CN104425178B - 具有紧密接触结构的断路器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有紧密接触装配结构的断路器，其包括：固定部；以及与所述固定部接触或分离的活动部，其中所述活动部包括：喷气圆筒，其被配置为临时储存可压缩流体；移动主触点，其被装配至所述喷气圆筒的端部；以及移动喷嘴，其插入移动主触点，并且所述移动主触点包括内突出部，所述内突出部从所述移动主触点的内表面在径向上突出并且在圆周方向上分离，所述移动喷嘴包括外突出部，所述外突出部在所述移动喷嘴的外表面上在径向上突出并且在圆周方向上分离，且所述内突出部和所述外突出部通过沿所述圆周方向的紧固构件分别交替地联接至所述喷气圆筒。

Description

具有紧密接触结构的断路器

技术领域

本公开涉及断路器，其用于在电力系统中发生故障电流时使用被压缩的绝缘气体来熄灭电弧从而阻断故障电流。

背景技术

气体绝缘开关装置(GIS)在正常使用情况下可为电力系统转换负载电流。

而且，气体绝缘开关装置是，即使在诸如故障电流、短路电流或类似的这种异常状态下，也能够安全地开关并保护线路的装置。

气体绝缘开关装置可以配置有在充满绝缘气体SF6的密封金属容器内的断路器、隔离开关、接地开关、仪表变压器、避雷器、汇流条等。

在气体绝缘开关装置的内部组成元件中，断路器是在电力系统中出现故障时能够快速且安全地阻断故障电流以保护系统和多种电力装置(power device)的装置。

此处，允许断路器阻断故障电流表示当阻断故障电流时，熄灭发生在两个触点之间的电弧。

图1A是示出喷气熄灭型断路器的操作状态的示意图，并且是断路器触点之间的连接状态，而图1B是示出喷气熄灭型断路器的操作状态的示意图，并且是断路器触点之间的断接状态。

在图1A和图1B中，断路器可包括固定部20和活动部30，固定部20和活动部30在充满绝缘气体的容器10内被布置为在轴向上彼此面对。

此处，活动部30可被连接至致动器35以能够通过致动器35沿轴向移动。

固定部20可在容器10内被固定至一侧。

固定部可包括固定接触器21和固定电弧接触器。

固定接触器21可具有固定主触点21a并且形成为中空管状。

固定电弧接触器22可被安装在固定接触器21内。

固定电弧接触器22可在其前端部处具有固定电弧触点22a。

活动部30可包括喷气圆筒(puffer cylinder)31、移动主触点、移动喷嘴、以及操作杆。

喷气圆筒31可在其内具有加压室。

移动主触点32和移动喷嘴33可在喷气圆筒的端部处被布置并且被装配以使得彼此在轴向上接触。

移动主触点32和移动喷嘴33可以以同心方式被布置。

移动主触点32可被布置在外侧。

移动喷嘴33可被布置为插入移动主触点。

操作杆34可在其前端处包括移动电弧触点34a。

操作杆34可将移动主触点32与致动器35连接以使得固定电弧触点22a和移动电弧触点34a彼此接触或彼此分离。

此处，活动部30内的移动主触点32、移动喷嘴33和喷气圆筒31是电流流经的传导性导体。

移动主触点32被布置为使得接触固定主触点21a的内侧从而在接触时使正常电流流动。

喷气圆筒31可具有被固定并被设置在其中的活塞36。

喷气圆筒31可被致动器35移动。

当喷气圆筒31通过致动器35在向右的方向上(基于图1A)移动时，其可压缩加压室内的绝缘气体。

此处，活塞36可被固定和设置在容器10内的另一侧处的活塞杆37固定。

移动喷嘴33可以以连通方式被连接至加压室。

当固定电弧触点22a与移动电弧触点34a彼此分离时，被压缩的绝缘气体通过移动喷嘴33被喷射以熄灭在固定电弧触点22a与移动电弧触点34a之间产生的电弧。

将在下文描述具有前述构造的断路器的灭弧原理。

如图1A所示，活动部30的移动主触点32和移动电弧触点34a被分别地连接至固定部20的固定主触点21a和固定电弧触点22a，从而在保持活动部30与固定部20之间的每个触点均彼此连接的状态下使正常电流流动。

