CN1026536C - 断路器气压操动系统 - Google Patents

Abstract

一种变电站断路器的气压操动系统，它主要包括空压机组和数个气压合脱操动机构组成，气压合脱操动机构主要包括有上部机构、下部气缸部分、合闸控制气阀、交直流气压分闸阀、贮气筒和单向截止阀以及管道构成，本系统克服了已有气动操作系统机构复杂、容易失灵、体积大、建地面积大、管道长、温差大等许多弊端，并且密封性能良好，操作灵活可靠、完全可以保证变电所的安全运行。

Description

本发明涉及一种断路器气压操动系统。

常见的空压机组，由于空压机散热器;汽、水、油分离器都是单一结构，必须分开安装，需要盖空压机专用房间，还需挖建管道沟槽，占地面积大，因而造成输送管道内外温差大管壁内易产生凝结水，尤其在冬季容易冰冻，出现堵塞管道现象，给运行和维修造成很多困难。

在常见的断路器气压操动系统中，气压操动机构中是借用CD10型上部机构，因此机构较复杂、部件多（主要部件34件），合分闸时容易失灵。其分闸控制气阀的，电磁铁裸露在外，也容易因落灰尘而发生卡涩造成失灵。其单向阀和截止阀是两个单一结构，使用硬密封和石棉绳密封，密封效果不好，用在气管道上极易漏气，体积较大，不易在开关柜上安装。又由于使用的是单向球形阀，它的进气口与排气口的压差大，（0.07～0.1MPa）使空压机打气时间长。

鉴于现有的气压操动系统有以上诸多弊端，本发明的目的是提供一整套断路器气压操动系统，其结构简单，（如气压合脱操动机构，主要部件只有15件），操作灵活、体积小、噪音低，可安装在断路器间隔内，又可以提高变电站断路器的安全运行可靠性。

下面结合附图详细说明本发明各部结构特点、用途及其优越性。

图1是断路器气压操动系统的结构示意图。

图2为断路器A-A剖视图

图3是其空压机组的结构示意图。

图4为空压机组B-B剖视图。

图5为气压合脱操动机构的示意图。

图6为合闸控制气阀19结构图。

图7是交直流气压分闸阀25结构图。

图8是单向截止阀54结构图。

这是一种断路器气压操动系统的结构，属于一种气动操作系统，它包括有：

一组空压机组和多个安装在高压开关柜左下部的气压合脱操动机构，本发明的特征在于：

空压机组将空压机1、散热器3、汽水油分离器4、单向阀6、贮气筒8、安全阀9、截止阀11、电气控制箱12等部件集装在贮气筒8的上部 成为一空压机组整体，其排水保温管13安装在贮气筒的中部，汽水油分离器装有小孔垫，其空压机1采用无皮带轮封闭式结构。单向阀6是无压差式结构;

每个气压合脱操动机构分别安装在开关柜的左下，其结构部件有基座14、转轮15、推拉板16、二联板17、联动支18、交直流气压分闸阀19、合闸控制其阀25、小拉杆26和切换开关27，交直流气压分闸阀19位于基座14的左下部，使用一对推拉板16，将活塞21与转轮15直接连在一起，构成合闸操动机构，二联板17左端与基座14连接，右端连接在联动支柱18上，构成脱扣机构和扣住机构，合闸控制气阀25安装在气缸22右下角，并与气缸相连通，单向截止阀54安装在合闸控制气阀25的下部，其进气口与主管道相连接，出气口通过合闸控制气阀25与气缸底座10相连通。

从图1图2可以看出断路器气压操动系统的整体布局，空压机组可以与数个高压开关柜安装在同一房间之内，空压机组可安装在高压开关柜的一侧。其主要作用是产生操动能源-压缩空气，可供多台断路器操作使用（见图1A-A剖视图）。

图3图4是空压机组示意图，空压机安装在贮气筒8的左上部，采用无皮带轮且为封闭外壳式结构。由空压机产生的压缩空气由管2引出，经散热器3和汽水油分离器4和管5接至单向阀6的右侧经六通7至贮气筒8内贮存。当贮气筒8内压力异常升高时，安全阀9向大气中排气，贮气筒中压力由压力表10指示，11为截止阀，电源气源控制箱12可自动控制空压机的启动和停止。13为排气保温管。

从图3和图4中可以看出空压机组体积小，可安装在与断路器相同的间隔内，不必单独设空压机房，而且噪音小，在1米距离内测试噪音为72分贝，消除了室外长管道系统，消减了管道内壁产生的凝结水，取消了运行人员每班必须放水的麻烦，经测试压缩空气的湿度为74%。同时单机运行时如出现故障需检修散热器和气水油分离器或更换部件时，只需切断电源即可进行，不必放气和停止运行。

图5为气压合脱操动机构，气压合脱操动机构安装在开关柜的左下部，主要由基座14、转轮15、推拉板16、二联板17与联动支柱18、交直流气压分闸阀19、弹簧20、活塞21、气缸22、底座23、手动机构24、合闸控制气阀25、小拉杆26和切换开分开。

气压合脱操动机构用一对推拉板16、将活塞21与转轮15直接连在一起，扣住机构和脱扣机构只用一组四联杆机构15、16和21，它的主要构件仅为15件，而常用的CD10机构主要部件有34件之多，因此本机结构简单，不易失灵。下部利用普通的活塞气缸底座，并利用活塞复归弹簧20来提高分断速度。

