CN106024505A - 灭弧室和使用该灭弧室的断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灭弧室及使用该灭弧室的断路器。本发明的触头装置中主断口静端组件与主断口动端组件沿前后方向排布，合闸电阻在前后方向上与主断口部分或全部重合地设置，故合闸电阻与主断口在前后方向上共用一部分空间而使得灭弧室的前后方向的尺寸（也即轴向尺寸）较小。

Description

灭弧室和使用该灭弧室的断路器
技术领域
本发明涉及一种灭弧室及使用该灭弧室的断路器。
背景技术
随着百万伏线路联网等重大工程的发展建设，作为输变电领域中重要的安全保护装置550KV SF6断路器得到了越来越广泛地应用。断路器主要是依靠触头的分合闸实现主回路的切断或导通，但在断路器分合闸的过程中会产生瞬态过电压，瞬态过电压一方面可能破坏自身或相邻设备的绝缘状态，另一方面也会影响电力系统的稳定运行。现有技术中通常在主回路中并联合闸电阻，通过控制合闸电阻先于主回路接入电力系统的方式降低合闸过程中的流过主回路的电流。并联合闸电阻的工作原理如图1所示，控制电阻断口1先于主断口2接通，断路器合闸瞬间的大电流会直接作用于合闸电阻3上而以热量的形式消耗；当主断口2接通后，合闸电阻3被短接而不再消耗电网中电能。
中国专利200620078617.6公开了一种800千伏双断口罐式断路器的灭弧室，包括主断口静触头（包括静主触头及静弧触头）、位于主断口静触头右方且通过向左导向移动与主断口静触头配合以连通主断口并导通主回路的主断口动触头（包括动主触头及静主触头），电阻静触头及与位于电阻静触头右方且通过向左导向移动与电阻静触头配合以导通合闸电阻所在的电阻回路的电阻动触头。主断口动触头由主操作杆带动而实现沿左右方向的导向移动，电阻动触头由电阻操作杆带动而实现沿左右方向的导向移动，主断口动触头及主操作杆外围设有用于供动触头支撑及电阻动触头安装的动端壳体，主断口静触头外围设有用于供静触头支撑及电阻静触头安装的静端壳体，主断口动触头、主操作杆及动端壳体一起组成了主断口动端组件，主断口静触头、主断口静触头支撑及静端壳体一起组成了主断口静端组件，主断口静端组件与主断口动端组件一起组成了主断口。电阻动触头与电阻操作杆一起组成了电阻断口动端组件，电阻静触头与电阻静触头支撑一起组成了电阻断口静端组件，电阻断口动端组件与电阻断口静端组件一起组成了电阻断口。主断口与电阻断口的排布垂直于左右方向，也即主断口的周向方向（以下将主断口与电阻断口的排布方向定位为上下方向），为减小灭弧室的占地面积，主断口与电阻断口在左右方向上尽量重合布置，因而在灭弧室的整体布置中，主断口静端组件位于左侧，主断口动端组件位于右侧。主回路与电阻回路不直接连通而是在主断口静触头与电阻静触头之间设置有连通两静触头的合闸电阻，合闸电阻固定设置于主断口静端组件与电阻断口静端组件左端以实现合闸电阻与电阻静触头及主断口静触头均导电连接。但合闸电阻连接于左右排布的主断口静端组件与主断口动端组件左端的方式会增大灭弧室在左右方向的尺寸（也即轴向尺寸）而造成灭弧室及相应断路器的尺寸较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构轴向尺寸小的灭弧室；本发明的目的还在于提供使用上述灭弧室的断路器。
为实现上述目的，本发明灭弧室的技术方案是：
方案1：灭弧室，包括合闸电阻及并列设置的主断口和电阻断口，主断口包括沿左右方向排布的主断口静端组件及主断口动端组件，所述合闸电阻并列设置于主断口的周向一侧，且合闸电阻的垂直于左右方向的投影部分或全部与主断口重合。
方案2：作为方案1的优化，所述合闸电阻设置于主断口动端组件的周向一侧。
方案3：作为方案2的优化，所述合闸电阻的垂直于左右方向的投影全部与主断口动端组件重合。
方案4：作为方案2或方案3的优化方案，主断口动端组件包括主断口动触头及用于带动主断口动触头在左右方向运动的主操作杆，电阻断口包括沿左右方向排布的电阻断口静端组件及电阻断口动端组件，电阻断口动端组件包括电阻动触头及用于带动电阻动触头在左右方向运动的电阻操作杆，所述合闸电阻设置于主操作杆与电阻操作杆之间。
