CN108831794A - 一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱 - Google Patents

Abstract

一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，包括极柱绝缘外壳、固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元、隔离开关单元和避雷器，真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，真空灭弧室的上静端与上触臂连接导通，并且上触臂穿过极柱绝缘外壳延伸至外部与电缆线连接导通，隔离开关单元固封于极柱绝缘外壳内部；隔离开关单元一端通过软连接与真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第四导电弹簧触指；避雷器上端固封于极柱绝缘外壳内部并与第四导电弹簧触指接触导通、下端与断路器机箱连接导通。简化了开关设备及配电电网的结构，解决了因为雷击导致的设备损坏，绝缘失效等问题，真正实现户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

Description

一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱

技术领域

本发明涉及高压开关设备的技术领域，尤其是指一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱。

背景技术

目前，基于物联网技术的一二次融合的智能电网技术的日趋成熟，应用广泛，而户外断路器安装在户外，恶劣的户外环境，尤其是户外雷电对电网中设备造成很大的损坏，导致高压绝缘失效，尤其对预埋在断路器设备内的高精度传感器等元件；可靠的避雷功能至关重要。

传统的用于户外断路器的避雷器均是作为独立的配件，在将避雷器安装到特定的位置之后再通过电缆线使避雷器与户外断路器上的固封极柱连接。其存在两个缺点：1、需要另外配置电缆、接头等，无形中增加了设备的成本；2、该电缆、接头等配件均是裸露在户外，在恶劣天气的影响下寿命容易降低，并且会影响避雷器运行的可靠性。

如本申请人于2017年12月26日申请的中国专利文件一种户外真空断路器的隔离开关（申请号201721845904X），其包括连接于断路器外侧壁上的动触头和支架，动触头上活动连接有一闸刀组件；支架上活动连接有拐臂，拐臂通过绝缘拉杆与闸刀组件传动连接；支架上还固定连接有绝缘子，该绝缘子上装设有静触头，闸刀组件包括两个平行并相对设置的刀闸；动触头两侧分别与两个刀闸接触，并且接触面为凹型球面；刀闸上具有与凹型球面相适配的凸型球面；一第一弹性连接件穿过凸型球面、两个凹型球面并锁合。隔离开关的导电部件都是裸露在空气中，并且没有避雷功能，可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其主要目的在于克服现有的户外柱上真空断路器存在因为雷击导致设备损坏，绝缘失效等问题的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，包括装设于断路器机箱上侧的极柱绝缘外壳和固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元，所述真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，所述真空灭弧室的上静端与所述上触臂连接导通，并且所述上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部与电缆线连接导通，还包括用于实现通断电的隔离开关单元以及避雷器，所述隔离开关单元固封于所述极柱绝缘外壳内部；

所述隔离开关单元一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第四导电弹簧触指；

所述避雷器上端固封于所述极柱绝缘外壳内部并与所述第四导电弹簧触指接触导通、下端与所述断路器机箱连接导通。

进一步的，所述避雷器下端固设有一安装架，该避雷器通过该安装架固定装设于所述断路器机箱外侧壁上并与该断路器机箱连接导通。

进一步的，所述断路器机箱外侧壁下侧还固定装设有与该断路器机箱连接导通的接地端子，该接地端子能够通过外接接地排完成接地。

进一步的，所述隔离开关单元包括隔离上触臂、中间导电触臂、接地触臂和隔离导电棒；所述隔离上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指；所述中间导电触臂一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置所述第四导电弹簧触指、中部内置第二导电弹簧触指；所述接地触臂与外部断路器机箱连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指；所述隔离导电棒可滑动地连接在所述中间导电触臂内并始终与所述第二导电弹簧触指接触导通，并且该隔离导电棒可滑动至与所述第一导电弹簧触指接触导通或者滑动至与所述第三导电弹簧触指接触导通。

