CN101599389A - 双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，包括断路器壳体以及密封固定在断路器壳体内部的静触头机构、动触头机构、气缸和带动动触头机构运动的操作机构；静触头机构包括静主触头和静弧触头，动触头机构包括灭弧喷口、动主触头和动弧触头；静触头机构还包括一旋转同时带动静弧触头上下运动的拨叉和供静弧触头上下运动的导轨；动触头机构还包括固定在所述灭弧喷口上方且能随动触头机构上下运动相应推动拨叉旋转的推拉杆。本发明结构设计新颖、合理，各组件连接紧凑且使用操作方便、使用效果好，能有效解决现有自能式断路器灭弧室使用过程中所存在的分合闸操作时动触头行程较大且需要的操作功也较大的实际问题。

Description

双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室

技术领域

本发明属于高压开关设备技术领域，尤其是涉及一种双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室。

背景技术

近些年来，随着对高压电弧的不断深入研究，人们在单压压气式六氟化硫断路器灭弧室的基础上又发明了自能热膨胀式高压六氟化硫断路器灭弧室，其由于利用了电弧自身燃烧的能量，因而使操作功大为减小，技术上前进了一大步。但无论是单压式还是自能式断路器灭弧室，一般都是只有动触头运动，静触头端固定，所以分合闸操作时动触头行程仍较大，所需要的操作功也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其结构设计新颖、合理，各组件连接紧凑且使用操作方便、使用效果好，能有效解决现有自能式断路器灭弧室使用过程中所存在的分合闸操作时动触头行程较大且需要的操作功也较大的实际问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，包括断路器壳体以及密封固定在断路器壳体内部的静触头机构、动触头机构、气缸和带动动触头机构运动的操作机构；静触头机构安装在动触头机构正上方且其包括静主触头和位于静弧触头座上的静弧触头，动触头机构包括灭弧喷口、动主触头和动弧触头，所述动主触头和动弧触头分别与静主触头和静弧触头相对应，其特征在于：所述静触头机构还包括一能绕销轴一旋转且能同步带动静弧触头上下运动的拨叉和安装在静弧触头座上且供静弧触头上下运动的竖向导轨，所述拨叉通过销轴二与静弧触头相铰接，所述静弧触头上对应设置有供销轴二左右移动的横向销孔；所述动触头机构还包括固定在所述灭弧喷口上方且能随动触头机构上下运动相应推动拨叉旋转的推拉杆，所述推拉杆的上端部与拨叉的活动端相对应。

所述导轨的数量为两个且两个导轨对称布设在静触头机构两侧，销轴一固定在两个导轨之间；所述导轨安装在内嵌于静弧触头座内部的横梁上。

所述静弧触头座上部固定在上支撑座上，所述上支撑座依次通过上绝缘支撑、法兰一和上法兰固定在断路器壳体顶部；所述静主触头安装在静弧触头座的下端部外侧且其内侧同轴套装有上触指，所述静弧触头安装在静弧触头座中部且其与静主触头同轴设置；所述静弧触头中下部同轴套装有套筒一且套筒一通过套装在其顶部外侧的护套安装在横梁上，所述套筒一内部从下至上同轴套装有铜套一和中间触指；所述上支撑座与上绝缘支撑之间安装有挡板。

所述上支撑座外侧和静弧触头座的上部外侧分别设置有上屏蔽罩和屏蔽罩一，且上屏蔽罩上开有多个孔；所述上法兰、法兰一、上绝缘支撑、挡板、上支撑座、上屏蔽罩、横梁、屏蔽罩一和静弧触头座组成一个安装为一体的同轴回转体。

所述动触头机构安装在气缸内；所述灭弧喷口包括主喷口和同轴设置在主喷口内部的内喷口且二者间存在间隙。

所述动主触头同轴固定套装在主喷口中下部外侧，所述气缸内所设置的活塞套装在内喷口下部，活塞上部内侧套装有铜套二且动弧触头同轴放置在铜套二上，所述动弧触头和铜套二通过同轴套装在二者外侧的套筒二进行定位压紧，套筒二固定套装在活塞和内喷口之间；所述动弧触头位于内喷口的内部上方，所述活塞与动主触头间固定连接；所述主喷口、内喷口、动主触头、动弧触头和活塞组成一个安装为一体的同轴回转体；从下至上装入活塞的活塞杆即拉杆与位于其下方且由操作机构带动上下移动的绝缘拉杆同轴连接。

