CN102903567A - 真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器。所述装置包括：主动杆，其联接至调节器；从动杆，其联接至真空断续器的活动电极；连杆，其被配置为将主动杆和从动杆彼此连接在一起，并且连杆联接至主动杆和从动杆，以使主动杆和从动杆之间的间距变化；凸轮，其沿垂直方向联接至连杆；以及凸轮导向装置，其具有用于可滑动地联接凸轮的导槽，并且所述凸轮导向装置被配置为引导主动杆和从动杆之间的间距以使间距变化。在该配置下，当真空断续器的当前状态转换为闭合状态时，能够减小活动电极与固定电极之间的冲击量。当活动电极闭合时，这能够减少活动电极穿过预放电区域所需的全部时间，从而防止电极损坏。

Description

真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器

技术领域

本公开涉及一种应用于真空断路器的真空断续器的动力传动装置，以及具有该装置的真空断路器。

背景技术

通常，真空断路器的真空断续器是应用于真空断路器、真空开关装置、真空连接器等的主要灭弧装置，用于切断负载电流或者电力系统中的事故电流。用于控制电力传输和保护电力系统的真空断路器具有如断流容量大、可靠性高、稳定性高和安装空间小等优点。由于这些优点，增大了真空断路器的应用范围。此外，随着工业设备变大，断路器的断流容量也变大。

对于超高压真空断续器，在跳闸状态下，固定电极与活动电极之间的间距比低压真空断续器的固定电极与活动电极之间的间距宽，并且闭合速度非常快。相应地，闭合操作期间活动电极与固定电极之间的冲击量非常大。这样的冲击可能导致固定电极和活动电极变形，而这种变形可能降低真空断续器的性能。为了解决这种问题，如果设法减慢整个闭合速度，则闭合时间变长。结果，在闭合操作期间真空绝缘状态消失时发生的预放电（pre-arc）所保持的时间变长。这种预放电发生的长持续时间严重影响了真空断路器的性能。因此，应该恒定地保持整个闭合时间。

图1为根据现有技术的真空断续器的剖视图。

如图1所示，传统的真空断续器包括由固定侧凸缘2和活动侧凸缘3密封的绝缘容器1。固定电极4和活动电极5在绝缘容器1中以可接触的方式面向彼此，并且容纳在固定于绝缘容器1的内部护罩6中。固定电极4的固定轴4a固定地联接至固定侧凸缘2，从而连接至外部。而且，活动电极5的活动轴5a可滑动地联接至活动侧凸缘3，从而通过连杆和接头连接至布置在绝缘容器的外部的调节器（未示出）。相应地，所述调节器的输出单元的移动与活动轴的移动成比例。

波纹管护罩7固定地联接至活动电极5的活动轴5a，并且波纹管8设置在波纹管护罩7与活动侧凸缘3之间。在该配置下，活动电极5和活动轴5a以密封状态可移动地安装在绝缘容器1中。

在传统的真空断续器中，在出现事故电流时，调节器使得活动电极朝向离开固定电极的方向移动。结果，活动电极与固定电极分离，从而熄灭事故电流。

一旦事故电流熄灭，则活动电极在调节器的恢复力作用下朝向闭合方向移动，即以相同速度朝向固定电极移动。结果，活动电极与固定电极形成接触以完成闭合操作。

然而，传统的真空断续器有以下问题。

首先，储存在调节器的压缩弹簧中的能量原样施加在活动电极上。结果，在闭合操作期间，活动电极在保持相同的速度的同时移动，从而使得活动电极与固定电极的接触速度显著增加。这会增加活动电极与固定电极之间的冲击量，从而导致活动电极或固定电极的部件或者绝缘容器损坏。

发明内容

因此，详细描述的一个方案提供了一种真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器，通过使用速度可变的（减速）闭合装置，所述动力传动装置能够减小闭合操作期间活动电极与固定电极之间的碰撞速度，并且能够通过快速移动活动电极来减少活动电极穿过预放电区域所需的预放电时间。