然而，如图1B所示，在电力系统内可发生异常。

在这种情况下，当比正常电流大几倍的故障电流流动时，致动器35的激励线圈通过故障电流被磁化，并且致动器35的开关被从线圈产生的电磁力操作从而在向右的方向上移动活动部30。

随后，随着填充在加压室内的绝缘气体被活塞36压缩，并且在远离固定部20的方向上被移动，固定电弧触点22a与移动电弧触点34a分离。

随后，在分离的固定电弧触点22a和移动电弧触点34a之间产生电弧，并且被压缩在喷气圆筒31的加压室内的绝缘气体在移动喷嘴33和移动电弧触点34a之间被喷射，且电弧被喷射出的绝缘气体熄灭以阻断故障电流。

另一方面，参照图1A，更具体地考虑被设置在断路器内的活动部30的装配结构，移动主触点32和移动喷嘴33通过螺栓38a、38b被分别地紧固至喷气圆筒31的端部。

此处，使得移动主触点32在第一接合表面31a上接触喷气圆筒31的端部，并且使得移动喷嘴33在第二接合表面31b上接触喷气圆筒31的端部。

此时，第一接合表面31a和第二接合表面31b被安置在相同的垂直表面上，但是，第一接合表面31a在径向上被安置在外侧而第二接合表面31b在径向上被安置在内侧。

喷气圆筒31的第一接合表面31a和第二接合表面31b是用于流动电流的传导性接触表面，并且因此需要保证在第一接合表面31a和第二接合表面31b上的大传导面积达到最大程度。

应当增加接合表面31a、第二接合表面31b的面积以保证第一接合表面31a和第二接合表面31b的最大传导面积达到最大程度。

然而，在现有技术的断路器中，由于喷气圆筒31的直径随着接合表面31a、31b的面积的增加而增加，因此增加了喷气圆筒31的体积。

而且，存在一个问题，即提高了喷气圆筒31的制造成本以及致动器35的用于移动活动部30的能量。

而且，图2是示出根据现有技术的另一个实施例的断路器内的活动部的放大剖视图，其中，喷气圆筒41的端部(基于图2的右端部)和移动主触点42可被结合并且通过第一螺栓44a使得彼此在第一接合表面41a上接触。

联接部可以突出并且形成在移动喷嘴43的端部(基于图2的左端部)上。

联接部可被插入插入凹槽并且与插入凹槽结合，其中所述插入凹槽形成于移动主触点42与喷气圆筒41的端部之间。

在喷气圆筒41内突出的联接突出部可通过第二螺栓44b被紧固至联接部的一个表面。

另外，移动主触点42可在第三接合表面41c上被联接至联接部的另一个表面。

此处，移动喷嘴43通过被紧固至第二接合表面41b的第二螺栓44b而受到来自喷气圆筒41的在联接部43a的方向上(在附图上的向右的方向上)的力，并且移动喷嘴43通过被紧固至第一接合表面41a的第一螺栓44a而受到来自移动主触点42的在联接部43a的方向上(在附图上的向左的方向上)的力。

然而，三个接合表面41a、41b、41c存在于喷气圆筒41、移动喷嘴43和移动主触点42之间，并且基于图2，那些接合表面41a、41b、41c应当被分别安置在其上部和下部以在部件加工过程中保证六个接合表面上的加工精度，从而使加工变得困难并且提高了成本。

此外，与喷气圆筒41与移动喷嘴43的联接部43a之间的第二接合表面41b，以及移动主触点42与移动喷嘴43的联接部43a之间的第三接合表面41c相比，喷气圆筒41与移动主触点42之间的第一接合表面41a应优先地保证装配尺寸。

