CN101752070B - M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子 - Google Patents

Abstract

M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，该真空泡切换芯子无需改变切换开关油室而可以与现有的M型有载分接开关的切换芯子互换；该真空泡切换芯子包含真空泡过渡切换组件和主通流部分，主通流部分中的上、下两组三相羊角触头并在一起放在真空泡过渡切换组件的下部，通过软连接与原主触头连接，使主触头位置不变。本发明保留了原M型有载分接开关切换芯子的外形结构以及安装尺寸，因此能在不改变M型有载分接开关其它部件的基础上，如不改变切换开关油室的结构和接线桩头的位置，方便地对原有M型有载分接开关的切换芯子进行更换，适合现有在现场使用的M型有载分接开关的更换与维修以及新的M型有载分接开关制造。

Description

M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子

技术领域

本发明涉及电力变压器有载分接开关技术领域，特别涉及一种无需改变切换开关油室而可以直接与现有的M型有载分接开关的切换芯子互换的真空泡切换芯子。 

背景技术

有载分接开关用于电力变压器或工业变压器中，在变压器不中断负载电流的情况(即有载情况)下进行分接，改变变压器的匝数比，从而调整变压器的输出电压。 

按变压器品种的不同，现在有载分接开关有油浸式的，用于油浸式变压器；有干式的，用于干式变压器。油浸式还分为内置的和外挂的两种。按有载分接开关的结构不同，可分为组合式和复合式两类。在组合式的结构中，切换开关与分接选择器相对独立；在复合式的结构中，把切换开关与分接选择器的功能结合在一起成一体式开关。 

有载分接开关自八十多年以前由美国人和德国人研制成功以来，一种采用电阻过渡或电抗过渡、机械开关触头切换的基本结构沿用至今。这类有载分接开关比较典型的就是M系列有载分接开关。 

该M系列有载分接开关是一种组合式有载分接开关，由一个带电流转换的切换开关和一个在不带电流情况下进行预选择抽头位置的分接选择器组合而成。切换开关包括切换芯子和切换开关油室，切换芯子主要由切换开关绝缘筒，上、下法兰，组成圆筒形的三块弧形板，弹簧储能快速机构，传动中心轴，固定在每块弧形板上的两组定触头，一组中性点触头，两对子弹触头以及过渡电阻，触头切换机构组成；上、下法兰通过3根支柱安装在切换开关绝缘筒的底部，组成圆筒形的三块弧形板固定在上、下法兰上，每块弧形板上的两对子弹触头通过软连接与对应的主触头连接。 

触头切换机构包括起长期通流作用的主通流触头部分和起过渡导 通作用的过渡触头部分，而过渡触头部分又包括起通断作用的主通断触头和过渡触头；其中主通流触头部分和过渡触头部分复合在上、下导板之间，主通流触头部分通常包括上、下两组三相羊角触头，上、下两组三相羊角触头是分开布置的，每组三相羊角触头为三相排列，沿圆周分布。 

弹簧储能快速机构通过中心传动轴驱动起长期通流作用的主通流触头部分和起过渡导通作用的过渡触头部分动作。当切换芯子实施切换动作时，在弹簧储能快速机构的作用下，过渡触头部分中的过渡触头和主通断触头首先快速地与弧形板上的定触头接触实施过渡切换，在主通流触头完成切换后，过渡触头和主通断触头依次又与定触头分开，完成切换动作的过渡。过渡触头和主通断触头的俗称为“麻将”触头，采用铜钨合金制成，虽然具有寿命长、开断能力强的优点，但现有的切换芯子仍存在如下问题： 

1.过渡触头和主通断触头与定触头的通断，产生拉弧，容易造成过渡触头、主通断触头烧损，造成分接开关寿命缩短，同时也容易发生供电事故。 

2.过渡触头、主通断触头与定触头之间产生的拉弧容易污染切换开关油室内的变压器油，缩短了开关油室内的变压器油的保养周期，增加了维修工作量和维修产生的物质损耗。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，该真空泡切换芯子在不改变现有M型有载分接开关的切换开关油室的形状、结构，尤其是不改变切换开关油室上接线桩头的位置前提下，可以与M型有载分接开关中现有的切换芯子互换，互换后的M型有载分接开关的使用方法与原M型有载分接开关相同。 

