CN105405711B - 一种双断口真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双断口真空断路器，该断路器包括上下设置的上灭弧室、下灭弧室、传动箱，传动箱内设有三联动装置，三联动装置包括上传动板、下传动板，上传动板的左端与下传动板的左端通过第一铰接轴铰接，绝缘拉杆的右端连接在第一铰接轴上，上灭弧室的动端的上动导电件通过上铰接轴与上传动板的右端铰接，下灭弧室的动端的通过下铰接轴与下传动板的右端铰接，传动箱上设有用于对上铰接轴上下运动导向的上导向长槽、对下铰接轴上下运动导向的下导向长槽、对第一铰接轴左右运动导向的第一导向长槽。通过设置上导向长槽、下导向长槽、第一导向长槽，增加了对上、下传动板的约束，提高了运动的同步性，保证上、下灭弧室能够实现同时开断。

Description

一种双断口真空断路器

技术领域

本发明涉及一种双断口真空断路器。

背景技术

在12kV-40.5kV的系统中，进行无功功率补偿最实用、最经济的方法就是安装并联电容器组，而投切电容器组开关性能的优劣对能否成功完成任务至关重要。根据当前电网的运行经验，目前真空断路器在投切电容器组时的重燃概率依然居高不下。重燃率就是：断路器在分闸瞬间，触头在分断离开瞬间，在触头之间会产生电弧，产生电弧需要比较高的电压，而维持电弧的存在则需要比较低的电压即可，电弧往往在电流过零时就熄灭了。此时触头之间的介质绝缘强度如果大于触头间的电弧维持电压，电弧就熄灭了，否则触头间的介质绝缘强度小于触头间的电弧维持电压，则介质被击穿，电弧又重新燃烧，电弧的重燃。电弧的重燃产生的热量表较大，很容易造成断路器的损坏或在系统中产生过电压。由于电容器组开关的频繁操作，致使系统中故障频发，给电力设备带来严重的危害，同时也限制了真空断路器在这一方面的应用。因此创新一种全新的真空断路器来解决真空断路器投切电容器组重燃率高的问题，是电网安全运行所迫切需要解决的事情。

目前国内外对于真空断路器投切电容器的研究，主要关注合闸涌流、重击穿的产生机理及其影响因素以及容性开断中真空断路器的寿命评估。国外的ABB公司的D.Gentsch等人研究了触头材料以及触头类型对于真空断路器容性开断性能的影响；法国施耐德电气公司的H. Schellekens以及S. Griot等人研究了涌流能量以及与击穿时间对断路器寿命的影响，并研究了断路器在容性开断过程中的非自持破坏性放电现象，以及电容器是否存在中性点接地的影响。国际开关设备权威认证机构、荷兰的KEMA试验站研究发现涌流的增大会导致开断之后的场致发射电流会随之增大，并研究了场致发射电流与重击穿之间的关系。但是以上研究仍然未能解决真空开关投切电容器组时重燃的问题，因此仍然需要进一步进行研究。

随着技术的发展，出现了双断口断路器，双断口布置的开断能力是单断口开断能力的2倍以上。如中国专利CN201364854Y（授权公告日为2009年12月16日）公开了一种双断口真空投切开关，该投切开关，其中一个极柱，包括操作箱、两个真空灭弧室，两根合闸弹簧、两个直线定位件、分闸缓冲定位杆、支柱瓷套管、传动系统拉杆、操动机构。真空灭弧室的两个动端导电杆与两个直线定位件中的运动杆件的中心线在同一条直线上，其端头彼此分别同轴套连接，并可滑动。直线定位件中的运动杆件的另一端分别与传动系统拉杆顶端拉杆的两个拐臂相连，当拉杆上下运动时，运动杆件驱动动端导电杆，使两个真空灭弧室进行分合闸操作。但是该开关中的直线运动件没有导向的装置，在分合闸的过程中，很难保证两个直线定位件在同一直线上运动。而且绝缘拉杆在驱动两个拐臂时，也很难保证与绝缘拉杆连接的两个拐臂同时动作，进而影响两个灭弧室的同时开断。

