CN108172457B - 一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，包括操作机构、固封极柱组件和波纹管组件，所述固封极柱组件包括并列设置的上真空灭弧机构和下真空灭弧机构，所述上、下真空灭弧机构均包括设置在静密封法兰上的绝缘壳体，在所述绝缘壳体内部设有真空灭弧室和绝缘拉杆组件，所述绝缘拉杆组件的一端与真空灭弧室的动触头相连接，设置在上真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头通过母线与设置在下真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头相连接。本发明操动机构驱动两个串联的真空灭弧室，有效的降低真空断路器在开合电容器组时的重击穿概率，提高了电网运行的安全性以及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器技术领域，特别涉及到一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器。
背景技术
12kV-40.5kV气体绝缘开关设备是将一次主回路密封安装在一个密闭的气箱内，然后在气箱内充入适当的绝缘气体作为绝缘介质的一种中压输配电开关设备。此类产品由于其体积小巧，安全免维护等诸多优点，成为近几年来中压输配电领域的市场热点，在中压气体绝缘开关设备中绝大部分选用真空断路器来作为主开关装置，真空断路器以其适应频繁操作、免维护、使用寿命长等等诸多优点，在各类输配电场所得到了广泛的应用。
而电力系统的无功补偿对于电网功率因数具有不可缺少的重要意义，现有的真空断路器在投切作为无功补偿的电容器组容性负载时会产生一定的重击穿概率，重击穿导致的过电压会使电容器组设备频繁发生事故，严重影响了电力系统的工作运行，甚至造成人员伤亡，限制了真空断路器在中压气体绝缘开关设备中的应用，不利于该产品的推广应用。
然而针对现有技术的不足，研发者有必要研制一种设计合理、结构简单、操动机构驱动两个串联的真空灭弧室，有效的降低真空断路器在开合电容器组时的重击穿概率，提高了电网运行的安全性以及可靠性的用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明目的提供了一种设计合理、结构简单、操动机构驱动两个串联的真空灭弧室，有效的降低真空断路器在开合电容器组时的重击穿概率，提高了电网运行的安全性以及可靠性的用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案来实现的：
一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，其特征在于，包括
一设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱外部的操作机构，所述操作机构包括动力输出轴，所述动力输出轴的两端通过支撑轴承设置在机箱上，在所述动力输出轴的中部设有合闸拐臂，在所述动力输出轴上还设有输出拐臂，该操作机构还包括与输出拐臂相对应的上联动输出拐臂和下联动输出拐臂，所述上联动输出拐臂的下端铰接在下联动输出拐臂的上端上，所述上联动输出拐臂的上端铰接在机箱的上端上，所述下联动输出拐臂的下端铰接在机箱的下端上，在所述输出拐臂与下联动输出拐臂之间设有连接板，所述连接板的一端铰接在输出拐臂上，所述连接板的另一端铰接在下联动输出拐臂的中部上，在所述上联动输出拐臂的下端与静密封法兰之间设有分闸弹簧组件，所述分闸弹簧组件的一端设置在静密封法兰上，所述分闸弹簧组件的另一端铰接在上联动输出拐臂的下端上；
一设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱内部的固封极柱组件，所述固封极柱组件包括并列设置的上真空灭弧机构和下真空灭弧机构，所述上、下真空灭弧机构均包括设置在静密封法兰上的绝缘壳体，在所述绝缘壳体内部设有真空灭弧室和绝缘拉杆组件，所述绝缘拉杆组件的一端与真空灭弧室的动触头相连接，设置在上真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头通过母线与设置在下真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头相连接；