为了实现这些和其他优点并根据本说明书的目的，如此处所实施和宽泛描述的，提供了一种真空断续器的动力传动装置，所述装置包括：主动杆，其联接至用于调节真空断续器的活动电极的调节器；从动杆，其联接至所述真空断续器的活动电极；连杆，其被配置为将所述主动杆和所述从动杆彼此连接在一起，并且所述连杆联接至所述主动杆和所述从动杆，以使所述主动杆与所述从动杆之间的间距由于多个杆能够相对于彼此折叠而变化；凸轮，其沿垂直方向联接至所述连杆；以及凸轮导向装置，其具有用于可滑动地联接所述凸轮的导槽，并且所述凸轮导向装置被配置为由于所述凸轮的路径是可变的而通过选择性地折叠所述连杆，来引导所述主动杆和所述从动杆之间的间距以使所述间距变化。

所述连杆可以包括：第一连杆，其可旋转地联接至所述主动杆的端部；以及第二连杆，其一端可旋转地联接至所述第一连杆，而另一端可旋转地联接至所述从动杆的端部。

所述凸轮可以联接至所述第一连杆与所述第二连杆之间的连接部分。

所述导槽可以包括：第一凹槽部，其形成为与所述活动电极平行；第二凹槽部，其形成在所述活动电极侧的所述第一凹槽部的端部处，呈弯曲或者倾斜状以便朝向所述活动电极变宽；以及第三凹槽部，其形成在所述活动电极侧的所述第二凹槽部的端部处，朝向所述第一凹槽部的所述调节器侧端部呈弯曲或者倾斜状。

凸起可以形成为被所述第一凹槽部、第二凹槽部和第三凹槽部所环绕，以使所述凸轮沿着各个凹槽部平滑地移动。

所述第一凹槽部与所述第二凹槽部之间的接触部分可以形成在预放电开始时间点处或者靠近预放电开始时间点处，所述预放电在所述真空断续器闭合时产生于固定电极与所述活动电极之间。

所述第二凹槽部和所述第三凹槽部之间的接触部分可以形成在所述活动电极与所述固定电极之间的接触时间点处或者所述接触时间点后的时间点处。

拉伸弹性构件可以进一步设置在所述主动杆与所述从动杆之间。

为了实现这些和其他优点并根据本说明书的目的，如此处所实施和宽泛描述的，还提供了一种真空断路器，所述真空断路器包括：调节器；真空断续器，其包括联接至所述调节器并且执行线性运动的活动电极以及所述活动电极能够选择性地与其分离的固定电极；以及动力传动装置，其布置在所述调节器与所述真空断续器之间，并且所述动力传动装置被配置为改变所述调节器与所述活动电极之间的间距。

通过下文给出的详细说明，本申请的进一步适用范围将变得更加显而易见。然而，应该理解的是，虽然示出了本发明的优选实施例，但是详细说明和具体示例仅是以示例的方式提供的，通过这些详细说明，在本发明的精神和范围之内的各种变型和改进对于本领域的技术人员将变得显而易见。

附图说明

所包括的附图提供了对本公开的进一步理解，其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图图示出示例性实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1为根据现有技术的真空断续器的剖视图；

图2为根据本发明的真空断续器和动力传动装置的剖视图；

图3为示出了图2的动力传动装置的立体图；

图4和图5为示出了图2的真空断续器和动力传动装置的操作状态的剖视图；以及

图6为示出了由根据本发明的真空断续器的动力传动装置实现的预放电减少效果的曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述示例性实施例。为了参照附图简化描述，相同或等同的部件将设置相同的附图标记，并且将不再重复其描述。

在下文中，将参照附图更加详细地说明根据本发明的真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器。

图2为根据本发明的真空断续器和动力传动装置的剖视图，图3为示出了图2的动力传动装置的立体图，图4和图5为示出了图2的真空断续器和动力传动装置的操作状态的剖视图。

如图2和图3所示，根据本发明的真空断路器包括真空断续器的动力传动装置（在下文中将称其为“动力传动装置”），所述动力传动装置设置在调节器和真空断续器之间，并且所述动力传动装置被配置为沿调节器的驱动方向改变调节器与真空断续器的活动电极（稍后说明）之间的间距。

