CN101847541B

CN101847541B - 一种用于126kV真空断路器的缓冲器

Info

Publication number: CN101847541B
Application number: CN 201010184126
Authority: CN
Inventors: 王建华; 余砾; 刘志远; 耿英三
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: CN101847541A

Abstract

本发明公开了一种用于126kV真空断路器的缓冲器，所述缓冲器由活塞缸体、活塞杆和运动活塞构成；所述活塞杆和其端部固定的运动活塞都设置在活塞缸体内部；所述活塞缸体由缸底向上依次设置有若干个底部节流孔、中部节流孔、上部节流孔和顶部节流孔。本发明的缓冲器具有非常高的刚分速度，能减小短燃弧开断的时间；具有一个比较小的平均分闸速度用来保持触头间的磁场强度，保证电弧的稳定均匀燃烧，可以增大灭弧室长燃弧的开断性能。

Description

一种用于126kV真空断路器的缓冲器

技术领域：

本发明属于高压设备领域，涉及一种缓冲器，尤其是一种配合126kV真空断路器分闸特性的缓冲器。

背景技术：

弹簧操动机构是以弹簧作为动力元件对开关进行分闸和合闸操作的操动机构。在真空断路器的开断过程中，需要机构一方面提供一个非常高的刚分速度，减小短燃弧开断的时间；另一方面，有需要一个比较小的平均分闸速度用来保持触头间的磁场强度，保证电弧的稳定均匀燃烧，可以增大灭弧室长燃弧的开断性能。但由于弹簧的动力只能从小到大地释放，存在一定的局限，因此必须通过设计新型的缓冲器进行对断路器的速度进行调节。

发明内容：

本发明提供一种满足126kV真空断路器的分闸特性的缓冲器，该缓冲器解决了以往弹簧机构的输出力单一的缺点，将缓冲器开孔的位置与触头位移相结合，从而能够将真空断路器的分闸速度调节到配合真空电弧最佳开断的特性：在触头刚分到开距20mm内的平均速度可以大于3m/s，而到开距40mm内的平均速度可以小于2.7m/s，分闸最后的触头反弹不超过2mm。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于126kV真空断路器的缓冲器，所述缓冲器由活塞缸体2、活塞杆1和运动活塞3构成；所述活塞杆1和其端部固定的运动活塞3都设置在活塞缸体2内部；

所述活塞缸体由缸底向上依次设置有断路器开始分闸位置a、断路器触头刚分位置b、断路器短燃弧结束时触头位置c、断路器长燃弧结束触头位置d和断路器分闸结束位置e；

所述缓冲缸缸底向上至断路器开始分闸位置a的距离是31.5±0.2mm，该区域设置有至少一个底部节流孔；所述缓冲缸缸底向上至断路器触头刚分位置b的距离是56.5±2mm，缓冲缸缸底向上至断路器短燃弧结束时触头位置c的距离是81.5±2mm，断路器触头刚分位置b和断路器短燃弧结束时触头位置c之间的区域设置有至少一个中部节流孔；

所述缓冲缸缸底向上至断路器长燃弧结束触头位置d的距离是105±5mm，断路器短燃弧结束时触头位置c和断路器长燃弧结束触头位置d之间的区域设置有至少一个上部节流孔；所述断路器分闸结束位置e的是缓冲缸顶部位置，断路器长燃弧结束触头位置d和断路器分闸结束位置e之间的区域设置有至少一个顶部节流孔。

所述底部节流孔总面积是50-200mm²。

所述中部节流孔总面积是1000-6000mm²。

所述上部节流孔总面积是不得大于300mm²。

所述顶部节流孔总面积是20-100mm²。

所述底部节流孔、中部节流孔、上部节流孔和顶部节流孔的形状为为圆形孔，三角形孔，方形孔或矩形孔。

本发明的缓冲器根据在断路器分闸过程中触头的位置，对应于缓冲器缸体位置对节流孔的大小进行控制，能够使得真空断路器在短燃弧区间内具有非常高的刚分速度，能减小短燃弧开断的时间；具有一个比较小的平均分闸速度用来保持触头间的磁场强度，保证电弧的稳定均匀燃烧，可以增大灭弧室长燃弧的开断性能。

附图说明：

图1为本发明的缓冲器结构示意图；

图2为本发明缓冲器使用原理图；

图3为本发明缓冲器使用效果图；

其中：1为活塞杆；2为缓冲缸；3为活动活塞；4-1为底部节流孔；4-1为中部节流孔；4-1为上部节流孔；4-1为顶部节流孔；5为分闸弹簧；6为分闸缸；7为外拐臂；8为主轴；9为连接断路器孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