所述气缸的底部固定在下支撑座上，所述下支撑座依次通过下绝缘支撑和下法兰上固定在断路器壳体的底板上，所述下支撑座外侧安装有下屏蔽罩且下屏蔽罩上开有多个孔。

还包括分别安装在上支撑座和下支撑座上的进出线路，所述进出线路由分别安装在上支撑座和下支撑座上的触头一和触头二，以及分别安装在触头一和触头二上的上绝缘子和下绝缘子；所述触头一和上绝缘子之间以及触头二和下绝缘子之间组成触指连接。

还包括安装在断路器壳体上的吸附剂及防爆装置和充放气路以及安装在活塞即压气室上的泄压阀。

所述动主触头的上端部内侧对应设置有对主喷口进行定位的定位台阶。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构设计新颖、合理，各组件连接紧凑且使用操作方便。

2、使用效果非常好，本灭弧室一方面继承了自能热膨胀型灭弧室的优点，一方面又通过巧妙的转换机构让动主触头、动弧触头和静弧触头都动作起来，使行程大为减少，从而进一步减小了操作功，具体表述如下：在静触头机构中，除静主触头、静弧触头及相关附件外，另设置有横梁、拨叉、导轨等，通过销轴、导轨等拨叉可以带动静弧触头运动；同样，在动触头机构中，除动主触头、动弧触头、主喷口和内喷口等零部件外，设置有用来推动拨叉转动的推拉杆，以至于当断路器操作机构操作动触头机构运动时，动触头机构上的推拉杆推动静触头机构上的拨叉转动，拨叉又带动静弧触头做相对运动，来加速分合闸；同时，为了该断路器灭弧室的弹簧操作机构操作功不受开断负荷大小的影响，还在活塞下侧设置有泄压阀。综上，由于本发明采用了双动式结构，动触头行程大为减少，弧触头在转换机构的作用下可以上下移动50mm以上；同时由于采用自能热膨胀型结构及泄压阀，使得开断所需的操作功大为减小，且不受开断负荷大小的影响。

3、适用范围广，本发明优先用于电压为252kV的六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备中，也可以应用于其他252kV等级的断路器，是电力系统进行控制和维护的重要设备。

综上所述，本发明结构设计新颖、合理，各组件连接紧凑且使用操作方便、使用效果好，能有效解决现有自能式断路器灭弧室使用过程中所存在的分合闸操作时动触头行程较大且需要的操作功也较大的实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明静触头机构的结构示意图。