这是因为当喷气圆筒41和移动主触点42之间的第一接合表面41a的装配尺寸不精确时，喷气圆筒41和移动喷嘴43的联接部43a彼此不能相配，从而不能装配。

此外，当第一接合表面41a的装配尺寸彼此不能相配时，其可在保证断路器作为传导性接触表面的传导性时引起问题。

发明内容

本公开被设计用来解决前述问题，并且本公开的第一技术任务是提供具有紧密接触装配结构的断路器，其能够获得传导性能而不会增加喷气圆筒的直径。

此外，本公开的第二技术任务是提供具有紧密接触装配结构的断路器，所述紧密接触装配结构能够减少在将移动主触点和移动喷嘴装配至喷气圆筒上的过程中使得彼此接触的接触表面的数量，从而保证加工成本的减少以及装配精度。

为了实现前述第一技术任务，根据本公开的方案，提供了包括容器、固定部以及活动部的断路器。

容器可以是断路器的外壳。

固定部可被提供在容器内的一侧处。

活动部可被提供在容器内的另一侧处以面对固定部移动。

活动部可通过使其与固定部接触或分离的操作来传导或阻断电流。

活动部可包括喷气圆筒、移动主触点以及移动喷嘴。

喷气圆筒可临时储存可压缩流体。

移动主触点可被装配至喷气圆筒的一端。

移动主触点可包括其内的容纳空间。

移动喷嘴可插入移动主触点。

移动主触点可包括多个内突出部。

内突出部可从移动主触点的内表面在径向上突出并且在圆周方向上分隔。

移动喷嘴可包括多个外突出部。

外突出部可在移动喷嘴的外表面上在径向上突出。

外突出部可被布置为在圆周方向上分隔。

内突出部和外突出部可沿圆周方向彼此交替地布置。

内突出部和外突出部可通过紧固构件被分别地联接至喷气圆筒。

根据本公开的前述方案，可以使移动主触点和移动喷嘴接触喷气圆筒，以将它们同时装配到喷气圆筒上。

根据本公开的前述方案，移动主触点的内突出部和移动喷嘴的外突出部可相对于喷气圆筒以统一的半径与相同的中央点分离，并且沿圆周方向彼此交替地布置，从而增加了移动主触点和移动喷嘴的传导面积，却不会增加喷气圆筒的直径，从而保证传导性能。结果，实现第一技术任务是可能的。

此外，根据本公开的前述方案，可以使移动主触点的内突出部和移动喷嘴的外突出部在相同的直径方向上的横截面上选择性地接触喷气圆筒，从而，与现有技术相比，大大地减少在移动主触点和移动喷嘴的装配过程中接触喷气圆筒的接合表面的数量，并且增强了加工成本的减少和装配精度。结果，实现第二技术任务是可能的。

根据本公开的方案，外突出部的每一个均可被分别地插入相邻的内突出部之间。

内突出部可包括其内的紧固凹槽，外突出部可包括其内的紧固孔，并且内突出部和外突出部可通过沿圆周方向被交替布置的主触点装配螺栓和喷嘴装配螺栓被分别地装配至喷气圆筒。

内突出部和外突出部可分别地包括紧固孔，内突出部和外突出部可通过主触点装配螺栓和喷嘴装配螺栓以及沿圆周方向交替布置的螺母被分别地装配至喷气圆筒。

喷气圆筒可包括联接部，所述联接部在向内的径向上突出并且在其端部处沿圆周方向延伸。

内突出部和外突出部可被布置为同时表面地接触联接部的一个表面并且通过紧固构件被紧固。

内突出部的最小直径可小于外突出部的最大直径。

附图说明

所包括的附图是用来提供对本发明的进一步的理解，并且被包括在本说明书中且构成本说明书的一部分，所述附图描述了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1A是示出喷气熄灭型断路器的操作状态的示意图，并且是断路器触点之间的连接状态，图1B是示出喷气熄灭型断路器的操作状态的示意图，并且是断路器触点之间的断接状态。

