CN108878211B - 一种高压双断口断路器的同步机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压双断口断路器的同步机构，属于高压断路器技术领域。它解决了现有多断口的高压断路器难以保证开断同步效果的技术问题。本高压双断口断路器的同步机构，包括两根导电杆和电连接在两根导电杆之间的两个真空灭弧室，两真空灭弧室相距一段距离，导电杆均竖直设置，导电杆的下端与真空灭弧室的静触头连接，真空灭弧室的下端具有与动触头导电连接的导电接口，两个导电接口通过横导杆连接，在每个真空灭弧室的下方还设有与绝缘拉杆连接的磁驱动机构，在绝缘拉杆的外围设有加速器，两个的磁驱动机构由同一个控制电路控制进行同步驱动。本高压双断口断路器的同步机构能在超高压输送的环境下实现动触头快速同步灭弧。

Description

一种高压双断口断路器的同步机构

技术领域

本发明属于断路器技术领域，涉及一种高压双断口断路器的同步机构。

背景技术

真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。在真空断路器的使用过程中，其动触头和静触头接近时容易产生电弧，因此真空断路器的分合闸速度要求尽量要快，一般要求在一个波动周期即20ms内完成断开，以减少电弧的产生，降低对设备的损伤。

目前市面上的高压断路器多是36KV或72KV适用的，110KV已经属于超高压的范畴，而对于363KV适用的断路器多采用双断口的形式，这种超高压下对于开断速度及同步程度具有严苛的要求，普通的开断速度和同步难以满足要求，如公开号为CN102683095A的中国专利公开了一种真空灭弧室作为开断元件，形成串联断口，采用熄弧电路控制断口燃弧时间，完成快速可靠开断的双断口断路器。该结构的两个灭弧室先后断开，这样运用于超高压的环境下必然会导致触头快速损坏。为实现同步效果，领域内的技术人员容易考虑使用一个绝缘拉杆和横杆来实现两个灭弧室同步开断，但这种结构对两侧灭弧室的阻力一致性要求严苛，否则就会产生偏载使两侧难以同步，且在超高压条件下处于安全考虑横杆的尺寸会更长，对刚度要求很高，在较大的驱动力作用下横杆易变形难以到达快速灭弧效果，因而在超高压的条件下在极短的时间同时达到快速和同步灭弧是一个技术难题。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高压双断口断路器的同步机构，本发明所要解决的技术问题是：如何实现高压断路器的快速同步灭弧。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高压双断口断路器的同步机构，包括两根导电杆和电连接在两根导电杆之间的两个真空灭弧室，两真空灭弧室相距一段距离，所述真空灭弧室的静触头朝上，所述真空灭弧室的动触头朝下且连接有绝缘拉杆，其特征在于，每根导电杆均竖直设置，所述导电杆的下端与真空灭弧室的静触头连接所述真空灭弧室的下端具有与动触头导电连接的导电接口，两个导电接口通过横导杆连接，在每个真空灭弧室的下方还设有与绝缘拉杆连接并通过绝缘拉杆驱动上述动触头上下移动的磁驱动机构，在绝缘拉杆的外围还设有使动触头加速移动的加速器，两个所述的磁驱动机构由同一个控制电路控制进行同步驱动。

