CN105185648A - 一种真空开关管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空开关管，包括绝缘外壳，以及连接于所述绝缘外壳两端且部分置于所述绝缘外壳内的第一导电杆和第二导电杆，还包括位于第一导电杆和第二导电杆之间的至少一个的第三导电杆，所述第三导电杆的两端以及第一导电杆、第二导电杆置于所述绝缘外壳内的一端上均设有处于真空中的触头，每相邻的两个触头之间形成真空断口；每个所述第三导电杆均连接有复位机构，复位机构固接于所述绝缘外壳，用于第三导电杆移动后的复位。本发明通过在真空开关管绝缘壳体内部设有多个串连的真空断口，使得真空开关管在分闸状态下具有极高的耐电压能力及较高的电弧电阻，从而可更好地满足投切电容器组、高电压、电流转移型直流开关等高弧压场合的应用。

Description

一种真空开关管

技术领域

本发明涉及一种真空开关管，尤其是一种内部设有双断口，具有更高耐压且能产生更高电弧电压的真空开关管。

背景技术

在配电网中，起控制或保护功能的开关设备是电路中必然应用的重要设备，它起着关合、开断电路的作用。近年来，由于真空开关表现的优势(分断能力强、环保无爆炸危险、触头间隙小、极高的电寿命等)非常明显，其在中压领域的应用中已占据压倒性地位。

真空开关的核心部件是其壳体内的真空开关管。常规的真空开关管内部设有两个触头,前后两端分别连接动导电杆和静导电杆，触头的动作是通过操作机构驱动动触头达到与静触头合分的目的。动静触头断开时，触头间隙产生真空电弧，当交流电弧过零后，电弧熄灭；动静触头断开后，触头间隙承受系统恢复电压。

然而现有的真空开关管存在以下缺陷：首先，现有的真空开关管只能提供一个真空断口，而真空断口的耐电压能力并不是随着断口距离的增加而线性增加，随着动静触头间距增加一定程度后，单一真空断口承受的电压不会明显提高。因此，如果系统恢复电压高或用在高电压场合，现有的真空开关管无法满足应用需求，可能需要串连两个真空开关管来满足需要，这样会增加成本和占地面积。其次，现有的真空开关管的单一真空断口电弧电压难以提高，只为20V左右，这样就无法满足需要高弧压场合的应用，如在电流转移型直流开关上的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空开关管，内部设有多个串连的真空断口，在分闸状态下，其承受的电压及电弧电压远远高出同型号现有的真空开关管，能满足投切电容器组、高电压场合及需要高弧压场合的要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种真空开关管，包括绝缘外壳，以及连接于所述绝缘外壳两端且部分置于所述绝缘外壳内的第一导电杆和第二导电杆，还包括位于第一导电杆和第二导电杆之间的至少一个的第三导电杆，所述第三导电杆的两端以及第一导电杆、第二导电杆置于所述绝缘外壳内的一端上均设有处于真空中的触头，每相邻的两个触头之间形成真空断口；每个所述第三导电杆均连接有复位机构，复位机构固接于所述绝缘外壳，用于第三导电杆移动后的复位。

作为优选，所述复位机构包括至少一个复位弹簧，所述复位弹簧一端随第三导电杆移动，另一端被限位在所述绝缘外壳内，所述复位弹簧在第三导电杆移动时产生弹性形变，用于第三导电杆移动后的复位。

作为优选，所述复位弹簧套设在第三导电杆上或者周向均布在第三导电杆的周围。

作为优选，所述复位机构还包括固接于所述绝缘外壳的支座，所述第三导电杆可轴向移动的穿过支座，所述复位弹簧一端随第三导电杆移动，另一端被支座顶壁限位。

作为优选，所述第三导电杆为一个，位于第三导电杆上固设有卡板，所述复位弹簧置于支座顶壁与卡板之间，所述第三导电杆移动时，所述卡板带动复位弹簧一端移动。

作为优选，所述支座下端螺纹连接有锁盖，所述第三导电杆可轴向移动的穿过锁盖，所述卡板位于支座顶壁与锁盖之间。

作为优选，还包括至少两个固接在所述绝缘外壳内的中间屏蔽罩，每个所述中间屏蔽罩均环设在每相邻的两个触头外侧。

作为优选，所述绝缘外壳包括第一绝缘外壳以及第二绝缘外壳，所述支座固接在第一绝缘外壳和第二绝缘外壳之间。

作为优选，所述第一绝缘外壳下端密封连接有第一端盖，第一导电杆活动穿设在第一端盖上；所述第二绝缘外壳上端密封连接有第二端盖，第二导电杆固定穿设在第二端盖上。

作为优选，所述第一导电杆连接有波纹管，所述波纹管的一端连接于第一端盖，所述波纹管的外侧围设有波纹管屏蔽罩，所述第一导电杆与波纹管之间嵌设有导向套，所述导向套固接于第一端盖。

