CN104319168A - 一种灭弧室组件及瓷柱式六氟化硫断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种灭弧室组件及瓷柱式六氟化硫断路器，该灭弧室组件包括两个以上灭弧室单体，每个灭弧室单体包括设于首端的动支座和设于尾端的静支座，动支座上导向滑动装配有动触头，静支座上固定设有与动触头同轴相对的静触头，各个灭弧室单体在同一轴线上首尾串联，每相邻两个灭弧室单体的其中一个灭弧室单体的动触头传动连接有与另一个灭弧室单体的动触头传动连接的绝缘连接件，每相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体尾端的静支座和连接在该灭弧室单体尾端的另一个灭弧室单体的动支座导电连接。本发明的灭弧室组件在使用时能够同步分、合闸，从而大大提高了断路器灭弧室所能承受的电压等级。

Description

一种灭弧室组件及瓷柱式六氟化硫断路器
技术领域
本发明涉及一种灭弧室组件及瓷柱式六氟化硫断路器。
背景技术
随着特高压输变电线路工程的不断发展，特高压电网建设需要能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流且能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件（如短路条件）下的电流的特高压断路器设备。在特高压换流站工程中，为了适应、满足特高压滤波器保护开关设备的特殊要求（断口恢复电压2800kV；滤波器为特高压直流场设备，直流电磁场的空间电荷累计效应明显，因此断路器的爬电距离要高于交流断路器，绝缘支柱电气净距不小于10m，抗震水平要求AG3），需要一种投切特高压滤波器专用断路器。
目前，市场上常见的特高压断路器有两种：一种采用金属封闭气体绝缘的罐式断路器，但这样的断路器筒体外壳采用全金属封闭，制造难度大，成本高；另一种采用瓷套支撑绝缘的瓷柱式断路器，这种断路器由操动机构、支柱绝缘瓷套及斜拉筋、灭弧室、合闸电阻等部件组成。中国实用新型专利授权公告说明书CN200820148512.2公开了一种1100kV特高压瓷柱式SF6断路器，此断路器灭弧室和均压电容器的中心轴线与水平面呈一定的夹角，操动机构数量为2个，绝缘支柱本体数量为2个，灭弧室数量为4个。每个灭弧室还并联一个水平布置的合闸电阻（用于限制合闸过电压），合闸电阻、灭弧室分别与和操动机构传动连接的五连箱传动连接，绝缘支柱本体上设有3根周向布置的绝缘斜拉筋。此断路器可以满足特高压电网对断路器性能要求，但是，在投切滤波器专用的应用场合，此断路器支柱高度未能满足特高压滤波器用断路器电气净距的要求，而且斜拉筋结构占地面积大，很难适应滤波器场占地面积紧张的条件限制，而且该断路器采用两台操动机构，与此对应的采用两套绝缘拉杆，两套五连箱传动结构，结构复杂不可靠，操作功大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种串联结构的灭弧室组件；同时，本发明还提供了一种使用该灭弧室组件的瓷柱式六氟化硫断路器。
本发明的灭弧室组件采用如下技术方案：
一种灭弧室组件，包括两个以上灭弧室单体，每个灭弧室单体包括设于首端的动支座和设于尾端的静支座，所述动支座上导向滑动装配有动触头，所述静支座上固定设有与动触头同轴相对的静触头，各个灭弧室单体在同一轴线上首尾串联，每相邻两个灭弧室单体的其中一个灭弧室单体的动触头传动连接有与另一个灭弧室单体的动触头传动连接的绝缘连接件，每相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体尾端的静支座和连接在该灭弧室单体尾端的另一个灭弧室单体的动支座导电连接，在灭弧室组件合闸时，电流依次沿前一个灭弧室单体的动支座、动触头传导至静触头、静支座传导至该灭弧室单体尾端连接的后一个灭弧室单体的动支座上。