图6为合闸控制气阀25的结构，其主要由电磁铁28顶杆29一级阀33、二级阀32、机械自保持装置30、二级阀活塞31和阀体组成，主要功能是合闸放气。其设计为内气道，封闭式，一、二级阀轴向运动，阀口为软密封，密封效果良好，并设有机械自保持装置，使之保证合闸到底，操作可靠。

图7为交直流气压分闸阀19，其主要结构有气缸34、活塞35、气室36、阀门37、气道座38、静铁芯39和电磁铁40组成。其作用是使用电磁铁打开阀门，用压缩空气操动活塞杆脱扣。经实践证明本机构脱扣成功率100%，同时电磁铁为交直流两用，扩大了使用范围。

图8是单向截止阀54，它即是单向阀又是截止阀，左侧由座41、阀门42、阀体43、弹簧44、阀盘45构成单向阀;右侧由截止阀体46、阀杆47、压环48、压盖49、手轮50、组合螺丝51、连接件52构成截止阀，故称单向截止阀。由于将两个单一结构设计成为一体，使用一个阀盘，减少了体积占地面积以及通向贮气筒的管道，而且安装容易。又因接合处都采用软密封。本阀特点是单向阀两侧无压差单向截止使用一个阀盘，单向阀为活塞式，当进气口有压力时，阀门总是开着，当进气口失压时，阀门即自动关闭。根据需要也可使用手轮50将截止阀关闭或打开，使用灵活方便。

下面进一步结合附图详细说明本系统的工作原理：

操作准备阶段即空压机贮压过程：

当贮气筒8内为O压时，合上电源气源控制箱12的控制刀闸，空压机启动开始打气，压缩空气经散热器3至汽水油分离器4进行汽水油分离， 分离出来的水和油排至地面，压缩空气则上升至散热器3内腔经顶部管5流经单向阀6、六通7到贮气筒8内，停止在合闸控制气阀25的下部，等待合闸操作时使用，见图2，打气直至表压达到0.55MPa，压力控制器接点打开，空压机停止运行，贮能完成。接着压缩空气再分别储存在每个高压开关柜内的贮气筒53内，每台开关柜内贮气筒53第一次贮压时，应控制空压机组上的截止阀11进行，（见图1、2），打开截止阀11，放出压缩空气，使之流向各分贮气筒，达到要求表压为止，但贮压工作可根据空压机温度分几次进行。

当需要进行合闸操作时，这时气压合脱操动机构处在分闸位置合闸时，将合闸控制气阀25（见图6）的电磁铁28的电源接通，电磁铁励磁后吸合，压下顶杆29，打开一级阀33，压缩空气压下二级阀32，从贮气筒53出来的大量压缩空气流至活塞21的下部（见图5），推动活塞21顶起推拉板16，操动转轮15，转轮主轴带动小连杆26，使机构到达合闸位置。

当需要进行分闸操作时，此时气压合脱操动机构处在合闸位置，将交直流气压分闸阀19（见图7）的电磁铁40的电源接通，电磁铁励磁后吸合，顶开阀门37，压缩空气经过三棱形阀杆气道流至活塞35的下部推起活塞，将二连板17顶起脱开死点、联动支柱18脱开转轮15（见图5），此时机构在开关合闸弹簧和活塞21的弹簧20的作用下进行分闸。

本系统克服了常用气压操动系统机构复杂、容易失灵、体积大、占地面积大、管道长…等许多不足。本系统密封良好，无漏气，操作灵活可靠，完全可以保证变电站的安全运行。

Claims (4)

1、一种断路器气压操动系统，属于一种气动操作系统，它包括有：

一组空压机组和多个安装在高压开关柜左下部的气压合脱操动机构，本发明的特征在于：

空压机组将空压机(1)、散热器(3)、汽水油分离器(4)、单向阀(6)、贮气筒(8)、安全阀(9)、截止阀(11)、电气控制箱(12)集装在贮气筒(8)的上部成为一空压机组整体，其排水保温管(13)安装在贮气筒的中部，汽水油分离器装有小孔垫，其空压机(1)采用无皮带轮封闭式结构。单向阀(6)是无压差式结构；

每个气压合脱操动机构分别安装在开关柜的左下部，其结构部件有基座(14)、转轮(15)、推拉板(16)、二联板(17)、联动支柱(18)、交直流气压分闸阀(19)、合闸控制其阀(25)、小拉杆(26)和切换开关(27)，交直流气压分闸阀(19)位于基座(14)的左下部，使用一对推拉板(16)，将活塞(21)与转轮(15)直接连在一起，构成合闸操动机构，二联板(17)左端与基座(14)连接，右端连接在联动支柱(18)上，构成脱扣机构和扣住机构，合闸控制气阀(25)安装在气缸(22)右下角，并与气缸相连通，单向截止阀(54)安装在合闸控制气阀(25)的下部，其进气口与主管道相连接，出气口通过合闸控制气阀(25)与气缸底座(10)相连通。

2、根据权利要求1所述的断路器气压操动系统，其特征在于：交直流气压分闸阀（19）是将电磁铁（40）、气阀（37）、活塞（35）封装在一个机壳内，利用电磁铁（40）打开气阀（37）放出压缩空气操作活塞（35）来脱扣的。

3、根据权利要求1所述的断路器气压操动系统，其特征在于：合闸控制气阀（25）为内气道封闭式结构，一、二级闸同轴布置，气道在一、二级阀之间，阀口有软密封，阀体上设有机械自保持装置（30）。

4、根据权利要求1所述的断路器气压操动系统，其特征在于：位于合闸控制气阀（25）下部的单向截止阀（54）是既是单向阀又是截止阀两种阀合为一体的结构。

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