CN104465256B - 隔离断路器用灭弧室及使用该灭弧室的隔离断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隔离断路器用灭弧室及使用该灭弧室的隔离断路器，隔离断路器包括灭弧室，灭弧室中设有沿上下方向对应布置的静主触头、动主触头和静弧触头、动弧触头，静主触头、静弧触头在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头、动弧触头上方，静弧触头、动弧触头位于所述静主触头和动主触头内侧，静弧触头和静主触头之间设有可在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩具有在断路器分闸时位于所述静弧触头下方的下屏蔽端。通过在灭弧室中设置屏蔽罩使得隔离断路器既可以作为断路器使用，又可以作为隔离开关使用，结构简单，使用方便，不会对现有断路器的操动结构提出另外的要求，可有效降低隔离断路器的设计、制造成本。

Description

隔离断路器用灭弧室及使用该灭弧室的隔离断路器

技术领域

本发明涉及一种隔离断路器用灭弧室及使用该灭弧室的隔离断路器。

背景技术

随着断路器技术及可靠性的不断提高，为减少成本，减少电力设备使用量，减少电站占地面积，在进行电力设备设计时，多是将隔离功能集成到断路器中，创新性的产生了可具有隔离功能的可作为隔离开关使用的隔离断路器。

如在公开号为CN101589446A的中国发明专利申请公布说明书中公开了一种高压隔离断路器，这种断路器与一般的高压断路器的结构基本相同，包括设置在支柱绝缘子上的灭弧室及驱动灭弧室内部的动主触头及动弧触头移动以实现断路器分闸、合闸操作的操动机构，断路器合闸时，动、静弧触头先对接，然后动主触头与静主触头完成断路器合闸操作，而在断路器分闸时，动主触头与静主触头先断开，然后动、静弧触头再断开，并从喷口处喷出气体对动、静弧触头之间的拉弧进行灭弧操作，此时，静弧触头与动弧触头之间的距离满足断路器对触头断口的要求，然后动弧触头继续沿着远离静弧触头的方向移动，扩大静弧触头与动弧触头的间距来满足作为隔离开关的断路器的隔离断口的要求。

上述的高压隔离断路器中，当动弧触头在操动机构通过绝缘拉杆的牵引下远离静弧触头移动时，动弧触头具有两个位置，其中一个靠近静弧触头的位置对应使得隔离断路器作为常规的断路器使用，而另一个远离静弧触头的位置对应使得隔离断路器作为具有隔离性能的隔离开关使用。不仅要求上述的高压隔离断路器的动弧触头具有比一般常用的断路器的动弧触头更长的移动轨迹，还要求操动机构可以驱动动弧触头在移动形成上具有两个停止位，这就对断路器操动机构提出了更高的驱动要求，也额外增大了断路器的整体体积。

发明内容

本发明提供一种隔离断路器用灭弧室，以解决现有技术中通过驱动动弧触头在移动过程中具有两个停止位来实现断路器的隔离性能时对断路器的操动机构要求较高的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述灭弧室的隔离断路器。

本发明所提供的隔离断路器用灭弧室的技术方案是：隔离断路器用灭弧室，灭弧室中设有沿上下方向对应布置的静主触头、动主触头和静弧触头、动弧触头，静主触头、静弧触头在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头、动弧触头上方，静弧触头、动弧触头位于所述静主触头和动主触头内侧，所述的静弧触头和静主触头之间设有可在上下方向上往复移动以在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩底部设有下屏蔽端，屏蔽罩在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩的下屏蔽端移动至所述静弧触头下方以对静弧触头形成屏蔽的隔离屏蔽位。

所述的动主触头和动弧触头之间设有随所述动主触头和动弧触头沿上下方向同步移动的喷口，喷口上端延伸至所述动弧触头上方，喷口与所述屏蔽罩传动连接以驱动屏蔽罩沿上下方向往复移动。

所述的静弧触头沿上下方向导向移动装配在所述灭弧室中，在所述屏蔽罩和静弧触头之间设有铰接在所述灭弧室中的驱动杠杆，驱动杠杆的两端分别通过曲柄滑块结构与所述屏蔽罩和静弧触头装配。

