電力電路的開關的小型致動器(其將閂鎖操縱到釋放位置使得切換機構被移動到打開位置)的代表可以包括螺線管致動器或永磁致動器。
[0006]可以通過參照下述現有技術的文件，即註冊號為20-0386948(發明名稱:螺線管致動器的防止引入外界物質的結構)的韓國實用新型，以及註冊號為10-1045167 (發明名稱:圓柱形雙穩態永磁致動器)的韓國專利，來理解螺線管致動器或永磁致動器的例子。
[0007]然而，螺線管致動器和永磁致動器響應於線圈的磁性而使用鐵磁質的磁性引力。因此，在驅動力被施加之前，可能導致例如大約5msec (毫秒)至6msec (毫秒)的延遲。當利用保護電路防止線圈的損壞時，其可以將時間延遲大約1msec (毫秒)至13msec (毫秒)。
【發明內容】
[0008]因此，為了避免這些現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種小型的用於電力電路的開關的跳閘致動器，其能夠通過使得延遲時間最小化而以高速將切換機構觸發至電路打開位置。
[0009]為了實現這些以及其他優點並且依照本發明的目的，如在此寬泛地描述的實施例，提供了一種小型的用於電力電路的開關的跳閘致動器，其特徵在於所述跳閘致動器包括:
[0010]主驅動單元，其構造為包括能夠線性移動的輸出銷的螺線管致動器；以及[0011 ] 從驅動單元，其構造為湯姆森驅動單元，所述湯姆森驅動單元包括:斥力板件，其連接到所述輸出銷；以及湯姆森線圈，當電流流經其中時，所述湯姆森線圈致使所述斥力板件在斥力下移動，使得所述輸出銷被線性地移動，在打開所述電力電路時，在所述主驅動單元運行之前，所述從驅動單元運行以線性移動所述輸出銷。
[0012]為了實現這些以及其他優點並且依照本發明的目的，如在此寬泛地描述的實施例，提供了一種用於電力電路的開關的跳閘致動器，其特徵在於所述跳閘致動器包括:
[0013]主驅動單元，其構造為螺線管致動器，該螺線管致動器包括:固定心；活動心，其能移動以接近所述固定心以及遠離所述固定心；驅動線圈，其構造為當被磁化時將磁性引力施加到所述活動心以使其朝向固定心移動；以及觸發銷，其連接到所述活動心以能夠與所述活動心一起線性地移動；以及
[0014]從驅動單元，其包括:斥力板件，其連接到所述觸發銷以能夠與所述觸發銷一起移動並且所述斥力板件由電導體製成；以及湯姆森線圈，其安裝為面向斥力板件並且構造為當被電子控制信號磁化時，產生斥力以使得所述斥力板件遠離所述湯姆森線圈而移動。
[0015]依照本公開的一個方案，所述跳閘致動器還可以包括彈簧，其安裝在所述活動心和所述固定心之間並且構造為將彈力施加至所述活動心，以使得當所述驅動線圈被消磁時，所述活動心遠離所述固定心而移動。
[0016]依照本公開的另一個方案，所述固定心和所述活動心可以由鐵磁質製成。
[0017]通過下文給出的詳細描述，本申請進一步的應用範圍將變得更加明顯。然而，應當理解的是，由於對於本領域技術人員而言，通過詳細的描述，本發明的精神和範圍內的各種變化和改進將變得顯而易見，因此雖然示出了本發明的優選實施例，但是只是通過闡釋性的方式給出了詳細描述和特定的示例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]被包括以提供對本發明的進一步理解的附圖示出了示例性實施例，附圖被併入並構成本說明書的一部分，其與說明書一起用於解釋本發明的原理。
[0019]在附圖中:
