CN109360763B - 一种新型空气绝缘真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型空气绝缘真空断路器，属于电气设备领域，其包括断路器壳体、操作机构、灭弧装置、保护系统和触点系统，灭弧装置中的灭弧室中设置有电磁铁、永磁滑块和机械滑块，下触点固定安装在机械滑块，机械滑块由电磁铁和永磁滑块的配合带动左右滑动，从而带动下触点左右移动并与上触点接触和分离，实现闭合和断开。通过将整个动力系统设置在真空灭弧室内，避免在真空灭弧室和密封气室内外传动而影响密封性，增加了真空断路器气密性和使用寿命。本发明提供的断路器具有气密性好和使用寿命长和方便维护的优点。

Description

一种新型空气绝缘真空断路器

技术领域

本发明属于电气设备领域，尤其涉及一种新型空气绝缘真空断路器。

背景技术

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器。低压断路器又称自动开关，俗称“空气开关”也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

但在传统的真空断路器中，如专利号为：201410818595.1的发明专利所提供的断路器，其有一系列的操作机构结合真空灭弧室、上下触点等实现断路器的功能，上下触点的连接和断开需要操作结构的机械传动，但是相对运动的两个部件之间的间隙通常采用软质绝缘密封连接，但由于相对运动容易造成软质密封材料损坏而影响密封性，导致降低了真空灭弧室和气室的使用寿命。

发明内容

基于现有技术存在上述问题，本发明提供一种新型空气绝缘真空断路器，其包括断路器壳体、操作机构、灭弧装置、保护系统和触点系统，灭弧装置中的灭弧室中设置有电磁铁、永磁滑动块和机械滑动块，下触点固定安装在机械滑动块，机械滑动块由电磁铁和永磁滑动块的配合带动左右滑动，从而带动下触点左右移动并与上触点接触和分离，实现闭合和断开。通过将整个动力系统设置在真空灭弧室内，避免在真空灭弧室和密封气室内外传动而影响密封性，增加了真空断路器气密性和使用寿命。

本发明通过以下详细技术方案达到目的：

一种新型空气绝缘真空断路器，其包括断路器壳体、操作机构、灭弧装置、保护系统和触点系统；所述断路器壳体使用SMC板将内部空间分割成多个腔室，包括操作室和密封气室；所述的保护系统包括过电流脱扣器、欠电压脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器，保护系统和操作机构固定安装在断路器壳体中的操作室中，并且保护系统通过操作机构传动连接到触点系统，所述的灭弧装置包括真空灭弧室，真空灭弧室通过螺纹密封安装到密封气室中，真空灭弧室的底部两侧设置有微型电磁铁；所述的触点系统包括上固定触点、下滑动触点、机械滑动块、永磁滑动块、导磁隔片和传动拉绳；所述的上固定触点安装在真空灭弧室的上部并穿过真空灭弧室壁和密封气室壁与断路器的上接线口连接，上固定触点与真空灭弧室壁和密封气室壁通过注塑密封方式连接；所述的下滑动触点固定安装在机械滑动块上且通过软性导电材料连接到固定在真空灭弧室下部的固定连接点上，固定连接点穿过真空灭弧室壁和密封气室壁与断路器的下接线口连接；所述的机械滑动块通过设置在导磁隔片上表面的第一限位导轨滑动连接到导磁隔片上，所述的上第一限位导轨两端的导磁隔片处各设置有一个穿孔，穿孔上安装有换向轮；所述的导磁隔片下表面与第一限位导轨对应处设置有第二限位导轨，所述的永磁滑动块通过第二限位导轨滑动连接到导磁隔片下表面；所述的传动拉绳具有两条，第一传动拉绳一端固定在机械滑动块上，另一端经过导磁隔片上的换向轮换向后固定在永磁滑动块上；第二传动拉绳采用与第一传动拉绳相同的方式并与第一传动拉绳对称地连接到机械滑动块和永磁滑动块上；所述的密封气室底部外壁处设置有导电片，所述的导电片连接真空灭弧室底部远离触点的电磁铁及电源；导电片下设置有“T”形导电连杆，导电连杆滑动安装在断路器壳体上且“T”形的竖杆下部通过绝缘杆与操作机构传动连接，由操作机构带动上下滑动；所述的“T”形导电连杆滑动到最顶时，横杆上部与导电片通电连接，“T”形导电连杆下方设置有限位导电基座，导电连杆滑动到最底时，横杆下部与限位导电基座通电接触；所述的导电连杆分别导电连接到真空灭弧室底部电磁铁和电源，所述的限位导电基座导电连接到真空灭弧室底部靠近触点的电磁铁及电源，导电连杆滑动到最顶部时，电源、导电连杆、导电片和远离触点的电磁铁形成回路；导电连杆滑动到最底部时，电源、导电连杆、限位导电基座和靠近触点的电磁铁形成回路，通过操作机构和保护系统的触发，带动“T”形导电连杆上下滑动，从而形成不同的电回路，使用电磁铁和永磁滑动块的配合带动机械滑动块的滑动，机械滑动块滑动到左边时，下触点远离上触点，断路器断开；机械滑动块滑动到右边时，下触点与上触点接触通电，断路器闭合。