所述的驱动杠杆两端的两驱动滑块结构具有对应与所述屏蔽罩、静弧触头装配的装配连接部，至少一个曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在沿上下方向延伸的安装槽中，安装槽对应设置在屏蔽罩、静弧触头上或与所述屏蔽罩、静弧触头固定装配。

本发明所提供的使用上述灭弧室的隔离断路器的技术方案是：隔离断路器，包括灭弧室，灭弧室中设有沿上下方向对应布置的静主触头、动主触头和静弧触头、动弧触头，静主触头、静弧触头在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头、动弧触头上方，静弧触头、动弧触头位于所述静主触头和动主触头内侧，所述的静弧触头和静主触头之间设有可在上下方向上往复移动以在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩底部设有下屏蔽端，屏蔽罩在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩的下屏蔽端移动至所述静弧触头下方以对静弧触头形成屏蔽的隔离屏蔽位。

所述的屏蔽罩可在上下方向上往复移动，屏蔽罩在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩的下屏蔽端移动至所述静弧触头下方以对静弧触头形成屏蔽的隔离屏蔽位。

所述的动主触头和动弧触头之间设有随所述动主触头和动弧触头沿上下方向同步移动的喷口，喷口上端延伸至所述动弧触头上方，喷口与所述屏蔽罩传动连接以驱动屏蔽罩沿上下方向往复移动。

所述的静弧触头沿上下方向导向移动装配在所述灭弧室中，在所述屏蔽罩和静弧触头之间设有铰接在所述灭弧室中的驱动杠杆，驱动杠杆的两端分别通过曲柄滑块结构与所述屏蔽罩和静弧触头装配。

所述的驱动杠杆两端的两驱动滑块结构具有对应与所述屏蔽罩、静弧触头装配的装配连接部，至少一个曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在沿上下方向延伸的安装槽中，安装槽对应设置在屏蔽罩、静弧触头上或与所述屏蔽罩、静弧触头固定装配。

本发明的有益效果是：本发明所提供的隔离断路器的灭弧室中，在静弧触头和静主触头之间设有可在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩沿上下方向往复移动的装配在灭弧室中，在断路器分闸时，使屏蔽罩向下移动至隔离屏蔽位，这样在断路器分闸时，屏蔽罩向下突出静弧触头，屏蔽罩的下屏蔽端移动至静弧触头下方以对静弧触头形成完全屏蔽，屏蔽罩的尺寸不需要设计的过大，由于屏蔽罩在断路器分闸过程中不会出现烧蚀，主要烧蚀零件静弧触头在断路器分闸时被屏蔽罩完全屏蔽，避免因静弧触头突出、变形、烧蚀造成的电场畸变，进而有效改善隔离断路器中断开的静弧触头与动弧触头所形成的断口的电场结构，保证隔离断路器的断口间的绝缘性能，提高隔离断路器断口的额定耐受电压，使得隔离断路器不仅可以作为断路器使用，还可以作为对断口的绝缘耐受能力提出更高要求的隔离开关使用，使得隔离断路器通用性强。通过在灭弧室中设置屏蔽罩使得隔离断路器即可以作为断路器使用，又可以作为隔离开关使用，结构简单，使用方便，不会对现有断路器的操动结构提出另外的要求，可有效降低隔离断路器的设计、制造成本。

进一步的，在断路器进行分闸时，动主触头、动弧触头带着喷口向下移动，会带着屏蔽罩向下移动，进而可以使屏蔽罩移动至隔离屏蔽位，满足屏蔽罩对静弧触头的完全屏蔽的要求，由于在断路器中，喷口本身与动主触头、动弧触头同步移动，就不需要再另外给屏蔽罩设计驱动机构，降低隔离断路器的整体成本。

进一步的，为了改善开断后的隔离断路器的断口处的电场，并降低隔离断路器开断时的操作功，驱动杠杆可以使静弧触头配合屏蔽罩进行相反方向的移动，具体来讲，在隔离断路器进行合闸时，屏蔽罩向上运动，在驱动杠杆的作用下驱动静弧触头向下移动以与下方的动弧触头形成对接，而在隔离断路器分闸时，屏蔽罩将向下移动至隔离屏蔽位，在驱动杠杆的作用下，静弧触头将向上移动以与动弧触头脱离，在屏蔽罩移动至隔离屏蔽位时实现对静弧触头的分闸隔离屏蔽。

