CN100485844C - 高压真空断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及断路器，高压真空断路器，由上接线法兰、下接线法兰、灭弧单元、框架、支架、控制箱等组成，框架固定安装在支架上，三相灭弧单元固定安装在框架上，灭弧单元所有可动部件机械连接到控制箱内弹簧机构上，灭弧单元为灭弧室内装有真空管，动、静触头装在真空管中。本发明灭弧单元采用灭弧室内装有真空管，结构简单，没有爆炸和火灾危险，无污染，燃弧时间短，电弧电压低、能量少，触头的电磨损率低，运行安全可靠，使用寿命长，机械10000寿命次，电寿命达30次。是一种理想的切合电容器组及电抗器组的断路器。

Description

高压真空断路器
技术领域：
本发明涉及机电行业高压开关领域，特别是断路器。
背景技术：
目前断路器一般为两种，一种是少油断路器：一般由灭弧单元、框架、控制箱及支腿等部分组成。灭弧单元的灭弧介质为变压器油，它是靠油气吹弧或冷油吹弧，熄弧能力差，易渗漏油、污染环境。框架是把三相连接起来，由控制箱内的液压机构操动三相联动实现断路器的分合闸操作，其液压机构一般油压在24Mpa至30Mpa之间，压力较高，密封难度较大，渗漏油现象严重，污染环境，且开关每年需进行检修，费用高，电寿命一般在6—8次，机械寿命2000次，其技术参数较低。另一种是SF6断路器：结构与少油断路器基本相同，灭弧单元的灭弧介质为SF6气体，当断路器开断时，动、静弧触头产生电弧，此时SF6以超音速的速度从喷口喷出将电弧熄灭。由于SF6气体高温下在金属、蒸汽和水分的参与下分解，将有如下的反应及生成物：3SF6+2AL→3SF4+2ALF3  SF4+H2O→SOF2+2HF特别SOF2是一种剧毒氟化物，污染环境。该断路器所配机构有液压机构、弹簧机构，电寿命一般为16—20次，机械寿命为2000—6000次。
发明内容：
本发明的目的是解决上述两种断路器不足问题，提供一种高压真空断路器，触头电磨损率低，运行安全可靠，使用寿命长。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：高压真空断路器，由上接线法兰、下接线法兰、灭弧单元、框架、支架、控制箱等组成，框架固定安装在支架上，三相灭弧单元固定安装在框架上，灭弧单元所有可动部件机械连接到控制箱内弹簧机构上，灭弧单元为灭弧室内装有真空管，动、静触头装在真空管中。
所述灭弧单元为灭弧室瓷套内装有真空管，真空管内两端分别装有静端导电夹和动端导电夹，动、静触头置于真空管内并由静端导电夹和动端导电夹固定。灭弧室内腔与支柱瓷套内腔相通，并充有SF6气体。
所述真空管由绝缘筒、动、静盖板和波纹管构成。
所述触头开距≥60mm，波纹管行程≥90mm。
所述灭弧室内导电件内装有触头增力机构，动端导电夹内装配的真空管活动触杆套装在触头增力机构连杆未端，连杆与接头压簧连接。所述压簧为左、右旋向弹簧组合放置。
所述支柱瓷套内的绝缘拉杆与触头增力机构接头连接，端部有密封部件。
所述真空管中真空度为≤10-5Pa。
所述灭弧室与支柱瓷套内腔相通，内部充有0.1MPa压力的SF6气体。
所述灭弧室内装有触头接触增力机构。
所述控制箱内装有电气控制、保护、信号装置和SF6气体压力监视系统及弹簧机构。
所述弹簧操动机构，支架上固定安装有合闸线圈和分闸线圈，合闸线圈与合闸掣子动态连接，合闸掣子转动安装在轴上，轴固定在支架上，合闸掣子与合闸保持掣子动态连接，合闸保持掣子上的合闸挡销一端固定在支架上，一端动态连接在棘轮上，棘轮通过弹簧拉杆与合闸弹簧连接，棘爪轴通过齿轮与电机相联；分闸线圈与分闸掣子动态连接，分闸掣子与分闸保持掣子动态连接，分闸挡销与凸轮动态连接，凸轮与滚子动态连接，凸轮与棘轮同装在棘轮轴上，滚子与拐臂同轴安装在支架上，大拐臂端头连分闸弹簧。