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现： 

M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，该真空泡切换芯子无需改变切换开关油室而可以与现有的M型有载分接开关的切换芯子互换；其包括现有切换芯子的切换开关绝缘筒、3根支柱、组成圆筒形的3块弧形 板、主通流部分、过渡电阻以及传动中心轴，还包括厚度厚于现有上、下导板的上、下安装板和真空泡过渡切换组件；所述上、下安装板仍然通过3根支柱串接安装在切换开关绝缘筒的底部，组成圆筒形的3块弧形板仍然按照原来的位置安装在上、下安装板上；每块弧形板上仍然在原有位置上安装有与现有定触头结构相同的两组定触头和与现有的中性点结构相同的一组中性点触头，而两对与现有的子弹触头结构相同的子弹触头的安装位置比原安装位置低，以适应改变后的主通流部分的安装位置；过渡电阻安装位置与原有的位置不变；所述真空泡过渡切换组件位于上、下安装板之间，主通流部分中的上、下两组三相羊角触头并在一起放在真空泡过渡切换组件的下部，与弧形板上已改变安装位置的两对子弹触头接触，子弹触头通过布置在弧形板外侧的软连接与没有改变位置的主触头连接；真空泡过渡切换组件包括三相真空泡过渡切换单元和驱动三相真空泡过渡切换单元动作的双导轨凸轮，三相真空泡过渡切换单元成圆周分布；在上、下安装板上用于安装每一个真空泡的位置设置有凹坑，以容纳每一个真空泡；每一相真空泡过渡切换单元的上端与对应的弧形板上的中性点触头连接，而每一相真空泡过渡切换单元的下端与对应的过渡电阻进行连接；所述主通流部分中的上、下两组三相羊角触头和真空泡过渡切换组件中的双导轨凸轮通过穿过上、下安装板中心的传动中心轴带动而动作。 

在本发明的一个优选实施例中，每一相真空泡过渡切换单元中的每一个真空泡的中心轴线与所述传动中心轴的中心轴线平行，且三相真空泡过渡切换单元以传动中心轴的中心轴线为圆心均布。 

在本发明的一个优选实施例中，每一相真空泡过渡切换单元包含4个真空泡，其中有2个真空泡起过渡作用，另外2个真空泡起主通断作用；每一相真空泡过渡切换单元中的4个真空泡上端通过包含于上安装板中的弧形导电板连通，弧形导电板与中性点触头连通；所述2个起过度作用的真空泡下端与对应的过渡电阻相连；在每一个真空泡下端的推杆上铰链有一杠杆，所述杠杆的支点铰链于一U形支架上，所述U形支架安装在下安装板上，在所述杠杆的另一端安装有一碰轮；在所述双导轨凸轮的平面上设置有第一圆周轨道和第二圆周 轨道，其中第一圆周轨道分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起过渡作用的真空泡动作；第二圆周轨道也分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起主通断作用的真空泡动作，第二圆周轨道的直径大于第一圆周轨道的直径。 

每一相真空泡过渡切换组件也可以包含2个真空泡，其中有1个真空泡其过渡作用，另外1个真空泡起通断作用。 

本发明的工作原理是：电动机构带动传动中心轴转动，传动中心轴同步带动三角拨叉和双导轨凸轮转动，双导轨凸轮上的第一圆周轨道和第二圆周轨道分别触碰起过渡作用的真空泡和起主通断作用的真空泡下部杠杆上的碰轮，使各自杠杆摆动，这样起过渡作用的真空泡和起主通断作用的真空泡动作实现过渡切换，同时三角拨叉拨动三相羊角触头与弧形板上的子弹触头接触进行切换。 

由于采用了如上的技术方案，本发明保留了原M型有载分接开关切换芯子的外形结构以及安装尺寸，因此能在不改变M型有载分接开关其它部件的基础上，如不改变切换开关油室的结构和接线桩头的位置，方便地对原有M型有载分接开关的切换芯子进行互换，适合现有在现场使用的M型有载分接开关的更换与维修以及新的M型有载分接开关制造。 

本发明保留原有载分接开关作为主回路且长期通流的主通流触头，而用真空泡过渡切换组件替代原来起过渡作用的过渡触头和主通断触头，以实现油室内无电弧过渡，且替换后使用方法与原M型有载分接开关相同，并且切换开关油室内的变压器油不会被电弧污染，延长了开关的保养周期，减少了维修工作量和节约了维修产生的物耗，也避免了原分接开关中因触头烧损而影响的开关电寿命，使分接开关的电气使用寿命较原机械式有载分接开关增加一倍以上。同时由于切换电流是在真空泡的内部完成，外部不产生电弧，所以切换芯子油室中的变压器油的各项性能指标决不会因为开关的切换次数增多而受到影响，可以始终起到增加开关内部绝缘性能的作用。 