本方案通过设置两磁驱动机构由同一控制电路控制，使两磁驱动机构的电信号强度和频率保持一致，从而保证其所生产的驱动力大小一致且驱动时机同步，在此基础上在绝缘拉杆的外围设置加速器，对动触头的开断动作提供加速，大大提高开断速度和灭弧效果，两动触头均朝下且两动触头之间通过导电接口由横导杆电连通，动触头在移动过程中横导杆相对真空灭弧室静止，降低动触头的运动阻力和干扰，保证快速准确开断，且在开断过程中两动触头分担灭弧压力的结构性能一致，进一步保证良好的同步灭弧环境，导电杆竖直设置及灭弧室之间一定的间距设置保证足够的安全性使断路器能够适用于超高压输送，通过上述的结构布置能够在如363KV的超高压输送的环境下实现动触头在5ms内高速移动20mm的距离并保持同步灭弧的效果。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，同侧的所述导电杆、动触头、静触头和绝缘拉杆位于同一直线上。通过使断路器一侧的导电杆、动触头、静触头和绝缘拉杆位于同一直线上，这样绝缘拉杆受到的作用力能够最大效率转化至轴向，从而保障运动部件方向稳定且速度快，保证断路器的快速同步灭弧。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，还包括用于支撑安装所述磁驱动机构和加速器的座体，所述绝缘拉杆的外围设有绝缘筒，所述绝缘筒的上端与所述真空灭弧室的底部相固连，该绝缘筒的下端与所述座体固连。通过设置座体可保持磁驱动机构和加速器的位置稳定，此外绝缘拉杆外的绝缘筒上端与真空灭弧室的底部固连，且绝缘筒下端与座体固连，这样真空灭弧室与座体通过绝缘筒连为一个稳定的整体，绝缘拉杆在开断过程中难以使真空灭弧室的位置偏离，保证开断动作不发生不稳定变形，进一步保证断路器的快速同步灭弧。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，所述横导杆为直杆。通过设置横导杆为直杆，这样最大程度减小横导杆自身电容的影响，保证横导杆两端的灭弧效果一致。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，所述加速器包括传动臂、滑块和沿轴向朝绝缘拉杆水平设置的滑筒，所述滑块滑动配合于所述滑筒内，所述滑块与滑筒的底部之间抵靠设置有预紧的弹簧，所述传动臂的一端与所述绝缘拉杆相铰接，该传动臂的另一端与所述滑块相铰接，当所述真空灭弧室闭合时，所述传动臂与绝缘拉杆铰接的一端向上倾斜，当所述真空灭弧室断开时，所述传动臂与绝缘拉杆铰接的一端向下倾斜。通过设置传动臂的两端分别与绝缘拉杆和滑块铰接，使滑块滑动配合于水平设置的滑筒内，滑筒沿轴向朝向绝缘拉杆，此外在滑筒内设置压缩预紧的弹簧与滑块抵靠，这样滑块与传动臂的铰接点位置仅在水平方向上运动，而绝缘拉杆与传动臂的交接点仅在竖直方向上运动，真空灭弧室闭合前，传动臂与绝缘拉杆铰接的一端向下倾斜，开始闭合时绝缘拉杆带动传动臂的一端上移动，传动臂倾斜逐渐趋于水平，此时传动臂推动滑块向滑筒内滑动并进一步压缩弹簧，当继续运动使传动臂与绝缘拉杆铰接的一端开始向上倾斜时，弹簧向外释放势能，此时绝缘拉杆受到传动臂倾斜向上的推力，从而提高闭合速度，且当真空灭弧室闭合后弹簧的推力仍持续作用，保证闭合效果；同理，在真空灭弧室断开过程中，弹簧先储能在传动臂倾斜角度通过水平临界后释放势能加速绝缘拉杆的下移，提高开断速度。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，所述磁驱动机构包括竖直方向上下两个相对设置的斥力线圈，两所述斥力线圈之间设有沿竖直方向往复运动的移动盘，所述移动盘的上端与所述绝缘拉杆连接，该移动盘的下端连接有行程片，所述座体自下向上安装有两个分别用于控制上下两斥力线圈通电的行程开关，所述行程片设于两所述行程开关之间。斥力线圈能够通过脉冲电流在自身周围产生脉冲磁场，移动盘受脉冲磁场的作用而产生感应涡流，感应涡流的磁场与脉冲磁场方向相反因而产生斥力，通过设置移动盘位于两斥力线圈之间，这样通过分别控制斥力线圈的通电情况能够驱动移动盘沿轴向往复运动，通过在移动盘的下端设置行程片，且在座体上安装两个用于控制斥力线圈通电的行程开关，使行程片位于两行程开关之间，这样当真空灭弧室闭合时，行程片与上方的行程开关接触，结束下方斥力线圈的通电，当真空灭弧室断开到位时，行程片与下方的行程开关接触，结束上方斥力线圈的通电，这样有效控制斥力线圈的工作时长，且利于通过统一两侧行程开关的布置位置来保证同步效果。