每个灭弧室单体的静支座均包括筒状的静触座，所述静触座上开设有供绝缘连接件穿过以连接下一个灭弧室单体的动触头的让位长孔。
所述灭弧室单体的动支座包括与动触头同步运动的压气缸，所述绝缘连接件的一端与该灭弧室单体的压气缸连接，另一端与该灭弧室单体尾端连接的另一个灭弧室单体的用于驱动动支座的绝缘拉杆连接。
所述相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体的尾端设有后连接法兰，后一个灭弧室单体的前端设有与前一个灭弧室单体尾端的连接法兰配合的用于固定连接前一个灭弧室单体的前连接法兰。
本发明的瓷柱式六氟化硫断路器采用如下技术方案： 
一种瓷柱式六氟化硫断路器，包括操动机构以及与操动机构传动连接的灭弧室组件，所述灭弧室组件包括两个以上灭弧室单体，每个灭弧室单体包括设于首端的动支座和设于尾端的静支座，所述动支座上导向滑动装配有动触头，所述静支座上固定设有与动触头同轴相对的静触头，各个灭弧室单体在同一轴线上首尾串联，每相邻两个灭弧室单体的其中一个灭弧室单体的动触头传动连接有与另一个灭弧室单体的动触头传动连接的绝缘连接件，每相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体尾端的静支座和连接在该灭弧室单体尾端的另一个灭弧室单体的动支座导电连接，在灭弧室组件合闸时，电流依次沿前一个灭弧室单体的动支座、动触头传导至静触头、静支座传导至该灭弧室单体尾端连接的后一个灭弧室单体的动支座上。
每个灭弧室单体的静支座均包括筒状的静触座，所述静触座上开设有供绝缘连接件穿过以连接下一个灭弧室单体的动触头的让位长孔。
所述灭弧室单体的动支座包括与动触头同步运动的压气缸，所述绝缘连接件的一端与该灭弧室单体的压气缸连接，另一端与该灭弧室单体尾端连接的另一个灭弧室单体的用于驱动动支座的绝缘拉杆连接。
所述相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体的尾端设有后连接法兰，后一个灭弧室单体的前端设有与前一个灭弧室单体尾端的连接法兰配合的用于固定连接前一个灭弧室单体的前连接法兰。
所述操动机构通过每相邻两个灭弧室组件之间的三联传动箱与灭弧室组件传动连接，且灭弧室组件的远离三联传动箱的两端分别设有用于支撑灭弧室组件的绝缘支柱。
所述三联传动箱下法兰面连接的绝缘支柱由空心套管轴向对接而成，所述灭弧室组件的远离三联传动箱的一端的绝缘支柱由实心套管轴向对接而成。
本发明的灭弧室组件由多个灭弧室单体首尾串联组成，每个灭弧室单体的动触头和与其相邻的灭弧室单体的动触头传动连接，这样通过驱动绝缘拉杆就可以实现串连在一起的灭弧室单体同步分、合闸，从而大大提高了断路器灭弧室所能承受的电压等级。
进一步地，静触座的筒壁上开设有用于供绝缘连接体穿过的让位长孔，绝缘连接体穿过让位长孔一端与一个灭弧室单体的动触座连接，一端与另一个灭弧室单体的绝缘拉杆连接，这样串联而成的灭弧室组件内部结构简单，大大减少了操作部件，串联的灭弧室单体之间没有传动阻力，在分合闸运动时，通过绝缘拉杆可以之间驱动一个灭弧室组件的所有灭弧室单体实现分合闸运动，提高了操作功的使用效果。
附图说明
图1为本发明瓷柱式六氟化硫断路器的实施例结构示意图；
图2为本发明灭弧室组件的实施例的结构示意图；
图3为图2中第一灭弧室单体开断位置的结构放大图；