进一步的，所述第一导电弹簧触指、第二导电弹簧触指、第三导电弹簧触指由上往下按序布置于同一竖直方向上。

进一步的，还包括一隔离拉杆，所述隔离拉杆上端连接所述隔离导电棒的底端、下端与设于断路器机箱内的隔离开关操动机构传动连接使该隔离开关操动机构能够驱动所述隔离拉杆上下移动。

进一步的，所述真空断路器单元、隔离开关单元和避雷器上端均通过环氧树脂或增强尼龙与所述极柱绝缘外壳浇筑成一体完成固封。

进一步的，所述极柱绝缘外壳外侧还包覆有一层硅橡胶。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

本发明结构简单、实用性强，通过将真空断路器单元、隔离开关单元、避雷器上端固封在极柱绝缘外壳内部，提高了户外开关设备的电气绝缘和防护性能，简化了开关设备及配电电网的结构，便于电网设备的安装、维护检修，在满足户外柱上真空断路器在满足智能化升级的同时，很好的解决了因为雷击导致的设备损坏，绝缘失效等问题，真正实现户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

附图说明

图1为本发明处于工作状态时的剖视图。

图2为本发明处于检修状态时的剖视图。

图3为本发明中所述接地触臂的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2和图3。一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，包括装设于断路器机箱2上侧的极柱绝缘外壳1和固封于该极柱绝缘外壳1内部的真空断路器单元3，该真空断路器单元3包括真空灭弧室31和上触臂32，真空灭弧室31的上静端311与上触臂32连接导通，并且该上触臂32穿过该极柱绝缘外壳1延伸至外部与电缆线连接导通，此外，还包括用于实现通断电的隔离开关单元4以及避雷器5，该隔离开关单元3固封于极柱绝缘外壳1内部；其中，

隔离开关单元4一端通过软连接6与真空灭弧室31的下动端312连接导通、另一端内置第四导电弹簧触指74；

避雷器上端51固封于极柱绝缘外壳1内部并与第四导电弹簧触指74接触导通、下端与断路器机箱2连接导通。

本发明通过将真空断路器单元3、隔离开关单元4、避雷器上端51固封在极柱绝缘外壳内部，提高了户外开关设备的电气绝缘和防护性能，简化了开关设备及配电电网的结构，便于电网设备的安装、维护检修，在满足户外柱上真空断路器在满足智能化升级的同时，很好的解决了因为雷击导致的设备损坏，绝缘失效等问题，真正实现户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

参照图1、图2和图3。避雷器下端52固设有一安装架53，该避雷器5通过该安装架53固定装设于断路器机箱2外侧壁上并与该断路器机箱连接导通。具体的，该避雷器下端52通过紧固螺母54锁合连接在该安装架53上。此外，断路器机箱2外侧壁下侧还固定装设有与该断路器机箱2连接导通的接地端子55，该接地端子55能够通过外接接地排完成接地。本发明由于将避雷器上端51固封于极柱绝缘外壳1内部，使真空断路器与避雷器一体化，取代了传统采用电缆连接的方式，一来降低了设备成本，二来提高了避雷器运行的稳定性。

避雷器是用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，也常限制续流幅值的一种电器。有时也称为过电压保护器、过电压限制器。其工作原理是：在正常系统工作电压下，呈现高电阻状态，仅有微安级电流通过，在过电压大电流作用下它便呈现低电阻，从而限制了避雷器两端的残压。其特点在于：交流无间隙金属氧化物避雷器具有优异的非线性伏安特性，响应特性好、无续流、通流容量大、残压低、抑制过电压能力强、耐污秽、抗老化、不受海拔约束、结构简单、无间隙、密封严、寿命长等。