[0020]圖1是示出了依照本發明優選的實施例的用於電力電路的開關的跳閘致動器的構造的縱向剖面圖，其示出了從驅動單元和主驅動單元處於非運行狀態的狀態；以及
[0021]圖2是示出了依照本發明優選的實施例的用於電力電路的開關的跳閘致動器的構造的縱向剖面圖，其示出了觸發銷響應於從驅動單元的運行而已經被移動的狀態。
【具體實施方式】
[0022]在下文中，將會參照附圖詳細給出本公開的一個優選示例性實施例的構造和運行效果。
[0023]在下文中，將會參照圖1和圖2，給出依照本發明優選的示例性實施例的用於電力電路的開關的跳閘致動器的構造的描述。
[0024]如圖1示出的，根據優選的示例性實施例的用於電力電路的開關的跳閘致動器100可以粗略地包括主驅動單元I和從驅動單元2。
[0025]主驅動單元I可以構造為螺線管致動器，並且其包括觸發銷16，其為線性活動輸出銷。
[0026]更詳細的,參照圖1，主驅動單元I可以包括固定心15、活動心14、驅動線圈13和作為輸出銷的觸發銷16。
[0027]主驅動單元I可以進一步包括線軸10，第一罩11，第二罩12，以及彈簧17。
[0028]線軸10可以被設置為用於纏繞驅動線圈13的支撐構件。
[0029]第一罩11可以設置為覆蓋線軸10的一端部(例如，圖1中的上端部)的罩部。
[0030]第二罩12可以設置為覆蓋線軸10的另一端部(例如，圖1中的下端部)的罩部。
[0031]彈簧17可以被安裝在活動心14和固定心15之間以將彈力施加到活動心14，使得當所述驅動線圈13被消磁時,活動心14能夠遠離固定心15移動。
[0032]圖1中的附圖標記18表示將跳閘致動器100的全部構件容納在其中的外殼。
[0033]固定心15 (心的位置固定)可以由鐵磁質構成。根據位於固定心15的外側上的圍繞固定心15的驅動線圈13的磁場是否被施加到固定心15,固定心15可被磁化或消磁。
[0034]活動心14可以是由鐵磁質構成的心並且其可以被安裝在面向固定心15的位置，從而可活動地接近以及遠離固定心15。當施加了驅動線圈13的磁場時，活動心14可以移動接近固定心15。當未施加驅動線圈13的磁場時，活動心14可以通過彈簧17的彈力而移動遠離固定心15
[0035]驅動線圈13可以被安裝在固定心15以及活動心14的外側從而圍繞固定心15和活動心14。因此，當驅動線圈13響應於通過連接到驅動線圈13的控制信號線(未顯示)供應的磁化控制電流而被磁化時，驅動線圈13可以對活動心14施加磁性引力以使其朝向固定心15移動。
[0036]觸發銷16可以是輸出軸，S卩，跳閘致動器100的輸出銷。觸發銷16可以與活動心14連接，從而能夠與活動心14 一起線性移動。參照圖1或圖2，觸發器16可以線性地上下移動。
[0037]當被線性移動時，觸發銷16可以位於可與閂鎖接觸的位置，使得諸如斷路器的作為開關的切換驅動單元的切換機構的閂鎖被驅動到釋放位置。
[0038]從驅動單元2可以構造為包括斥力板件20以及湯姆森線圈19的湯姆森驅動單元。在斷開電力電路時，從驅動單元2可以比主驅動單元I更早地(即在主驅動單元I運行之前)運行以作為輸出銷來線性移動觸發銷16。
[0039]斥力板件20可以是由電導體製成的板狀構件。斥力板件20可以與觸發銷16連接以能夠與觸發銷16 —起移動並且可以安裝為面向湯姆森線圈19。
[0040]當湯姆森線圈19響應於通過控制信號線(未顯示)供應給湯姆森線圈19的S磁化控制電流而被磁化時，可以在面向湯姆森線圈19的斥力板件20上感應出渦電流。然後由於通過渦電流產生的磁力和湯姆森線圈19的磁力彼此相互排斥，所以可以產生斥力。因此，沒有大量時間延遲，斥力板件20就可以線性移動遠離湯姆森線圈19 (即圖1中向下)，從而被轉換為圖2中示出的狀態。