发明内容

本发明的目的是提供一种双断口真空断路器，以解决现有的双断口断路器中的不能保证两个灭弧室同时实现开断的技术问题。

为了实现以上目的，本发明一种双断口真空断路器的技术方案如下：双断口真空断路器包括绝缘拉杆及上下设置的上灭弧室、下灭弧室，上灭弧室、下灭弧室之间设有传动箱，所述传动箱内设有三联动装置，所述三联动装置包括上传动板、下传动板，所述上传动板的左端与下传动板的左端通过第一铰接轴铰接在一起，所述绝缘拉杆沿左右方向延伸设置，所述绝缘拉杆的右端传动连接在第一铰接轴上，上灭弧室的动端设有上动导电件，下灭弧室的动端设有下动导电件，所述上动导电件通过上铰接轴与上传动板的右端铰接连接，所述下动导电件通过下铰接轴与下传动板的右端铰接连接，所述传动箱上设有用于对上铰接轴上下运动导向的上导向长槽、对下铰接轴上下运动导向的下导向长槽，所述传动箱上还设有对第一铰接轴沿左右方向运动导向的第一导向长槽。

所述三联动装置还包括第一中间传动板、第二中间传动板，所述第一中间传动板左端铰接在所述上传动板上，所述第二中间传动板的左端铰接在下传动板上，第一中间传动板的右端与第二中间传动板的右端通过第二铰接轴铰接连接。

所述第二铰接轴沿前后方向设置在所述传动箱上。

所述第一中间传动板与上传动板的铰接轴线处于上传动板的长度方向的二分之一处，所述第二中间传动板与下传动板的铰接轴线处于下传动板的长度方向的二分之一处。

所述传动箱包括左箱板、前箱板、后箱板，所述上导向长槽、下导向长槽、第一导向长槽均是有前后设置的两个且分别位于前箱板、后箱板上。

所述左箱板、前箱板、后箱板围设成开口朝右的安装空间，所述上导向长槽、下导向长槽为前后贯穿设置的上导向长孔、下导向长孔，所述前箱板上设置有开口朝右的、连通所述上导向长孔的上让位槽，所述前箱板上还设置有开口朝右的、连通所述下导向长孔的下让位槽。

所述上动导电件包括上动导电杆及上超程装置，所述上超程装置包括上超程装置本体及上下插设于上超程装置本体内的上传动杆，所述上传动杆与上超程装置本体之间设有上超程弹簧，所述上传动杆的处于上超程装置本体外侧的上端与所述上动导电杆连接，上超程装置本体与所述上传动板铰接。

所述上超程装置本体具有开口朝上的上容纳腔，所述上传动杆为上调节螺杆，所述上超程弹簧套设在上调节螺杆上，所述上调节螺杆上设有对上超程弹簧进行上下限位的上限位部，所述上调节螺杆的位于所述上限位部的上方设有上锁止螺母。

所述下动导电件包括下动导电杆及下超程装置，所述下超程装置包括下超程装置本体及上下插设于下超程装置本体内的下传动杆，所述下传动杆与下超程装置本体之间设有下超程弹簧，所述下传动杆的处于下超程装置本体外侧的下端与所述下动导电杆连接，下超程装置本体与所述下传动板铰接。

所述下超程装置本体具有开口朝下的下容纳腔，所述下传动杆为下调节螺杆，所述下超程弹簧套设在下调节螺杆上，所述下调节螺杆上设有对下超程弹簧进行上下限位的下限位部，所述下调节螺杆的位于所述下限位部的下方设有下锁止螺母。

本发明的有益效果：本发明双断口真空断路器中包括三联动装置，其中三联动装置的上传动板的左端与下传动板的左端通过第一铰接轴铰接在一起，绝缘拉杆沿左右方向延伸设置，绝缘拉杆的右端传动连接在第一铰接轴上，上灭弧室的动端设有上动导电件，下灭弧室的动端设有下动导电件，上动导电件通过上铰接轴与上传动板的右端铰接连接，下动导电件通过下铰接轴与下传动板的右端铰接连接。在现有的断路器基础上，增加对三联动装置导向的结构。传动箱上设有用于对上铰接轴上下运动导向的上导向长槽、对下铰接轴上下运动导向的下导向长槽，传动箱上还设有对第一铰接轴沿左右方向运动导向的第一导向长槽。通过设置上导向长槽、下导向长槽、第一导向长槽，增加了对上、下传动板的约束，减少了运动的自由量，使得上下传动板的运动更精确，提高了运动的同步性，保证上、下灭弧室能够实现同时开断。