图2为本发明动触头机构的整体结构示意图。

图3为本发明处于分闸状态的整体装配图。

附图标记说明：

1-上法兰；   2-法兰一；      3-上绝缘支撑；

4-挡板；     5-上支撑座；    6-上屏蔽罩；

7-导轨；     8-拨叉；        9-横梁；

10-屏蔽罩一；11-静弧触头座； 12-套筒一；

13-静弧触头；14-静主触头；   15-上触指；

16-铜套一；  17-中间触头；   18-护套；

19-轴销一；  20-轴销二；     21-衬套二；

22-上触头；  23-导向环；     24-压板；

25-主喷口；  26-内喷口；     27-动弧触头；

28-套筒二；  29-铜套二；     30-拉杆；

31-活塞；    32-阀片；       33-压环；

34-动主触头；            35-屏蔽罩二；    36-推拉杆；

37-吸附剂盛装及防爆装置；38-屏蔽罩三；    39-气缸；

40-下屏蔽罩；            41-卸压阀；      42-导向件；

43-下支撑座；            44-充放气路；    45-法兰二；

46-操作机构；            47-绝缘拉杆；    48-下绝缘支撑；

49-下绝缘子；            50-下触头；      51-下触指；

52-上绝缘子；            53-顶盖；        54-断路器壳体；

55-静触头机构；          56-动触头机构。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，本发明包括断路器壳体54以及密封固定在断路器壳体54内部的静触头机构55、动触头机构56、气缸39和带动动触头机构56运动(具体是上下移动)的操作机构46。所述静触头机构55安装在动触头机构56正上方且其包括静主触头14和位于静弧触头座11上的静弧触头13，动触头机构56包括灭弧喷口、动主触头34和动弧触头27，所述动主触头34和动弧触头27分别与静主触头14和静弧触头13相对应。所述静触头机构55还包括一能绕销轴一19旋转且能同步带动静弧触头13上下运动的拨叉8和安装在静弧触头座11上且供静弧触头13上下运动的竖向导轨7，所述拨叉8通过销轴二20与静弧触头13相铰接，所述静弧触头13上对应设置有供销轴二20左右移动的横向销孔，销轴一19固定在导轨7上。所述动触头机构56还包括固定在所述灭弧喷口上方且能随动触头机构56上下运动相应推动拨叉8旋转的推拉杆36，所述推拉杆36的上端部与拨叉8的活动端相对应。实际使用过程中，所述销轴二20可以在所述横向销孔中自由转动并可以左右移动。当推拉杆36推动拨叉8绕销轴一19转动时，拨叉8带动静弧触头13沿导轨7上下运动。

本实施例中，所述导轨7的数量为两个且两个导轨7对称布设在静触头机构55两侧，销轴一19固定在两个导轨7之间。所述导轨7安装在内嵌于静弧触头座11内部的横梁9上。同时，两个导轨7间还设置有能保证两个对称导轨7间的距离不变的衬套21。

所述静弧触头座11上部固定在上支撑座5上，所述上支撑座5依次通过上绝缘支撑3、法兰一2和上法兰1固定在断路器壳体54顶部，之后再通过设置在断路器壳体54顶部的顶盖53进行密封。

所述静主触头14安装在静弧触头座11的底部外侧且其内侧同轴套装有上触指15，所述静弧触头13安装在静弧触头座11中部且其与静主触头14同轴设置。所述静弧触头13中下部同轴套装有套筒一12且套筒一12通过套装在其顶部外侧的护套18安装在横梁9上，所述套筒一12内部从下至上同轴套装有铜套一16和中间触指17。所述上支撑座5与上绝缘支撑3之间安装有挡板4。实际安装时，先将护套18移到横梁9下端，之后再将铜套一16装入套筒一12顶端，接着装入中间触指17，然后将套筒一12通过护套18连接固定在横梁9下端。所述上支撑座5外侧和静弧触头座11的上部外侧分别设置有上屏蔽罩6和屏蔽罩一10。由于上支撑座5与上绝缘支撑3之间安装有将高压部分和绝缘部分隔离起来的挡板4，并且上支撑座5外侧和静弧触头座11的上部外侧分别设置有上屏蔽罩6和屏蔽罩一10，因而使得本发明的内部电场分布更好。

综上，所述上法兰1、法兰一2、上绝缘支撑3、挡板4、上支撑座5、上屏蔽罩6、横梁9、屏蔽罩一10和静弧触头座11组成一个安装为一体的同轴回转体。

所述动触头机构56安装在气缸39内。所述灭弧喷口包括主喷口25和同轴设置在主喷口25内部的内喷口26且二者间存在间隙。所述动主触头34同轴固定套装在主喷口25中下部外侧，所述气缸39内所设置的活塞31套装在内喷口26下部，活塞31上部内侧套装有铜套二29且动弧触头27同轴放置在铜套二29上，所述动弧触头27和铜套二29通过同轴套装在二者外侧的套筒二28进行定位压紧，套筒二28固定套装在活塞31和内喷口26之间。所述动弧触头27位于内喷口26的内部上方，所述活塞31与动主触头34间固定连接。所述主喷口25、内喷口26、动主触头34、动弧触头27和活塞31组成一个安装为一体的同轴回转体。从下至上装入活塞31的活塞杆即拉杆30与位于其下方且由操作机构46带动上下移动的绝缘拉杆47同轴连接。实际安装时，先在活塞31上部套入铜套二29，接着将动弧触头27放置在铜套二29上，再用套筒二28对铜套二29和动弧触头27进行定位压紧，最后将套筒二28通过螺纹连接固定在活塞31上，同时将内喷口26通过螺纹固定连接在套筒二28上。同时，活塞31与动主触头34间通过螺栓进行固定连接。

本实施例中，所述动主触头34的上端部内侧对应设置有对主喷口25进行定位的定位台阶。实际安装主喷口25时，首先由动主触头34内侧所设置的定位台阶对主喷口25进行定位，再由压环33从下至上进行压紧后，再通过布设在压33上的螺栓将主喷口25固定在动主触头34上。所述主喷口25上部设置有屏蔽罩二35且推拉杆36固定在屏蔽罩二35上，所述屏蔽罩二35具体通过压板24固定在主喷口25上。所述推拉杆36上部设置有用于推动拨叉8活动端的销子。

