CN104576176B - 一种灭弧室串联结构的断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种灭弧室串联结构的断路器，包括:断路器壳体，其内左右对称设置有两个灭弧室，每个灭弧室内设置有静触头和动触头，所述灭弧室的静触头相互导电连接，其各动触头由灭弧室中引出，并与连杆机构的一端连接；驱动机构，其通过绝缘拉杆与各连杆机构的另一端在同一位置处连接，且所述驱动机构驱动所述绝缘拉杆上下移动，带动各连杆机构同步运动，进而带动各动触头同步实现与相应静触头之间的合分运动；其中，两个动触头的引出端作为断路器的电路接入端。本发明解决了多断口之间合分闸不同步的问题，缩短了断路器的合分闸时间，同时大幅度提高了断路器的开断能力，且生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压、超高压真空断路器，特别是一种灭弧室串联结构的断路器。
背景技术
随着我国经济的持续快速发展，整个社会对电力的需求量也越来越大，电网的容量不断扩大，迫使电压等级不断提高，目前国内大多数高压输送线直接采用126kV电压等级，高压断路器得到大量使用。由于优良的灭弧性能，SF6断路器牢牢占据着这一电压等级的应用市场，但SF6为典型的温室效应气体，在不久的将来必然会被全面禁用，因此急需寻找一种有效的替代者，而用真空断路器替代SF6断路器成为一种新的发展方向。而目前真空断路器只能比较可靠地应用在72kV及以下电压等级的电力系统中，由于断口触头间的击穿电压和间隙长度之间存在饱和效应，仅靠增大断口间的开距来提高耐压等级是有限制的，因此真空断路器必须要有更高的击穿电压等级以解决难灭弧和重击穿的问题才能在高压电力系统中得到广泛应用。
为了提高真空断路器的开断电压来代替SF6断路器在高压、超高压电力领域应用，采用双断口、多断口形式是目前主要采取的方式之一，但现有的多断口真空断路器传动机构复杂，多断口之间的开断同步性得不到保证，且分闸速度不高，燃弧时间较长，导致开断不及时甚至开断失败，造成严重的事故，顾此失彼，得不偿失。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开了一种灭弧室串联结构的断路器，采用双灭弧室串联结构和特殊设计的传动操作机构，解决了多断口之间合分闸不同步的问题，缩短了断路器的合分闸时间，同时大幅度提高了断路器的开断能力，且节省了生产成本。
具体而言，本发明提供的技术方案为：一种灭弧室串联结构的断路器，包括：
断路器壳体，其内左右对称设置有两个灭弧室，每个灭弧室内设置有静触头和动触头，所述灭弧室的静触头相互导电连接，其各动触头由灭弧室中引出，并与连杆机构的一端连接；驱动机构，其通过绝缘拉杆与各连杆机构的另一端在同一位置处连接，且所述驱动机构驱动所述绝缘拉杆上下移动，带动各连杆机构同步运动，进而带动各动触头同步实现与相应静触头之间的合分运动；其中，两个动触头的引出端作为断路器的电路接入端。
优选的，所述灭弧室用绝缘材料固封设置在所述断路器壳体的上端，其通过静导电杆实现两个静触头的导电连接，所述动触头通过与其导电连接的动导电杆从灭弧室中引出，且在引出端上设置有导电环。
优选的，所述动导电杆的引出端与所述连杆机构的一端连接，所述各连杆机构的另一端在同一位置处与所述绝缘拉杆的上端连接，所述绝缘拉杆的下端与所述驱动机构连接，所述驱动机构驱动所述绝缘拉杆向上运动，断路器分闸，向下运动，断路器合闸。