附图说明

图1是发明双断口真空断路器实施例中单极装配的结构示意图；

图2是图1中的部分结构示意图；

图3是图1中的传动箱的结构示意图；

图4是图3中的三联动装置的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4中的超程装置的结构示意图；

图7是图3中的传动箱箱体的结构示意图。

具体实施方式

本发明双断口真空断路器的实施例：如图1-7所示，双断口真空断路器分为本体部分与操动机构部分，采用前、后布置方式。本体部分主要包括绝缘支柱1、真空灭弧室、上触臂4、下触臂、梅花触头5及传动箱10。操动机构部分位于本体断路器小车内，通过绝缘拉杆11将力传递至真空灭弧室。真空灭弧室包括上下设置的上灭弧室3、下灭弧室8，上灭弧室3、下灭弧室8之间设有传动箱10。上灭弧室3上方设有上接线板2，上触臂4与上接线板2连接。上接线板2与传动箱10之间设有均压电容6。下灭弧室8设置支撑在绝缘支柱上，两者之间设有下连接板9，下触臂12连接在下接线板9上。下接线板9与传动箱10之间也设有均压电容。

传动箱10内设有三联动装置，三联动装置包括上传动板17、下传动板18，上传动板17的左端与下传动板18的左端通过第一铰接轴铰接在一起，绝缘拉杆11沿左右方向延伸设置，绝缘拉杆11的右端传动连接在第一铰接轴上，上灭弧室3的动端设有上动导电件，下灭弧室8的动端设有下动导电件，上动导电件通过上铰接轴与上传动板的右端铰接连接，下动导电件通过下铰接轴与下传动板的右端铰接连接，传动箱上设有用于对上铰接轴上下运动导向的上导向长槽21、对下铰接轴上下运动导向的下导向长槽24，传动箱10上还设有对第一铰接轴沿左右方向运动导向的第一导向长槽25。

传动箱包括左箱板、前箱板28、后箱板、上箱板26、下箱板27，左箱板、前箱板、后箱板等各箱板围设成开口朝右的安装空间，三联动装置在安装时可以从传动箱的右侧装入。上导向长槽21、下导向长槽24、第一导向长槽25均是有前后设置的两个且分别位于前箱板28、后箱板上。处于前箱板或后箱板上的上导向长槽、下导向长槽、第一导向长槽呈三角形分布。上导向长槽21、下导向长槽24为前后贯穿设置的上导向长孔、下导向长孔。第一导向长槽为第一导向长孔，第一导向长孔有两个且分别位于前箱板、后箱板上。为了保证传动导向精度，前后设置的上导向长孔一次加工成型，下导向长孔、第一导向长孔也是如此。

进一步地，为了便于安装三联动装置，前箱板上设置有开口朝右的、连通上导向长孔的上让位槽22，前箱板上还设置有开口朝右的、连通所述下导向长孔的下让位槽23。

进一步地，为了提高三联动装置的稳定性，三联动装置还包括第一中间传动板19、第二中间传动板20，第一中间传动板19左端铰接在上传动板17上，第二中间传动板20的左端铰接在下传动板18上，第一中间传动板19的右端与第二中间传动板20的右端通过第二铰接轴29铰接连接。第二铰接轴29沿前后方向设置在传动箱上，其两端分别设置在前、后箱板上。为使得中间传动板的受力较小，第一中间传动板19与上传动板17的铰接轴线处于上传动板17的长度方向的二分之一处，第二中间传动板20与下传动板18的铰接轴线处于下传动板18的长度方向的二分之一处。为了提高三联动装置的强度，上传动板、下传动板及第一、二中间传动板均是前后成对设置的。