一设置在操作机构与固封极柱组件之间的波纹管组件，所述波纹管组件包括分别与上、下真空灭弧机构相对应的上波纹管组件和下波纹管组件，所述上波纹管组件的一端铰接在上联动输出拐臂的中部上，所述上波纹管组件的另一端连接在设置在上真空灭弧机构内的绝缘拉杆的另一端上，所述下波纹管组件的一端铰接在下联动输出拐臂的中部上，所述下波纹管组件的另一端连接在设置在下真空灭弧机构内的绝缘拉杆的另一端上。
在本发明的一个优选实施例中，在所述动力输出轴上设有提供扣接力保持合闸位置的分闸脱扣器。
在本发明的一个优选实施例中，所述下联动输出拐臂包括主杠杆板，在所述主杠杆板的中部设有下转动块，所述主杠杆板的下端通过下固定销铰接在机箱的下端上，在所述主杠杆板的上端设有联动传动板，所述联动传动板的中部通过第一连接销连接在主杠杆板的上端上，所述联动传动板的下端以及连接板的另一端通过第二连接销设置在主杠杆板的中部上，在所述联动传动板的上端设有长形孔；
所述上联动输出拐臂包括副杠杆板，在所述副杠杆板的中部设有上转动块，所述副杠杆板的上端通过上固定销铰接在机箱的上端上，所述副杠杆板的下端通过拐臂连接销设置在联动传动板的长形孔上，在所述副杠杆板上且位于上转动块与拐臂连接销之间设有用于连接分闸弹簧组件的分闸簧连接销。
在本发明的一个优选实施例中，所述上、下波纹管组件均包括采用不锈钢制造而成的波纹管，在所述波纹管的一端上焊接有顶盖，在所述波纹管的另一端上焊接有底部密封法兰，在所述顶盖的两侧分别焊接有连接螺杆，在所述底部密封法兰上开设有用于安装密封圈的密封槽，所述底部密封法兰通过压紧法兰压紧在静密封法兰上。
在本发明的一个优选实施例中，所述分闸弹簧组件包括弹簧座和导向杆，在所述导向杆的底部设有底座，所述弹簧座设置在静密封法兰上，在所述弹簧座与底座之间设有分闸簧。
在本发明的一个优选实施例中，所述绝缘拉杆组件包括绝缘拉杆，在所述绝缘拉杆的一端上开设有导向腔，在所述绝缘拉杆的一端上设有盖设在导向腔上的端盖，在所述导向腔内设有拉杆导向杆，所述拉杆导向杆的一端延伸至端盖外侧，所述拉杆导向杆的另一端设置在导向腔内，在所述拉杆导向杆的中部设有凸肩，在所述拉杆导向杆的另一端上套设有触头压力弹簧，所述触头压力弹簧的一端设置在凸肩上，所述触头压力弹簧的另一端设置在导向腔的底部上，在所述绝缘拉杆的另一端上设有安装真空灭弧室的动触头的动触头安装位。
与现有技术相比，本发明操作机构、固封极柱组件和波纹管组件，而固封极柱组件包括并列设置的上真空灭弧机构和下真空灭弧机构，采用上述结构能够使操动机构驱动两个串联的真空灭弧室，有效的降低真空断路器在开合电容器组时的重击穿概率，提高了电网运行的安全性以及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明动力输出轴的结构示意图。
图3为本发明下联动输出拐臂的结构示意图。
图4为本发明上联动输出拐臂的结构示意图。
图5为本发明上、下波纹管组件的结构示意图。
图6为本发明分闸弹簧组件的结构示意图。
图7为本发明绝缘拉杆组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1和图2所示，图中给出的一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，包括操作机构100、固封极柱组件200和波纹管组件300。
操作机构100设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱外部，操作机构100包括动力输出轴110，动力输出轴110的两端通过支撑轴承111、112设置在机箱400上，在动力输出轴110的中部设有合闸拐臂113，在动力输出轴110上还设有输出拐臂114。
该操作机构100还包括与输出拐臂114相对应的上联动输出拐臂130和下联动输出拐臂120，上联动输出拐臂130的下端铰接在下联动输出拐臂120的上端上，上联动输出拐臂130的上端铰接在机箱400的上端上，下联动输出拐臂120的下端铰接在机箱400的下端上。
