CN108242357A - 一种带静侧缓冲的真空灭弧室及直流断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压器件的技术领域，公开了一种带静侧缓冲的真空灭弧室，包括真空灭弧室的壳体，所述壳体内部自上而下设置有静侧触头、动侧触头，所述静侧触头与壳体之间设置有缓冲导电组件，所述缓冲导电组件用于合闸时缓冲静侧触头和动侧触头之间的刚性接触，并且，分闸时不产生额外的冲击力。还公开了一种直流断路器，包括上文所述的真空灭弧室。本发明的真空灭弧室和直流断路器，简单可靠、便于应用，具有良好的市场推广价值。

Description

一种带静侧缓冲的真空灭弧室及直流断路器

技术领域

本发明涉及高压器件的技术领域，尤其涉及一种带静侧缓冲的真空灭弧室及直流断路器。

背景技术

直流断路器采用真空开关作为机械开关时，机械开关利用真空作为绝缘介质和熄弧介质，实现正常或异常回路条件下电流的关合、承载和开断功能。真空断路器主要由操动机构(真空直流断路器机械开关一般采用斥力机构)和真空灭弧室组成，后者主要包括动、静导电杆、动、静触头、波纹管、屏蔽罩等。

在关合过程中，触头接近时会发生预击穿并产生电弧，增加触头发生融焊的可能性。如果为了减小燃弧时间，一味提高触头的关合速度，由于触头质量较大，合闸后会产生严重的触头弹跳，同样会引起燃弧。同时由于合闸刚性撞击容易出现触头变形，从而导致真空灭弧室动触头及电磁斥力机构的合闸位置发生变动，一毫米的合闸位置变动会导致电磁斥力约有10％的差异，对单台直流断路器的一致性和多台直流断路器的同期性造成较大影响，因此，必须综合考虑多种因素来解决直流断路器的真空灭弧室在合闸过程中的触头变形问题。当前的解决方法多是在动触头侧增加合闸缓冲，使得真空灭弧室的合闸刚性撞击变为柔性撞击，在一定程度上减小了触头变形，但在直流断路器分闸时，同样引入了额外的冲击力，容易损坏零件。

如申请号为201710419931.9的高速开关在真空灭弧室的外部、动触头的输出端额外增加了一个合闸缓冲弹簧，使得真空灭弧室的合闸刚性撞击变为柔性撞击，在一定程度上减小了触头变形，但在直流断路器分闸过程中引入了非常大的分闸冲击力，零件容易损坏，可以实现五百次机械寿命，但很难满足五千次的机械寿命。

又如公开号为CN 101226847A的一种交流高压真空断路器在真空灭弧室的外部、动触头的输出端额外增加了一个液压缓冲器，可以减小触头变形，但在分闸时，同样引入了额外的冲击力，适用于交流断路器低速分闸操作，不适用于直流断路器的高速分闸操作。

因此，如何提供一种直流断路器，既能缓冲合闸时的刚性撞击，减少触头变形，又不会引入分闸时的额外冲击力，成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种带静侧缓冲的真空灭弧室及直流断路器，解决了现有直流断路器采用合闸缓冲机构后，仍会引入分闸时的额外冲击力，造成其使用寿命降低等问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种带静侧缓冲的真空灭弧室，包括真空灭弧室的壳体，所述壳体内部自上而下设置有静侧触头、动侧触头，所述静侧触头与壳体之间设置有缓冲导电组件，所述缓冲导电组件用于合闸时缓冲静侧触头和动侧触头之间的刚性接触，并且，分闸时不产生额外的冲击力。

进一步，所述缓冲导电组件包括中空的导电块，所述导电块的底面的四周通过缓冲弹簧与静侧触头相连，顶面与壳体相连，所述导电块的内壁通过导电触指与静导电杆的一端相连，所述静导电杆的另一端与静侧触头相连，且能够在合闸限位件和分闸限位件之间滑动，所述合闸限位件和分闸限位件均设置在导电块内部。

进一步，所述导电块的横截面呈U形结构，包括开口、侧壁和底面，所述开口与壳体相连，所述底面的中心设置有通孔，所述静导电杆整体呈T形结构，包括竖直部和水平部，所述竖直部的一端与静侧触头相连，另一端穿过通孔与水平部相连，所述水平部通过导电触指与侧壁相连，所述通孔的直径大于竖直部的直径小于水平部的直径，所述合闸限位件设置为所述开口对应的壳体，所述分闸限位件设置为底面的内侧。