上动导电件包括上动导电杆及上超程装置14，上超程装置包括上超程装置本体及上下插设于上超程装置本体内的上传动杆30，上传动杆与上超程装置本体之间设有上超程弹簧31，上传动杆的处于上超程装置本体外侧的上端与上动导电杆连接，上超程装置本体与上传动板铰接。上超程装置本体具有开口朝上的上容纳腔，上传动杆为上调节螺杆，上超程弹簧套设在上调节螺杆上，上调节螺杆上设有对上超程弹簧进行上下限位的上限位部，上调节螺杆的位于所述上限位部的上方设有上锁止螺母32。上超程装置本体内于底部还设有调整垫片33。在分闸过程中，超程装置可以起到缓冲的作用。

下动导电件包括下动导电杆及下超程装置，下超程装置包括下超程装置本体及上下插设于下超程装置本体内的下传动杆，下传动杆与下超程装置本体之间设有下超程弹簧，下传动杆的处于下超程装置本体外侧的下端与下动导电杆连接，下超程装置本体与下传动板铰接。下超程装置本体具有开口朝下的下容纳腔，下传动杆为下调节螺杆，下超程弹簧套设在下调节螺杆上，下调节螺杆上设有对下超程弹簧进行上下限位的下限位部，下调节螺杆的位于下限位部的下方设有下锁止螺母。下超程装置本体内于顶部也设有调整垫片。下超程装置与上超程装置的结构一致，附图中没有单独显示。

上动导电杆与下动导电杆之间通过软连接组件电连接，软连接组件包括导电块、上软连接7、下软连接16。上、下软连接均与导电块连接。

传动箱由铸铝硅镁合金浇注而成，保证传动箱的强度。双断口断路器采用I形布置方案，结构小巧。绝缘拉杆与绝缘支撑都由环氧树脂浇注而成。每极主回路由梅花触头→上触臂→上支架→上灭弧室→软连接→下灭弧室→下支架→下触臂→梅花触头构成。主回路由上、下支架通过绝缘支柱固定于断路器小车上。

双断口真空断路器分合过程：

分闸动作：断路器操动机构拉动绝缘拉杆向左运动，带动上、下传动板进行合拢动作，上铰接轴、下铰接轴同时相向运动，传动板带动两个灭弧室同时动作，分闸完成。合闸动作：断路器操动机构推动绝缘拉杆向右运动，带动上、下传动板分叉动作，上铰接轴、下铰接轴同时相背运动，传动板带动两个灭弧室同时动作，合闸完成。在分合闸过程中，第一铰接轴在第一导向长孔的导向作用下左右移动，上铰接轴、下铰接轴分别在上导向长孔、下导向长孔的导向作用下进行上下运动。通过设置相应的导向孔，可以保证三联动装置的传动精度，使得上、下传动板同时动作，上、下两个灭弧室同时实现开断。

双断口布置的开断能力是单断口开断能力的2倍以上。在第一个间隙发生击穿情况下，另一个间隙经常临时耐受整个TRV而没有使两个间隙发生最终击穿故障。在较高的电压等级，例如40.5kV，断路器难以通过电容器开断试验。若将两个灭弧室串联起来，两个灭弧室中的每一个都具有单独的重击穿概率，击穿概率与触头行程为非线性关系。在触头开距为2×14mm时，与单开距28mm相比，绝缘耐受电压增加约40%。因为真空间隙的快速恢复，单只灭弧室可能的击穿不会导致完全击穿。在第二只灭弧室也发生击穿的情况下，将面临老炼的第一只灭弧室比以前具有更强的耐受能力。比如，在真空间隙为1.6mm时，1个真空灭弧室只能承受16kV的恢复电压；2个真空灭弧室串联时可以承受的恢复电压为51kV。同样，当真空间隙为2mm时，一个真空灭弧室只能承受38kV的恢复电压，2个真空灭弧室串联则可承受100kV。可见，双断口真空断路器无论从绝缘水平，开断能力，还是从重击穿概率低等方面都优于单断口，双断口灭弧室串联是解决真空断路器投切电容器组开关重燃概率高的根本途径。

在其它实施例中，第一铰接长孔也是不前后贯通的铰接长槽，上铰接长孔、下铰接长孔也可不是前后贯通的，也可是盲长孔，即是导向槽。

在其它实施例中，也可不设置超程装置，上传动板通过上传动杆与上动导电杆铰接连接，下传动板通过下传动杆与下动导电杆铰接连接。

Claims (8)