优选的，所述各连杆机构配合运动以完成断路器的合分闸，其具体结构为：伸缩杆，其水平设置，且与所述动导电杆引出端固定连接；第一拐臂，其与所述伸缩杆的另一端枢接，所述第一拐臂设置在定位轴上，绕其转动从而带动各动触头与相应静触头之间的合分运动；第二拐臂，其设置在所述灭弧室的下面，一端与所述第一拐臂的另一端枢接，其另一端与所述绝缘拉杆的上端枢接，并且随所述绝缘拉杆的上下运动而旋转；其中，当断路器处于合闸位置时，所述第一拐臂同时与所述伸缩杆和所述第二拐臂垂直。
优选的，还包括支座，所述断路器壳体横向固定在其上面，所述驱动机构安装在其下端，所述绝缘拉杆上设有绝缘伞裙，并且连接在所述连杆机构与所述驱动机构之间。
优选的，所述断路器壳体有多个，每个对应一个绝缘拉杆；所述灭弧室串联结构的断路器还包括：联动板，其通过驱动杆横向固定在所述驱动机构的上端。
优选的，所述驱动机构的数量为比绝缘拉杆的数量少一个，所述绝缘拉杆对称连接在所述联动板上，且所述联动板在每两个绝缘拉杆之间部分固定至一个驱动机构的上端，所述驱动机构的下端还设置有手动分闸装置。
优选的，所述灭弧室串联结构的断路器还包括：还包括进出线柱，其作为断路器的电路接入端子，包括导电杆和绝缘瓷瓶，所述导电杆下端连接在所述导电环上，其上端从所述断路器壳体的上端引出，并通过所述绝缘瓷瓶固定在所述断路器壳体上。
优选的，所述伸缩杆与所述第一拐臂的枢接端还设置有分闸弹簧，用于提高分闸速度，所述分闸弹簧的另一端连接在所述端盖的内侧。
本发明相较于现有技术的有益效果是提供了一种灭弧室串联结构的断路器，采用双灭弧室串联结构和特殊的传动操作机构，提高了两个灭弧室合分闸同步性，缩短了断路器合分闸时间的同时，大幅度提高了断路器的有效开断电压，且机械结构简单，不易发生故障，开断性能和可靠性得到进一步提高。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的断路器处于分闸位置时的结构示意图；
图3是本发明的断路器处于合闸位置时的结构示意图；
图4是本发明的前视截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-4所示，本发明提供了一种灭弧室串联结构的断路器，包括：
断路器壳体1，其内左右对称设置有两个灭弧室11、12，所述灭弧室11、12的静盖板端相对，且静触头相互导电连接，从而实现双灭弧室的串联连接，每个灭弧室11、12内设置有静触头和动触头，其各动触头由灭弧室动盖板端引出，并与连杆机构的一端连接；驱动机构3，其可以为弹簧、永磁、电磁或液压驱动机构，本实施例采用永磁驱动机构，其通过绝缘拉杆25与各连杆机构的另一端在同一位置处连接，且所述驱动机构3驱动所述绝缘拉杆25上下移动，带动各连杆机构同步运动，进而带动各动触头同步实现与相应静触头之间的合分运动，从而实现断路器的合分闸；其中，两个动触头的引出端作为断路器的电路接入端，驱动机构驱动绝缘拉杆25和连杆机构实现了两灭弧室的同步合分闸，也就是说实现了对电路中双断口的闭合和分断操作，同步性一致，大大提高了断路器的对电路的开端能力和保护水平，使得此种断路器能有效应用在高压、特高压电气领域。
所述灭弧室11、12用绝缘材料固封设置在所述断路器壳体1的上端，使得灭弧室与断路器壳体1固定，且与其绝缘，断路器壳体1为密封结构，其内充有绝缘气体，静导电杆13同时与两个静触头连接，从而实现灭弧室11、12的导电串联连接，所述动触头通过与其导电连接的动导电杆从灭弧室中引出，且在动导电杆的引出端上套设有导电环14，动导电杆与所述导电环14可以相对移动。
所述动导电杆的引出端与所述连杆机构的一端连接，所述各连杆机构的另一端在同一位置处与所述绝缘拉杆25的上端连接，所述绝缘拉杆25的下端与所述驱动机构3连接，所述驱动机构3驱动所述绝缘拉杆25向上运动，断路器分闸，向下运动，断路器合闸。