附图说明

图1是本发明所提供的隔离断路器的结构示意图；

图2是图1所示隔离断路器处于分闸状态时的结构示意图；

图3是图1所示隔离断路器处于合闸状态时的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种隔离断路器的实施例，该实施例中的隔离断路器可以为Ａ、B、C相分相式动作或者三相联动操作，图1为断路器的一相结构图，包括灭弧室1、支柱绝缘子2和操动结构3，灭弧室1内充有设定压力的具有良好介电常数和灭弧特性的六氟化硫气体。

灭弧室1中设有沿上下方向对应布置的静主触头7、动主触头10和静弧触头5、动弧触头11，本实施例中的静主触头7、动主触头10和静弧触头5、动弧触头11的布置方式及在断路器处于分闸、合闸状态时对应触头之间的对接、断开的形式与现有技术中常用的断路器中的各触头的布置方式及动作状态基本一样，静主触头7、静弧触头5在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头10、动弧触头11上方，静弧触头5、动弧触头11位于所述静主触头7和动主触头10内侧，与现有技术中的隔离断路器不同的是，本实施例中的隔离断路器的灭弧室中在静弧触头5和静主触头7之间设有可在断路器分闸时对所述静弧触头5形成屏蔽的屏蔽罩8，该屏蔽罩8可在上下方向上往复移动，屏蔽罩8具有在断路器分闸时位于所述静弧触头下方的下屏蔽端，屏蔽罩8在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩8的下屏蔽端移动至所述静弧触头5下方以对静弧触头5形成屏蔽的隔离屏蔽位。

本实施例中，动主触头10和动弧触头11之间设有随所述动主触头10和动弧触头11沿上下方向同步移动的喷口9，喷口9的上端延伸至所述动弧触头11上方，喷口9与所述屏蔽罩8传动连接以驱动屏蔽罩沿上下方向往复移动。具体来讲，在屏蔽罩8内侧设有与屏蔽罩8固定装配的支撑件6，喷口9通过与支撑件6固定连接以在喷口9沿上下方向往复移动时驱动屏蔽罩8沿上下方向往复移动。

另外，在本实施例中，静弧触头5沿上下方向导向移动装配在所述灭弧室1中，且屏蔽罩8和静弧触头5之间设有铰接在所述灭弧室1中的驱动杠杆4，驱动杠杆4的两端分别通过曲柄滑块结构与所述支撑件6和静弧触头5装配，在喷口9带着屏蔽罩8沿上下方向往复移动时，通过驱动杠杆4可以实现屏蔽罩8与静弧触头5的相反运动。在屏蔽罩8内侧设置支撑件，一方面可以对屏蔽罩8形成支撑，另一方面可以在实现驱动杠杆4与屏蔽罩8的传动连接时不会对屏蔽罩造成损坏而影响屏蔽罩自身的屏蔽性能。

并且，驱动杠杆两端的两驱动滑块结构具有对应与所述屏蔽罩、静弧触头装配的装配连接部，与屏蔽罩8相对应的曲柄滑块结构的装配连接部与支撑件4装配，且该装配连接部沿上下方向导向移动装配在所述支撑件4上设有的沿上下方向延伸的安装槽中，这样，由于曲柄滑块结构的装配连接部沿上下导向移动装配在安装槽中，这样一来，当喷口9通过支撑件6带着屏蔽罩8沿上下方向移动时，只有在屏蔽罩8移动设定距离后，安装槽的槽壁顶压在曲柄滑块结构的装配连接部后才能通过驱动杠杆4驱动静弧触头5在上下方向上移动。

在本实施例中，隔离断路器的灭弧室1采用先进的自能式灭弧室，在隔离断路器开断故障电流时，在动弧触头11和静弧触头5之间形成电弧，利用电弧自身的能量使压气缸12内的气体压力升高，当电流过零时在喷口9上游区形成强烈的双向气吹从而熄灭电弧，实现断路器的成功开断，减小了操动机构的操作功。在开断过程时静弧触头5向下突出屏蔽罩8，电弧在动、静弧触头之间燃烧，而当断路器处于如3所示的分闸位置，屏蔽罩8向下移动至隔离屏蔽位，静弧触头5被屏蔽罩8完全屏蔽。由于屏蔽罩8开断过程中不会出现烧蚀，而主要烧蚀零件静弧触头5在分闸位置被屏蔽，使断路器的断口间的绝缘得以保证。