动力传动装置包括：主动杆10，其联接至调节器；从动杆20，其联接至真空断续器的活动电极5；第一连杆31和第二连杆35，其被配置为将主动杆10和从动杆20彼此连接在一起；第一凸轮41和第二凸轮45，其沿垂直方向联接至位于第一连杆31与第二连杆35之间的连接点；第一凸轮导向装置51和第二凸轮导向装置55，第一凸轮41和第二凸轮45分别可滑动地联接至第一凸轮导向装置51和第二凸轮导向装置55；以及弹性构件60，其联接至主动杆10与从动杆20之间的位置。

主动杆10形成为具有指定直径的棒状。主动杆10的一端联接至调节器（未示出）的轴部，而主动杆10的另一端布置在与调节器的轴部相同的直线上，以面向从动杆20。

与主动杆10类似，从动杆20形成为具有指定直径的棒状。从动杆20的一端联接至真空断续器的活动电极5，而从动杆20的另一端布置在与活动电极5相同的直线上，以面向主动杆10。

第一连杆31包括第一上部连杆32和第一下部连杆33，第一上部连杆32和第一下部连杆33各自可旋转地联接至主动杆10的另一端。而且，第二连杆35包括第二上部连杆36和第二下部连杆37，第二上部连杆36和第二下部连杆37各有一端分别可旋转地联接至第一上部连杆32和第一下部连杆33，并且各有另一端可旋转地联接至从动杆20。

第一凸轮41和第二凸轮45中的每个均形成为具有指定直径和长度的柱形棒。第一凸轮41联接至位于第一上部连杆32与第二上部连杆36之间的连接点，并且第二凸轮45联接至位于第一下部连杆33与第二下部连杆37之间的连接点。第一上部连杆32和第二上部连杆36彼此连接，使得第一上部连杆32和第二上部连杆36可以以第一凸轮41为中心旋转；第一下部连杆33和第二下部连杆37彼此连接，使得第一下部连杆33和第二下部连杆37可以以第二凸轮45为中心旋转。第一凸轮41包括第一凸轮销42和第一凸轮滚轮43，而第二凸轮45包括第二凸轮销46和第二凸轮滚轮47。第一凸轮销42将连杆32和36彼此连接在一起，而第二凸轮销46将连杆33和37彼此连接在一起。第一凸轮滚轮43设置在第一凸轮销42的两端处，而第二凸轮滚轮47设置在第二凸轮销46的两端处。而且，第一凸轮滚轮43和第二凸轮滚轮47分别可滑动地联接至第一凸轮导向装置51和第二凸轮导向装置55的上部导槽52和56及下部导槽53和57（稍后说明）。

第一凸轮导向装置51和第二凸轮导向装置55中的每个均形成为具有预定厚度的板体，并且按照预先指定的间距固定地安装在第一凸轮41和第二凸轮45中的每个的两侧处。第一凸轮41和第二凸轮45可滑动地插入到上部导槽52和56及下部导槽53和57中，上部导槽52和56及下部导槽53和57形成在第一凸轮导向装置51和第二凸轮导向装置55中的每个凸轮导向装置的一侧表面上，即面向第一凸轮41和第二凸轮45的表面。

更具体地，上部导槽52和56包括：第一上部凹槽部521和561，其形成为与活动电极5平行；第二上部凹槽部522和562，其基于真空断续器侧（或者活动电极侧）处的第一上部凹槽部521和561的端部，沿真空断续器的径向和纵向之间的中间方向（朝向活动电极变宽的方向）弯曲或者倾斜；以及第三上部凹槽部523和563，其从第二上部凹槽部522和562的端部，沿朝向第一上部凹槽部521和561的调节器侧端部变窄的方向弯曲或者倾斜。上部凸起524和564形成为被第一上部凹槽部521和561、第二上部凹槽部522和562以及第三上部凹槽部523和563所环绕，以使第一凸轮41能够沿着各个凹槽部平滑地移动。