一种用于126kV真空断路器的缓冲器，所述缓冲器由活塞缸体2、活塞杆1和运动活塞3构成；所述活塞杆1和其端部固定的运动活塞3都设置在活塞缸体2内部；

本发明按照真空灭弧室对速度特性的要求，即开始速度要求高，平均速度要求降低的要求，如图2，所述的缓冲器安装在分闸弹簧(5)内，由活塞杆(1)、活塞缸体(2)、运动活塞(3)组成，活塞杆(1)一端固定着运动活塞(3)，在活塞缸体(2)内直线运动，另一端通过外拐臂(7)与断路器通过孔(9)相连，外拐臂(7)绕主轴(8)旋转。断路器的分闸运动时活塞杆(1)在活塞缸体(2)内向上运动，主轴(8)顺时针转动，带动断路器分闸运动。缓冲器与分闸缸(6)固定，内部充液压油，活塞缸体(2)表面开有节流孔(4)。

断路器上的直线运动杆件带动缓冲器的活塞杆

做直线运动，根据液流连续条件和伯努利方程，缓冲器的液压阻力的大小可以用以下给出

F_{b} = \frac{ρ V_{c}^{2} A_{c}^{3}}{2 C_{d}^{2} {(Σ A_{0})}^{2}}

其中Fb是阻力，ρ是油密度，Vc是活塞运动速度，Ac是活塞运动方向面积，Cd是流量系数，∑A₀是活塞运动前方的总节流孔面积。

由此可以在触头运动到一定开距下，改变节流孔的面积∑A₀来改变缓冲力的大小，从而对断路器整体的运动速度进行调节。

参见图1、3，一种用于126kV真空断路器的缓冲器，所述缓冲器由活塞缸体2、活塞杆1和运动活塞3构成；所述活塞杆1带动运动活塞3在活塞缸体2内部；所述活塞缸体2由缸底向上依次设置有若干个节流孔4，这些节流孔的开孔大小与运动活塞运动位置a，b，c，d，e有关。

所述位置a为缓冲缸缸底向上的31.5±0.2mm，此时对应图3的原点，此时断路器开始分闸位置，在位置a至缸底区域内节流孔总面积是50-200mm²，目的一方面保证有充足的节流孔面积进行回流，另一方面可以吸收合闸时的剩余能量；

所述位置b为缓冲缸缸底向上的56.5±2mm，图3中，断路器触头在t₀时刻处于刚分位置，位置a至位置b为超行程距离；

所述位置c为缓冲缸缸底向上的81.5±2mm，图3中，断路器触头于t₁时刻到达短燃弧结束位置，位置b至位置c为短燃弧过程，在位置b至位置c之间节流孔总面积是1000-6000mm²，目的是留有足够大的节流孔减小缓冲器的缓冲力，从而使得触头在短燃弧过程中的速度比较大；

所述位置d为缓冲缸缸底向上的105±5mm，图3中，断路器触头于t₂时刻到达长燃弧结束位置，位置c至位置d为长燃弧过程，在位置c至位置d之间节流孔总面积不得大于300mm²，目的是留有足够小的节流孔增大缓冲器的缓冲力，从而降低触头在长燃弧过程中的速度；

所述位置e为缓冲缸顶部区域，图3中，断路器触头于t₃时刻到达分闸结束位置，位置d至位置e为末了吸收分闸剩余能量过程，在位置d至位置e之间节流孔总面积是20-100mm²，目的是充分吸收分闸剩余能量，降低分闸弹振。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种用于126kV真空断路器的缓冲器，其特征在于：所述缓冲器由缓冲缸、活塞杆和运动活塞构成；所述活塞杆和其端部固定的运动活塞都设置在缓冲缸内部；所述缓冲缸由缸底向上依次设置有断路器开始分闸位置、断路器触头刚分位置、断路器短燃弧结束时触头位置、断路器长燃弧结束触头位置和断路器分闸结束位置；所述缓冲缸缸底向上至断路器开始分闸位置的距离是31.5±0.2mm，该区域设置有至少一个底部节流孔；所述缓冲缸缸底向上至断路器触头刚分位置的距离是56.5±2mm，缓冲缸缸底向上至断路器短燃弧结束时触头位置的距离是81.5±2mm，断路器触头刚分位置和断路器短燃弧结束时触头位置之间的区域设置有至少一个中部节流孔；所述缓冲缸缸底向上至断路器长燃弧结束触头位置的距离是105±5mm，断路器短燃弧结束时触头位置和断路器长燃弧结束触头位置之间的区域设置有至少一个上部节流孔；所述断路器分闸结束位置的是缓冲缸顶部位置，断路器长燃弧结束触头位置和断路器分闸结束位置之间的区域设置有至少一个顶部节流孔；

所述底部节流孔总面积是50-200mm²；

所述中部节流孔总面积是1000-6000mm²；

所述上部节流孔总面积是不得大于300mm²；

所述顶部节流孔总面积是20-100mm²。

2.如权利要求1所述一种用于126kV真空断路器的缓冲器，其特征在于：所述底部节流孔、中部节流孔、上部节流孔和顶部节流孔的形状为为圆形孔，三角形孔，方形孔或矩形孔。