在输出拐臂114与下联动输出拐臂120之间设有连接板150，连接板150的一端铰接在输出拐臂114上，连接板150的另一端铰接在下联动输出拐臂120的中部上，在动力输出轴110上设有提供扣接力保持合闸位置的分闸脱扣器115。
在上联动输出拐臂130的下端与静密封法兰500之间设有分闸弹簧组件140，分闸弹簧组件140的一端设置在静密封法兰500上，分闸弹簧组件140的另一端铰接在上联动输出拐臂130的下端上。
固封极柱组件200设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱内部，固封极柱组件200包括并列设置的上真空灭弧机构210和下真空灭弧机构220，上、下真空灭弧机构210、220均包括设置在静密封法兰500上的绝缘壳体211、221。
在绝缘壳体211、221内部设有真空灭弧室212、222和绝缘拉杆组件213、223，绝缘拉杆组件213、223的一端与真空灭弧室212、222的动触头212a、222a相连接，设置在上真空灭弧机构210内的真空灭弧室212的静触头212b通过母线230与设置在下真空灭弧机构220内的真空灭弧室222的静触头222b相连接。
波纹管组件300设置在操作机构100与固封极柱组件200之间，波纹管组件300包括分别与上、下真空灭弧机构210、220相对应的上波纹管组件310和下波纹管组件320。
上波纹管组件310的一端铰接在上联动输出拐臂130的中部上，上波纹管组件310的另一端连接在设置在上真空灭弧机构210内的绝缘拉杆213a的另一端上，下波纹管组件320的一端铰接在下联动输出拐臂120的中部上，下波纹管组件320的另一端连接在设置在下真空灭弧机构220内的绝缘拉杆223a的另一端上。
参照图3所示，下联动输出拐臂120包括主杠杆板121，在主杠杆板121的中部设有下转动块123，主杠杆板121的下端通过下固定销122铰接在机箱400的下端上，在主杠杆板121的上端设有联动传动板124，联动传动板124的中部通过第一连接销125连接在主杠杆板121的上端上，联动传动板124的下端以及连接板150的另一端通过第二连接销126设置在主杠杆板121的中部上，在联动传动板124的上端设有长形孔124a。
参照图4所述，上联动输出拐臂130包括副杠杆板131，在副杠杆板131的中部设有上转动块134，副杠杆板134的上端通过上固定销135铰接在机箱400的上端上，副杠杆板131的下端通过拐臂连接销132设置在联动传动板124的长形孔124a上，在副杠杆板131上且位于上转动块134与拐臂连接销132之间设有用于连接分闸弹簧组件140的分闸簧连接销133。
参照图5所示，上、下波纹管组件310、320均包括采用不锈钢制造而成的波纹管311、321，在波纹管311、321的一端上焊接有顶盖312、322，在波纹管311、321的另一端上焊接有底部密封法兰313、323，在顶盖312、322的两侧分别焊接有连接螺杆316、326，靠近上、下联动输出拐臂130、120一侧的连接螺杆316、326分别通过上、下转动块134、123连接在上、下联动输出拐臂130、120上。
在底部密封法兰313、323上开设有用于安装密封圈的密封槽，底部密封法兰313、323通过压紧法兰315、325压紧在静密封法兰500上，有效的提高了上、下波纹管组件310、320的密封性能。
参照图6所示，分闸弹簧组件140包括弹簧座142和导向杆141，在导向杆141的底部设有底座141a，导向杆141的顶部通过分闸簧连接销133设置在上联动输出拐臂130上，弹簧座142设置在静密封法兰500上，在弹簧座142与底座141a之间设有分闸簧143。
参照图7所示，绝缘拉杆组件213、223包括绝缘拉杆213a、223a，在绝缘拉杆213a、223a的一端上开设有导向腔213b、223b，在绝缘拉杆213a、223a的一端上设有盖设在导向腔213b、223b上的端盖213d、223d，在导向腔213b、223b内设有拉杆导向杆213e、223e，拉杆导向杆213e、223e的一端延伸至端盖213d、223d外侧，拉杆导向杆213e、223e的另一端设置在导向腔213b、223b内，靠近绝缘拉杆213a、223a一侧的连接螺杆316、326安装在设置在拉杆导向杆213e、223e一端的螺杆安装位213e2、223e2上。