本发明的有益效果：通过在真空开关管绝缘壳体内部设有多个串连的真空断口，使得真空开关管在分闸状态下具有极高的耐电压能力及较高的电弧电阻，从而可更好地满足投切电容器组、高电压、电流转移型直流开关等高弧压场合的应用。

附图说明

图1是本发明实施例1的真空开关管处于合闸状态时的结构示意图；

图2是本发明实施例1的真空开关管处于分闸状态时的结构示意图；

图3是本发明实施例2的真空开关管处于合闸状态时的结构示意图；

图4是本发明实施例2的真空开关管处于分闸状态时的结构示意图；

图中：

1、第一导电杆；2、第二导电杆；3、第三导电杆；4、触头；5、复位机构；6、中间屏蔽罩；7、第一绝缘外壳；8、第二绝缘外壳；9、第一端盖；10、第二端盖；11、波纹管；12、波纹管屏蔽罩；13、导向套；31、卡板；51、复位弹簧；52、支座；53、锁盖。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

本实施例提供一种真空开关管，包括绝缘外壳，以及连接于绝缘外壳两端且部分置于绝缘外壳内的第一导电杆1和第二导电杆2，本实施例中将第一导电杆1设为动导电杆，其连接于真空开关的操作机构，将第二导电杆2设为静导电杆，其固设在绝缘外壳上。

在第一导电杆1和第二导电杆2之间还设有至少一个第三导电杆3，第三导电杆3优选的设置在绝缘外壳的中间部位，该第三导电杆3的两端以及第一导电杆1、第二导电杆2置于绝缘外壳内的一端上通过钎焊固接有触头4，每相邻的两个触头4均处于真空状态下，且每相邻的两个触头4之间形成真空断口，用于承受系统恢复电压；每个第三导电杆3均连接有一个复位机构5，该复位机构5固接于所述绝缘外壳，用于第三导电杆3移动后的复位。

本实施例中，如图1所示，当真空开关需要合闸操作时，真空开关的操作机构驱动第一导电杆1(即动导电杆)向靠近第二导电杆2(即静导电杆)方向运动，第一导电杆1上的触头4首先与第三导电杆3一端的触头4接触，并推动第三导电杆3向第二导电杆2移动，此时复位机构5处于蓄力状态，且第三导电杆3另一端的触头4向第二导电杆2上的触头4移动并渐渐接触，直至接触良好，电路导通，完成合闸状态；与此同时，复位机构5处于待复位状态。

如图2所示，当真空开关需要分闸操作时，真空开关的操作机构驱动第一导电杆1(即动导电杆)背离第二导电杆2(即静导电杆)方向运动，第一导电杆1上的触头4首先与第三导电杆3一端的触头4分离并继续远离移动，在第一导电杆1上的触头4与第三导电杆3一端的触头4彻底分离之后，第三导电杆3在复位机构5的作用下背离第二导电杆2移动并回复至原位，在此过程中，第三导电杆3另一端的触头4与第二导电杆2上的触头4逐渐分离，直至第三导电杆3回复原位后，第三导电杆3另一端的触头4与第二导电杆2上的触头4彻底分离。在上述分闸的过程中，每两个触头4之间(即真空断口)的间隙均产生真空电弧，到电流过零后，电弧熄灭，电路断开，完成分闸操作。

本实施例中，如图1和图2所示，复位机构5包括至少一个复位弹簧51，所该复位弹簧51一端随第三导电杆3移动，另一端被限位在上述绝缘外壳内，该复位弹簧51在第三导电杆3移动时产生弹性形变，用于第三导电杆3移动后的复位。

具体的，本实施例的复位弹簧51至少为两个，周向均布在第三导电杆3的周围。本实施例中设置为两个，对称设置在第三导电杆3的周围。

作为优选的技术方案，本实施例的复位机构5还包括固接于绝缘外壳的支座52，第三导电杆3可轴向移动的穿过支座52，且在第三导电杆3上固设有卡板31，每个复位弹簧51一端固接于卡板31且随第三导电杆3移动，另一端固接在支座52的顶壁上由支座52的顶壁限位。进而当第三导电杆3向第二导电杆2移动时，复位弹簧51在卡板31的带动下随第三导电杆3移动，此时由于支座52的顶壁的限位，复位弹簧51被压缩。

本实施例中，当第一导电杆1推动第三导电杆3且使第三导电杆3上的触头4与第二导电杆2上的触头4接触良好后，复位弹簧51在第三导电杆3的带动下处于压缩状态(参照图1)；当第一导电杆3与第三导电杆3彻底分离时，第三导电杆3在复位弹簧51弹力的作用下回复原位，与此同时，完成了第三导电杆3与第二导电杆2的分离(参照图2)。

