CN107086150B - 一种旋转开断的电极结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电器开关技术领域，尤其涉及一种用于真空断路器的旋转开断的电极结构。其可提高对电弧的控制能力，增强真空断路器的开断性能，实现在开断过程中电极发生旋转运动的结构。包括静电极组件及旋转动电极组件；所述旋转动电极组件的动电极通过相对运动与静电极组件的静电极合闸或分闸；所述相对运动为在直线运动的同时旋转运动。
Description
技术领域
本发明涉及电器开关技术领域，尤其涉及一种用于真空断路器的旋转开断的电极结构。
背景技术
真空断路器在开断过程中，由真空灭弧室外操动机构通过拉杆、驱动绝缘子向真空灭弧室内传递驱动力，即通过波纹管、动导电杆带动动电极实现快速分闸动作。在分闸过程中两电极间将产生电弧，通常通过两电极间产生横向磁场或纵向磁场，对真空电弧进行控制，加速电弧的熄灭。现有技术的电极结构有平板对接式触头、横向磁场触头、纵向磁场触头等类型。此类直线开断技术均为动电极受操动机构操动直动开断直动关合，灭弧室内电极结构产生磁场控制真空电弧，使集聚电弧转化为扩散电弧，或电弧快速运动，避免电极表面局部烧熔，降低电弧电压，实现开断。传统直动电极，在小电流情况下，尤其是开断感性小电流时，易产生截流和过电压，易损坏用电负载，必须加装限制过电压装置或采用低过电压触头材料；在大电流情况下，电弧收缩加剧，使得电极的侵蚀严重，制约了真空断路器开断容量的提高。
本发明基于旋转开断技术的电极结构，旨在加强对电弧的控制，使动电极在分闸过程中发生旋转运动，加速弧根在电极表面的运动，减少电极局部电弧能量的集中，电弧弧柱分布均匀，抑制真空电弧的收缩，保证较良好的电极表面状况，提高真空断路器的熄弧能力，同时运动传递动作在真空泡内完成，取消波纹管及其一系列接部件，促进真空断路器向高性能、小型化、大容量、高使用寿命方向发展。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种旋转开断的电极结构，其可提高对电弧的控制能力，增强真空断路器的开断性能，实现在开断过程中电极发生旋转运动的结构。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括静电极组件及旋转动电极组件；所述旋转动电极组件的动电极通过相对运动与静电极组件的静电极合闸或分闸；所述相对运动为在直线运动的同时旋转运动。
作为本发明的一种优选方案，还包括外壳，所述静电极组件及旋转动电极组件安装于外壳内；所述静电极组件包括静电极和能够从所述外壳的外部触及的连接部分；所述旋转动电极组件包括与所述静电极对应的动电极；所述动电极能够相对于所述静电极一边直线运动一边旋转，以使所述动电极与相应静电极合闸或分闸。
作为本发明的另一种优选方案，所述旋转动电极组件还包括动导电杆及绝缘盘；所述动导电杆、静电极及绝缘盘的中心线共线；所述动导电杆的一端与所述动电极相连；所述绝缘盘为一环形结构，所述动导电杆的另一端穿过所述环形结构内圈，与所述环形结构固定连接；所述绝缘盘外周均匀分布有多个绝缘圆棒，每一绝缘圆棒的一端与绝缘盘外周相连，绝缘圆棒的另一端穿过一绝缘连杆、与绝缘连杆固定相连；所述外壳上、与每个绝缘圆棒伸出绝缘连杆的端部相对的位置各设有一斜槽导轨，每个绝缘圆棒的端部置于一斜槽导轨内；所述绝缘连杆由直线驱动机构驱动；所述直线驱动机构驱动绝缘连杆产生直线运动，绝缘连杆带动绝缘圆棒沿斜槽导轨运动，绝缘盘沿斜槽导轨旋转运动，动电极相对静电极在直线运动的同时实现旋转运动。
作为本发明的另一种优选方案，所述直线驱动机构为磁驱操作结构。
作为本发明的另一种优选方案，所述绝缘圆棒、斜槽导轨及绝缘连杆的个数相同。
作为本发明的另一种优选方案，所述动导电杆通过一弹簧触头与动导电端子滑动连接，所述弹簧触头位于一设置于动导电端子上的动触头座内；动导电杆、动导电端子及与动断电端子出线端构成导电回路，在动导电杆分合闸操作中，动导电杆始终与动触头座内的弹簧触头相接触。
作为本发明的另一种优选方案，所述绝缘连杆与直线驱动机构之间设置有绝缘板。
与现有技术相比本发明有益效果。
1、本发明采用旋转电极结构，加强对电弧的控制，使动电极分闸过程中发生旋转运动，减少电弧能量的产生，同时电弧弧柱分布均匀，易于转化为扩散电弧，提高真空断路器的熄弧能力。
2、本发明电极旋转的同时加速了弧根在电极表面的运动，减少电极局部电弧能量的集中，保证较良好的电极表面状况。
3、本发明所述动导电杆与动导电端子滑动连接，采用弹簧触头导电接触，既保证导电回路的载流量，又为动导电杆、电极旋转运动的实现提供条件。
4、随着电压等级的提升，调整电极的旋转角度，通过与触头结构所产生的磁场相配合，以达到最优的开断性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明旋转开断的电极结构连接示意图。