在拉杆导向杆213e、223e的中部设有凸肩213e1、223e1，在拉杆导向杆213e、223e的另一端上套设有触头压力弹簧213c、223c，触头压力弹簧213c、223c的一端设置在凸肩213e1、223e1上，触头压力弹簧213c、223c的另一端设置在导向腔213b、223b的底部上，在绝缘拉杆213a、223a的另一端上设有安装真空灭弧室212、222的动触头212a、222a的动触头安装位213f、223f。
本发明的具体工作原理如下：
合闸过程：动力输出轴110上的合闸拐臂113接受合闸动力后，使动力输出轴110沿逆时针方向转动一定角度，动力输出轴110上的输出拐臂114随着一起转动，下联动输出拐臂120在连接板150的推动下沿其与机箱400的铰接点为中心顺时针转动一定角度，通过下转动块134经连接螺杆326将动力传递给下波纹管组件320，下联动输出拐臂120将动力传递给下波纹管组件320的同时通过联动传动板124的长形孔124a也将动力传动给了上联动输出拐臂130，下联动输出拐臂120做顺时针转动的同时也带动上联动输出拐臂130沿其与机箱400的铰接点为旋转中心做逆时针转动，通过上转动块134经连接螺杆316将动力传递给上波纹管组件310，同时通过分闸簧连接销133将部分动力用于压缩分闸弹簧组件140的分闸簧143和绝缘拉杆组件213、223的触头压力弹簧213c、223c，为真空断路器的分闸动作储备能量。上、下联动输出拐臂120、130同时推动上、下两组并列的波纹管组件310、320将动力传递给上、下并列安装的绝缘拉杆组件213、223进而推动两组并列安装的真空灭弧室212、222实现合闸动作，合闸动作完成后由分闸脱扣器115提供扣接力保持合闸位置，两组并列安装的固封极柱组件200的静触头212b、222b之间通过母线230实现主回路的连接，实现两组真空灭弧室212、222电气上的串联，由串联的两个真空灭弧室212、222平均分担关合能量。
分闸过程：分闸脱扣器115得到分闸模块的分闸指令后解除扣接，分闸簧143和触头压力弹簧213c、223c共同释放已储备的弹簧能量，推动下联动输出拐臂120和上联动输出拐臂130使其向合闸的相反方向转动，从而同时带动两组并列安装的绝缘拉杆组件213、223向合闸的相反方向运动，进而带动两组并列安装的真空灭弧室212、222完成分闸动作，实现由两组串联的真空灭弧室212、222平均分担开断操作的电弧能量和过电压。
综上所述本发明操作机构、固封极柱组件和波纹管组件，而固封极柱组件包括并列设置的上真空灭弧机构和下真空灭弧机构，采用上述结构能够使操动机构驱动两个串联的真空灭弧室，有效的降低真空断路器在开合电容器组时的重击穿概率，提高了电网运行的安全性以及可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，其特征在于，包括
一设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱外部的操作机构，所述操作机构包括动力输出轴，所述动力输出轴的两端通过支撑轴承设置在机箱上，在所述动力输出轴的中部设有合闸拐臂，在所述动力输出轴上还设有输出拐臂，该操作机构还包括与输出拐臂相对应的上联动输出拐臂和下联动输出拐臂，所述上联动输出拐臂的下端铰接在下联动输出拐臂的上端上，所述上联动输出拐臂的上端铰接在机箱的上端上，所述下联动输出拐臂的下端铰接在机箱的下端上，在所述输出拐臂与下联动输出拐臂之间设有连接板，所述连接板的一端铰接在输出拐臂上，所述连接板的另一端铰接在下联动输出拐臂的中部上，在所述上联动输出拐臂的下端与静密封法兰之间设有分闸弹簧组件，所述分闸弹簧组件的一端设置在静密封法兰上，所述分闸弹簧组件的另一端铰接在上联动输出拐臂的下端上；
一设置在中压气体绝缘开关设备的密封气箱内部的固封极柱组件，所述固封极柱组件包括并列设置的上真空灭弧机构和下真空灭弧机构，所述上、下真空灭弧机构均包括设置在静密封法兰上的绝缘壳体，在所述绝缘壳体内部设有真空灭弧室和绝缘拉杆组件，所述绝缘拉杆组件的一端与真空灭弧室的动触头相连接，设置在上真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头通过母线与设置在下真空灭弧机构内的真空灭弧室的静触头相连接；
