CN102804529B - 电力断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种不增加结构零件的数量而防止闭路动作时的冲击产生的颤动的小型、廉价的电力断路器。具备微动机构部(130),其具有由环状部件(141-1、141-2)和环状部件(142-1)构成的颤动抑制部(140),这些环状部件在沿中心轴方向重合的状态下相互相接的位置设有倾斜面或曲面,将闭极时可动电极(122)与固定电极(121)冲突时产生的冲击作为压缩力收集,通过环状部件的弹簧性和接触面处的摩擦力,冲突时的动能被摩擦产生的能量吸收而消耗,使颤动动作的发生时间减少。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力断路器,特别是涉及沿可动方向上推动接离自如的固定电极和可动电极的主接点相接触的真空断路器(Vacuum Circuit Breaker:VCB)等电力断路器。
背景技术
在以往的电力断路器中,例如有真空断路器(VCB)等那样将固定电极与可动电极制成对合构造的断路器。在这种断路器中,使两电极的主接点对合地接触而具有通电性能。
由于是对合构造,所以在闭极时两电极由于闭极速度而冲突,有发生接点的颤动(Chattering)的情况。
在专利文献1中,作为用于抑制该颤动的结构,在真空管(Vacuum Switch Tubes:VST)的固定端子一侧设置“具有斜面的部件”,并设置能够在该斜面上滑动的“被弹簧推压的另一组具有斜面的部件”。
根据这种结构,使真空断路器(VCB)投入时的可动侧接点所具有的动能变换成两者间的摩擦能而消失,从而抑制了颤动。
专利文献1:日本国特开2006-269202号公报(0015段,图3)。
但是,在以往的电力断路器中,由于如上所述为复杂的结构,零件数量多,两斜面部件的整合调整花费时间,所以存在零件成本、组装成本高的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种小型、廉价的电力断路器,不必增加结构零件数量而防止闭路动作时的冲击所产生的颤动。
本发明所涉及的电力断路器具备:开关部,由固定电极和与该固定电极接离自如地设置的可动电极构成;可动轴,从可动电极延伸出;操作机构,驱动可动轴而将开关部开闭;框架,其内部保持开关部和可动轴;以及微动机构部,在以可动电极的驱动方向固定在框架上的固定电极的与可动电极接离的面相反面的一侧装配有由两个以上的环状部件构成的颤动抑制部,该两个以上的环状部件在沿中心轴方向重合的状态下以设在相互对应的位置的倾斜面或曲面相接,用颤动抑制部将闭路动作时固定电极与可动电极的冲突而产生的力作为压缩力收集。
根据本发明,微动机构部具有将多个在重合的部分分别设置了相对应的倾斜形状或曲面形状的环状部件重合而构成的颤动抑制部,通过将闭路动作时的冲击作为压缩力收集,能够通过环状部件朝向径向的伸缩产生的弹簧性和倾斜面的摩擦力吸收冲突而产生的动能,通过单纯的结构小型、廉价地抑制颤动。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的气体绝缘开闭装置的整体结构的纵向剖视图;
图2是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的断路器的结构的侧剖视图;
图3是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的微动机构部的结构的侧剖面放大图;
图4是说明本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的微动机构部的动作的侧剖面放大图;
图5是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的结构的附图;
图6是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的结构的附图;
图7是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的动作的一例的附图;