本实施例中的隔离断路器的分合闸操作过程具体如下：

如图2所示，在进行分闸操作时，操动机构1通过绝缘拉杆带动动触头装配（包括动主触头10、动弧触头11、喷口9）向下移动，而喷口9 通过支撑件6驱动屏蔽罩8快速向下运动，在屏蔽罩8向下移动设定距离后，支撑件6上的安装槽将通过对应曲柄滑块结构的装配连接部迫使驱动杠杆4转动，进而带着静弧触头5向上反向运动以进行分闸操作。分闸时，动主触头10和静主触头7首先分离，故障电流转移到动、经弧触头上，接着动弧触头11和静弧触头5分离，在喷口9内的动、静弧触头间产生电弧。由自膨胀原理可知，电弧自身的能量使压气缸12内气体的压力增高，当喷口9喉部脱离静弧触头5之后，压气缸12内的高压气体从喷口喉部喷出，进行熄弧。在开断过程中，屏蔽罩8通过驱动杠杆4驱动静弧触头5反向运动到分闸位置时，屏蔽罩8处于隔离屏蔽位，其下屏蔽端向下突出静弧触头5，将其完全屏蔽，进而可以改善隔离断路器断口的电场结构，避免因静弧触头5突出、变形、烧蚀造成的电场畸变。

如图3所示，在进行合闸操作时，操动机构1通过绝缘拉杆推动动触头装配（包括动主触头10、动弧触头11、喷口9）向上移动，而喷口9 通过支撑件6驱动屏蔽罩8快速向上运动，在屏蔽罩8向上移动设定距离后，支撑件6上的安装槽将通过对应曲柄滑块结构的装配连接部迫使驱动杠杆4转动，进而带着静弧触头5向下反向运动以进行合闸操作。合闸时，动弧触头11和静弧触头5首先接通。然后动主触头10和静主触头7接通，形成主电流通路。在合闸过程中，屏蔽罩8通过驱动杠杆4驱动静弧触头5反向运动到合闸位置，此时静弧触头5向下突出屏蔽罩8的下屏蔽端，动、静弧触头及动、静主触头接通，电流形成通路。

上述的隔离断路器在操动机构进行一次操动进行分闸操作时，该隔离断路器不仅可以作为常规的断路器使用，由于屏蔽罩对静弧触头的屏蔽作用提高了断口间的绝缘耐受力，还可以将该隔离断路器作为隔离开关来使用，提高了断路器的通用性，减少变电站内电力设备的使用量，减少了改造停电时间。隔离断路器在操动机构进行一次分闸操动即可满足断路器性能及隔离开关分闸性能，不需要对操动机构进行复杂的改进和控制。并且上述实施例所提供的隔离断路器可以在现有的断路器上直接进行改进，有效利用了现有的断路器，降低改造成本。

上述实施例中，屏蔽罩由喷口驱动着在上下方向上往复移动，这样可以利用断路器自身的驱动机构，不需要另外增设驱动机构。在其他实施例中，也可以另外增设驱动屏蔽罩移动的驱动机构。

本实施例中，需要将屏蔽罩设计呈可沿上下方向往复移动，这样可以满足断路器合闸、分闸要求，如果直接将屏蔽罩和静弧触头两者均固定在一起，且使屏蔽罩的下屏蔽端一致位于静弧触头下方，无法满足断路器合闸、分闸要求，如果屏蔽罩的下屏蔽端一致位于静弧触头下方，则在动、静主触头分离后，屏蔽罩电场强度最大，会引发电场。另外，屏蔽罩材料一般不耐烧蚀，另一方面，如果屏蔽罩电场强度过大的话，电弧没法熄灭。

本实施例中，在分闸时，在动弧触头及屏蔽罩向下移动设计距离后，此时动、静弧触头快要分离时，才开始驱动静弧触头反向运动，可以提高分闸效率，降低操作功。

上述实施例中，通过驱动杠杆实现屏蔽罩和静弧触头的相反运动，这样在保证屏蔽罩对静弧触头的有效屏蔽后，还可以节省操作功，在其他实施例中，也可以另外增设驱动机构以驱动静弧触头往复移动，此时可以省去驱动杠杆。