在上述的一种高压双断口断路器的同步机构中，所述座体内设有缓冲柱，所述缓冲柱位于所述行程片的正下方。真空灭弧室断开时速度非常快，此时绝缘拉杆及移动盘的速度冲量很大，即使斥力线圈已断电但移动盘仍会继续运动，这样移动盘可能会碰撞到下方的斥力线圈而影响同步效果甚至造成损坏甚至，通过设置缓冲柱，这样移动盘下端的行程片会与缓冲柱先碰撞减速，从而避免对斥力线圈造成影响。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本高压双断口断路器的同步机构通过设置两磁驱动机构由同一控制电路控制，使两磁驱动机构的电信号强度保持一致，从而保证其驱动时机同步，两动触头均朝下且两动触头之间直接由横导杆电连通，这样在动触头同步开断过程中两动触头分担灭弧压力的结构性能一致，保证其同步效果，使其能够在如363KV等超高压输送的环境下实现真空断路器的动触头在5ms内高速移动20mm以开断并保持同步灭弧的效果。

2、本高压双断口断路器的同步机构通过设置座体可保持磁驱动机构和加速器的位置稳定，此外绝缘拉杆外的绝缘筒上端与真空灭弧室的底部固连，且绝缘筒下端与座体固连，这样真空灭弧室与座体通过绝缘筒连为一个稳定的整体，绝缘拉杆在开断过程中难以使真空灭弧室的位置偏离，保证开断动作不发生不稳定变形，进一步保证断路器的快速同步灭弧。

附图说明

图1是本高压双断口断路器的同步机构的剖面示意图。

图2是本高压双断口断路器的同步机构的局部剖面示意图。

图3是图2的A部放大图。

图4是图2的B部放大图。

图中，1、导电杆；

2、真空灭弧室；21、静触头；22、动触头；23、导电接口；

3、绝缘拉杆；4、横导杆；

5、磁驱动机构；51、斥力线圈；52、移动盘；53、行程开关；54、行程片；

6、加速器；61、传动臂；62、滑块；63、滑筒；64、弹簧；

7、座体；71、缓冲柱；

8、绝缘筒。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图4所示，本高压双断口断路器的同步机构包括两根导电杆1和电连接在两根导电杆1之间两个真空灭弧室2，两真空灭弧室2相距一段距离，每根导电杆1竖直设置，每个真空灭弧室2的静触头21朝上且与其中一根上述的导电杆1连接，每个真空灭弧室2的动触头22朝下且连接有绝缘拉杆3，真空灭弧室2的下端具有与动触头22导电连接的导电接口23，两个导电接口23通过横导杆4连接，在真空灭弧室2的下方还设有与绝缘拉杆3连接并通过绝缘拉杆3驱动上述动触头22上下移动的磁驱动机构5，在绝缘拉杆3的外围还设有使动触头22加速移动的加速器6，两个磁驱动机构5由同一个控制电路控制进行同步驱动。本方案通过设置两磁驱动机构5由同一控制电路控制，使两磁驱动机构5的电信号强度保持一致，从而保证磁驱动机构5所生产的驱动力大小一致且驱动时机同步，在此基础上在磁驱动机构5和绝缘拉杆3之间设置加速器6，对动触头22的开断动作提供加速，大大提高开断速度和灭弧效果，两动触头22均朝下且两动触头22之间直接由横导杆4电连通，这样在动触头22同步开断过程中两动触头22分担灭弧压力的结构性能一致，保证其同步效果，导电杆1竖直设置及灭弧室之间的间距设置保证断路器能够适用于超高压输送，通过上述的结构布置能够在如363KV超高压输送的环境下实现动触头22在5毫秒内高速运动20mm开断并保持同步灭弧的效果。进一步来讲，断路器同一侧的导电杆1、动触头22、静触头21和绝缘拉杆3位于同一直线上。通过使同侧的导电杆1、动触头22、静触头21和绝缘拉杆3位于同一直线上，这样绝缘拉杆3受到的作用力能够最大效率转化至轴向，从而保障运动部件方向稳定且速度快，保证断路器的快速同步灭弧。横导杆4为直杆。通过设置横导杆4为直杆，这样最大程度减小横导杆4自身电容的影响，保证横导杆4两端的灭弧效果一致。