图2是本发明旋转开断的电极结构连接剖面示意图。
图3是本发明分闸时绝缘圆棒与斜槽导轨连接示意图。
图4是本发明合闸时绝缘圆棒与斜槽导轨连接示意图。
图中，1为静电极、2为动电极、3为动导电杆、4为绝缘盘、5为绝缘连杆、6为绝缘板、7为动铁芯、8为绝缘圆棒、9为斜槽导轨、10为弹簧触头、11为动触头座、12为动导电端子、13为磁驱操作结构。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明包括静电极组件及旋转动电极组件；所述旋转动电极组件的动电极通过相对运动与静电极组件的静电极合闸或分闸；所述相对运动为在直线运动的同时旋转运动。
优选地，还包括外壳，所述静电极组件及旋转动电极组件安装于外壳内；所述静电极组件包括静电极和能够从所述外壳的外部触及的连接部分；所述旋转动电极组件包括与所述静电极对应的动电极；所述动电极能够相对于所述静电极一边直线运动一边旋转，以使所述动电极与相应静电极合闸或分闸。
优选地，所述旋转动电极组件还包括动导电杆及绝缘盘；所述动导电杆、静电极及绝缘盘的中心线共线；所述动导电杆的一端与所述动电极相连；所述绝缘盘为一环形结构，所述动导电杆的另一端穿过所述环形结构内圈，与所述环形结构固定连接；所述绝缘盘外周均匀分布有多个绝缘圆棒，每一绝缘圆棒的一端与绝缘盘外周相连，绝缘圆棒的另一端穿过一绝缘连杆、与绝缘连杆固定相连；所述外壳上、与每个绝缘圆棒伸出绝缘连杆的端部相对的位置各设有一斜槽导轨，每个绝缘圆棒的端部置于一斜槽导轨内；所述绝缘连杆由直线驱动机构驱动。所述直线驱动机构驱动绝缘连杆产生直线运动，绝缘连杆带动绝缘圆棒沿斜槽导轨运动，绝缘盘沿斜槽导轨旋转运动，动电极相对静电极在直线运动的同时实现旋转运动。
优选地，所述绝缘圆棒、斜槽导轨及绝缘连杆的个数相同。
优选地，所述动导电杆通过一弹簧触头与动导电端子滑动连接，所述弹簧触头位于一设置于动导电端子上的动触头座内；动导电杆、动导电端子及与动断电端子出线端构成导电回路，在动导电杆分合闸操作中，动导电杆始终与动触头座内的弹簧触头相接触。
优选地，所述直线驱动机构为磁驱操作结构，例如：如图2所示，动铁芯及其磁驱机构，所述动铁芯套于动导电端子外，所述动铁芯与动导电端子之间绝缘隔离。所述动电极在旋转过程中，动导电杆、绝缘盘、绝缘连杆及磁驱操作结构的动铁芯均旋转。
优选地，所述绝缘连杆与直线驱动机构之间设置有绝缘板，通过绝缘板隔离开来。通过绝缘盘、绝缘连杆与绝缘板实现导电部分与动铁芯之间高电压隔离，动铁芯工作在低电位状态下。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种旋转开断的电极结构，包括静电极组件及旋转动电极组件；其特征在于，所述旋转动电极组件的动电极通过相对运动与静电极组件的静电极合闸或分闸；所述相对运动为在直线运动的同时旋转运动；
还包括外壳，所述静电极组件及旋转动电极组件安装于外壳内；所述静电极组件包括静电极和能够从所述外壳的外部触及的连接部分；所述旋转动电极组件包括与所述静电极对应的动电极；所述动电极能够相对于所述静电极一边直线运动一边旋转，以使所述动电极与相应静电极合闸或分闸；
所述旋转动电极组件还包括动导电杆及绝缘盘；所述动导电杆、静电极及绝缘盘的中心线共线；所述动导电杆的一端与所述动电极相连；所述绝缘盘为一环形结构，所述动导电杆的另一端穿过所述环形结构内圈，与所述环形结构固定连接；所述绝缘盘外周均匀分布有多个绝缘圆棒，每一绝缘圆棒的一端与绝缘盘外周相连，绝缘圆棒的另一端穿过一绝缘连杆、与绝缘连杆固定相连；所述外壳上、与每个绝缘圆棒伸出绝缘连杆的端部相对的位置各设有一斜槽导轨，每个绝缘圆棒的端部置于一斜槽导轨内；所述绝缘连杆由直线驱动机构驱动；所述直线驱动机构驱动绝缘连杆产生直线运动，绝缘连杆带动绝缘圆棒沿斜槽导轨运动，绝缘盘沿斜槽导轨旋转运动，动电极相对静电极在直线运动的同时实现旋转运动。
2.根据权利要求1所述的一种旋转开断的电极结构，其特征在于：所述绝缘圆棒、斜槽导轨及绝缘连杆的个数相同。
3.根据权利要求1所述的一种旋转开断的电极结构，其特征在于：所述直线驱动机构为磁驱操作结构。
4.根据权利要求1所述的一种旋转开断的电极结构，其特征在于：所述绝缘连杆与直线驱动机构之间设置有绝缘板。
5.根据权利要求1所述的一种旋转开断的电极结构，其特征在于：所述动导电杆通过一弹簧触头与动导电端子滑动连接，所述弹簧触头位于一设置于动导电端子上的动触头座内；所述动导电杆、动导电端子及与动导电端子出线端构成导电回路，在动导电杆分合闸操作中，动导电杆始终与动触头座内的弹簧触头相接触。
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