方案5：作为方案4的优化方案，电阻断口动端组件包括供电阻动触头导向移动电连的电阻动触头支撑，主断口动端组件还包括供主断口动触头导向移动电连的主断口动触头支撑及套设于主断口动触头外围的动端壳体，电阻动触头支撑及主断口动触头支撑均相对于动端壳体固定设置；所述合闸电阻包括串联布置且相对于动端壳体固定设置的前合闸电阻及后合闸电阻，前合闸电阻上设有用于与主断口动触头支撑导电连接的第一接触导电部，后合闸电阻上设有用于与电阻动触头支撑导电连接的第二接触导电部。
本发明断路器的技术方案是：
方案1：断路器，包括灭弧室及带动灭弧室内的相应触头运动的操动机构，灭弧室包括合闸电阻及并列设置的主断口和电阻断口，主断口包括沿左右方向排布的主断口静端组件及主断口动端组件，所述合闸电阻并列设置于主断口的周向一侧，且合闸电阻的垂直于左右方向的投影部分或全部与主断口重合。
方案2：作为方案1的优化，所述合闸电阻设置于主断口动端组件的周向一侧。
方案3：作为方案2的优化，所述合闸电阻的垂直于左右方向的投影全部与主断口动端组件重合。
方案4：作为方案2或方案3的优化方案，主断口动端组件包括主断口动触头及用于带动主断口动触头在左右方向运动的主操作杆，电阻断口包括沿左右方向排布的电阻断口静端组件及电阻断口动端组件，电阻断口动端组件包括电阻动触头及用于带动电阻动触头在左右方向运动的电阻操作杆，所述合闸电阻设置于主操作杆与电阻操作杆之间。
方案5：作为方案4的优化方案，电阻断口动端组件包括供电阻动触头导向移动电连的电阻动触头支撑，主断口动端组件还包括供主断口动触头导向移动电连的主断口动触头支撑及套设于主断口动触头外围的动端壳体，电阻动触头支撑及主断口动触头支撑均相对于动端壳体固定设置；所述合闸电阻包括串联布置且相对于动端壳体固定设置的前合闸电阻及后合闸电阻，前合闸电阻上设有用于与主断口动触头支撑导电连接的第一接触导电部，后合闸电阻上设有用于与电阻动触头支撑导电连接的第二接触导电部。
本发明的有益效果是：本发明的触头装置中主断口静端组件与主断口动端组件沿前后方向排布，合闸电阻在前后方向上与主断口部分或全部重合地设置，故合闸电阻与主断口在前后方向上共用一部分空间而使得灭弧室的前后方向的尺寸（也即轴向尺寸）较小。
附图说明
图1为并联合闸电阻的电路原理图；
图2为本发明的断路器的一个实施例的灭弧室在合闸状态下的结构示意图；
图3为图2中的灭弧室的在合闸初期的结构示意图；
图4为图2中的灭弧室在合闸末期的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的断路器的具体实施例，如图2至图4所示，包括灭弧室及操动机构，灭弧室包括基体3及设置于基体3上的并联设置的主回路和电阻回路。基体3包括中部的轴线沿左右方向延伸的绝缘筒3-1、同轴固设于绝缘筒3-1右端的主断口动触头支撑3-2、处于绝缘筒3-1左侧的用于围设于主断口静触头外围的静端壳体及处于绝缘筒3-1右侧的用于围设于主断口动触头外围的动端壳体。灭弧室还包括沿左右方向设置于绝缘筒3-1内的主断口静弧触头1-1和主断口动弧触头1-2、用于带动动弧触头1-2沿左右方向导向移动的主操作杆1-3，主操作杆1-3的伸出绝缘筒3-1的右端开设有用于与操动机构的动力输出端相连接的连接孔1-4。
电阻回路包括相互配合以切断或连通电阻断口的电阻动触头2-4和电阻静触头2-3。电阻静触头2-3通过复位弹簧2-2连在电阻静触头座2-12的右侧，电阻静触头座2-12固定连接于基体3的左下侧且位于主断口静弧触头1-1的下方，电阻静触头座2-12的左侧还连有用于控制复位弹簧2-2的复位速度的阻尼装置2-1。电阻静触头座2-12与电阻静触头2-3一起组成了电阻断口静端组件，主断口静弧触头1-1和主断口动弧触头1-2统称为主断口静触头，主断口静触头、相应的支撑及设置于主断口静触头外围的静端壳体一起组成了主断口静端组件。
