CN101178989B - 纵旋式功能复合型真空隔离断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纵旋式功能复合型真空隔离断路器，由三相极柱、操动机构和手车架组成，纵向排列的三相极柱通过可旋转纵梁连为一体，极柱中真空灭弧室被以环氧树脂为主体的复合绝缘材料所包(固)封，在极柱的两端设有可与主回路电联接的动、静触头，纵梁铰支在手车架上，在纵梁中设有驱动真空灭弧室动触头的连杆，内含断路器操作装置、隔离开关操作装置及机械联锁装置和控制装置的一体化操动机构装在手车架前面，它既可驱动连杆装置作直线运动，带动真空灭弧室动触头开断与关合电路，又可使三相极柱做正、反向往复旋转90°，带动两端电连接触头隔离或接通电路。产品具有结构紧凑、易于维护、运行操作安全等优点，特别适合于配开关柜使用。

Description

纵旋式功能复合型真空隔离断路器

所属技术领域

本发明属于高压开关设备技术领域，涉及一种可用于保护和控制高压电气系统的真空隔离断路器。

背景技术

目前，在高压开关设备技术领域中，断路器和隔离开关是两个独立的元件，它们功能单一，而且其三相极柱大多为正面横向布置，存在着结构复杂、外形尺寸大，制造成本高，检修维护不方便，操作和机械联锁麻烦等不足，在配开关柜使用时，不仅使柜体体积大，而且也潜藏有相当严重的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，进而提供一种结构紧凑、外形尺寸小、操作方便、运行安全、易于维护且产品的性价比更具竞争力的纵旋式功能复合型真空隔离断路器。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的纵旋式功能复合型真空隔离断路器由三相极柱、操动机构和手车架三部分组成，其中：三相极柱按前后顺序纵向排列并通过一根接地的可旋转的矩形空心纵梁固定连接成一体，在每相极柱的两端均安装有可与主回路电联接的动触头和静触头，纵梁的两端铰支在手车架上，在纵梁中安装有驱动真空灭弧室动触头的连杆；操动机构固定安装在手车架前面，其内设有断路器用直线驱动操作装置、可往复旋转的隔离开关操作装置以及机械联锁装置和控制装置，操动机构既可驱动连杆装置作直线运动，带动真空灭弧室动触头开断与关合电路，又可使三相极柱做正、反向往复旋转90°，带动两端的电连接触头隔离或接通电路。此外，该断路器三相极柱中真空灭弧室的外表面被以环氧树脂为主体的复合绝缘材料所包(固)封，其上静端与上隔离动触头电连接，下动端通过可拆卸的滑动触点与下隔离动触头电连接。

与现有技术相比，本发明所述的真空隔离断路器将真空断路器的三相极柱与隔离开关的三相极柱合二为一，由此将隔离开关与真空断路器两种常规高压开关产品在结构上合成一体，使操动机构同时具有分合和隔离电路的双重功能，实现了断路器和隔离旋转操作的共箱一体化。在进行隔离操作时，只需将三相极柱由垂直位置旋转90°到水平位置，能给操作者提供可见的隔离断口，功能复合，技术集成，所以，运行操作很方便、很安全。此外，三相极柱的真空灭弧室用以环氧树脂为主的一种复合绝缘材料包封，这种绝缘材料具有优良的绝缘性能和足够的机械强度，能耐受较频繁的冲击负荷和长期的高、低温作用。根据上述设计方案所形成的产品具有结构紧凑、易于维护、运行操作安全、性价比更具竞争力等优点，特别适合于配开关柜使用，可使开关柜的结构简化、体积更小，可靠性更高，同时也便于实施智能化操控和监测。

实际应用中，根据配柜使用要求，本发明所述产品既可做成中置移开式手车，又可做成(派生)固定式装置；可以做成额定电压在1000伏以上的不同电压等级与规格的真空隔离断路器，还可以做成真空隔离负荷开关。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为固封极柱的结构示意图。