进一步，所述导电块的横截面呈U形结构，包括开口、侧壁和底面，所述开口与壳体相连，所述底面的中心设置有通孔，所述静导电杆的另一端沿长度方向设置有长腰孔，所述导电块的侧壁设置有第一通孔，所述静导电杆的另一端与导电块的侧壁还通过圆柱销贯穿所述长腰孔和第一通孔进行相连，所述合闸限位件设置为所述长腰孔的底端，所述分闸限位件设置为所述长腰孔的顶端。

进一步，所述缓冲弹簧采用碟簧或圆柱螺旋弹簧或波簧，所述导电触指采用表带触指或者弹簧触指。

一种直流断路器，包括如上文所述的带静侧缓冲的真空灭弧室。

本发明有益的技术效果如下：

通过在真空灭弧室的静侧触头设置缓冲导电组件，而非动侧触头，既使得真空灭弧室在合闸时的刚性撞击变为柔性撞击，在一定程度上减小了触头变形，也不会在分闸时引入额外的冲击力，避免了零件的损坏，提供了安全可靠的分合闸性能，提高了直流断路器的使用寿命，从而节约生产成本，提高经济效益。同时，设置了合闸限位件和分闸限位件，限定了静导电杆的滑动范围，既保证了合闸时静侧触头和动侧触头之间的接触性，也保障了分合闸的一致性。

附图说明

图1为本发明的实施例一的分闸时的轴向剖视图；

图2为本发明的实施例一的合闸时的轴向剖视图；

图3为本发明的实施例一的导电块的结构示意图；

图4为本发明的实施例一的静导电杆的结构示意图；

图5为本发明的实施例二的分闸时的轴向剖视图；

图6为本发明的实施例二的合闸时的轴向剖视图；

图7为本发明的实施例二的导电块的结构示意图；

图8为本发明的实施例二的静导电杆的结构示意图；

其中，1-壳体，2-静侧触头，3-动侧触头，4-导电块，41-开口，42-侧壁，43-底面，44-通孔，45-第一通孔，5-缓冲弹簧，6-导电触指，7-静导电杆，71-竖直部，72-水平部，73-长腰孔，8-圆柱销。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2、5、6所示，本发明提供了一种带静侧缓冲的真空灭弧室，包括真空灭弧室的壳体1，在壳体1内部自上而下设置有静侧触头2、动侧触头3，在静侧触头2与壳体1之间设置有缓冲导电组件，该缓冲导电组件用于合闸时缓冲静侧触头和动侧触头之间的刚性接触，并且，分闸时不产生额外的冲击力。

该缓冲导电组件包括中空的导电块4，该导电块4的底面的四周通过缓冲弹簧5与静侧触头2相连，顶面与壳体1相连，该导电块4的内壁通过导电触指6与静导电杆7的一端相连，该静导电杆7的另一端与静侧触头2相连，且能够在合闸限位件和分闸限位件之间滑动，该合闸限位件和分闸限位件均设置在导电块4内部，该缓冲弹簧5可采用碟簧或圆柱螺旋弹簧或波簧，其负荷大，行程短，所需空间小，组合使用方便，维修换装容易，经济安全性高，适用于空间小，负荷大的精密重机械。该导电触指6可采用表带触指或者弹簧触指，其接触性好，可以保障导电块5和静导电杆7之间的接触性和导电性能。该静导电杆7可以与静侧触头2采用一体式结构，也可以是分体设计。

这样，在合闸时，动侧触头3受力高速向靠近静侧触头2的方向运动，两者之间产生刚性接触，通过缓冲弹簧5抵消了大部分刚性接触的作用力，将其转化为柔性接触，剩余的作用力推动静导电杆7带到静侧触头2继续向上滑动，直至抵达合闸限位件，提高了静侧触头2和动侧触头3的紧密性，也保障了合闸的可靠性；在分闸时，动侧触头3受力向远离静侧触头2的方向运动，作用在缓冲弹簧5的压力被撤销，缓冲弹簧5伸张，使导电块4和静侧触头2之间的距离增加，使静导电杆7向下滑动，直至抵达分闸限位件，从而使分合闸时，缓冲弹簧5的压缩开始位置和伸张结束位置基本相同，保障了多次分合闸的一致性。