基体3的下方通过绝缘子2-5固定连接有孤立于主回路之外的导向支撑2-6，电阻动触头2-4固定于第一连杆2-14上，第一连杆2-14沿左右方向导向移动地安装在导向支撑2-6上。第一连杆2-14的右端通过沿前后方向延伸的铰接轴铰接有由绝缘材料制成的绝缘拉杆2-8，绝缘拉杆2-8的右端通过沿前后方向延伸的铰接轴铰接连有沿上下方向延伸的金属材料制成的T型的传动杆2-10，传动杆2-10的下端与绝缘拉杆2-8铰接连接而构成了铰接端，传动杆2-10由金属材料制成有利于保证传动杆2-10的与主操作杆及绝缘拉杆2-8连接处的连接强度，T型的传动杆2-10的上端的横边固定连接于主操作杆1-3的右侧相应位置处而构成固定端。绝缘拉杆2-8与第一连杆2-14一起组成了用于带动电阻动触头2-4运动的电阻操作杆，由绝缘材料制成的绝缘拉杆2-8的设置在保证了传动杆2-10两端连接强度的同时也有利于保证主回路与电阻回路之间的绝缘性能。主断口动触头1-2、主断口动触头支撑3-2、主操作杆1-3及设置于主断口动触头1-2外围的动端壳体一起组成了主断口动端组件，电阻动触头2-4与导向支撑2-6及电阻操作杆一起组成了电阻断口动端组件。为保证第一连杆2-14在运动的过程中能与导向支撑2-6可靠电连接，导向支撑2-6中设有用于箍紧第一连杆2-14的表带触指，合闸电阻2-7包括串联布置的前合闸电阻及后合闸电阻，后合闸电阻的一侧与导向支撑2-6接触电连接而形成了与电阻断口动端组件导电连接的第二接触导电部。
为进一步减小灭弧室的轴向尺寸，合闸电阻2-7设置于主操作杆1-3与电阻操作杆之间且与主操作杆1-3在前后方向上尽量重合。前合闸电阻上设有与主断口动触头支撑3-2接触导电连接以实现合闸电阻2-7与主断口动触头1-2导电连接的第一接触导电部，为保证主断口动触头1-2在沿主断口动触头支撑3-2导向移动的过程中两者能够可靠电连接，主断口动触头支撑3-2上设有用于箍紧主断口动触头1-2的触指。合闸电阻2-7上分别设有与导向支撑2-6及主断口动触头支撑3-2接触电连的第二接触导电部及第一接触导电部实现了主断口动触头1-2与电阻动触头2-4通过合闸电阻2-7的导电连接。合闸电阻2-7的后端经绝缘子2-11与主回路孤立地固定设置于基体上。主操作杆、电阻操作杆、电阻动触头2-4及主断口动弧触头1-2共同组成了触头装置。
当操动机构带动主操作杆1-3及主断口动触头1-2向左移动时，传动杆1-10随之向左运动并通过绝缘拉杆2-8带动电阻动触头2-4与主断口动触头1-2同步向左运动。由于绝缘拉杆2-8的左右两端分别通过沿前后方向延伸的铰接轴铰接于电阻动触头2-4及传动杆2-10上，所以当主断口动触头1-2的导向移动路径与电阻动触头2-4的导向移动路径之间不能严格平行的情况下，绝缘拉杆2-8沿铰接轴线在竖直面内微小摆动以避免传动杆2-10与绝缘拉杆的连接处产生过大的应力而破坏。为保证传动杆2-10能随主操作杆1-3沿左右方向导向移动而不出现偏斜现象，基体3上平行于主操作杆1-3和绝缘拉杆2-8且于两者之间还设有供传动杆2-10沿其导向滑动的导向杆2-9。
合闸指令发出后，操动机构带动主操作杆1-3及主断口动弧触头1-2向左运动，在传动杆2-10的带动下，电阻动触头2-4与主断口动弧触头1-2同步向左运动。电阻动触头2-4与电阻静触头2-3之间的开距小于主断口动弧触头1-2与主回路静弧触头1-1之间的开距以使得合闸的过程中电阻断口先于主断口闭合，主操作杆1-3继续向左运动的过程中电阻静触头2-3在电阻动触头2-4的顶推作用下压缩复位弹簧而向左运动至主断口动、静弧触头合闸到位。此过程中电阻动、静触头会一直保持接触导通的状态，主断口接通后合闸电阻2-7被短接而不会再消耗电能。因电阻断口先于主断口闭合，故合闸过程中产生的瞬时过电流会因合闸电阻2-7变成热量消散，有效地避免了主回路中流经电流过大而烧坏主回路中的相应触头。
当断路器发出分闸指令后，操动机构带动主操作杆1-3及主断口动弧触头1-2向右运动，在传动杆2-10的带动下，电阻动触头2-4与主断口动弧触头1-2同步向右运动。主断口动、静触头完全分开需要一定的时间差，而在阻尼装置2-1的作用下复位弹簧2-2缓慢复位而使得电阻动触头2-4与电阻静触头2-3瞬间脱离接触，从而保证了电阻断口会先于主断口而断开。