本发明的真空泡切换芯子用真空泡作为过渡元件，避免了原M型有载分接开关中的过渡触头、主通断触头烧损对开关电寿命影响， 

附图说明

本发明的具体特征性能由以下的实施例及其附图进一步描述，其中： 

图1为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的外形示意图。 

图2为图1的A-A剖视图。 

图3为图1的B-B剖视图。 

图4为图2的C-C剖视图。 

图5为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的三相真空泡过渡切换组件内部立体结构示意图。 

图6为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的三相真空泡过渡切换组件内部部分立体结构示意图。 

图7为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的双导轨凸轮结构示意图。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，近一步阐述本发明。 

M系列有载分接开关是一种组合式有载分接开关，由一个带电流转换的切换开关和一个在不带电流情况下进行预选择抽头位置的分接选择器组合而成。 

参看图1，图1为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的外形示意图。切换开关包括真空泡切换芯子200和切换开关绝缘筒100，切换开关绝缘筒100的形状、结构和尺寸与现有切换芯子中的切换开关绝缘筒完全相同。真空泡切换芯子200通过3根支柱300与切换开关绝缘桶100的底部连接，切换开关绝缘筒100和真空泡切换芯子200形成上下结构。 

真空泡切换芯子200的外形结构、安装尺寸与原M型有载分接开关所使用的切换芯子相同，这样在不需对现有M型有载分接开关的切换开关油 室的形状、结构作任何改动的情况下，替换原开关切换芯子安装在现有M型有载分接开关油室中。 

参看图2，图2为图1的A-A剖视图。真空泡切换芯子还包括厚度厚于现有上、下导板的上、下安装板210、220、组成圆筒形的3块弧形板250、主通流部分、过渡电阻部分700、真空泡过渡切换组件以及传动中心轴400。上安装板210和下安装板220由上而下依次通过现有的3根支柱300连接，仍然安装在切换开关绝缘筒100的底部。而组成圆筒形的3块弧形板250仍然按照原来的位置安装在上、下安装板210、220上。原M型有载分接开关的传动中心轴400从上安装板210、下安装板220的中心穿过，传动中心轴400通过轴承410、420支承在上安装板210、下安装板220上，上安装板210和下安装板220均为绝缘板。 

结合参见图1，每块弧形板250上仍然在原有位置安装有与现有定触头结构相同的两组定触头280和与现有的中性点结构相同的一组中性点触头230，而两对与现有的子弹触头结构相同的子弹触头290的安装位置比原安装位置低，以适应羊角触头的安装位置，过渡电阻部分700安装位置与原有的不变。子弹触头290通过软连接290a与对应的定触头280连接，这样就不需要改变定触头280的位置，以确保定触头280与现有M系列有载分接开关的切换开关油室上的接线状头接触。 

再参看图2，真空泡过渡切换组件位于上、下安装板210、220之间，主通流部分中的上、下两组三相羊角触头270并在一起放在真空泡过渡切换组件的下部，在实际制造过程中，下安装板220可以设置成镂空状，用以安装上、下两组三相羊角触头270。 

参看图4和图2，图4为图2的C-C剖视图。每一相羊角触头270套在1根支柱300的下端，由三角拨叉260驱动绕该支柱300的中心轴线摆动，以与固定在弧形板250上的不同子弹触头290接触，实现切换。三角拨叉260安装在传动中心轴400上并由传动中心轴400带动同步转动， 

真空泡过渡切换组件包括三相真空泡过渡切换单元和驱动三相真 空泡过渡切换单元动作的双导轨凸轮240，三相真空泡过渡切换单元成圆周分布。 

参看图5和图6，图5为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的三相真空泡过渡切换单元内部立体结构示意图。图6为本发明M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子的三相真空泡过渡切换单元内部部分立体结构示意图。 

每一相真空泡过渡切换单元包含4个真空泡，其中中间2个真空泡610起过渡作用，边上2个真空泡620起主通断作用。4个真空泡上端通过弧形导电板211连通，弧形导电板211与中性点触头230连通。结合参看图2，3块弧形导电板211埋设于上安装板210中。 

结合参看图3，图3为图1的B-B剖视图。上安装板210还起到固定三相真空泡过渡切换单元中的12个真空泡的作用，在上安装板210上开有12个凹坑212，以容纳每一个真空泡，使每一个真空泡的中心轴线与传动中心轴400的中心轴线平行，且三相真空泡过渡切换组件以传动中心轴400的中心轴线为圆心均布。 