图3为双功能一体化操动机构总体布置的示意图。

图4为隔离断路器在隔离位置的结构示意图。

图5为断路器纵向驱动连杆中心与隔离开关极柱旋转轴心重合的结构示意图。

图6为图5的A向视图。

图7为纵向驱动与横向旋转功能转换副的结构示意图。

图8为隔离动触头的侧视图。

图9为隔离动触头的主视图。

具体实施方式

参见附图，本发明所述的纵旋式功能复合型真空隔离断路器由按前后纵向排列并通过纵梁4刚性固定成一体的三相极柱1、2、3以及一体化操动机构5和手车架6三个主要部分组成。三相极柱中的真空灭弧室7外表面分别被以环氧树脂为主体的复合绝缘材料8包封或固封(见图2)，其上静端与上隔离动触头电连接，下动端通过可拆卸的滑动触点与下隔离动触头电连接，主回路导体9从环氧树脂绝缘筒中穿过，为了增加爬电距离和散热效果，在绝缘筒外部还设有若干裙边。每相极柱的中部均固定安装在可旋转的空心矩形纵梁4上，在极柱的两端安装有可与主回路电联接的动触头10和静触头11(静触头11可以安装在相邻的其他主回路设备上，也可以用其它主回路元件替代，但应位于三相极柱1、2、3的旋转平面内)，纵梁4通过两副同轴转动副12和13铰联支撑在手车架6上，在纵梁4中安装有驱动真空灭弧室动触头的连杆24。操动机构5由断路器操作装置14和可往复旋转的隔离开关操作装置15两部分组成，其中的断路器操作装置14由一只涡卷弹簧19，一组镜向对称布置的封闭平面槽凸轮、驱动拐臂以及脱扣装置20和控制装置组成，通过涡卷弹簧19分段释放能量，驱动断路器操作连杆24进行合闸和分闸操作，弹簧19释能一圈，凸轮转动一周，断路器完成分闸和合闸一个循环；隔离开关操作装置15由可做正、反旋转的直流电动机22、齿轮21、螺杆和拔叉以及机械联锁装置17和二次控制回路16组成。纵梁4与拔叉连接端的转动副为法兰支撑转动副，工作时通过直流电动机22的正、反向旋转带动拔叉和纵梁4往复转动90°。制作结构中将两个操作装置及其控制装置16和联锁装置17均被集成分区安装在同一机箱18内(见图3)，机箱18被固定安装在手车架6的前面。

本机操作时，通过手动或电动方式，给断路器操作装置14中的涡卷弹簧19储能和脱扣装置20脱扣，凸轮输出纵向操作力，驱动真空灭弧室7的动触头作直线运动，可以开断与关合电路；给隔离开关操作装置15中的齿轮或电动机22提供操作动力，通过螺杆和拔叉机构带动纵梁4正、反向旋转90°，使上、下隔离动触头10和静触头11隔离或接通主回路。从图4可以看出，本发明的隔离断路器在隔离位置时，具有可见的隔离断口。主回路中真空灭弧室的工作位置以及隔离开关的工作位置还可以通过机构箱体正面对应的位置指示器23显示(见图3)。

为了保证断路器和隔离开关的操作程序要求，防止误操作，在操动机构箱18中还设置了机械联锁装置17，并具有严密的程序控制。当真空灭弧室处于合闸状态时，机械联锁装置17可以阻止三相极柱1、2、3从垂直位置旋转到水平位置；同样，也可以阻止三相极柱1、2、3从水平位置旋转到垂直位置。

另外，为了保证本发明所述的隔离断路器能在操动机构固定不动的情况下，既可以纵向驱动真空灭弧室触头，又能使极柱旋转，结构中采用了断路器驱动连杆24的中心与旋转纵梁4的轴心重合的方式(见图5和图6)，并且在驱动连杆24与断路器操作装置输出轴之间安装设置了纵向驱动与横向旋转功能转换副25(见图7)，在隔离断路器操作时，操动机构与手车架的相对位置固定不变。连接头26被预埋在驱动连杆24中，它可以自由旋转，但在纵向受到约束，不能相对移动位置。通过上述设置使真空隔离断路器的输出中心(包括断路器驱动中心和隔离旋转轴心)重合，在隔离断路器操动时，机构始终固定不动，有利于配柜使用的安全防护要求和缩小柜体尺寸。