在其他实施例中，传动杆还可以是由多根杆状物刚性连接形成的架体或其他结构形式的传动件代替；合闸电阻还可以随主操作杆同步运动，此时第一接触导电部可直接与主操作杆或主断口动触头固定接触电连，第二接触导电部可直接与第一连杆或电阻动触头固定接触电连，相应地导向支撑中的表带触指及主断口动触头支撑上设的触指均可省去；在主操作杆与电阻操作杆之间间距较小不足以安装合闸电阻的情况下，合闸电阻还可以设置于主断口动端组件的上侧或是电阻断口动端组件的下侧；当然，合闸电阻还可以设置于主断口静端组件的侧面，具体说，合闸电阻还可以置于主断口静端组件的上侧、电阻断口静端组件的下侧或主断口静端组件与电阻断口静端组件之间的相应位置处。
本发明的灭弧室的实施例：本发明的灭弧室的具体结构与断路器的实施例中灭弧室的具体结构相同，具体可参考图2至图4，在此不再详述。

Claims (10)

1.灭弧室，包括合闸电阻及并列设置的主断口和电阻断口，主断口包括沿左右方向排布的主断口静端组件及主断口动端组件，其特征在于：所述合闸电阻并列设置于主断口的周向一侧，且合闸电阻的垂直于左右方向的投影部分或全部与主断口重合。
2.根据权利要求1所述的灭弧室，其特征在于：所述合闸电阻设置于主断口动端组件的周向一侧。
3.根据权利要求2所述的灭弧室，其特征在于：所述合闸电阻的垂直于左右方向的投影全部与主断口动端组件重合。
4.根据权利要求2或3所述的灭弧室，其特征在于：主断口动端组件包括主断口动触头及用于带动主断口动触头在左右方向运动的主操作杆，电阻断口包括沿左右方向排布的电阻断口静端组件及电阻断口动端组件，电阻断口动端组件包括电阻动触头及用于带动电阻动触头在左右方向运动的电阻操作杆，所述合闸电阻设置于主操作杆与电阻操作杆之间。
5.根据权利要求4所述的灭弧室，其特征在于：电阻断口动端组件包括供电阻动触头导向移动电连的电阻动触头支撑，主断口动端组件还包括供主断口动触头导向移动电连的主断口动触头支撑及套设于主断口动触头外围的动端壳体，电阻动触头支撑及主断口动触头支撑均相对于动端壳体固定设置；所述合闸电阻包括串联布置且相对于动端壳体固定设置的前合闸电阻及后合闸电阻，前合闸电阻上设有用于与主断口动触头支撑导电连接的第一接触导电部，后合闸电阻上设有用于与电阻动触头支撑导电连接的第二接触导电部。
6.断路器，包括灭弧室及带动灭弧室内的相应触头运动的操动机构，灭弧室包括合闸电阻及并列设置的主断口和电阻断口，主断口包括沿左右方向排布的主断口静端组件及主断口动端组件，其特征在于：所述合闸电阻并列设置于主断口的周向一侧，且合闸电阻的垂直于左右方向的投影部分或全部与主断口重合。
7.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于：所述合闸电阻设置于主断口动端组件的周向一侧。
8.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于：所述合闸电阻的垂直于左右方向的投影全部与主断口动端组件重合。
9.根据权利要求7或8所述的断路器，其特征在于：主断口动端组件包括主断口动触头及用于带动主断口动触头在左右方向运动的主操作杆，电阻断口包括沿左右方向排布的电阻断口静端组件及电阻断口动端组件，电阻断口动端组件包括电阻动触头及用于带动电阻动触头在左右方向运动的电阻操作杆，所述合闸电阻设置于主操作杆与电阻操作杆之间。
10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于：电阻断口动端组件包括供电阻动触头导向移动电连的电阻动触头支撑，主断口动端组件还包括供主断口动触头导向移动电连的主断口动触头支撑及套设于主断口动触头外围的动端壳体，电阻动触头支撑及主断口动触头支撑均相对于动端壳体固定设置；所述合闸电阻包括串联布置且相对于动端壳体固定设置的前合闸电阻及后合闸电阻，前合闸电阻上设有用于与主断口动触头支撑导电连接的第一接触导电部，后合闸电阻上设有用于与电阻动触头支撑导电连接的第二接触导电部。
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