如图1-3所示，本高压双断口断路器的同步机构还包括用于支撑安装磁驱动机构5和加速器6的座体7，绝缘拉杆3的外围设有绝缘筒8，绝缘筒8的上端与真空灭弧室2的底部相固连，该绝缘筒8的下端与座体7固连。通过设置座体7可保持磁驱动机构5和加速器6的位置稳定，此外绝缘拉杆3外的绝缘筒8上端与真空灭弧室2的底部固连，且绝缘筒8下端与座体7固连，这样真空灭弧室2与座体7通过绝缘筒8连为一个稳定的整体，绝缘拉杆3在开断过程中难以使真空灭弧室2的位置偏离，保证开断动作不发生不稳定变形，进一步保证断路器的快速同步灭弧。

如图2、图3所示，加速器6包括传动臂61、滑块62和沿轴向朝绝缘拉杆3水平设置的滑筒63，滑块62滑动配合于滑筒63内，滑块62与滑筒63的底部之间抵靠设置有预紧的弹簧64，传动臂61的一端与绝缘拉杆3相铰接，该传动臂61的另一端与滑块62相铰接，当真空灭弧室2闭合时，传动臂61与绝缘拉杆3铰接的一端向上倾斜，当真空灭弧室2断开时，传动臂61与绝缘拉杆3铰接的一端向下倾斜。通过设置传动臂61的两端分别与绝缘拉杆3和滑块62铰接，使滑块62滑动配合于水平设置的滑筒63内，滑筒63沿轴向朝向绝缘拉杆3，此外在滑筒63内设置压缩预紧的弹簧64与滑块62抵靠，这样滑块62与传动臂61的铰接点位置仅在水平方向上运动，而绝缘拉杆3与传动臂61的交接点仅在竖直方向上运动，真空灭弧室2闭合前，传动臂61与绝缘拉杆3铰接的一端向下倾斜，开始闭合时绝缘拉杆3带动传动臂61的一端上移动，传动臂61倾斜逐渐趋于水平，此时传动臂61推动滑块62向滑筒63内滑动并进一步压缩弹簧64，当继续运动使传动臂61与绝缘拉杆3铰接的一端开始向上倾斜时，弹簧64向外释放势能，此时绝缘拉杆3受到传动臂61倾斜向上的推力，从而提高闭合速度，且当真空灭弧室2闭合后弹簧64的推力仍持续作用，保证闭合效果；同理，在真空灭弧室2断开过程中，弹簧64先储能在传动臂61倾斜角度通过水平临界后释放势能加速绝缘拉杆3的下移，提高开断速度。