一设置在操作机构与固封极柱组件之间的波纹管组件，所述波纹管组件包括分别与上、下真空灭弧机构相对应的上波纹管组件和下波纹管组件，所述上波纹管组件的一端铰接在上联动输出拐臂的中部上，所述上波纹管组件的另一端连接在设置在上真空灭弧机构内的绝缘拉杆组件的另一端上，所述下波纹管组件的一端铰接在下联动输出拐臂的中部上，所述下波纹管组件的另一端连接在设置在下真空灭弧机构内的绝缘拉杆组件的另一端上；
所述下联动输出拐臂包括主杠杆板，在所述主杠杆板的中部设有下转动块，所述主杠杆板的下端通过下固定销铰接在机箱的下端上，在所述主杠杆板的上端设有联动传动板，所述联动传动板的中部通过第一连接销连接在主杠杆板的上端上，所述联动传动板的下端以及连接板的另一端通过第二连接销设置在主杠杆板的中部上，在所述联动传动板的上端设有长形孔；
所述上联动输出拐臂包括副杠杆板，在所述副杠杆板的中部设有上转动块，所述副杠杆板的上端通过上固定销铰接在机箱的上端上，所述副杠杆板的下端通过拐臂连接销设置在联动传动板的长形孔上，在所述副杠杆板上且位于上转动块与拐臂连接销之间设有用于连接分闸弹簧组件的分闸簧连接销；
所述上、下波纹管组件均包括采用不锈钢制造而成的波纹管，在所述波纹管的一端上焊接有顶盖，在所述波纹管的另一端上焊接有底部密封法兰，在所述顶盖的两侧分别焊接有连接螺杆，在所述底部密封法兰上开设有用于安装密封圈的密封槽，所述底部密封法兰通过压紧法兰压紧在静密封法兰上；
在合闸过程中，动力输出轴上的合闸拐臂接受合闸动力后，使动力输出轴沿逆时针方向转动一定角度，动力输出轴上的输出拐臂随着一起转动，下联动输出拐臂在连接板的推动下沿下联动输出拐臂与机箱的铰接点为中心顺时针转动一定角度，通过下转动块经连接螺杆将动力传递给下波纹管组件，下联动输出拐臂将动力传递给下波纹管组件的同时通过联动传动板的长形孔也将动力传动给了上联动输出拐臂，下联动输出拐臂做顺时针转动的同时也带动上联动输出拐臂沿其与机箱的铰接点为旋转中心做逆时针转动，通过上转动块经连接螺杆将动力传递给上波纹管组件，同时通过分闸簧连接销将部分动力用于压缩分闸弹簧组件的分闸簧和绝缘拉杆组件的触头压力弹簧，为真空断路器的分闸动作储备能量；上、下联动输出拐臂同时推动上、下两组并列的波纹管组件将动力传递给上、下并列安装的绝缘拉杆组件进而推动两组并列安装的真空灭弧室实现合闸动作，合闸动作完成后由分闸脱扣器提供扣接力保持合闸位置，两组并列安装的固封极柱组件的静触头之间通过母线实现主回路的连接，实现两组真空灭弧室电气上的串联，由串联的两个真空灭弧室平均分担关合能量；
在分闸过程中，分闸脱扣器得到分闸模块的分闸指令后解除扣接，分闸簧和触头压力弹簧共同释放已储备的弹簧能量，推动下联动输出拐臂和上联动输出拐臂使其向合闸的相反方向转动，从而同时带动两组并列安装的绝缘拉杆组件向合闸的相反方向运动，进而带动两组并列安装的真空灭弧室完成分闸动作，实现由两组串联的真空灭弧室平均分担开断操作的电弧能量和过电压。
2.根据权利要求1所述的一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，其特征在于：在所述动力输出轴上设有提供扣接力保持合闸位置的分闸脱扣器。
3.根据权利要求1所述的一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，其特征在于：所述分闸弹簧组件包括弹簧座和导向杆，在所述导向杆的底部设有底座，所述弹簧座设置在静密封法兰上，在所述弹簧座与底座之间设有分闸簧。
4.根据权利要求1所述的一种用于中压气体绝缘开关设备的双断口真空断路器，其特征在于：所述绝缘拉杆组件包括绝缘拉杆，在所述绝缘拉杆的一端上开设有导向腔，在所述绝缘拉杆的一端上设有盖设在导向腔上的端盖，在所述导向腔内设有拉杆导向杆，所述拉杆导向杆的一端延伸至端盖外侧，所述拉杆导向杆的另一端设置在导向腔内，在所述拉杆导向杆的中部设有凸肩，在所述拉杆导向杆的另一端上套设有触头压力弹簧，所述触头压力弹簧的一端设置在凸肩上，所述触头压力弹簧的另一端设置在导向腔的底部上，在所述绝缘拉杆的另一端上设有安装真空灭弧室的动触头的动触头安装位。
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