再参看图5和图6，每一相真空泡过渡切换单元的2个起过渡作用的真空泡下端与对应的过渡电阻相连。在下安装板220也开设有凹坑221，以便于容纳真空泡下端。 

在每一个真空泡下端的推杆630上铰链有一杠杆640，杠杆640的支点铰链于一U形支架650上，U形支架650安装在下安装板220上，在杠杆640的另一端安装有一碰轮660；参看图2，双导轨凸轮240安装在传动中心轴400上，由传动中心轴400驱动而转动。结合参看图7，在双导轨凸轮240的平面上设置有第一圆周轨道，第一圆周轨道分为三段，每段具有2个凸块241，2个凸块241通过碰轮660驱动起过渡作用的真空泡610动作；在双导轨凸轮240的平面上还设置有第二圆周轨道，第二圆周轨道也分成三段，每段为一凸条242，凸条242通过碰轮660驱动起主通断作用的真空泡620动作。 

第二圆周轨道的直径大于第一圆周轨道的直径；这样起过渡作用的真空泡610上的杠杆630的长度就要长于起主通断作用的真空泡620上的杠杆630的长度，使各自运动不发生干涉。 

为了便于制造凸轮240，参看图7，双导轨凸轮240等分成3块扇形板，用法兰盘固定连接。双导轨凸轮240也可以做成一整体。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如每一相真空泡过渡切换单元也可以包含2个真空泡，其中有1个真空泡其过渡作用，另外1个真空泡起通断作用。还如三相真空泡过渡切换单元中的每一个真空泡分布于同一平面上且与传动中心轴400的中心轴线垂直等等，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (9)

1.M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，该真空泡切换芯子无需改变切换开关油室而可以与现有的M型有载分接开关的切换芯子互换；该真空泡切换芯子包含真空泡过渡切换组件和主通流部分，主通流部分中的上、下两组三相羊角触头并在一起放在真空泡过渡切换组件的下部；使主触头位置不变；

还包括上、下安装板，所述上、下安装板仍然通过支柱串接安装在切换开关绝缘筒的底部，组成圆筒形的3块弧形板仍然按照原来的位置安装在上、下安装板上，所述真空泡过渡切换组件位于上、下安装板之间；两对与现有的子弹触头结构相同的子弹触头，在弧形板上的安装位置比原安装位置低，通过软连接与对应的主触头连接，以适应改变后的羊角触头的安装位置，同时使主触头位置不变。

2.根据权利要求1所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，所述真空泡过渡切换组件包括三相真空泡过渡切换单元和驱动三相真空泡过渡切换单元动作的凸轮，三相真空泡过渡切换单元成圆周分布；每一相真空泡过渡切换单元的上端并接后与对应的中性点触头电连接，而每一相真空泡过渡切换单元的下端与对应的过渡电阻连接；所述主通流部分中的上、下两组三相羊角触头和真空泡过渡切换组件中的凸轮通过传动中心轴带动而动作。

3.根据权利要求2所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，所述凸轮为双导轨凸轮。

4.根据权利要求1所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，在上、下安装板上用于安装每一个真空泡的位置设置有凹坑，以容纳每一个真空泡。

5.根据权利要求2所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，每一相真空泡过渡切换单元中的每一个真空泡的中心轴线与所述传动中心轴的中心轴线平行，且三相真空泡过渡切换单元以传动中心轴的中心轴线为圆心均布。

6.根据权利要求3所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，每一相真空泡过渡切换单元包含4个真空泡，其中有 2个真空泡起过渡作用，另外2个真空泡起主通断作用；在每一个真空泡下端的推杆上铰链有一杠杆，杠杆的支点铰链于一U形支架上，所述U形支架安装在下安装板上，在所述杠杆的另一端安装有一碰轮；在所述双导轨凸轮的平面上设置有第一圆周轨道和第二圆周轨道，其中第一圆周轨道分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起过渡作用的真空泡动作；第二圆周轨道也分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起主通断作用的真空泡动作，第二圆周轨道的直径大于第一圆周轨道的直径。

7.根据权利要求3所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，每一相真空泡过渡切换单元包含2个真空泡，其中有1个真空泡起过渡作用，另外1个真空泡起主通断作用；在每一个真空泡下端的推杆上铰链有一杠杆，杠杆的支点铰链于一U形支架上，所述U形支架安装在下安装板上，在所述杠杆的另一端安装有一碰轮；在所述双导轨凸轮的平面上设置有第一圆周轨道和第二圆周轨道，其中第一圆周轨道分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起过渡作用的真空泡动作；第二圆周轨道也分成三段，分别驱动三相真空泡过渡切换组件中起主通断作用的真空泡动作，第二圆周轨道的直径大于第一圆周轨道的直径。

8.根据权利要求3所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，所述双导轨凸轮可以分块制造，通过法兰盘固定连接。

9.根据权利要求3所述的M型有载分接开关所使用的真空泡切换芯子，其特征在于，所述双导轨凸轮为一整体。 

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