所述各连杆机构配合驱动机构3的运动以完成断路器的合分闸，其具体结构为：伸缩杆15，其水平设置在灭弧室11、12的两端，且与所述动导电杆引出端固定连接；第一拐臂23，其与所述伸缩杆15的另一端枢接，所述第一拐臂23设置在定位轴22上，第一拐臂23与伸缩杆15的枢接端绕定位轴22向远离灭弧室方向转动断路器分闸，绕其向靠近灭弧室方向转动断路器合闸；第二拐臂24，其设置在所述灭弧室的下面，一端与所述第一拐臂23的另一端枢接，其另一端与所述绝缘拉杆25的上端枢接，并且随所述绝缘拉杆25的上下运动而旋转，从而带动第一拐臂23的转动；其中，当断路器处于合闸位置时，所述第一拐臂23同时与所述伸缩杆15和所述第二拐臂24垂直，使得连杆机构水平方向上受力平衡，减少了合闸保持力，也就是减小了分闸阻力，相当于增加了分闸驱动力，提高了断路器的分闸速度。
所述灭弧室串联结构的断路器还包括支座4，所述断路器壳体1横向固定在其上面，所述驱动机构3安装在其下端，所述绝缘拉杆25上设有绝缘伞裙以增加绝缘强度，并且连接在所述连杆机构与所述驱动机构3之间，以此使得所述连杆机构和所述驱动机构3联动。
所述断路器可以根据现场使用需要，设置多个断路器壳体1以构成多相灭弧室串联结构的断路器，每个对应一个绝缘拉杆25，所述灭弧室串联结构的断路器还包括：联动板31，其通过驱动杆横向固定在所述永磁驱动机构3的动铁芯上端，所述绝缘拉杆25连接至所述联动板31，再通过所述驱动杆连接至所述动铁芯的上端，联动板31使得驱动机构3的运动保持同步，驱动机构3驱动左右对称设置的连杆机构同步运动，使得各动触头的运功也保持高度的同步性。从而缩短了断路器的合分闸时间。
所述驱动机构3的数量为比绝缘拉杆25的数量少一个，所述绝缘拉杆25对称连接在所述联动板31上，且所述联动板31在每两个绝缘拉杆25之间部分固定至一个驱动机构3的上端，本实施例为三相断路器，两个驱动机构3对称设置在三个绝缘拉杆25之间，驱动三相断路器的同步合分闸运动，所述驱动机构3的下端还设置有手动分闸装置34，用于紧急分闸。
所述灭弧室串联结构的断路器还包括进出线柱5，包括导电杆51和绝缘瓷瓶52，所述导电杆51下端连接在所述导电环14上，其上端从所述断路器壳体1的上端引出，并通过所述绝缘瓷瓶52固定在所述断路器壳体1上，所述灭弧室串联结构的断路器通过进出线柱5接入电路。
所述伸缩杆15与所述第一拐臂23的枢接端还设置有分闸弹簧21，用于提高分闸速度，所述分闸弹簧21的另一端连接在所述端盖16的内侧。
如图2所示，处于分断位置的断路器进行合闸操作时，驱动机构3驱动联动板31向下运动，与联动板31连接的三个绝缘拉杆25随之同步向下运动，带动第一拐臂23的上端绕定位轴22向靠近灭弧室方向转动，从而使动导电杆推动各动触头向靠近相应静触头方向运动，分闸弹簧21开始拉伸，直至灭弧室各动、静触头同步闭合，合闸过程结束，此时，如图3所示，所述第一拐臂23同时与所述伸缩杆15和所述第二拐臂24垂直，弹簧拉力和机械应力在各连杆机构的第二拐臂24上左右抵消，永磁驱动机构3中的永磁体提供较小的永磁力即可使得断路器保持在合闸位置，避免使用价格昂贵的高性能永磁体来提供较大的永磁保持力，另一方面，较小的永磁保持力减小了分闸阻力，有效提高了分闸速度。分闸过程与合闸过程的运动相反，分闸弹簧21收缩，进一步提高了分闸速度，减小了断路器的分闸时间。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，包括：
断路器壳体(1)，其内左右对称设置有两个灭弧室(11、12)，每个灭弧室(11、12)内设置有静触头和动触头，所述灭弧室(11、12)的静触头相互导电连接，其各动触头由灭弧室中引出，并与连杆机构的一端连接；
驱动机构(3)，其通过绝缘拉杆(25)与各连杆机构的另一端在同一位置处连接；