其中，所述的导磁隔片为三层结构，面层和底层结构为硬质SMC板，中间层为导磁材料制成的磁场屏蔽板，硬质SMC板可以绝缘也具有足够的强度进行机械运动和承受摩擦，同时中间夹有导磁材料，如硅钢等可以屏蔽磁场，避免电磁铁和永磁滑动块地磁场影响到真空灭弧室。

其中，所述的真空灭弧室顶部设置有端盖，端盖通过螺纹密封连接到真空灭弧室，在灭弧室顶部设置有端盖，可以在灭弧内部器件出现问题时，打开端盖对内部器件进行维修，无需将气室拆开，损坏气室，方便维护。

其中，所述的真空灭弧室的端盖和真空灭弧室连接处，真空灭弧室和气室连接处设置有密封胶圈，设置有密封垫圈可以增加气密性。

本发明具有的有益效果是：

1、灭弧装置中的灭弧室中设置有电磁铁、永磁滑动块和机械滑动块，下触点固定安装在机械滑动块，机械滑动块由电磁铁和永磁滑动块的配合通过传动拉绳带动左右滑动，从而带动下触点左右移动并与上触点接触和分离，实现闭合和断开。将动力系统设置在真空灭弧室内，避免在真空灭弧室和密封气室内外传动而影响密封性，真空灭弧室和气室之间的各个连接部件均可以采用固定的密封连接方式，而无需因为需要活动连接而使用软性材料或者留有间隙，固定的密封连接增加了真空断路器气密性和使用寿命。

2、真空灭弧室的一端设置有端盖，端盖通过螺纹的方式连接到真空灭弧室，在真空灭弧室中的电气元件损坏时可以通过打开端盖，即可对真空灭弧室中的电气元件进行维修或者方便，而无需采用传统的维修方式，先打开气室，再打开真空灭弧室才能维护。简化了维护流程和工作量，同时避免了气室的损坏，增加了整个断路器的寿命。