图2是示出根据现有技术的另一个实施例的断路器内的活动部的放大剖视图。

图3是示出根据本公开的断路器的内部结构的示意图。

图4是示出活动部的装配结构的立体图，其中所述活动部是本公开的主要部分。

图5A是示出移动喷嘴和移动触点的侧视图，图5B是示出移动喷嘴的侧视图，以及图5C是示出移动主触点的侧视图，以上视图均是从轴向观看图4时获得的。

图6是沿图5A中的线VI-VI截取的剖视图。

图7是沿图5A中的线VII-VII截取的剖视图。

图8是示出根据本公开的另一个实施例的内突出部的紧固结构的示范性的剖视图；以及

图9是示出根据本公开的再一个实施例的内突出部的紧固结构的示范性的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例，达到使得本公开所属领域的具有普通技能的技术人员可容易地实现本公开的程度。

在此所附的图3是示出根据本公开的断路器的内部结构的示意图。

本公开涉及具有紧密接触装配结构的断路器。

如图3所示，根据本公开的断路器可大体包括容器10、固定部20以及活动部30。

容器10在其内形成有容纳空间，以容纳和保护容器10内的固定部20和活动部30。

固定部20被固定并且被设置在容器10内的一侧处(基于附图的左侧)。

固定部20可包括固定接触器21和固定电弧接触器22。

固定接触器21用管结构来配置，所述管结构在其内具有容纳空间，并且，环状的固定主触点21a形成在固定接触器21的前端部。

固定电弧接触器22可用杆结构来配置，所述杆结构形成为在固定接触器21的内中央部处在轴向上延长，以及固定电弧触点22a形成在固定电弧接触器22的前端部处。

活动部30被设置为在容器10内的另一侧处移动。

活动部30可包括：喷气圆筒31，喷气圆筒31在其内具有临时储存绝缘气体的加压室；移动主触点32，其被装配并且与喷气圆筒31结合从而可被操作；移动喷嘴33，其被插入移动主触点32；以及操作杆34，其在活塞加载器(piston load)37内被联接至喷气圆筒31。

操作杆34的端部以连接杆为媒介而被连接至致动器35以在轴向上驱动操作杆34，其中所述致动器35配置有选自气压或液压缸机构以及电动机中的任何一个以驱动操作杆34。

喷气圆筒31可包括被固定并设置在其内的活塞36，并且活塞36被活塞加载器37固定和支撑，活塞加载器37被固定并设置在容器10内的另一端部处。

此处，当喷气圆筒31通过致动器35在右手的轴向上被移动时，临时储存在喷气圆筒31内的绝缘气体被活塞36压缩。

当环状的移动电弧触点34a形成于操作杆34的前端部处，并且杆状的固定电弧触点22a被插入而且接触移动电弧触点34a时，闭合状态被保持以流动正常电流。

然而，当故障电流在电力系统内发生时，致动器35被操作，被连接至致动器35的操作杆34在右手的轴向上被移动，移动电弧触点34a与固定电弧触点22a分离时产生电弧，并且被压缩的绝缘气体从喷气圆筒31吹出以熄灭电弧，从而阻断故障电流。

此处，根据本公开的断路器可在相同的装配表面311a上分享移动主触点32和移动喷嘴33的装配空间，从而提供活动部30的装配结构，其能够获得传导性能和加工精度并将移动主触点32、移动喷嘴33和喷气圆筒31之间的传导面积降到最小，其中移动主触点32、移动喷嘴33和喷气圆筒31是传导性导体。

在此所附的图4是示出活动部的装配结构的立体图，其中所述活动部是本公开的主要部分；当从轴向观看图4时，图5A是示出移动喷嘴和活动触点的侧视图，图5B是示出移动喷嘴的侧视图，以及图5C是示出移动主触点的侧视图；图6是沿图5A的线VI-VI截取的剖视图，以及图7是沿图5A的线VII-VII截取的剖视图。

移动主触点32可包括其内的环状的中空孔，移动主触点32插入并接触固定主触点21a的内侧以在固定主触点21a和移动主触点32之间保持连接状态。

此外，多个内突出部321在移动主触点32的内表面上沿圆周方向以规则间距彼此分离地形成，并且沿径向突出，其中外突出部容纳凹槽322形成在相邻的内突出部321之间。

另外，钩状部形成在移动主触点32的端部处以在径向上弯曲，并且随后，容纳凹槽在移动主触点32的另一端部处沿圆周方向形成，并因此，喷气圆筒31的端部(基于图6为左端部)插入容纳凹槽。

