CN101409176B - 一种真空断路器用主回路结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空断路器用主回路结构，包括真空灭弧室、框架，动端出线、静端出线、动端散热器、静端散热器、软连接夹块焊接组件和上、下绝缘子；框架上固定装有上、下绝缘子，静端出线、动端出线分别固定装在上、下绝缘子上，真空灭弧室安装于静端出线下端，软连接夹块焊接组件的导电夹块与真空灭弧室连接，软连接夹块焊接组件的软连接与动端出线连接，上绝缘子与静端出线之间、下绝缘子与动端出线之间安装有均压环，静端出线上面固定安装静端散热器，动端出线上面安装动端出线散热器。它主要用于额定电压3.6～40.5kV，额定电流5000～8000A，额定短路开断电流63～80kA的真空断路器。能满足额定电流1.1倍温升要求，进行大于万次的分合操作。

Description

一种真空断路器用主回路结构

技术领域  本发明涉及一种承载大电流的真空断路器，具体地说是一种真空断路器使用的主回路结构。

背景技术  自本世纪40年代初起，随着工业、制造水平的提高以及电力需求的不断增加，大容量发电机组的生产制造不仅成为可能，而且成为满足电力市场需求的要求。随着发电机单机容量的不断增大，致使短路电流迅速提高，使普通的中压开关已无法满足开断能力的要求。而制造大电流、高开断真空断路器的关键技术在于主回路结构的设计、制造。目前，国内大电流发电机断路器主回路的设计基本采用悬挂方式，空气绝缘。主回路上、下出线一般采用铸铜件，散热器与出线一体铸造，灭弧室与出线连接均采用端面搭接的方式。这种方式造成主回路外观粗糙，导体电导率低，通流面积小，浪费材料严重，并且散热面积小，主回路电场分布不均，很难满足自然风冷下6300A额定电流的要求。目前国内3.6～40.5kV断路器主回路自然风冷下通流6300A及以上产品未见报道。

发明内容  针对以上现状，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、零部件少、通流能力强、在自然风冷条件下满足6300A额定电流的真空断路器主回路结构。该真空断路器主回路结构具有高强度支撑，能有效抵御220kA峰值电流产生的巨大电动力。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种真空断路器用主回路结构，包括真空灭弧室、框架，动端出线、静端出线、动端散热器、静端散热器、软连接夹块焊接组件和上、下绝缘子；其特征在于：框架上固定装有上、下绝缘子，静端出线、动端出线分别固定装在上、下绝缘子上，真空灭弧室安装于静端出线下端，软连接夹块焊接组件的导电夹块与真空灭弧室连接，软连接夹块焊接组件的软连接与动端出线连接，上绝缘子与静端出线之间、下绝缘子与动端出线之间安装有均压环，静端出线上面固定安装静端散热器，动端出线上面安装动端出线散热器。

本发明的静端出线下端设有环形触指，真空灭弧室静端与静端出线的连接采取端面搭接与用环形触指进行柱面连接相结合的方式，增大搭接面的电流流通截面，降低两者之间的接触电阻，最大限度减少该搭接处的发热量。

静端出线采用几种不同要求加工的导体连接而成，可减小搭接面接触电阻，载流截面设计不小于6000mm²。

本发明的散热器与导电回路分离，降低了制造成本，散热面积大，使主回路有更大的温升裕度，降低了装配及制造的难度，并具有有良好的机械性能。采用上绝缘子与静端出线之间、下绝缘子与动端出线之间安装的均压环来均匀电场。非导流通道采用铝制零部件，可降低制造成本，减轻整体重量。

本发明主要用于额定电压为3.6～40.5kV，额定电流5000～8000A，额定短路开断电流63～80kA的真空断路器。本发明能满足额定电流1.1倍温升要求，满足发电机出口断路器的电寿命要求，满足断路器M2级的机械寿命要求，即能进行大于10000次的分合操作。

附图说明  图1为主回路的结构示意图，

图2为图1中A部内部结构示意图，

图3为静端出线的结构示意图，

图4为动端出线的结构示意图，

图5为软连接夹块焊接组件的结构示意图，

图6为静端出线散热器的结构示意图，

图7为动端出线散热器的结构示意图，

图8为均压环的结构示意图。

图中：1-静端散热器，2-静端出线，201-环形触指，3-真空灭弧室，4-软连接夹块焊接组件，5-动端出线，6-动端散热器，701-上绝缘子，702-下绝缘子，8-均压环，9-静端导流排，10-安装座，11-静端铝制支座，12-铝制支撑板，13-动端铝制支座，14-汇流排，15-动端导流排，16-导电夹块，17-软连接片，18-前软连接片，19-连接孔，20-凹槽。

具体实施方式  下面结合附图，对本发明进行进一步说明。

如图1所示：一种真空断路器用主回路结构，包括真空灭弧室3、框架，以及动端出线5、静端出线2、动端散热器6、静端散热器1、软连接夹块焊接组件4和上绝缘子701、下绝缘子702；框架上固定装有上、下绝缘子701、702，静端出线2、动端出线5分别固定装在上、下绝缘子701、702上，真空灭弧室3安装于静端出线2下端，软连接夹块焊接组件4的导电夹块16与真空灭弧室3连接，软连接夹块焊接组件4的软连接片17、18与动端出线5连接，上绝缘子701与静端出线2之间、下绝缘子702与动端出线5之间安装有均压环8，均压环8用于均匀出线与断路器框架之间的电场，静端出线2上面固定安装静端散热器1，动端出线5上面安装动端出线散热器6。静端出线2、静端散热器1、灭弧室3、软连接夹块焊接组件4、动端出线5、动端散热器6构成一次导电回路。