附图说明

图1，一种新型空气绝缘真空断路器的结构示意图。

图2，一种新型空气绝缘真空断路器的导磁隔片的正面剖视结构示意图。

图3，一种新型空气绝缘真空断路器的导磁隔片的侧视结构示意图。

图4，一种新型空气绝缘真空断路器的导磁隔片的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如附图1和2所示的一种新型空气绝缘真空断路器，其包括断路器壳体1、操作机构2、灭弧装置3和触点系统4；所述断路器壳体1使用SMC板将内部空间分割成多个腔室，包括操作室11和密封气室12；所述的操作机构2固定安装在断路器壳体1中的操作室11中并且传动连接到触点系统4，所述的灭弧装置3包括真空灭弧室31，所述的真空灭弧室31顶部设置有端盖32，端盖32通过螺纹密封连接到真空灭弧室31，真空灭弧室31再通过螺纹密封安装到密封气室12中，真空灭弧室31的底部两侧设置有微型电磁铁33；所述的触点系统4包括上固定触点41、下滑动触点42、机械滑动块43、永磁滑动块44、导磁隔片45和传动拉绳46；所述的上固定触点41安装在真空灭弧室31的上部并穿过真空灭弧室31壁和密封气室12壁与断路器的上接线口连接，上固定触点41与真空灭弧室31壁和密封气室12壁通过注塑密封方式连接；所述的下滑动触点42固定安装在机械滑动块43上且通过软性导电材料连接到固定在真空灭弧室31下部的固定连接点上，固定连接点穿过真空灭弧室31壁和密封气室12壁与断路器的下接线口连接；所述的机械滑动块43通过设置在导磁隔片45上表面的第一限位导轨451滑动连接到导磁隔片45上，所述的上第一限位导轨451两端的导磁隔片45处各设置有一个穿孔，穿孔上安装有换向轮452；所述的导磁隔片45下表面与第一限位导轨451对应处设置有第二限位导轨451，所述的永磁滑动块44通过第二限位导轨451滑动连接到导磁隔片45下表面；所述的传动拉绳46具有两条，第一传动拉绳46一端固定在机械滑动块43上，另一端经过导磁隔片45上的换向轮452换向后固定在永磁滑动块44上；第二传动拉绳46采用与第一传动拉绳46相同的方式并与第一传动拉绳46对称地连接到机械滑动块43和永磁滑动块44上；所述的密封气室12底部外壁处设置有导电片5，所述的导电片5连接真空灭弧室31底部远离触点的电磁铁33及电源；导电片5下设置有“T”形导电连杆6，导电连杆6滑动安装在断路器壳体1上且“T”形的竖杆下部通过绝缘杆与操作机构2传动连接，由操作机构2带动上下滑动；所述的“T”形导电连杆6滑动到最顶时，横杆上部与导电片5通电连接，“T”形导电连杆6下方设置有限位导电基座7，导电连杆6滑动到最底时，横杆下部与限位导电基座7通电接触；所述的导电连杆6分别导电连接到真空灭弧室31底部电磁铁33和电源，所述的限位导电基座7导电连接到真空灭弧室31底部靠近触点的电磁铁33及电源，导电连杆6滑动到最顶部时，电源、导电连杆6、导电片5和远离触点的电磁铁33形成回路；导电连杆6滑动到最底部时，电源、导电连杆6、限位导电基座7和靠近触点的电磁铁33形成回路。

作为优选实施例，所述的导磁隔片45为三层结构，面层和底层结构为硬质SMC板，中间层为导磁材料制成的磁场屏蔽板。

作为优选实施例，所述的真空灭弧室31的端盖32和真空灭弧室31连接处，真空灭弧室31和气室连接处设置有密封胶圈。

作为优选实施例，所述的机械滑动块43底部设置有弹珠限位结构，所述的导磁隔片45靠近电磁铁33的两端分别设置有与弹珠限位结构相配合的半球凹位453。

上述实施例中的断路器在制作的时候，气室和真空灭弧室31中的的各个通电原件可以直接使用注塑密封或者其他固定的方式，从而增加了气室和真空灭弧室31的气密性。

断路器在使用的时候，可以手动通过对操作机构2(如专利号：201410818595.1中由气室外的各种机械组件组成的操作机构2)控制“T”形导电连杆6向上滑动，使“T”形导电连杆6的上部横杆与导电片5接触，电源、导电连杆6、导电片5和远离触点的电磁铁33形成回路，电磁铁33运作对永磁滑动块44进行吸引，使永磁滑动块44远离触点运动，连接在永磁滑动块44上的传动拉绳46受力并在换向轮452的作用下对机械滑动块43产生拉力，拉动机械滑动块43并带动下触点向上触点靠近并接触，接通主电路，此时机械滑动块43下部的弹珠限位结构运动到导磁隔片45的凹位453上并凸出卡接在凹位453上，固定机械滑动块43的位置，保证上下触点接触良好。

当需要断开的时候，可以对操作机构2进行操作，控制“T”形导电连杆6向下滑动，使“T”形导电连杆6的上部横杆的下表面与限位导电基座7接触，电源、导电连杆6、限位导电基座7和远离触点的电磁铁33形成回路，电磁铁33运作对永磁滑动块44进行吸引，使永磁滑动块44靠近触点运动，连接在永磁滑动块44上的传动拉绳46受力并在换向轮452的作用下对机械滑动块43产生拉力，拉动机械滑动块43并带动下触点向远离上触点的方向运动，断开主电路，此时机械滑动块43下部的弹珠限位结构运动到导磁隔片45另一端的凹位453上并凸出卡接在凹位453上，固定机械滑动块43的位置，避免机械滑动块43自由滑动从而形成误操作。