上述实施例中，驱动杠杆铰接在灭弧室中，这样为保证屏蔽罩和静弧触头在上下方向上的正常移动以及驱动杠杆的正常转动，需要在驱动杠杆的两端设置对应的曲柄滑块结构，该驱动滑块结构可以采用现有技术常用的曲柄滑块结构。

上述实施例中，驱动杠杆的朝向屏蔽罩一端的曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在安装槽中，这样在屏蔽罩移动设定距离后，才会迫使驱动杠杆转动以驱动静弧触头向相反方向运动。在其他实施例中，也可以使驱动杠杆的朝向静弧触头一端的曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在安装槽中，同样可以实现在屏蔽罩移动设定距离后，驱动杠杆转动以驱动静弧触头向相反方向运动。

本发明还提供一种隔离断路器用灭弧室，该灭弧室的结构与上述隔离断路器的实施例中的灭弧室的结构相同，在此不再赘述。

Claims (6)

1.隔离断路器用灭弧室，灭弧室中设有沿上下方向对应布置的静主触头、动主触头和静弧触头、动弧触头，静主触头、静弧触头在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头、动弧触头上方，静弧触头、动弧触头位于所述静主触头和动主触头内侧，其特征在于：所述的静弧触头和静主触头之间设有可在上下方向上往复移动以在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩底部设有下屏蔽端，屏蔽罩在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩的下屏蔽端移动至所述静弧触头下方以对静弧触头形成屏蔽的隔离屏蔽位；所述的静弧触头沿上下方向导向移动装配在所述灭弧室中，在所述屏蔽罩和静弧触头之间设有铰接在所述灭弧室中的驱动杠杆，驱动杠杆的两端分别通过曲柄滑块结构与所述屏蔽罩和静弧触头装配，驱动杠杆使静弧触头配合屏蔽罩进行相反方向的移动。

2.根据权利要求1所述的隔离断路器用灭弧室，其特征在于：所述的动主触头和动弧触头之间设有随所述动主触头和动弧触头沿上下方向同步移动的喷口，喷口上端延伸至所述动弧触头上方，喷口与所述屏蔽罩传动连接以驱动屏蔽罩沿上下方向往复移动。

3.根据权利要求1所述的隔离断路器用灭弧室，其特征在于：所述的驱动杠杆两端的两驱动滑块结构具有对应与所述屏蔽罩、静弧触头装配的装配连接部，至少一个曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在沿上下方向延伸的安装槽中，安装槽对应设置在屏蔽罩、静弧触头上或与所述屏蔽罩、静弧触头固定装配。

4.隔离断路器，包括灭弧室，灭弧室中设有沿上下方向对应布置的静主触头、动主触头和静弧触头、动弧触头，静主触头、静弧触头在隔离断路器分闸时位于对应的动主触头、动弧触头上方，静弧触头、动弧触头位于所述静主触头和动主触头内侧，其特征在于：所述的静弧触头和静主触头之间设有可在上下方向上往复移动以在断路器分闸时对所述静弧触头形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩底部设有下屏蔽端，屏蔽罩在移动行程上具有在断路器分闸时屏蔽罩的下屏蔽端移动至所述静弧触头下方以对静弧触头形成屏蔽的隔离屏蔽位；所述的静弧触头沿上下方向导向移动装配在所述灭弧室中，在所述屏蔽罩和静弧触头之间设有铰接在所述灭弧室中的驱动杠杆，驱动杠杆的两端分别通过曲柄滑块结构与所述屏蔽罩和静弧触头装配，驱动杠杆使静弧触头配合屏蔽罩进行相反方向的移动。

5.根据权利要求4所述的隔离断路器，其特征在于：所述的动主触头和动弧触头之间设有随所述动主触头和动弧触头沿上下方向同步移动的喷口，喷口上端延伸至所述动弧触头上方，喷口与所述屏蔽罩传动连接以驱动屏蔽罩沿上下方向往复移动。

6.根据权利要求4所述的隔离断路器，其特征在于：所述的驱动杠杆两端的两驱动滑块结构具有对应与所述屏蔽罩、静弧触头装配的装配连接部，至少一个曲柄滑块结构的装配连接部沿上下方向导向移动装配在沿上下方向延伸的安装槽中，安装槽对应设置在屏蔽罩、静弧触头上或与所述屏蔽罩、静弧触头固定装配。