移动喷嘴33可包括形成为圆柱形状的膨胀部，所述膨胀部形成在长度方向上的中部处且沿右手的轴向具有大直径，移动喷嘴33还包括轴部，其形成为沿左手的轴向具有小直径。

此处，所述膨胀部与喷气圆筒31的加压室连通，被压缩的绝缘气体从喷气圆筒31被吸入至膨胀部并且通过轴部排出，从而熄灭在移动电弧触点34a与固定电弧触点22a之间产生的电弧。

此外，多个外突出部331在移动喷嘴33的外表面上沿圆周方向以规则间距彼此分离地形成，并沿径向突出，其中，内突出部容纳凹槽332形成在相邻的外突出部331之间。

此处，当移动喷嘴33插入移动主触点32时，在移动喷嘴33的外突出部331被布置为相对于移动主触点32的内突出部321沿圆周方向以预定角度扭转的状态下，内突出部321在轴向上分别插入相邻的外突出部331的内突出部容纳凹槽332，并且外突出部331的每一个均在轴向上被分别地插入相邻的内突出部321的外突出部容纳凹槽322，因此内突出部321和外突出部331沿圆周方向彼此交替地布置且同时接触喷气圆筒31的端部并且分别地被紧固构件紧固。

另外，沿内圆周方向在喷气圆筒31的端部处彼此分离地布置的主触点装配螺栓324和喷嘴装配螺栓334作为紧固构件被提供以用于将内突出部321紧固至外突出部331。

随后，联接部311在喷气圆筒31的端部处沿圆周方向形成并且沿径向突出，多个贯通孔在联接部311上沿圆周方向以规则间距形成。

另外，紧固凹槽323分别地形成在内突出部321的内侧，紧固孔333分别地形成在外突出部331的内侧，并且如图6和图7所示，螺栓装配内螺纹分别地形成在紧固凹槽323和紧固孔333上。

此处，紧固凹槽323表示凹入地形成至预定深度且不会在轴向上从内突出部321被刺入的部分，且紧固孔333表示在轴向上从外突出部331被刺入的部分。

主触点装配螺栓324通过喷气圆筒31的联接部311被紧固至内突出部321的紧固凹槽323，并且喷嘴装配螺栓334通过喷气圆筒31的联接部311被紧固至外突出部331的紧固孔333，从而允许内突出部321和外突出部331沿圆周方向彼此交替地布置并且同时被紧固至喷气圆筒31的联接部311的一个表面311a上。

此处，已经描述了紧固凹槽323和紧固孔333分别地形成在内突出部321和外突出部331上，但与此相反，紧固凹槽可形成在外突出部上而紧固孔形成在内突出部上，或紧固孔可分别地形成在内突出部和外突出部上。

例如，图8是示出根据本公开的另一个实施例的内突出部的紧固结构的示范性的剖视图，其中，具有内螺纹的紧固孔323a在内突出部321内形成，主触点装配螺栓324通过形成在喷气圆筒31的联接部处的贯通孔而被紧固至内突出部321的紧固孔323a。

此外，图9是示出根据本公开的再一个实施例的内突出部的紧固结构的示范性的剖视图，其中，不具有内螺纹的紧固孔323b在内突出部321内形成，螺母335被设置在内突出部321的一个表面上，且主触点装配螺栓334通过形成在喷气圆筒31的联接部311上的贯通孔紧固，而内突出部321的紧固孔323b通过螺母335紧固。

如此，内突出部321和外突出部331沿圆周方向交替布置并保持相同半径，移动主触点32和移动喷嘴33被分别地紧固至喷气圆筒31的联接部311的一个表面311a以分享径向上的装配空间，从而实现紧密装配结构。

另外，垫圈被紧固在联接部311与螺栓324、334之间以固定地保持紧固力。

内突出部321和外突出部331可被配置为选自以下任何一个形状：矩形形状、扇形、梯形形状、半圆形、以及锯齿形状。

而且，在根据本公开的实施例的附图中描述的，外突出部331和内突出部321的数量彼此一对一的对应，并且内突出部容纳凹槽332和外突出部容纳凹槽322的间距以规则间距彼此对应，且外突出部331插入相邻的内突出部321之间的外突出部容纳凹槽322，因此，内突出部321和外突出部331沿圆周方向彼此交替地布置。