优选地，第一上部凹槽部521和561的端部与第二上部凹槽部522和562的端部之间的连接点形成在预放电开始点处，预放电在真空断续器闭合时发生。为了增强可靠性，优选地，第二上部凹槽部522和562的端部以及第三上部凹槽部523和563的端部形成在活动电极5与固定电极4之间的接触时间点处或者接触时间后的时间点处。

下部导槽53和57包括第一下部凹槽部531和571、第二下部凹槽部532和572以及第三下部凹槽部533和573。而且，第一下部凹槽部531和571、第二下部凹槽部532和572以及第三下部凹槽部533和573形成为分别与第一上部凹槽部、第二上部凹槽部和第三上部凹槽部对称。下部凸起534和574形成为被第一下部凹槽部531和571、第二下部凹槽部532和572以及第三下部凹槽部533和573所环绕，以使第二凸轮45能够沿着各个凹槽部平滑地移动。

弹性构件60被配置为拉伸盘簧。弹性构件60的一端联接至主动杆10的端部，而弹性构件60的另一端联接至面向主动杆10的端部的从动杆20的端部。然而，弹性构件60不是绝对必需的部件。也就是说，根据本发明的真空断续器的动力传动装置能够通过连杆、凸轮和凸轮导向装置操作，而无需弹性构件60。

对于本发明与传统部件相同的部件设置相同的附图标记。

未经说明的附图标记1表示绝缘容器，2表示固定侧凸缘，3表示活动侧凸缘，4表示固定电极，5表示活动电极，6表示内部护罩，7表示波纹管护罩，以及8表示波纹管。

根据本发明的真空断续器的动力传动装置及具有该装置的真空断路器具有以下效果。

如图4所示，如果由于事故电流而使真空断续器的当前状态转换为跳闸状态，则调节器将主动杆10拉向调节器。然后，联接至第一连杆31和第二连杆35的第一凸轮41和第二凸轮45沿着第一凸轮导向装置51的第三凹槽部523和563以及沿着第二凸轮导向装置55的第三凹槽部533和573移动。结果，在弹性构件60的作用下，第一连杆31和第二连杆35展开，并且从动杆20与主动杆10一起朝向调节器移动。相应地，联接至从动杆20的活动电极5与固定电极4分离，从而切断真空断路器。一旦第一凸轮41和第二凸轮45到达第三凹槽部523、563、533和573的调节器侧端，则第一连杆31和第二连杆35完全展开。结果，活动触点5和固定触点4彼此分离。

接下来，如图5所示，如果由于事故电流的消除而使真空断续器的当前状态转换为闭合状态，则调节器使得主动杆10朝向真空断续器移动。然后，第一凸轮41和第二凸轮45沿着第一凸轮导向装置51的第一上部凹槽部521和561以及沿着第二凸轮导向装置55的第一下部凹槽部531和571移动。此处，第一连杆31和第二连杆35在展开状态下朝向真空断续器快速移动。然后，第一凸轮41和第二凸轮45沿着第一凸轮导向装置51的第二上部凹槽部522和562、第二凸轮导向装置55的第二下部凹槽部532和572向变宽方向移动。结果，调节器传递到主动杆10的推力被凸轮41和45、凸轮导向装置51和55以及弹性构件60的拉伸力吸收，从而显著降低了从动杆20的移动速度。在预放电开始点之前，联接至从动杆20的活动电极5快速移动，而在预放电开始点之后缓慢移动。然后，活动电极5在固定电极4与活动电极5之间的接触点处几乎停止。

在该配置下，当真空断续器的当前状态转换为闭合状态时，能够减小活动电极5与固定电极4之间的冲击量。活动电极5在闭合开始点处快速闭合，并且活动电极5的闭合速度从预放电开始点到活动电极5与固定电极4之间的接触点显著地降低。结果，与活动电极5以相同速度移动的现有技术相比，能够进一步减少活动电极5穿过预放电区域所需的全部时间。这可以从图6所示的曲线图中看出。也就是说，在调节器的推力和布置在主动杆与从动杆之间的弹性构件的弹性力的作用下，闭合开始点处的闭合速度远快于现有技术的闭合开始点处的闭合速度。然后，活动电极5的闭合速度从预放电开始点处开始快速降低。而且，在活动电极5与固定电极4之间的接触点处，将活动电极5的闭合速度控制为几乎“零”。在该实施例中，即使活动电极5的闭合速度在预放电开始点处下降，与活动电极5以相同速度移动的现有技术相比，也能够进一步减少活动电极5穿过预放电区域所需的全部时间。