实施例二：

本实施例与实施例一相比，本实施例中的操作室11里安装了常规断路器用的多种保护系统，所述的保护系统包括过电流脱扣器、欠电压脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器，保护系统固定安装在断路器壳体1中的操作室11里并且通过操作传动连接到触点系统4。使本实施例通过中的断路器具有多种保护功能，包括多电流保护、欠电压保护和过热保护，并且可以远程控制断路器闭合或者断开。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种空气绝缘真空断路器，其包括断路器壳体、操作机构、灭弧装置、保护系统和触点系统；所述断路器壳体使用SMC板将内部空间分割成多个腔室，包括操作室和密封气室；所述的保护系统包括过电流脱扣器、欠电压脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器，保护系统和操作机构固定安装在短路器壳体中的操作室中，并且保护系统通过操作机构传动连接到触点系统，其特征在于，所述的灭弧装置包括真空灭弧室，真空灭弧室通过螺纹密封安装到密封气室中，真空灭弧室的底部两侧设置有微型电磁铁；所述的触点系统包括上固定触点、下滑动触点、机械滑动块、永磁滑动块、导磁隔片和传动拉绳；所述的上固定触点安装在真空灭弧室的上部并穿过真空灭弧室壁和密封气室壁与断路器的上接线口连接，上固定触点与真空灭弧室壁和密封气室壁通过注塑密封方式连接；所述的下滑动触点固定安装在机械滑动块上且通过软性导电材料连接到固定在真空灭弧室下部的固定连接点上，固定连接点穿过真空灭弧室壁和密封气室壁与断路器的下接线口连接；所述的机械滑动块通过设置在导磁隔片上表面的第一限位导轨滑动连接到导磁隔片上，所述的第一限位导轨两端的导磁隔片处各设置有一个穿孔，穿孔上安装有换向轮；所述的导磁隔片下表面与第一限位导轨对应处设置有第二限位导轨，所述的永磁滑动块通过第二限位导轨滑动连接到导磁隔片下表面；所述的传动拉绳具有两条，第一传动拉绳一端固定在机械滑动块上，另一端经过导磁隔片上的换向轮换向后固定在永磁滑动块上；第二传动拉绳采用与第一传动拉绳相同的方式并与第一传动拉绳对称地连接到机械滑动块和永磁滑动块上；所述的密封气室底部外壁处设置有导电片，所述的导电片连接真空灭弧室底部远离触点的电磁铁及电源；导电片下设置有“T”形导电连杆，导电连杆滑动安装在短路器壳体上且“T”形的竖杆下部通过绝缘杆与操作机构传动连接，由操作机构带动上下滑动；所述的“T”形导电连杆滑动到最顶时，横杆上部与导电片通电连接，“T”形导电连杆下方设置有限位导电基座，导电连杆滑动到最底时，横杆下部与限位导电基座通电接触；所述的导电连杆分别导电连接到真空灭弧室底部电磁铁和电源，所述的限位导电基座导电连接到真空灭弧室底部靠近触点的电磁铁及电源，导电连杆滑动到最顶部时，电源、导电连杆、导电片和远离触点的电磁铁形成回路；导电连杆滑动到最底部时，电源、导电连杆、限位导电基座和靠近触点的电磁铁形成回路。

2.根据权利要求1所述的一种空气绝缘真空断路器，其特征在于，所述的导磁隔片为三层结构，面层和底层结构为硬质SMC板，中间层为导磁材料制成的磁场屏蔽板。

3.根据权利要求1所述的一种空气绝缘真空断路器，其特征在于，所述的真空灭弧室顶部设置有端盖，端盖通过螺纹密封连接到真空灭弧室。

4.根据权利要求1或3所述的一种空气绝缘真空断路器，其特征在于，所述的真空灭弧室的端盖和真空灭弧室连接处，真空灭弧室和气室连接处设置有密封胶圈。

5.根据权利要求1所述的一种空气绝缘真空断路器，其特征在于，所述的机械滑动块底部设置有弹珠限位结构，所述的导磁隔片靠近电磁铁的两端分别设置有与弹珠限位结构相配合的半球凹位。