1.一种双断口真空断路器，包括绝缘拉杆及上下设置的上灭弧室、下灭弧室，上灭弧室、下灭弧室之间设有传动箱，其特征在于：所述传动箱内设有三联动装置，所述三联动装置包括上传动板、下传动板，所述上传动板的左端与下传动板的左端通过第一铰接轴铰接在一起，所述绝缘拉杆沿左右方向延伸设置，所述绝缘拉杆的右端传动连接在第一铰接轴上，上灭弧室的动端设有上动导电件，下灭弧室的动端设有下动导电件，所述上动导电件通过上铰接轴与上传动板的右端铰接连接，所述下动导电件通过下铰接轴与下传动板的右端铰接连接，所述传动箱上设有用于对上铰接轴上下运动导向的上导向长槽、对下铰接轴上下运动导向的下导向长槽，所述传动箱上还设有对第一铰接轴沿左右方向运动导向的第一导向长槽，传动箱包括左箱板、前箱板、后箱板、上箱板、下箱板，各箱板围设成开口朝右的安装空间，三联动装置在安装时可以从传动箱的右侧装入，上导向长槽、下导向长槽、第一导向长槽均是有前后设置的两个且分别位于前箱板、后箱板上，上导向长槽、下导向长槽为前后贯穿设置的上导向长孔、下导向长孔，第一导向长槽为第一导向长孔，前箱板上设置有开口朝右的、连通上导向长孔的用于让开上铰接轴的上让位槽，前箱板上还设置有开口朝右的、连通所述下导向长孔的用于让开下铰接轴的下让位槽，上动导电件包括上动导电杆及上超程装置，上超程装置包括上超程装置本体及上下插设于上超程装置本体内的上传动杆，上传动杆的处于上超程装置本体外侧的上端与上动导电杆连接，上超程装置本体与上传动板铰接，上箱板上设置有供上超程装置在安装时穿过上箱板的第一穿孔，下动导电件包括下动导电杆及下超程装置，下超程装置包括下超程装置本体及上下插设于下超程装置本体内的下传动杆，下传动杆的处于下超程装置本体外侧的下端与下动导电杆连接，下超程装置本体与下传动板铰接，下箱板上设置有供下超程装置在安装时穿过下箱板的第二穿孔，左箱板上设置有供绝缘拉杆穿过的第三穿孔，前、后箱板上位于第一导向长孔的上下两侧分别设置有便于安装操作的安装孔。

2.根据权利要求1所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述三联动装置还包括第一中间传动板、第二中间传动板，所述第一中间传动板左端铰接在所述上传动板上，所述第二中间传动板的左端铰接在下传动板上，第一中间传动板的右端与第二中间传动板的右端通过第二铰接轴铰接连接。

3.根据权利要求2所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述第二铰接轴沿前后方向设置在所述传动箱上。

4.根据权利要求3所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述第一中间传动板与上传动板的铰接轴线处于上传动板的长度方向的二分之一处，所述第二中间传动板与下传动板的铰接轴线处于下传动板的长度方向的二分之一处。

5.根据权利要求1至4任一项所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述上传动杆与上超程装置本体之间设有上超程弹簧。

6.根据权利要求5所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述上超程装置本体具有开口朝上的上容纳腔，所述上传动杆为上调节螺杆，所述上超程弹簧套设在上调节螺杆上，所述上调节螺杆上设有对上超程弹簧进行上下限位的上限位部，所述上调节螺杆的位于所述上限位部的上方设有上锁止螺母。

7.根据权利要求1至4任一项所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述下传动杆与下超程装置本体之间设有下超程弹簧。

8.根据权利要求7所述的双断口真空断路器，其特征在于：所述下超程装置本体具有开口朝下的下容纳腔，所述下传动杆为下调节螺杆，所述下超程弹簧套设在下调节螺杆上，所述下调节螺杆上设有对下超程弹簧进行上下限位的下限位部，所述下调节螺杆的位于所述下限位部的下方设有下锁止螺母。