所述凸轮与超越离合器连接，超越离合器为法兰盘内装有超越离合器单向控制机构，其由异型楔块、保持架和复位弹簧构成，保持架围成圆周形，异型楔块装在保持架上，异型楔块上开有弹簧槽，弹簧槽内装有复位弹簧。所述异型楔块形状为偏心圆柱形。
本发明灭弧单元采用灭弧室内装有真空管，结构简单，熄弧过程在密封的真空管中完成，灭弧介质为真空，电弧和炽热的电离气体不会向外界喷溅，不会对周围的绝缘间隙造成闪络或击穿，没有爆炸和火灾危险，无污染，燃弧时间短，电弧电压低、能量少，因而触头的电磨损率低，运行安全可靠，使用寿命长，机械10000寿命次，电寿命达30次。触头行程短，开断速度低，操作功小。对操动机构的强度要求降低。灭弧装置和触头不需进行检修，维护量小。适用于高寒地区使用，能够顺利地开断各种异常短路故障，是一种理想的切合电容器组及电抗器组的断路器。
附图说明：
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明灭弧单元结构示意图。
图3为本发明触头增力机构结构示意图。
图4为本发明弹簧机构结构示意图。
图5为本发明超越离合器单向控制机构示意图。
具体实施方式：
如图1所示的高压真空断路器，灭弧单元1上带有上接线法兰和下接线法兰，框架2固定安装在支架5上，三相灭弧单元固定安装在框架上，灭弧单元如图2所示，所有可动部件机械连接到控制箱3内弹簧操动机构上，电线电缆装入电缆管4中，灭弧单元为灭弧室7内装有真空管8，真空管由绝缘筒、动、静盖板和波纹管构成，真空度为≤10-5Pa，真空管内两端分别装有静端导电夹6和动端导电夹9，动、静触头置于真空管内并装在静端导电夹和动端导电夹上，触头开距≥60mm，波纹管行程≥90mm。灭弧室内腔10与支柱瓷套内腔相通，并充有SF6气体，SF6气体不作为灭弧介质(未经高温断开的SF6气体无毒、无色、无味)，而是用于提高灭弧单元内部的绝缘性能。绝缘拉杆13主要起对地绝缘作用，同时要有一定的机械强度，保证断路器能够正常的分合闸操作，支柱瓷套14主要起外绝缘和密封支撑作用。灭弧室内导电件11内装有如图3所述触头增力机构12，动端导电夹内装配的真空管活动触杆套装在触头增力机构连杆轴孔16，连杆17卡装在壳体18内，连杆与接头20中间装有左、右旋向组合压簧19连接。触头增力机构保证真空管，动、静触头接触良好，降低接触电阻，使断路器运行更加安全可靠。支柱瓷套内的绝缘拉杆与触头增力机构接头连接，端部有密封部件15，保证SF6气体不泄漏，增强断路器内部绝缘性能。断路器操动机构为弹簧操动机构，其结构如图4所示，其是支架上固定安装有合闸线圈33和分闸线圈34，合闸线圈与合闸掣子32动态连接，合闸掣子转动安装在轴上，轴固定在支架上，合闸掣子与合闸保持掣子31动态连接，合闸保持掣子上的合闸挡销30一端固定在支架上，一端动态连接在棘轮28上，棘轮通过弹簧拉杆与合闸弹簧29连接，棘爪轴24通过齿轮与电机相联；分闸线圈与分闸掣子21动态连接，分闸掣子与分闸保持掣子22动态连接，分闸挡销23与凸轮26动态连接，凸轮由超越离合器驱动，凸轮与滚子动态连接，滚子与拐臂25同轴安装在支架上，大拐臂端头连分闸弹簧27。超越离合器为法兰盘内装有超越离合器单向控制机构，其由偏心圆柱形异型楔块35、保持架36和复位弹簧37构成，保持架围成圆周形，异型楔块装在保持架上，异型楔块上开有弹簧槽，弹簧槽内装有复位弹簧。
使用时分闸操作：当分闸电磁铁线圈接受分闸信号后带电，铁芯动作冲击分闸挚子，分闸掣子向顺时针方向旋转，释放分闸保持掣子，分闸保持掣子亦向顺时针方向旋转，并释放分闸挡销，拐臂在分闸弹簧的作用下向逆时针方向转动，拐臂通过与其连接的联杆带动灭弧单元中的拉杆向下运动，使断路器分闸。