所述气缸39上部安装有屏蔽罩三38且其上部与动主触头34上部之间安装有触指51；并且所述气缸39的底部固定在下支撑座43上，所述下支撑座43依次通过下绝缘支撑48和下法兰45上固定在断路器壳体54的底板上。为改善电场分布，所述下支撑座43外侧安装有下屏蔽罩40。所述气缸39、下支撑座43上、下绝缘支撑48和下法兰45同轴设置。

另外，本发明还包括分别安装在上支撑座5和下支撑座43上的进出线路，所述进出线路由分别安装在上支撑座5和下支撑座43上的触头一22和触头二50，以及分别安装在触头一22和触头二50上的上绝缘子52和下绝缘子49。所述触头一22和上绝缘子52之间以及触头二50和下绝缘子49之间组成触指连接。这样，静触头机构55、动触头机构56安装在上支撑座5和下支撑座43上的进出线路共同组成一个完整的导电回路。

同时，本发明还包括安装在断路器壳体54上的吸附剂及防爆装置37和充放气路44以及安装在活塞31即压气室上的泄压阀41。

本发明的使用过程中：当进行合闸操作时，在操作机构46的绝缘拉杆47的带动下，安装在气缸39内的动触头机构56向上运动；相应地，在动触头机构56向上运动过程中，安装在动触头机构56上部的推拉杆36随之持续向上运动，直至当推拉杆36上的销子接触到拨叉8时，就推动拨叉8绕着销轴一19转动，此时联接拨叉8和静弧触头13间的销轴二20则带动静弧触头13沿着导轨7向下运动，加速合闸。同理，当进行分闸操作时，在操作机构46的绝缘拉杆47带动下，动触头机构56向下运动，直至推拉杆36上的销子推动拨叉8绕着销轴一19反方向转动，此时销轴二20则带动静弧触头13沿着导轨7向上运动，加速分闸。

实际使用过程中，本发明具有开断工作电流的作用，具体表现在：在分闸过程中，动静主触头先分离，电流转移到仍是闭合的动静弧触头间；随着开断的进行，电弧在动静弧触头之间发展，在操作机构46及推拉杆47的作用下，动触头机构56相对于气缸39向下运动，压缩气缸39中的气体，被压缩的气体通过主喷口25与内喷口26形成的间隙和内喷口26所开的孔吹向电弧；内喷口26压缩动弧触头端部弧根处六氟化硫气体，在主喷口喉部上游区域，维持六氟化硫气体介质的高压力、高密度、确保断路器主喷口喉部上、下游区域间的有效势能梯度。

同时，本发明还具有开断短路故障大电流的作用，具体表现在：如果故障电流很大，本发明专利一方面利用电弧燃烧期间的弧体阻塞气缸39内的六氟化硫气体通过内喷口26与动弧触头间的间隙流出气缸39的气室；另一方面利用电弧燃烧期间的电弧能量加热该气室内的气体，使气体受热膨胀而提高了气室内的气体压力，高压气体吹向电弧来灭弧。与此同时，气室中的六氟化硫气体也被压缩，压力快速升高，促使压气活塞31的泄压阀41开启，释放掉压气室压缩做功对弹簧操作机构的反作用力。因此，上述结构使得开断故障大电流时并没有增加弹簧操作机构的操作力，降低了设计成本，增加了可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，包括断路器壳体(54)以及密封固定在断路器壳体(54)内部的静触头机构(55)、动触头机构(56)、气缸(39)和带动动触头机构(56)运动的操作机构(46)；静触头机构(55)安装在动触头机构(56)正上方且其包括静主触头(14)和位于静弧触头座(11)上的静弧触头(13)，动触头机构(56)包括灭弧喷口、动主触头(34)和动弧触头(27)，所述动主触头(34)和动弧触头(27)分别与静主触头(14)和静弧触头(13)相对应，其特征在于：所述静触头机构(55)还包括一能绕销轴一(19)旋转且能同步带动静弧触头(13)上下运动的拨叉(8)和安装在静弧触头座(11)上且供静弧触头(13)上下运动的竖向导轨(7)，所述拨叉(8)通过销轴二(20)与静弧触头(13)相铰接，所述静弧触头(13)上对应设置有供销轴二(20)左右移动的横向销孔；所述动触头机构(56)还包括固定在所述灭弧喷口上方且能随动触头机构(56)上下运动相应推动拨叉(8)旋转的推拉杆(36)，所述推拉杆(36)的上端部与拨叉(8)的活动端相对应。