图8是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的其它结构的剖视图;
图9是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的其它结构的剖视图;
图10是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的其它结构的剖视图;
图11是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的其它结构的剖视图图;
图12是表示本发明所涉及的电力断路器的实施方式中的环状部件的其它结构的剖视图图。
附图标记说明:
15:断路器操作机构,100:断路器,101:绝缘框,121:固定电极,122:可动电极,124:操作棒导体,130:微动机构部,140:颤动抑制部,141-1、141-2:环状部件,141-1a、141-1b、141-2a、141-2b:倾斜面,142-1:环状部件,142-1a、142-1b:倾斜面。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明所涉及的电力断路器的各种实施方式进行说明。
实施方式
图1是表示适用本发明的实施方式下的电力断路器的气体绝缘开闭装置的整体结构的剖面结构图。
如图1所示,气体绝缘开闭装置(开关设备)200的主回路由缆线6,电流检测器7,缆线套管4,连接部件10,作为电力断路器的断路器100,通电断路/接地开闭器11,连接部件9,母线套管3,以及母线12构成。
图1中,在架台1上支撑有封入了SF6气体等绝缘性气体的断路器箱2。在断路器箱2的上部端板部2a上设有三相的母线套管3。母线12分别与母线套管3相连。
在断路器箱2的下部侧板部2b上设有缆线套管4,配置在基座5上的三相的缆线6经由电流检测器7分别与缆线套管4相连。
在断路器箱2内,并列地收纳有三个将母线12与缆线6之间电连接、断路的断路器100。断路器100具有固定在安装板13上的绝缘框101,和保持在绝缘框101内的作为断路器消弧室的真空管120。
而且,在断路器箱2内,并列地收纳有将三个断路器100与母线12之间电连接、断路的通电断路/接地开闭器11。
断路器100从真空管120的可动电极一侧分别连接到通电断路/接地开闭器11的一端。通电断路/接地开闭器11的另一端经由连接部件9分别与母线套管3相连。
而且,断路器100从真空管120的固定电极一侧经由连接部件10分别与缆线套管4相连。
另外,在壳体14内收纳有断路器操作机构15,断路开关操作机构16以及控制单元(未图示)。断路器操作机构15以及断路开关操作机构16安装在安装板13上而得到支撑。
图2是表示本发明的实施方式下的断路器100的真空管120周边的结构的放大侧剖视图。图2中,真空管120由固定电极121,可动电极122,作为开关部的覆盖固定电极121和可动电极122的真空开关部123,以及用于驱动可动电极122进行与固定电极121接触、分离操作的作为可动轴的操作棒导体124构成。
真空管120将固定电极121一侧固定在支撑导体103上。支撑导体103在可动电极122的可动方向上与固定着真空管120的面相反一侧的面上具备微动机构部130。
微动机构部130设成在闭极动作时吸收因可动电极122与固定电极121接触冲突而产生的动能。
真空管120是固定电极121经由支撑导体103与连接部件10相连,可动电极122经由作为挠性导体的可动侧回路导体104分通电断路/接地开闭器11相连,进行电路的开极、闭极动作。
图3以及图4是表示本发明的实施方式下的断路器100所装备的微动机构部130的结构的放大侧剖视图。图3表示开极状态,图4表示刚刚进行了闭极动作后的状态。
图3中,微动机构部130具有将多个形状不同的环状部件交互地重合而成的颤动抑制部140。颤动抑制部140为环状部件分别在重合部分具有倾斜形状,通过相对于来自轴向(A方向)的压缩力而朝向径向的伸缩产生的弹簧性和倾斜面的摩擦力吸收因冲突而产生的动能,这在之后详述。
颤动抑制部140在载置于由螺栓131固定在支撑导体103上的下部止挡件132上的状态下被上部止挡件133从上方覆盖,并被下部止挡件132与上部止挡件133夹持。