如图1-3所示，磁驱动机构5包括竖直方向两个上下相对设置的斥力线圈51，两斥力线圈51之间设有沿竖直方向往复运动的移动盘52，移动盘52的上端与绝缘拉杆3连接，该移动盘52的下端连接有行程片54，座体7自下向上安装有两个分别用于控制上下两斥力线圈51通电的行程开关53，行程片54设于两行程开关53之间。通过设置移动盘52位于两斥力线圈51之间，这样通过分别控制斥力线圈51的通电情况能够驱动移动盘52沿轴向往复运动，通过在移动盘52的下端设置行程片54，且在座体7上安装两个用于控制斥力线圈51通电的行程开关53，使行程片54位于两行程开关53之间，这样当真空灭弧室2闭合时，行程片54与上方的行程开关53接触，结束下方的斥力线圈51通电，当真空灭弧室2断开到位时，行程片54与下方的行程开关53接触，结束上方的斥力线圈51通电。进一步来讲，座体7内设有缓冲柱71，缓冲柱71位于行程片54的正下方。真空灭弧室2断开时速度非常快，此时绝缘拉杆3及移动盘52的速度冲量很大，即使斥力线圈51已断电但移动盘52仍会继续运动，这样移动盘52可能会碰撞到下方的斥力线圈51而影响同步效果甚至造成损坏甚至，通过设置缓冲柱71，这样移动盘52下端的行程片54会与缓冲柱71先碰撞减速，从而避免对斥力线圈51造成影响。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种高压双断口断路器的同步机构，包括两根导电杆(1)和电连接在两根导电杆(1)之间的两个真空灭弧室(2)，两真空灭弧室(2)相距一段距离，所述真空灭弧室(2)的静触头(21)朝上，所述真空灭弧室(2)的动触头(22)朝下且连接有绝缘拉杆(3)，其特征在于，每根导电杆(1)竖直设置所述导电杆(1)的下端与真空灭弧室(2)的静触头(21)连接，所述真空灭弧室(2)的下端具有与动触头(22)导电连接的导电接口(23)，两个导电接口(23)通过横导杆(4)连接，在每个真空灭弧室(2)的下方还设有与绝缘拉杆(3)连接并通过绝缘拉杆(3)驱动上述动触头(22)上下移动的磁驱动机构(5)，在绝缘拉杆(3)的外围还设有使动触头(22)加速移动的加速器(6)，两个所述的磁驱动机构(5)由同一个控制电路控制进行同步驱动；所述加速器(6)包括传动臂(61)、滑块(62)和沿轴向朝绝缘拉杆(3)水平设置的滑筒(63)，所述滑块(62)滑动配合于所述滑筒(63)内，所述滑块(62)与滑筒(63)的底部之间抵靠设置有预紧的弹簧(64)，所述传动臂(61)的一端与所述绝缘拉杆(3)相铰接，该传动臂(61)的另一端与所述滑块(62)相铰接，当所述真空灭弧室(2)闭合时，所述传动臂(61)与绝缘拉杆(3)铰接的一端向上倾斜，当所述真空灭弧室(2)断开时，所述传动臂(61)与绝缘拉杆(3)铰接的一端向下倾斜；

所述高压双断口断路器的同步机构还包括用于支撑安装所述磁驱动机构(5)和加速器(6)的座体(7)，所述绝缘拉杆(3)的外围设有绝缘筒(8)，所述绝缘筒(8)的上端与所述真空灭弧室(2)的底部相固连，该绝缘筒(8)的下端与所述座体(7)固连。

2.根据权利要求1所述的高压双断口断路器的同步机构，其特征在于，同侧的所述导电杆(1)、动触头(22)、静触头(21)和绝缘拉杆(3)位于同一直线上。

3.根据权利要求1或2所述的高压双断口断路器的同步机构，其特征在于，所述横导杆(4)为直杆。

4.根据权利要求1所述的高压双断口断路器的同步机构，其特征在于，所述磁驱动机构(5)包括竖直方向上下两个相对设置的斥力线圈(51)，两所述斥力线圈(51)之间设有沿竖直方向往复运动的移动盘(52)，所述移动盘(52)的上端与所述绝缘拉杆(3)连接，该移动盘(52)的下端连接有行程片(54)，所述座体(7)自下向上安装有两个分别用于控制上下两斥力线圈(51)通电的行程开关(53)，所述行程片(54)设于两所述行程开关(53)之间。

5.根据权利要求4所述的高压双断口断路器的同步机构，其特征在于，所述座体(7)内设有缓冲柱(71)，所述缓冲柱(71)位于所述行程片(54)的正下方。