图4为图2中第二灭弧室单体开断位置的结构放大图。
具体实施方式
本发明的一种六氟化硫断路器的实施例：如图1-4所示，包括空心绝缘支柱55，空心绝缘支柱55由五节空心套管对接而成，高度在10米以上，空心绝缘支柱55的下端设有用于支撑空心绝缘支柱55的支架，支架上设有操动机构56，空心绝缘支柱55的上端通过与操动机构56传动连接的三联传动箱52传动连接有分别向空心绝缘支柱55的两侧延伸的两个灭弧室组件，三联传动箱52的传动杆分别与两个灭弧室组件的开关拉杆传动连接，空心绝缘支柱55与两个灭弧室组件的传动连接位置设有均压环51，两个灭弧室组件的远离空心绝缘支柱55的一端下方分别支撑有实心绝缘支柱54，实心绝缘支柱54由五节实心套管对接而成，实心绝缘支柱54与灭弧室组件的连接位置设有均压环53，均压环51、53使得灭弧室组件端部的电场更加均匀，整个断路器有控制机柜57控制。
灭弧室组件包括前后方向延伸的第一灭弧室单体1和第二灭弧室单体2，第一、第二灭弧室单体1、2分别包括绝缘密封外壳91、92，第一、二灭弧室单体的绝缘密封壳体内部于灭弧室单体的首、尾端两端分别相对设有动支座和静支座，第一灭弧室单体1的尾部设有连接法兰41，第二灭弧室单体2的首部设有连接法兰42，第一、第二灭弧室单体分别通过连接法兰41、42实现同轴固定连接，灭弧室单体1首端的动支座包括前后延伸的筒状第一动触座10，第一动触座10的前端通过法兰连接面与位于灭弧室单体1首端前方的三联传动箱52的连接法兰面连接，第一动触座10的后端设有内翻沿，内翻沿的中心孔用于与位于第一动触座10的轴线位置处的第一开关拉杆11导向滑配合，第一开关拉杆11前端为绝缘段，后端为导电段且导电段的后端设有第一动触头13，第一动触座10的内翻沿中心孔与第一开关拉杆11的导电段导向滑动配合，第一动触座10上的电流能够通过该导电段传递到第一开关拉杆11后端的第一动触头13上，第一动触座10的外周导向滑动装配有第一压气缸81，第一压气缸81与第一动触头13连接且与第一动触头13同步运动，第一压气缸81的后端靠近第一动触头13的位置处设有第一喷口14，第一喷口14前后延伸且其后端位于第一动触头13的后方，第一灭弧室单体1尾端的静支座包括筒形的第一静触座41和位于第一静触座41前端轴线位置处的第一静触头61，第一静触头61、第一喷口14以及第一动触头13均在一条轴线上，第一静触座41的后端与连接法兰41一体连接。
第二灭弧室单体2首端的动支座包括第二动触座20，第二动触座20的结构与第一动触座10的结构相同，并与内部轴线位置处导向滑动装配有第二开关拉杆21，于外周面导向滑动装配有第二压气缸82，第二开关拉杆21的结构与第一开关拉杆11的结构相同，尾端也设有第二动触头23、第二喷口24，第二开关拉杆21也通过导电段与第二动触座20滑动连接，第二灭弧室单体2的尾端的静支座包括筒状第二静触座42以及第二静触座42的前端轴线位置处设有第二静触头62，第二静触头62、第二喷口24以及第二动触头23均在一条轴线上。
灭弧室组件的第一灭弧室单体1的第一开关拉杆11通过绝缘连接件与第二灭弧室单体2第二开关拉杆21传动连接，具体地，在本实施例中，绝缘连接件的具体结构如下：第一压气缸81的外周对称设有两个凸沿12，两个凸沿12上分别连接有轴向连接杆7，两个轴向连接杆7位于第一静触座41的外周且平行于第一静触座41的轴线方向向靠近第一静触头61的方向延伸，两个轴向连接杆7的延伸端位于第一静触头61的后方且两个轴向连接杆7的端部通过径向延伸的径向连接杆71连接，第一静触座41上于第一静触头61的后方设有供径向连接杆71穿过的让位长孔16，径向连接杆71通过拉杆连接杆72与第二灭弧室单体2的第二开关拉杆21连接。