实施例一，如图3和4所示，该导电块4的横截面呈U形结构，当然也可以是其他形状，如方形、梯形等，包括开口41、侧壁42和底面43，该开口41与壳体1相连，该底面43的中心设置有通孔44，该静导电杆7整体呈T形结构，包括竖直部71和水平部72，该竖直部71的一端与静侧触头相连，另一端穿过通孔44与水平部72相连，该水平部72通过导电触指6与侧壁42相连，该通孔的直径大于竖直部的直径小于水平部的直径，这样，便于水平部72卡在通孔两侧的底面上，也就可以将分闸限位件设置为底面43的内侧，合闸限位件设置在开口41对应的壳体1，当然合闸限位件也可以是在开口41对应的壳体1内侧设置的一个静止块。

实施例二，如图7和8所示，该导电块4的横截面呈U形结构，包括开口41、侧壁42和底面43，该开口41与壳体1相连，底面43的中心设置有通孔44，该静导电杆7的另一端沿长度方向设置有长腰孔73，该导电块4的侧壁42设置有第一通孔45，该静导电杆7的另一端与导电块4的侧壁还通过圆柱销8贯穿长腰孔73和第一通孔45进行相连，该合闸限位件设置为长腰孔73的顶端，该分闸限位件设置为长腰孔73的顶端，这样，该静导电杆7可以不采用T型结构，直接是直杆状也可以。

本发明还公开一种采用上文所述的真空灭弧室的直流断路器，特别是对分闸时间要求比较高的直流断路器，比如，小于五毫秒。

本发明通过在真空灭弧室的静侧触头设置缓冲导电组件，而非动侧触头，既使得真空灭弧室在合闸时的刚性撞击变为柔性撞击，在一定程度上减小了触头变形，也不会在分闸时引入额外的冲击力，避免了零件的损坏，提供了安全可靠的分合闸性能，提高了直流断路器的使用寿命，从而节约生产成本，提高经济效益。同时，设置了合闸限位件和分闸限位件，限定了静导电杆的滑动范围，既保证了合闸时静侧触头和动侧触头之间的接触性，也保障了分合闸的一致性。另外，本发明的真空灭弧室和直流断路器，简单可靠、便于应用，具有良好的市场推广价值。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种带静侧缓冲的真空灭弧室，包括真空灭弧室的壳体，所述壳体内部自上而下设置有静侧触头、动侧触头，其特征在于：所述静侧触头与壳体之间设置有缓冲导电组件，所述缓冲导电组件用于合闸时缓冲静侧触头和动侧触头之间的刚性接触，并且，分闸时不产生额外的冲击力。

2.根据权利要求1所述的带静侧缓冲的真空灭弧室，其特征在于：所述缓冲导电组件包括中空的导电块，所述导电块的底面的四周通过缓冲弹簧与静侧触头相连，顶面与壳体相连，所述导电块的内壁通过导电触指与静导电杆的一端相连，所述静导电杆的另一端与静侧触头相连，且能够在合闸限位件和分闸限位件之间滑动，所述合闸限位件和分闸限位件均设置在导电块内部。

3.根据权利要求2所述的带静侧缓冲的真空灭弧室，其特征在于：所述导电块的横截面呈U形结构，包括开口、侧壁和底面，所述开口与壳体相连，所述底面的中心设置有通孔，所述静导电杆整体呈T形结构，包括竖直部和水平部，所述竖直部的一端与静侧触头相连，另一端穿过通孔与水平部相连，所述水平部通过导电触指与侧壁相连，所述通孔的直径大于竖直部的直径小于水平部的直径，所述合闸限位件设置为所述开口对应的壳体，所述分闸限位件设置为底面的内侧。

4.根据权利要求2所述的带静侧缓冲的真空灭弧室，其特征在于：所述导电块的横截面呈U形结构，包括开口、侧壁和底面，所述开口与壳体相连，所述底面的中心设置有通孔，所述静导电杆的另一端沿长度方向设置有长腰孔，所述导电块的侧壁设置有第一通孔，所述静导电杆的另一端与导电块的侧壁还通过圆柱销贯穿所述长腰孔和第一通孔进行相连，所述合闸限位件设置为所述长腰孔的底端，所述分闸限位件设置为所述长腰孔的顶端。

5.根据权利要求2所述的带静侧缓冲的真空灭弧室，其特征在于：所述缓冲弹簧采用碟簧或圆柱螺旋弹簧或波簧，所述导电触指采用表带触指或者弹簧触指。

6.一种直流断路器，其特征在于：包括如权利要求1所述的带静侧缓冲的真空灭弧室。