参照图1、图2和图3。隔离开关单元4包括隔离上触臂41、中间导电触臂42、接地触臂43和隔离导电棒44。其中，

隔离上触臂41穿过该极柱绝缘外壳1延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指71；而穿过极柱绝缘外壳1延伸至外部的隔离上触臂41还与另一根电缆线连接导通；中间导电触臂42一端通过软连接6与真空灭弧室31的下动端312连接导通、另一端内置上述第四导电弹簧触指74、中部内置第二导电弹簧触指72；接地触臂43与外部断路器机箱2连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指73；隔离导电棒44可滑动地连接在中间导电触臂42内并始终与第二导电弹簧触指72接触导通，并且该隔离导电棒44可滑动至与第一导电弹簧触指71接触导通或者滑动至与第三导电弹簧触指73接触导通。即当隔离导电棒44滑动至与第一导电弹簧触指71接触导通时，与电缆线连接导通的上触臂32将电能依次传送至真空灭弧室31、软连接6、中间导电触臂42、第二导电弹簧触指72、隔离导电棒44、第一导电弹簧触指71、隔离上触臂41、与隔离上触臂41连接导通的另一根电缆线，从而完成电能的传递；当隔离导电棒44滑动至与第三导电弹簧触指73接触导通时，与电缆线连接导通的上触臂32将电能依次传送至真空灭弧室31、软连接6、中间导电触臂42、第二导电弹簧触指72、隔离导电棒44、第三导电弹簧触指73、接地触臂43、外部断路器机箱2，从而完成断电和接地保护。

参照图1、图2和图3。本发明的户外柱上真空断路器包括固封极柱和断路器机箱2，固封极柱装设于断路器机箱2上侧，断路器机箱2内设有控制终端21、断路器操动机构22、隔离开关操动机构23，控制终端21为现有智能户外柱上开关中的常规技术手段，主要用于根据所接受的数据对电网的状态进行快速识别、判断电网和断路器所处的状态、并随时根据识别结果控制调节断路器动作等等；断路器操动机构22也是现有智能户外柱上开关中的常规技术手段，其主要用于驱动绝缘拉杆24的上下动作，当绝缘拉杆24上移至同时与软连接6、真空灭弧室31的下动端312连接导通时，软连接6才能通过该绝缘拉杆24与真空灭弧室31的下动端312连接导通，从而实现连接在上触臂32上的电缆线与连接在隔离上触臂41上的另一根电缆线之间的通电；而当断路器操动机构22驱动绝缘拉杆24下移断开连接后，该连接在上触臂32上的电缆线与连接在隔离上触臂41上的另一根电缆线则无法通电。

导电弹簧触指可以在小空间内传送强电流，同时也可以用作纯粹的机械连接。其使用没有任何限制，适合在多种静态或动态的中高压环境下使用。弹簧触指的大小和独立的线圈圈数使弹簧适用于各种电接触设计,并以最大的接触点为最佳的载流能力电气或EMI屏蔽使用。每个线圈将独立补偿接触和表面变化,它允许更广泛的配件之间的公差。多个接触点增加导电率,同时它的使用操作温度比较低,所以使用寿命更长。

参照图1、图2和图3。第一导电弹簧触指71、第二导电弹簧触指72、第三导电弹簧触指73由上往下按序布置于同一竖直方向上。即隔离导电棒44能够上移至同时与第一导电弹簧触指71和第二导电弹簧触指72接触导通以实现导电，或者下移至同时与第三导电弹簧触指73和第二导电弹簧触指72接触导通以实现断电。

参照图1、图2和图3。还包括一隔离拉杆8，隔离拉杆8上端连接隔离导电棒44的底端、下端与设于断路器机箱2内的隔离开关操动机构23传动连接使该隔离开关操动机构23能够驱动该隔离拉杆8上下移动。隔离开关操动机构23上设有可转动的曲柄231，该曲柄231可向上转动以推动隔离拉杆8上移，也可向下转动以拉动隔离拉杆8下移，该曲柄控制的原理是利用曲柄连杆机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动曲柄转动，其为本领域惯用技术手段，无须赘述。接地触臂43上开设有螺栓孔431，具体实施时，能够将接地触臂43通过螺栓与断路器机箱2锁合连接以实现接地触臂43的接地，同时，接地触臂43上开设有可供隔离导电棒44穿过的导电通道432，将第三导电弹簧触指73嵌设在该导电通道432内，隔离导电棒44穿过导电通道432时，能够与该第三导电弹簧触指73接触完成导通。同样的，在隔离上触臂41、中间导电触臂42上也分别开设有可供隔离导电棒穿过的导电通道，并在各自的导电通道内分别嵌设有第一导电弹簧触指71，第二导电弹簧触指72，此处便不再赘述。此外，由于具体实施时，隔离上触臂41和上触臂32分别位于极柱绝缘外壳1上的前后两侧，因此中间导电触臂42横向布置，并且其两个端部呈前后分布。