[0041]當電流在湯姆森線圈19上流動時，即，作為控制信號的磁化控制電流通過控制信號線被施加到湯姆森線圈19，在湯姆森線圈19和斥力板件20之間可以產生斥力，使得斥力板件20能夠遠離湯姆森線圈19移動。這可以允許觸發銷16在向下方向上被線性地移動到在圖2的示出的位置。
[0042]下文中，將會參照圖1和圖2給出根據優選的實施例的用於電力電路的開關的跳閘致動器100的運行的描述。
[0043]首先，開關的控制器可以檢測到在電力電路中的諸如短路電流或接地故障電流的故障電流的發生，並且然後，通過控制信號線(未顯示)而同時對湯姆森線圈19和驅動線圈13施加作為控制信號的磁化控制電流。響應於磁化控制電流，從驅動單元2可以在主驅動單元I運行之前先運行。
[0044]就是說，當湯姆森線圈19被磁化控制電流磁化時，可以在安裝成面向湯姆森線圈19的斥力板件20上感應出渦電流。然後由於通過渦電流產生的磁力和湯姆森線圈19的磁力彼此相互排斥，所以可以產生斥力。因此，沒有大量時間延遲，斥力板件20就可以線性移動遠離湯姆森線圈19 (即圖1中向下)，從而被轉換為圖2中示出的狀態。
[0045]與斥力板件20連接的觸發銷16可以因此以接觸的方式按壓閂鎖(未顯示)，使得閂鎖被移動到釋放位置。
[0046]在此，主驅動單元I可以在時間延遲之後保持閂鎖的釋放狀態。
[0047]就是說，當驅動線圈13通過與其連接的控制信號線供應的磁化控制電流被磁化時，驅動線圈13可以施加磁性引力以朝向固定心15拉動活動心14。因此，依靠比從驅動單元2的驅動力更強的驅動力，與活動心14連接的觸發銷16可以從圖1的位置線性地移動到圖2的位置。
[0048]線性地向下移動的觸發銷16可以允許閂鎖保持釋放。
[0049]因此，開關的切換機構的跳閘彈簧可以被釋放以釋放儲存的彈性能。從跳閘彈簧釋放的彈性能可以通過諸如多個連杆的驅動力傳送機構(未顯示)被傳送到活動觸頭，使得活動觸頭能夠與相應的固定觸頭分離。電力電路因此可以被打開(斷開)，並且然後可以快速保護電力電路和與電力電路連接的電負載設備免於故障電流。
[0050]在此，根據本公開，儘管是短延遲時間的螺線管致動器，由螺線管致動器構造的主驅動單元I會有長達例如5msec (毫秒)的運行延遲時間，但是即使從驅動單元2具有電響應延遲時間，但是由湯姆森驅動單元構造的從驅動單元2可以僅消耗比Imsec還短的運行時間。因此，從驅動單元2可以高速運行以使得時間延遲最小化並且因此釋放鎖定的閂鎖。其可以提供高速執行電力電路的開關的電路斷開(跳閘)的效果。
[0051]另一方面，在圖2的位置，由於控制信號不再由開關的控制器通過控制信號線向湯姆森線圈19和驅動線圈13施加，可以執行以下運行。
[0052]就是說，沒有磁化控制電流，湯姆森線圈19可以被消磁，並且不再在面向湯姆森線圈19的斥力板件20上感應渦電流。因此，在由渦電流產生的磁力和湯姆森線圈19的磁力之間產生的斥力可以被消除。
[0053]而且，因為也沒有通過連接到驅動線圈13上的控制信號線而施加供應給主驅動單元I的驅動線圈13的激勵電流，驅動線圈13也可以被消磁並且可以消除施加到活動心14以使其朝向固定心15移動的的磁性引力。
[0054]當驅動線圈13被消磁時，安裝在活動心14和固定心15之間的彈簧17可以對活動心14施加彈力以使其遠離固定心15移動。因此,活動心14，觸發銷16和斥力板件20可以從圖2的位置向圖1的位置線性地移動。