本发明的隔离开关动触头的结构如图8和图9所示，它是一种多功能的结构，上、下隔离动触头10可以互换并可以左右摆动1～5mm，能自动调整电接触部位。每个动触头包括有多个勺状触头27，其接触面呈球状，摩擦力小，有利于动、静触头的旋入咬合，勺状触头27与弹簧片28成组对称安装在触头架29的两侧，由钢丝30限位。由于弹簧钢丝的弹性和挠度，在动静触头未咬合时，两排勺状触头27之间的间隙为5～8mm，其开距呈两端大、中间小的分布，有利于触头旋入和旋出；动、静触头在开始接触后还会继续运动，可以清扫与磨合接触表面，这种触头结构的动热稳定性也很好，可以根据额定参数要求组配。

Claims (5)

1.一种纵旋式功能复合型真空隔离断路器，其特征在于它由三相极柱(1、2、3)、操动机构(5)和手车架(6)三部分组成，其中：三相极柱(1、2、3)按前后顺序纵向排列并通过一根接地的矩形空心纵梁(4)固定连接成一体，在每相极柱的两端均安装有可与主回路电联接的动触头(10)和静触头(11)，纵梁(4)的两端铰支在手车架(6)上，在纵梁(4)中安装有驱动真空灭弧室动触头的连杆(24)，三相极柱中真空灭弧室(7)的外表面包封或固封有以环氧树脂为主体的复合绝缘材料(8)，其上静端与上隔离动触头电连接，下动端通过可拆卸的滑动触点与下隔离动触头电连接；操动机构(5)固定安装在手车架(6)前面，其内设有断路器用直线驱动操作装置(14)、可往复旋转的隔离开关操作装置(15)以及机械联锁装置(17)和控制装置(16)，操动机构中的隔离开关操作装置(15)由可做正、反旋转的直流电动机(22)、齿轮(21)、螺杆和拔叉和控制装置(16)组成，通过直流电动机(22)的正、反向旋转带动拔叉和纵梁(4)往复转动90°，操动机构(5)既可驱动连杆装置(24)作直线运动，带动真空灭弧室动触头开断与关合电路，又可使三相极柱(1、2、3)做正、反向往复旋转90°，带动两端的电连接触头(10、11)隔离或接通电路。

2.根据权利要求1所述的纵旋式功能复合型真空隔离断路器，其特征在于：操动机构中断路器操作装置(14)、隔离开关操作装置(15)及其机械联锁装置(17)和控制装置(16)分区间集成于一个机构箱(18)中，当真空灭弧室(7)处于合闸状态时，机械联锁装置(17)阻止三相极柱(1、2、3)从垂直位置旋转到水平位置或阻止三相极柱(1、2、3)从水平位置旋转到垂直位置。

3.根据权利要求

所述的纵旋式功能复合型真空隔离断路器，其特征在于：断路器操作装置(14)输出轴与驱动连杆(24)之间设置有纵向驱动与横向旋转功能转换副(25)，在隔离断路器操作时，操动机构与手车架的相对位置固定不变。

4.根据权利要求1所述的纵旋式功能复合型真空隔离断路器，其特征在于：纵梁(4)的两端设置有同轴转动副(12、13)，其与拔叉连接端为法兰支撑转动副。

5.根据权利要求1所述的纵旋式功能复合型真空隔离断路器，其特征在于：上、下隔离动触头(10)可以互换并可以左右摆动1～5mm，每个动触头(10)均由多个勺状触头(27)、弹簧片(28)以及触头架(29)和定位钢丝(30)组成，勺状触头(27)与弹簧片(28)成组对称排列在触头架(29)两侧，在动触头(10)未与静触头(11)接触的情况下，两排勺状触头(27)之间的间隙为5～8mm，其开距呈两端大、中间小的分布。

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