上部止挡件133使用螺栓135夹着导管134固定在埋入绝缘框101中的填充金属102上。支撑导体103设成设在支撑导体103上的孔103a能够沿着导管134向上方(A方向)滑动。
随着支撑导体103的滑动,固定在支撑导体103上的下部止挡件132,真空开关管123以及固定电极121也能够向上方(A方向)移动地设置,朝向径向的移动受到抑制。
图5中表示了本发明的实施方式下的断路器100的颤动抑制部140中使用的环状部件141-1、141-2,图6中表示了环状部件142-1的结构。在图5(a)以及图6(a)是俯视图,图5(b)以及图6(b)是立体图。
环状部件141-1与环状部件141-2为相同形状,如图5所示,截面上内周面一侧的凸部为大致三角形,具有沿轴向上下对称的倾斜面141-1a、141-1b,以及倾斜面141-2a、141-2b。
环状部件142-1与环状部件141-1、141-2的外周形状不同,被环状部件141-1和环状部件141-2夹持而重合。
环状部件141-2如图6所示,截面上外周面一侧的凸部为大致三角形,具有沿轴向上下对称的倾斜面142-1a以及倾斜面142-1b。
环状部件142-1的倾斜面142-1a以及倾斜面142-1b设成与夹持重合的环状部件141-1和环状部件141-2的倾斜面141-1a、141-1b、以及倾斜面141-2a、141-2b相对应。
而且,环状部件142-1的外径定为夹持重合的环状部件141-1和环状部件141-2之间具有能够相对于来自轴向的压缩力充分发挥弹簧性的距离。
颤动抑制部140的弹簧性由环状部件141-1、142-1、141-2的高度,直径的大小,截面的壁厚,倾斜面的角度及材质等控制。而且,颤动抑制部140的摩擦力由环状部件141-1、142-1、141-2的材质,倾斜面的表面状态等控制。
另外,在本实施方式中,虽然颤动抑制部140由三个环状部件构成,但并不仅限于此。在这种情况下,通过改变环状部件的个数也能够控制弹簧性。
而且,虽然环状部件的材料优选用淬火后的钢实施了表面研磨或硬质镀铬处理,但并不仅限于此。而且,虽然使重合的部分为倾斜面,但也可以为曲面。
接着,使用图3以及图4对本发明的实施方式中断路器100的颤动抑制部140的动作进行说明。首先,当开始从图3所示的开路状态关闭电路的动作时,可动电极122被瞬时向A方向上推,与固定电极122冲突并接触。
当可动电极122与固定电极121冲突时,冲击经由真空开关管123以及支撑导体103向颤动抑制部140传递,颤动抑制部140将该冲击能作为动能吸收。
即,如图4所示,支撑导体103一边将由下部止挡件132与上部止挡件133夹持的环状部件141-1、142-1、141-2向A方向压缩,一边克服弹簧性以及摩擦力而沿着导管134向A方向滑动。
当从A方向压缩时,环状部件141-1、141-2被环状部件142-1的倾斜面142-1a、142-1b以楔式插入而向半径方向扩张,环状部件142-1通过分别相对应的环状部件141-1、141-2的倾斜面141-1a、141-2b向内径方向收缩。
通过使扩张后的环状部件141-1、141-2收缩的力和使收缩后的环状部件142-1扩张的力,颤动抑制部140发挥弹簧性。
这样,颤动抑制部140能够通过环状部件141-1、142-1、141-2自身的弹簧性和倾斜面处的摩擦力,可动电极122与固定电极121冲突时的动能被摩擦产生的能量吸收而消耗,使颤动动作的产生时间减少。
而且,颤动抑制部140即使在闭极时真空管120沿径向倾斜动作也能够通过环状部件在与其相同的方向追随而发挥颤动动作。颤动抑制部140是重合的环状部件越多追随性也提高。
图7是处于使15个环状部件重合的情况下的追随状态的颤动抑制部的侧视图。在真空管120沿径向倾斜动作的情况下,交互地重合的环状部件141-1、141-2··141-8以及环状部件142-1、142-2··142-7如图7所示追随。