本实施例中，支座52下端是开口设置的，且支座52的下端螺纹连接有锁盖53，卡板31位于支座52顶壁与锁盖53之间，且位于锁盖53的上方。第三导电杆3穿过锁盖53可轴向移动。本实施例通过锁盖53可以对第三导电杆3的位置进行调整，使第三导电杆3以及两端的触头4处于绝缘外壳的中间部位。本实施例中，复位弹簧51由耐高温材料制成，能够承受800℃以上的高温且保持力学性能不明显变化，例如GH145合金等材料。

作为优选的技术方案，在绝缘外壳内固接有至少两个的中间屏蔽罩6，每个所述中间屏蔽罩6均环设在每相邻的两个触头4外侧，也就是环设在每个真空断口外侧。本实施例中通过设置中间屏蔽罩6，减轻触头4在燃弧过程中产生的金属蒸汽和液滴喷溅对绝缘外壳内壁的污染，从而避免造成真空开关管绝缘外壳的绝缘强度下降或产生闪络。而且中间屏蔽罩6可以吸收一部分电弧能量，冷却电弧生成物、有利于提高触头间介质恢复速度，保证真空开关管的开断容量，提高了真空开关管的稳定性。本实施例中，中间屏蔽罩6可由无氧铜、不锈钢、电工纯铁或铜铬合金等材料制成。

本实施例中，优选的，绝缘外壳包括有第一绝缘外壳7以及第二绝缘外壳8，其中第一导电杆1设置在第一绝缘外壳7上，第二导电杆2设置在第二绝缘外壳8上，复位机构5的支座52固接在第一绝缘外壳7和第二绝缘外壳8之间，在节省材料的同时，保证了真空开关管的性能。

其中，在第一绝缘外壳7下端密封连接有第一端盖9，第一导电杆1活动穿设在第一端盖9上，即可穿过第一端盖9轴向移动；在第二绝缘外壳8上端密封连接有第二端盖10，第二导电杆2固定穿设在第二端盖10上。

更为优选的，第一导电杆1连接有波纹管11，波纹管11的一端连接于第一端盖9，通过设置波纹管11，一方面有助于第一导电杆1移动时第一绝缘外壳7的动密封；另一方面能够增加部分导流量，且在分闸时有助于真空断口形成扩散型真空电弧，利于灭弧。

本实施例中，波纹管11的外侧围设有波纹管屏蔽罩12，用于对波纹管11的保护；在第一导电杆1与波纹管11之间嵌设有导向套13，导向套13固接于第一端盖9，主要起导向作用，保证第一导电杆1在分合闸运动过程中能沿着绝缘外壳的轴线做直线运动。同时，导向套13还能防止导电回路的电流分流到波纹管11上，从而影响真空开关管的使用寿命。

本实施例中，第三导电杆3优选设置为一个，即与第一导电杆1和第二导电杆2形成两个真空断口，相对应的中间屏蔽罩6为两个，分别设置在第一绝缘外壳7以及第二绝缘外壳8内。

本实施例的真空开关管，在其内部设有多个串连的真空断口(本实施例中优选设置为两个)，当真空开关管断开后，其承受的电压及电弧电压远远高于同型号现有的真空开关管，能满足投切电容器组、高电压场合及需要高弧压场合的应用需求。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于复位弹簧51的结构以及安装方式不同，其余结构均与实施例2相同，在此不再赘述，下面仅对本实施例的弹簧51的结构以及安装方式加以阐述说明：

如图3以及图4所示，本实施例的复位弹簧51是套设在第三导电杆3上的，具体的，复位弹簧51置于支座52的顶壁与第三导电杆3的卡板31之间，进而当第三导电杆3向第二导电杆2移动时，复位弹簧51在卡板31的带动下随第三导电杆3移动，此时由于支座52的顶壁的限位，复位弹簧51被压缩。

本实施例中的复位弹簧51可以是直接套设在第三导电杆3上，但是不与支座52的顶壁以及卡板31连接，此时，可通过锁盖53对复位弹簧51进行一定程度的预压，使第三导电杆3保持在真空开关管内部的中间部位，并保证复位弹簧51复位的可靠性。也可以是套设在第三导电杆3上的同时，两端分别连接在支座52的顶壁以及卡板31上，可根据需要进行旋转。

本实施例中，复位弹簧51采用压簧，而且在真空开关管制造过程中，压簧应与其它零件一起进入真空炉完成封排工艺，因此，其应选用耐高温材料制作，经过真空钎焊工艺后，其力学性能不会明显下降。压簧可以制成矩形簧或圆柱簧，也可制成多片叠簧组合而成。