参照图1、图2和图3。真空断路器单元3、隔离开关单元4和避雷器5上端均通过环氧树脂或增强尼龙与所述极柱绝缘外壳1浇筑成一体完成固封，并且极柱绝缘外壳1外侧还包覆有一层硅橡胶9，以提高设备整体的安全性。

参照图1、图2和图3。本发明的使用原理为：

工作状态：控制隔离导电棒44向上滑动至与第一导电弹簧触指71接触导通，与电缆线连接导通的上触臂32将电能依次传送至真空灭弧室31、软连接6、中间导电触臂42、第二导电弹簧触指72、隔离导电棒44、第一导电弹簧触指71、隔离上触臂41、与隔离上触臂41连接导通的另一根电缆线，从而完成电能的传递；

检修状态：控制隔离导电棒44向下滑动至与第三导电弹簧触指73接触导通，与电缆线连接导通的上触臂32将电能依次传送至真空灭弧室31、软连接6、中间导电触臂42、第二导电弹簧触指72、隔离导电棒44、第三导电弹簧触指73、接地触臂43、外部断路器机箱2，从而完成断电和接地保护。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，包括装设于断路器机箱上侧的极柱绝缘外壳和固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元，所述真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，所述真空灭弧室的上静端与所述上触臂连接导通，并且所述上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部与电缆线连接导通，其特征在于：还包括用于实现通断电的隔离开关单元以及避雷器，所述隔离开关单元固封于所述极柱绝缘外壳内部；

所述隔离开关单元一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第四导电弹簧触指；

所述避雷器上端固封于所述极柱绝缘外壳内部并与所述第四导电弹簧触指接触导通、下端与所述断路器机箱连接导通。

2.如权利要求1所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述避雷器下端固设有一安装架，该避雷器通过该安装架固定装设于所述断路器机箱外侧壁上并与该断路器机箱连接导通。

3.如权利要求2所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述断路器机箱外侧壁下侧还固定装设有与该断路器机箱连接导通的接地端子，该接地端子能够通过外接接地排完成接地。

4.如权利要求1所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述隔离开关单元包括隔离上触臂、中间导电触臂、接地触臂和隔离导电棒；所述隔离上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指；所述中间导电触臂一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置所述第四导电弹簧触指、中部内置第二导电弹簧触指；所述接地触臂与外部断路器机箱连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指；所述隔离导电棒可滑动地连接在所述中间导电触臂内并始终与所述第二导电弹簧触指接触导通，并且该隔离导电棒可滑动至与所述第一导电弹簧触指接触导通或者滑动至与所述第三导电弹簧触指接触导通。

5.如权利要求4所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述第一导电弹簧触指、第二导电弹簧触指、第三导电弹簧触指由上往下按序布置于同一竖直方向上。

6.如权利要求5所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：还包括一隔离拉杆，所述隔离拉杆上端连接所述隔离导电棒的底端、下端与设于断路器机箱内的隔离开关操动机构传动连接使该隔离开关操动机构能够驱动所述隔离拉杆上下移动。

7.如权利要求1所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述真空断路器单元、隔离开关单元和避雷器上端均通过环氧树脂或增强尼龙与所述极柱绝缘外壳浇筑成一体完成固封。

8.如权利要求1所述一种具有防雷功能的户外柱上真空断路器用固封极柱，其特征在于：所述极柱绝缘外壳外侧还包覆有一层硅橡胶。