因为调节器与活动电极之间的间距会由于多个杆能够在调节器与活动电极之间相对于彼此折叠而变化，所以当真空断续器的当前状态转换为闭合状态时，能够减小活动电极与固定电极之间的冲击量。结果，当活动电极5闭合时，能够进一步减少活动电极5穿过预放电区域所需的全部时间。这能够防止电极损坏。

上述实施例和优点仅为示例性的，而不视为对本公开的限制。能够很容易地将本教导应用到其他类型的装置上。本说明书旨在提供示例性说明，而不限制权利要求的范围。许多可选方式、改进和变型对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。在此描述的这些示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以用各种方式进行组合，以获得另外的和/或可选的示例性实施例。

因为本发明的特征可以在不偏离其特性的情况下体现为多种形式，所以应当理解的是，除非另外说明，上述实施例不受前面描述的任何细节限制，而应当在所附的权利要求限定的范围内做广义地理解，因此旨在将落入权利要求的范围或等同范围内的所有变化和改进囊括在所附的权利要求内。

Claims (9)

1.一种真空断续器的动力传动装置，其特征在于，所述装置包括：

主动杆，其联接至用于调节真空断续器的活动电极的调节器；

从动杆，其联接至所述真空断续器的所述活动电极；

连杆，其被配置为将所述主动杆和所述从动杆彼此连接在一起，并且所述连杆联接至所述主动杆和所述从动杆，以使所述主动杆与所述从动杆之间的间距由于多个杆能够相对于彼此折叠而变化；

凸轮，其沿垂直方向联接至所述连杆；以及

凸轮导向装置，其具有用于可滑动地联接所述凸轮的导槽，并且所述凸轮导向装置被配置为由于所述凸轮的路径是可变的而通过选择性地折合所述连杆来引导所述主动杆和所述从动杆之间的间距以使所述间距变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连杆包括：

第一连杆，其可旋转地联接至所述主动杆的端部；以及

第二连杆，其一端可旋转地联接至所述第一连杆，而另一端可旋转地联接至所述从动杆的端部。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述凸轮联接至所述第一连杆与所述第二连杆之间的连接部分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导槽包括：

第一凹槽部，其形成为与所述活动电极平行；

第二凹槽部，其形成在所述活动电极侧的所述第一凹槽部的端部处，呈弯曲或者倾斜状以便朝向所述活动电极变宽；以及

第三凹槽部，其形成在所述活动电极侧的所述第二凹槽部的端部处，朝向所述第一凹槽部的所述调节器侧端部呈弯曲或者倾斜状。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，凸起形成为被所述第一凹槽部、第二凹槽部和第三凹槽部所环绕，以使所述凸轮沿着各个凹槽部平滑地移动。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一凹槽部与所述第二凹槽部之间的接触部分形成在预放电开始点处或者接近所述预放电开始点处，所述预放电在所述真空断续器闭合时发生在固定电极与所述活动电极之间。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二凹槽部和所述第三凹槽部之间的接触部分形成在所述活动电极与所述固定电极之间的接触时间点处或者所述接触时间点后的时间点处。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的装置，进一步包括可拉伸弹性构件，所述可拉伸弹性构件布置在所述主动杆与所述从动杆之间。

9.一种真空断路器，包括：

调节器；

真空断续器，其包括联接至所述调节器并且执行线性运动的活动电极以及所述活动电极能够选择性地与其分离的固定电极；以及

动力传动装置，其布置在所述调节器与所述真空断续器之间，并且所述动力传动装置被配置为改变所述调节器与所述活动电极之间的间距，

其特征在于，所述动力传动装置被配置为如权利要求1至8中的一项所述的装置。

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