2.按照权利要求1所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述导轨(7)的数量为两个且两个导轨(7)对称布设在静触头机构(55)两侧，销轴一(19)固定在两个导轨(7)之间；所述导轨(7)安装在内嵌于静弧触头座(11)内部的横梁(9)上。

3.按照权利要求2所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述静弧触头座(11)上部固定在上支撑座(5)上，所述上支撑座(5)依次通过上绝缘支撑(3)、法兰一(2)和上法兰(1)固定在断路器壳体(54)顶部；所述静主触头(14)安装在静弧触头座(11)的下端部外侧且其内侧同轴套装有上触指(15)，所述静弧触头(13)安装在静弧触头座(11)中部且其与静主触头(14)同轴设置；所述静弧触头(13)中下部同轴套装有套筒一(12)且套筒一(12)通过套装在其顶部外侧的护套(18)安装在横梁(9)上，所述套筒一(12)内部从下至上同轴套装有铜套一(16)和中间触指(17)；所述上支撑座(5)与上绝缘支撑(3)之间安装有挡板(4)。

4.按照权利要求3所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述上支撑座(5)外侧和静弧触头座(11)的上部外侧分别设置有上屏蔽罩(6)和屏蔽罩一(10)，且上屏蔽罩(6)上开有多个孔；所述上法兰(1)、法兰一(2)、上绝缘支撑(3)、挡板(4)、上支撑座(5)、上屏蔽罩(6)、横梁(9)、屏蔽罩一(10)和静弧触头座(11)组成一个安装为一体的同轴回转体。

5.按照权利要求3或4所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述动触头机构(56)安装在气缸(39)内；所述灭弧喷口包括主喷口(25)和同轴设置在主喷口(25)内部的内喷口(26)且二者间存在间隙。

6.按照权利要求5所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述动主触头(34)同轴固定套装在主喷口(25)中下部外侧，所述气缸(39)内所设置的活塞(31)套装在内喷口(26)下部，活塞(31)上部内侧套装有铜套二(29)且动弧触头(27)同轴放置在铜套二(29)上，所述动弧触头(27)和铜套二(29)通过同轴套装在二者外侧的套筒二(28)进行定位压紧，套筒二(28)固定套装在活塞(31)和内喷口(26)之间；所述动弧触头(27)位于内喷口(26)的内部上方，所述活塞(31)与动主触头(34)间固定连接；所述主喷口(25)、内喷口(26)、动主触头(34)、动弧触头(27)和活塞(31)组成一个安装为一体的同轴回转体；从下至上装入活塞(31)的活塞杆即拉杆(30)与位于其下方且由操作机构(46)带动上下移动的绝缘拉杆(47)同轴连接。

7.按照权利要求6所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述气缸(39)的底部固定在下支撑座(43)上，所述下支撑座(43)依次通过下绝缘支撑(48)和下法兰(45)上固定在断路器壳体(54)的底板上，所述下支撑座(43)外侧安装有下屏蔽罩(40)且下屏蔽罩(40)上开有多个孔。

8.按照权利要求7所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：还包括分别安装在上支撑座(5)和下支撑座(43)上的进出线路，所述进出线路由分别安装在上支撑座(5)和下支撑座(43)上的触头一(22)和触头二(50)，以及分别安装在触头一(22)和触头二(50)上的上绝缘子(52)和下绝缘子(49)；所述触头一(22)和上绝缘子(52)之间以及触头二(50)和下绝缘子(49)之间组成触指连接。

9.按照权利要求6所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：还包括安装在断路器壳体(54)上的吸附剂及防爆装置(37)和充放气路(44)以及安装在活塞(31)即压气室上的泄压阀(41)。

10.按照权利要求5所述的双动式自能热膨胀型高压六氟化硫断路器灭弧室，其特征在于：所述动主触头(34)的上端部内侧对应设置有对主喷口(25)进行定位的定位台阶。

Images