然而，对于本领域技术人员很明显的是，可以以多种方式改变内突出部321和外突出部331的数量以及形成在相邻的内突出部321和外突出部331之间的容纳凹槽322、332的间距。

当内突出部321和外突出部331的数量不相同时，例如，因为内突出部321的数量比外突出部331的数量多一个并且内突出部容纳凹槽332的间距比外突出部容纳凹槽322的间距宽，所以两个内突出部321可插入内突出部容纳凹槽332，并且反过来，因为外突出部331的数量比内突出部321的数量多一个，并且外突出部容纳凹槽322的间距比内突出部容纳凹槽332的间距宽，所以两个外突出部331可插入外突出部容纳凹槽322。

另外，内突出部321与外突出部331的数量相同，但是两个内突出部321和两个外突出部331可插入内突出部容纳凹槽332和外突出部容纳凹槽322。

因此，根据本公开，在作为断路器的组成元件的活动部30的装配过程中，移动主触点32和移动喷嘴33可沿圆周方向彼此交替地布置，并且分别被紧固至喷气圆筒31的联接部311的一个表面311a以增加与喷气圆筒31相接触的接触表面的面积，却不会增加喷气圆筒31的直径，从而保证移动主触点32与移动喷嘴33之间的传导性能。

此外，移动主触点32和移动喷嘴33可沿圆周方向彼此交替地布置以使得在喷气圆筒31、移动主触点32和移动喷嘴33的装配过程中相接触的接触表面的数量最小，从而增强加工成本的减小和装配精度。

尽管已经详细描述了本发明的优选实施例，本发明的权利范围不被限制于这些实施例，并且由本领域技术人员使用被限定在所附的权利要求内的本发明的基本概念对本发明实施例做出的多种修正和改进将落入本发明的权利范围内。

Claims (6)

1.一种断路器，其包括：容器；固定部，其被设置在容器内的一侧处；以及活动部，其被设置在容器内的另一侧处并且面对所述固定部移动从而通过与所述固定部接触或分离的操作来传导或阻断电流，其特征在于，所述活动部包括：

喷气圆筒，其被配置为临时储存可压缩流体；

移动主触点，其被装配至所述喷气圆筒的一端以在所述移动主触点内具有容纳空间；以及

移动喷嘴，其插入所述移动主触点，并且

其中所述移动主触点包括多个内突出部，它们从所述移动主触点的内表面在径向上突出并且在圆周方向上分离，并且

所述移动喷嘴包括多个外突出部，它们在所述移动喷嘴的外表面上在径向上突出并且在圆周方向上分离，并且

其中所述内突出部和所述外突出部沿圆周方向彼此交替布置，并且

所述内突出部和所述外突出部通过紧固构件分别地联接至所述喷气圆筒。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述外突出部的每一个分别插入相邻的内突出部之间。

3.根据权利要求1所述的断路器，其中所述内突出部包括在所述内突出部内的紧固凹槽，所述外突出部包括在所述外突出部内的紧固孔，并且所述内突出部和所述外突出部通过沿圆周方向交替布置的主触点装配螺栓和喷嘴装配螺栓被分别地装配至所述喷气圆筒。

4.根据权利要求1所述的断路器，其中所述内突出部和所述外突出部分别地包括紧固孔，并且所述内突出部和所述外突出部通过沿圆周方向交替布置的主触点装配螺栓和喷嘴装配螺栓以及与主触点装配螺栓和喷嘴装配螺栓相对应的螺母被分别地装配至所述喷气圆筒。

5.根据权利要求1所述的断路器，其中所述喷气圆筒包括在其端部处沿向内径向突出的联接部，并且，

所述内突出部和所述外突出部被布置为同时面对面地接触所述联接部的一个表面并且被所述紧固构件紧固。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的断路器，其中，所述内突出部的最小直径小于所述外突出部的最大直径。