以上,在本实施方式中,由于微动机构部130具有由环状部件141-1、141-2和环状部件142-1构成的颤动抑制部140,这些环状部件在沿中心轴方向重合的状态下在相互对应的位置设有倾斜面或曲面,将闭极时可动电极122与固定电极121冲突时产生的冲击作为压缩力收集,所以通过环状部件朝向径向的伸缩产生的弹簧性和接触面处的摩擦力,冲突时的动能被摩擦产生的能量吸收而消耗,能够使颤动动作的产生时间减少。而且,通过简单的结构能够小型、廉价地抑制颤动。
进而,即使在闭极时真空管120在径向上倾斜动作的情况下,也能够通过环状部件追随而发挥颤动动作。
而且,颤动抑制部140能够通过选择环状部件141-1、141-2、142-1的高度,直径的大小,截面的壁厚,重合的个数,倾斜面的角度及材质等而容易地控制弹簧性。
而且,颤动抑制部140能够通过选择环状部件141-1、141-2、142-1的材质,倾斜面的表面状态等而容易地控制摩擦力。
另外,在本实施方式中,虽然环状部件使用了截面上内周面一侧或者外周面一侧的凸部为大致三角形的部件,但并不仅限于此。例如,图8表示本发明的实施方式下环状部件的其它结构,图8(a)是表示环状部件151-1、151-2的侧剖面图,图8(b)是表示环状部件152-1的侧剖面图。
如图8所示,环状部件151-1、151-2、152-1可以是截面上内周面或者外周面的凸部为大致梯形。即使在这种情况下也能够获得同样的效果。
而且,图9表示本发明的实施方式下环状部件的其它结构,图9(a)是表示环状部件161-1、161-2的侧剖面图,图9(b)表示环状部件162-1的侧剖面图。
如图9所示,环状部件161-1、161-2、162-1制成沿环的径向设有孔161-1c、161-2c、162-1c的构造。在这种情况下,通过选择孔161-1c、161-2c、162-1c的个数、形状,能够控制环的弹簧性。
而且,图10是表示作为本发明的实施方式下其它结构的环状部件171-1、171-2的俯视图。
如图10所示,环状部件171-1、171-2制成分别在环的一部分设有狭缝171-1d、171-2d的构造。在这种情况下,通过选择狭缝171-1d、171-2d的宽度,能够控制环的弹簧性。
另外,在被环状部件171-1、171-2夹着的环状部件172-1(未图示)上设置狭缝172-1d当然也能够获得同样的效果。
而且,图11以及图12表示作为本发明的实施方式下其它结构的环状部件181-1、181-2、以及环状部件182-1。图11(a)以及图12(a)为俯视图,图11(b)以及图12(b)为侧剖面图,图11(c)以及图12(c)为立体图。
如图11以及图12所示,环状部件181-1、181-2、182-1由截面为上下对称的曲面或者倾斜面形成的板状部件构成。在这种情况下,能够通过冲压等制造方法更容易地以低成本形成环状部件。
Claims (6)
1.一种电力断路器,其特征在于,具备:
开关部,由固定电极和与该固定电极接离自如地设置的可动电极构成;
可动轴,从上述可动电极延伸出;
操作机构,驱动上述可动轴而将上述开关部开闭;
框架,其内部支撑上述开关部和上述可动轴;以及
微动机构部,上述可动电极的驱动方向上,在固定于上述框架的上述固定电极的与上述可动电极接离的面相反面的一侧包括颤动抑制部,该颤动抑制部由两个以上的环状部件构成,该两个以上的环状部件在沿中心轴方向重合的状态下以设在相互对应的位置的倾斜面或曲面来相接,
所述颤动抑制部的所述倾斜面或曲面分别形成于所述环状部件中的一个环状部件的内周面、以及所述环状部件中的另一个环状部件的外周面,用上述颤动抑制部将闭路动作时上述固定电极与上述可动电极的冲突而产生的力作为压缩力收集。
2.如权利要求1所述的电力断路器,其特征在于,环状部件由板状部件构成。
3.如权利要求1所述的电力断路器,其特征在于,环状部件包括截面上内周面一侧或者外周面一侧为大致三角形的凸部。
4.如权利要求1所述的电力断路器,其特征在于,环状部件包括截面上内周面一侧或者外周面一侧为大致梯形的凸部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电力断路器,其特征在于,环状部件沿径向设有孔。
6.如权利要求1至4中任一项所述的电力断路器,其特征在于,环状部件在一部分上设有狭缝。
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