这样，在第一灭弧室单体1的第一开关拉杆11轴向运动时，通过第一动触头13依次将推动力传递给第一喷口14、第一压气缸81、轴向连接杆7、径向连接杆71、拉杆连接杆72，最后传递给第二灭弧室单体2的第二开关拉杆21，从而实现在第一灭弧室单体1的第一开关拉杆11运动时，第二灭弧室单体2的第二开关拉杆21与其同步运动，进而实现两个灭弧室断口同时工作，提高了灭弧室的电压等级。本发明的灭弧室组件在合闸时，电流通过第一灭弧室单体1的动触座传递给动触头传递给静触头，静触头的电流在传递给静触座并由连接法兰41传递给第二灭弧室单体2的连接法兰42，连接法兰42上的电流通过第二灭弧室单体2的动触座再依次传递，第二灭弧室单体2内的电流流动方式与第一灭弧室单体1的电流流动方式相同。
本实施例中，由轴向连接杆7、径向连接杆71、拉杆连接杆72组成的绝缘连接件一端固定连接在第一灭弧室单体1的第一压气缸81外周的凸沿12上，在其他实施例中，可以固定在第一灭弧室单体的绝缘拉杆上，此时需要相应的在动触座上开设对应的连接孔。
本实施例中，动弧触头通过两个对称的轴向连接杆并通过一个径向连接杆连接筒状静触座内的第二灭弧室开关拉杆，在其他实施例中，绝缘连接杆可以为两个以上沿圆周均布的绝缘轴向连接杆通过径向连接杆与第二灭弧室单体的开关拉杆连接，或者可以通过一个轴向连接杆和一个径向连接杆与第二灭弧室单体的开关拉杆连接。
本实施例中，轴向连接件和径向连接件以及拉杆连接杆通过螺钉连接，在其他实施例中，可以设为一体。
本实施例中，绝缘连接件整体为一方形框，各个连接杆都为直杆，在其他实施例中，可以为其他形状，只需能够传动连接第一灭弧室单体的绝缘拉杆和第二灭弧室单体的绝缘拉杆即可。
本实施例中，绝缘连接件通过设置在静触座上的让位长孔连接第一、第二灭弧室组件的绝缘拉杆，在其他实施例中，绝缘连接件可以不通过第一灭弧室单体静触座上的让位长孔连接第二灭弧室单体的开关拉杆，可以在第一、第二灭弧室单体连接位置的连接法兰41、42上开设供绝缘连接件穿过的通孔，绝缘连接件可以直接穿过灭弧室单体的连接法兰连接第一、第二灭弧室单体的动触头，从而实现两个灭弧室单体的联动。
本实施例中，同一个灭弧室组件的相邻两个灭弧室单体中通过前一个灭弧室单体的尾端的连接法兰和后一个灭弧室单体前端的连接法兰固定导电连接，在其他实施例中，相邻的两个灭弧室单体可以通过其他固定连接结构固定连接，只需保证两者之间相互导电即可。
本发明的瓷柱式六氟化硫断路器采用两个灭弧室组件串联布置，即四个灭弧断口串联设置，使用性能高效、可靠，可承载的电压等级进一步提高，通过一台操动机构、一个三联传动箱即可带动四个灭弧室运动，大大减小操作功。实心绝缘支柱的刚度强，灭弧室组件两端分别由实心和空心绝缘支柱支撑，抗震性能高于一端支撑并采用斜拉筋的固定方案，实心瓷柱和空心瓷柱位于同一平面内，减小了占地面积，另一方面，实心瓷柱属于低成本大规模使用的标准化零件，生产成本和管理成本低于斜拉筋，经济性好。
本发明的一种灭弧室组件的实施例：如图2-4所示，包括第一灭弧室单体1和第二灭弧室单体2，其具体结构与上述瓷柱式六氟化硫断路器的实施例中的灭弧室组件结构相同，此处不再赘述。
本发明的灭弧室组件由两个传统的灭弧室串联而成，内部有两个灭弧断口，这样就大大提高了灭弧室的工作性能和效果，同时，本发明的绝缘连接件穿过第一灭弧室单体的静触座上的让位长孔与第二灭弧室单体的开关拉杆连接，结构简单，效果显著。

Claims (10)