参见图3：静端出线2由静端铝制支座11及铝制支撑板12、静端左、右导流排9、灭弧室安装座10组成；静端左、右导流排9经螺栓连接在静端铝制支座11及铝制支撑板12的两侧，安装座10焊接于静端左、右导流排9下面。

图2示出了真空灭弧室3与静端出线2的搭接结构：安装座10内设有三条环形触指201，三条环形触指201的内侧面与真空灭弧室3静端柱面、即上部柱面紧密贴合，真空灭弧室3顶部与静端出线2端面紧密贴合，静端出线2下部经螺栓与真空灭弧室3上端面连接形成电流通路。静端出线2与真空灭弧室3两者之间即有柱面搭接，又有端面搭接，使两者的结合面积增大，增大搭接面的电流流通截面，降低两者之间的接触电阻，最大限度减少该搭接处的发热量。

参见图4：动端出线5由动端铝制支座13、动端左、右导流排15和汇流排14组成；动端左、右导流排15经螺栓连接在动端铝制支座13两侧，动端左、右导流排15以焊接方式连接在汇流排14两侧。

参见图5：软连接夹块焊接组件4上端设有导电夹块16；导电夹块16的左右两面分别焊接有一软连接片17，导电夹块16的前面焊接有前软连接片18；

导电夹块16设有的连接孔19与真空灭弧室3的动导杆以静配合方式相连接，软连接片17与动端出线5的动端左、右导流排15连接，前软连接片18与动端出线5的汇流排14连接。导电夹块16与三条软连接片焊接连接，减小了搭接面接触电阻。

静端散热器1与动端散热器6的结构分别如图6与图7所示：静端散热器1与动端散热器6均为铝制散热片式散热器；静端散热器1安装于静端出线2两侧，动端散热器6中部设有用于容纳软连接夹块焊接组件4凹槽20，动端散热器6安装于动端出线5两侧。铝制散热片式散热器与导电回路分离，降低成本，散热面积大。

均压环8的结构如图8所示：均压环8是外层包覆有环氧树脂的铝制件。

使用时，操动机构通过连杆带动真空灭弧室3动端上、下运动，完成断路器分、合闸操作功能，达到对电气设备控制和保护的目的。本发明经试验证明在自然风冷条件下满足额定电流6300A的1.1倍即6930A的使用要求；高强度支撑结构满足220kA峰值电流产生的电动力；采用均压环均匀电场满足18kV等级即工频耐压53kV/1min的要求。本发明的散热装置与导电回路分离，静端散热面积达到1200000mm²，动端散热面积达到1100000mm²，并具有优良的风道设计。

Claims (5)

1.一种真空断路器用主回路结构，包括真空灭弧室、框架、动端出线、静端出线、动端散热器、静端散热器、软连接夹块焊接组件、上绝缘子和下绝缘子；其特征在于：所述框架上固定装有所述上绝缘子(701)、所述下绝缘子(702)，所述静端出线(2)、所述动端出线(5)分别固定装在所述上、下绝缘子(701、702)上，所述真空灭弧室(3)安装于所述静端出线(2)下端，所述软连接夹块焊接组件(4)的导电夹块(16)与所述真空灭弧室(3)连接，所述软连接夹块焊接组件(4)的软连接与所述动端出线(5)连接，所述上绝缘子(701)与所述静端出线(2)之间、所述下绝缘子(702)与所述动端出线(5)之间安装有均压环(8)，所述静端出线(2)上面固定安装所述静端散热器(1)，所述动端出线(5)上面安装所述动端散热器(6)；所述静端出线(2)由静端铝制支座(11)及铝制支撑板(12)、静端左、右导流排(9)、灭弧室安装座(10)组成；所述静端左、右导流排(9)经螺栓连接在所述静端铝制支座(11)及所述铝制支撑板(12)的两侧，所述安装座(10)焊接于所述静端左、右导流排(9)下面；所述安装座(10)内设有三条环形触指(201)，所述三条环形触指(201)的内侧面与所述真空灭弧室(3)静端柱面紧密贴合，所述真空灭弧室(3)顶部与所述静端出线(2)端面紧密贴合，所述静端出线(2)下部经螺栓与所述真空灭弧室(3)上端面连接形成电流通路。

2.如权利要求1所述的一种真空断路器用主回路结构，其特征在于：所述软连接夹块焊接组件(4)上端设有所述导电夹块(16)；所述导电夹块(16)的左右两面分别焊接有一软连接片(17)，所述导电夹块(16)的前面焊接有前软连接片(18)；所述导电夹块(16)设有连接孔(19)，所述连接孔(19)与所述真空灭弧室(3)的动导杆以静配合方式相连接。

3.如权利要求2所述的一种真空断路器用主回路结构，其特征在于：所述动端出线(5)由动端铝制支座(13)、动端左、右导流排(15)和汇流排(14)组成；所述动端左、右导流排(15)经螺栓连接在所述动端铝制支座(13)两侧，所述动端左、右导流排(15)焊接在所述汇流排(14)两侧；所述软连接片(17)与所述动端出线(5)的所述动端左、右导流排(15)连接，所述前软连接片(18)与所述动端出线(5)的所述汇流排(14)连接。

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种真空断路器用主回路结构，其特征在于：所述静端散热器(1)与所述动端散热器(6)为铝制散热片式散热器；所述静端散热器(1)安装于所述静端出线(2)两侧，所述动端散热器(6)中部设有凹槽(20)，所述动端散热器(6)安装于所述动端出线(5)两侧。

5.如权利要求4所述的一种真空断路器用主回路结构，其特征在于：所述均压环(8)是外层包覆有环氧树脂的铝制件。

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