[0055]於是觸發銷16可以被定位為遠離以接觸的方式按壓閂鎖的位置。
[0056]如上文所述，在用於電力電路的開關的跳閘致動器100中，構造為湯姆森驅動單元的從驅動單元2可以構造為具有比主驅動單元I更小的電容，其可以導致實現小型、高速的用於電力電路的開關的跳閘致動器。
[0057]跳閘致動器100可以進一步包括彈簧17，其安裝在活動心14和固定心15之間以當驅動線圈13被消磁時，將彈力施加到活動心14以使其遠離固定心15移動。因此，當驅動線圈13被消磁而沒有控制信號施加到螺線管致動器的驅動線圈13時，活動心14可以被自動地回復到與固定心15隔開的位置。
[0058]在用於電力電路的開關的跳閘致動器100中，由於固定心15和活動心14由鐵磁質構成，所以當驅動線圈13被磁化時，它們可以強烈地相互吸引，這允許與活動心14連接的觸發銷16與活動心14 一起移動，從而將閂鎖驅動到釋放位置。
[0059]上述實施例和優勢僅僅是示例性的，而不應被解釋為是對本公開的限制。本教導可以容易地應用到其他類型的設備上。本說明書旨在是闡釋性的，而不是限制權利要求的範圍。對於本領域的技術人員而言，多種替換、改進和變化將是顯而易見的。這裡所描述的示例性實施例的特徵、構造、方法和其他特性可以以各種方式結合，以獲得額外的和/或可選的示例性實施例。
[0060]由於本特徵在不脫離其特性的情況下可具體化為多種形式，所以同樣應當理解的是，除非另有說明，上述實施例不受前述說明書的任何細節所限制，而是應當在所附權利要求所限定的範圍內進行廣義的解釋，因此，落在權利要求的範圍或者這種範圍的等同範圍內的所有修改和改進意圖由所附的權利要求所包含。
【權利要求】
1.一種用於電力電路的開關的跳閘致動器，其特徵在於所述跳閘致動器包括: 主驅動單元，其構造為包括能夠線性移動的輸出銷的螺線管致動器；以及 從驅動單元，其構造為湯姆森驅動單元，所述湯姆森驅動單元包括:斥力板件，其連接到所述輸出銷；以及湯姆森線圈，當電流流經其中時，所述湯姆森線圈致使所述斥力板件在斥力下移動，使得所述輸出銷被線性地移動，在打開所述電力電路時，在所述主驅動單元運行之前，所述從驅動單元運行以線性移動所述輸出銷。
2.一種用於電力電路的開關的跳閘致動器，其特徵在於所述跳閘致動器包括: 主驅動單元，其構造為螺線管致動器，該螺線管致動器包括:固定心；活動心，其能移動以接近所述固定心以及遠離所述固定心；驅動線圈，其構造為當被磁化時將磁性引力施加到所述活動心以使其朝向固定心移動；以及觸發銷，其連接到所述活動心以能夠與所述活動心一起線性地移動；以及 從驅動單元，其包括:斥力板件，其連接到所述觸發銷以能夠與所述觸發銷一起移動並且所述斥力板件由電導體製成；以及湯姆森線圈，其安裝為面向斥力板件並且構造為當被電子控制信號磁化時，產生斥力以使得所述斥力板件遠離所述湯姆森線圈而移動。
3.權利要求2的所述跳閘致動器，進一步包括: 彈簧，其安裝在所述活動心和所述固定心之間並且構造為將彈力施加至所述活動心，以使得當所述驅動線圈被消磁時，所述活動心遠離所述固定心而移動。
4.權利要求2的所述跳閘致動器，其中所述固定心和所述活動心由鐵磁質製成。
【文檔編號】H01H71/24GK104051201SQ201410097635
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2013年3月14日
【發明者】丁映宇 申請人:Ls產電株式會社