1. 一种灭弧室组件，其特征在于，包括两个以上灭弧室单体，每个灭弧室单体包括设于首端的动支座和设于尾端的静支座，所述动支座上导向滑动装配有动触头，所述静支座上固定设有与动触头同轴相对的静触头，各个灭弧室单体在同一轴线上首尾串联，每相邻两个灭弧室单体的其中一个灭弧室单体的动触头传动连接有与另一个灭弧室单体的动触头传动连接的绝缘连接件，每相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体尾端的静支座和连接在该灭弧室单体尾端的另一个灭弧室单体的动支座导电连接，在灭弧室组件合闸时，电流依次沿前一个灭弧室单体的动支座、动触头传导至静触头、静支座传导至该灭弧室单体尾端连接的后一个灭弧室单体的动支座上。
2.  根据权利要求1所述的灭弧室组件，其特征在于，每个灭弧室单体的静支座均包括筒状的静触座，所述静触座上开设有供绝缘连接件穿过以连接下一个灭弧室单体的动触头的让位长孔。
3. 根据权利要求2所述的灭弧室组件，其特征在于，所述灭弧室单体的动支座包括与动触头同步运动的压气缸，所述绝缘连接件的一端与该灭弧室单体的压气缸连接，另一端与该灭弧室单体尾端连接的另一个灭弧室单体的用于驱动动支座的绝缘拉杆连接。
4. 根据权利要求1-3任意一项所述的灭弧室组件，其特征在于，所述相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体的尾端设有后连接法兰，后一个灭弧室单体的前端设有与前一个灭弧室单体尾端的连接法兰配合的用于固定连接前一个灭弧室单体的前连接法兰。
5.  一种瓷柱式六氟化硫断路器，包括操动机构以及与操动机构传动连接的灭弧室组件，其特征在于，所述灭弧室组件包括两个以上灭弧室单体，每个灭弧室单体包括设于首端的动支座和设于尾端的静支座，所述动支座上导向滑动装配有动触头，所述静支座上固定设有与动触头同轴相对的静触头，各个灭弧室单体在同一轴线上首尾串联，每相邻两个灭弧室单体的其中一个灭弧室单体的动触头传动连接有与另一个灭弧室单体的动触头传动连接的绝缘连接件，每相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体尾端的静支座和连接在该灭弧室单体尾端的另一个灭弧室单体的动支座导电连接，在灭弧室组件合闸时，电流依次沿前一个灭弧室单体的动支座、动触头传导至静触头、静支座传导至该灭弧室单体尾端连接的后一个灭弧室单体的动支座上。
6. 根据权利要求5所述的瓷柱式六氟化硫断路器，其特征在于，每个灭弧室单体的静支座均包括筒状的静触座，所述静触座上开设有供绝缘连接件穿过以连接下一个灭弧室单体的动触头的让位长孔。
7. 根据权利要求6所述的瓷柱式六氟化硫断路器，其特征在于，所述灭弧室单体的动支座包括与动触头同步运动的压气缸，所述绝缘连接件的一端与该灭弧室单体的压气缸连接，另一端与该灭弧室单体尾端连接的另一个灭弧室单体的用于驱动动支座的绝缘拉杆连接。
8. 根据权利要求5-7任意一项所述的瓷柱式六氟化硫断路器，其特征在于，所述相邻两个灭弧室单体中前一个灭弧室单体的尾端设有后连接法兰，后一个灭弧室单体的前端设有与前一个灭弧室单体尾端的连接法兰配合的用于固定连接前一个灭弧室单体的前连接法兰。
9. 根据权利要求5所述的瓷柱式六氟化硫断路器，其特征在于，所述操动机构通过每相邻两个灭弧室组件之间的三联传动箱与灭弧室组件传动连接，且灭弧室组件的远离三联传动箱的两端分别设有用于支撑灭弧室组件的绝缘支柱。
10. 根据权利要求9所述的瓷柱式六氟化硫断路器，其特征在于，所述三联传动箱下法兰面连接的绝缘支柱由空心套管轴向对接而成，所述灭弧室组件的远离三联传动箱的一端的绝缘支柱由实心套管轴向对接而成。
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