合闸操用：当合闸电磁铁线圈接受合闸信号后带电，铁芯动作冲击合闸挚子向顺时针方向转动，释放合闸保持挚子，合闸保持掣子逆时针旋转释放合闸挡销，凸轮同一根轴的合闸弹簧释放，带动凸轮顺时针放射转动，凸轮转动时推动旋转大拐臂转动，并压缩分闸弹簧，拐臂通过联杆带动灭弧单元中拉杆向上运动，使断路器合闸，同时将连在拐臂的分闸弹簧储能，储能时电机启动使棘爪轴旋转，偏心的棘爪轴上的棘爪在转动中与棘轮交替啮合，棘轮逆时针转动，通过拉杆例合闸弹簧储能，能过死点位置后，棘轮轴由合闸弹簧给以逆时针方向的转动力矩，通过合闸挡销被合闸掣子阻挡。以备下一次分闸用。

Claims (9)

1、高压真空断路器，由上接线法兰、下接线法兰、灭弧单元、框架、支架、控制箱组成，框架固定安装在支架上，灭弧单元为三相灭弧单元固定安装在框架上，灭弧单元的所有可动部件机械连接到控制箱内操动机构上，其特征是：灭弧单元(1)的灭弧室内装有真空管，真空管中真空度为≤10-5Pa，动、静触头装在真空管中；操动机构为弹簧操动机构，支架上固定安装有合闸线圈(33)和分闸线圈(34)，合闸线圈与合闸掣子(32)动态连接，合闸掣子转动安装在轴上，轴固定在支架上，合闸掣子与合闸保持掣子(31)动态连接，合闸保持掣子上的合闸挡销(30)一端固定在支架上，一端动态连接在棘轮(28)上，棘轮通过弹簧拉杆与合闸弹簧(29)连接，棘爪轴(24)通过齿轮与电机相联；分闸线圈与分闸掣子(21)动态连接，分闸掣子与分闸保持掣子(22)动态连接，分闸挡销(23)与凸轮(26)动态连接，凸轮由超越离合器驱动，凸轮与滚子动态连接，滚子与拐臂(25)同轴安装在支架上，拐臂端头连分闸弹簧(27)。
2、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：灭弧单元的灭弧室(7)瓷套内装有真空管(8)，真空管一端装有一个静端导电夹(6)，另一端装有一个动端导电夹(9)，动触头、静触头置于真空管内并分别由静端导电夹和动端导电夹固定。
3、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：灭弧室内腔(10)与支柱瓷套内腔相通，并充有0.1MPa压力的SF6气体。
4、根据权利要求2所述的高压真空断路器，其特征是：真空管(8)由绝缘筒、动盖板、静盖板和波纹管构成。
5、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：触头开距≥60mm，波纹管行程≥90mm。
6、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：灭弧室内导电件(6)内装有触头增力机构(12)，动端导电夹内装配的真空管活动触杆套装在触头增力机构连杆轴孔(16)中，连杆(17)与接头(20)由压簧(19)连接。
7、根据权利要求6所述的高压真空断路器，其特征是：支柱瓷套(14)内的绝缘拉杆与触头增力机构接头连接，端部有密封部件(15)。
8、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：控制箱(3)内装有电气控制装置、保护装置、信号装置和SF6气体压力监视系统。
9、根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征是：凸轮与超越离合器连接，超越离合器为法兰盘内装有超越离合器单向控制机构，其由偏心圆柱形异型楔块(35)、保持架(36)和复位弹簧(37)构成，保持架围成圆周形，异型楔块装在保持架上，异型楔块上开有弹簧槽，弹簧槽内装有复位弹簧。
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