本实施例，如图3所示，当真空开关需要合闸操作，导通电路时，真空开关的操作机构驱动第一导电杆1(即动导电杆)向靠近第二导电杆2(即静导电杆)方向运动，第一导电杆1上的触头4首先与第三导电杆3一端的触头4接触，并推动第三导电杆3向第二导电杆2移动，此时第三导电杆3另一端的触头4向第二导电杆2上的触头4移动并渐渐接触，直至接触良好，电路导通，完成合闸状态；与此同时，复位机构5的复位弹簧51被第三导电杆3上的卡板31压缩，复位机构5处于待复位状态。

如图4所示，当真空开关需要分闸操作时，真空开关的操作机构驱动第一导电杆1(即动导电杆)背离第二导电杆2(即静导电杆)方向运动，第一导电杆1上的触头4首先与第三导电杆3一端的触头4分离并继6续远离移动，在第一导电杆1上的触头4与第三导电杆3一端的触头4彻底分离之后，第三导电杆3在复位机构5的复位弹簧51的弹力作用下背离第二导电杆2移动并回复至原位，在此过程中，第三导电杆3另一端的触头4与第二导电杆2上的触头4逐渐分离，直至第三导电杆3回复原位后，第三导电杆3另一端的触头4与第二导电杆2上的触头4彻底分离。在上述分闸的过程中，每两个触头4之间(即真空断口)的间隙均产生真空电弧，到电流过零后，电弧熄灭，电路断开，完成分闸操作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空开关管，包括绝缘外壳，以及连接于所述绝缘外壳两端且部分置于所述绝缘外壳内的第一导电杆(1)和第二导电杆(2)，其特征在于，还包括位于第一导电杆(1)和第二导电杆(2)之间的至少一个的第三导电杆(3)，所述第三导电杆(3)的两端以及第一导电杆(1)、第二导电杆(2)置于所述绝缘外壳内的一端上均设有处于真空中的触头(4)，每相邻的两个触头(4)之间形成真空断口；每个所述第三导电杆(3)均连接有复位机构(5)，复位机构(5)固接于所述绝缘外壳，用于第三导电杆(3)移动后的复位。

2.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，所述复位机构(5)包括至少一个复位弹簧(51)，所述复位弹簧(51)一端随第三导电杆(3)移动，另一端被限位在所述绝缘外壳内，所述复位弹簧(51)在第三导电杆(3)移动时产生弹性形变，用于第三导电杆(3)移动后的复位。

3.根据权利要求2所述的真空开关管，其特征在于，所述复位弹簧(51)套设在第三导电杆(3)上或者周向均布在第三导电杆(3)的周围。

4.根据权利要求3所述的真空开关管，其特征在于，所述复位机构(5)还包括固接于所述绝缘外壳的支座(52)，所述第三导电杆(3)可轴向移动的穿过支座(52)，所述复位弹簧(51)一端随第三导电杆(3)移动，另一端被支座(52)顶壁限位。

5.根据权利要求4所述的真空开关管，其特征在于，所述第三导电杆(3)为一个，位于第三导电杆(3)上固设有卡板(31)，所述复位弹簧(51)置于支座(52)顶壁与卡板(31)之间，所述第三导电杆(3)移动时，所述卡板(31)带动复位弹簧(51)一端移动。

6.根据权利要求5所述的真空开关管，其特征在于，所述支座(52)下端螺纹连接有锁盖(53)，所述第三导电杆(3)可轴向移动的穿过锁盖(53)，所述卡板(31)位于支座(52)顶壁与锁盖(53)之间。

7.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，还包括至少两个固接在所述绝缘外壳内的中间屏蔽罩(6)，每个所述中间屏蔽罩(6)均环设在每相邻的两个触头(4)外侧。

8.根据权利要求1-7任一所述的真空开关管，其特征在于，所述绝缘外壳包括第一绝缘外壳(7)以及第二绝缘外壳(8)，所述支座(42)固接在第一绝缘外壳(7)和第二绝缘外壳(8)之间。

9.根据权利要求8所述的真空开关管，其特征在于，所述第一绝缘外壳(7)下端密封连接有第一端盖(9)，第一导电杆(1)活动穿设在第一端盖(9)上；所述第二绝缘外壳(8)上端密封连接有第二端盖(10)，第二导电杆(2)固定穿设在第二端盖(10)上。

10.根据权利要求9所述的真空开关管，其特征在于，所述第一导电杆(1)连接有波纹管(11)，所述波纹管(11)的一端连接于第一端盖(9)，所述波纹管(11)的外侧围设有波纹管屏蔽罩(12)，所述第一导电杆(1)与波纹管(11)之间嵌设有导向套(13)，所述导向套(13)固接于第一端盖(9)。