联动板(31)，其通过驱动杆横向固定在所述驱动机构(3)的上端,所述绝缘拉杆(25)对称连接在所述联动板(31)上，所述驱动机构(3)驱动所述绝缘拉杆(25)上下移动，带动各连杆机构同步运动，进而带动各动触头同步实现与相应静触头之间的合分运动；
其中，两个动触头的引出端作为断路器的电路接入端。
2.如权利要求1所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述灭弧室(11、12)用绝缘材料固封设置在所述断路器壳体(1)的上端，其通过静导电杆(13)实现两个静触头的导电连接，所述动触头通过与其导电连接的动导电杆从灭弧室中引出，且在引出端上设置有导电环(14)。
3.如权利要求2所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述动导电杆的引出端与所述连杆机构的一端连接，所述各连杆机构的另一端在同一位置处与所述绝缘拉杆(25)的上端连接，所述绝缘拉杆(25)的下端与所述驱动机构(3)连接，所述驱动机构(3)驱动所述绝缘拉杆(25)向上运动，断路器分闸，向下运动，断路器合闸。
4.如权利要求3所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述各连杆机构配合运动以完成断路器的合分闸，其具体结构为：
伸缩杆(15)，其水平设置，且一端与所述动导电杆引出端固定连接；
第一拐臂(23)，其一端与所述伸缩杆(15)的另一端枢接，所述第一拐臂(23)设置在定位轴(22)上，绕其转动从而带动各动触头与相应静触头之间的合分运动；
第二拐臂(24)，其设置在所述灭弧室的下面，一端与所述第一拐臂(23)的另一端枢接，第二拐臂的另一端与所述绝缘拉杆(25)的上端枢接，并且随所述绝缘拉杆(25)的上下运动而旋转；
其中，当断路器处于合闸位置时，所述第一拐臂(23)同时与所述伸缩杆(15)和所述第二拐臂(24)垂直。
5.如权利要求4所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，还包括支座(4)，所述断路器壳体(1)横向固定在其上面，所述驱动机构(3)安装在其下端，所述绝缘拉杆(25)上设有绝缘伞裙，并且连接在所述连杆机构与所述驱动机构(3)之间。
6.如权利要求5所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述断路器壳体(1)有多个，每个对应一个绝缘拉杆(25)。
7.如权利要求6所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述驱动机构(3)的数量为比绝缘拉杆(25)的数量少一个，且所述联动板(31)在每两个绝缘拉杆(25)之间部分固定至一个驱动机构(3)的上端，所述驱动机构(3)的下端还设置有手动分闸装置(34)。
8.如权利要求7所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，还包括进出线柱(5)，其作为断路器的电路接入端子，包括导电杆(51)和绝缘瓷瓶(52)，所述导电杆(51)下端连接在所述导电环(14)上，所述导电杆上端从所述断路器壳体(1)的上端引出，并通过所述绝缘瓷瓶(52)固定在所述断路器壳体(1)上。
9.如权利要求4所述的灭弧室串联结构的断路器，其特征在于，所述伸缩杆(15)与所述第一拐臂(23)的枢接端还设置有分闸弹簧(21)的一端，用于提高分闸速度，所述分闸弹簧(21)的另一端连接在所述断路器壳体(1)两侧端盖(16)的内侧。
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