CN109494114A - 户外高海拔真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外高海拔真空断路器，包括绝缘筒和设于绝缘筒内的绝缘拉杆，绝缘拉杆和绝缘筒间设置有若干密封垫A和若干密封垫B，密封垫A和密封垫B的外侧壁均与绝缘筒的内壁过盈配合；密封垫A的内壁与绝缘杆的伞裙过盈配合，绝缘拉杆对应密封垫B的位置设置有光轴段，密封垫B的内侧与光轴段过盈配合。在绝缘筒内隔绝出多个封闭的腔，以此增大整体被击穿的难度，同时，由于其上会突出设置有伞裙，因此采用密封垫A与伞裙间接触形成密封结构，但由于绝缘拉杆是会发生移动的，因此，密封垫A与伞裙间密封的可靠性较低，因此设置光轴段与密封垫B接触来达到密封效果，使得整体的密封性更加牢靠，并且具备更加优良的抗击穿能力。

Description

户外高海拔真空断路器

技术领域

本发明涉及真空断路器领域，特别涉及一种户外高海拔真空断路器。

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。

其中，部分应用于高海拔的真空断路器，由于其使用场合的的环境比较恶劣，因此，对于真空断路器的安全可靠性要求会更高，同时，由于高海拔的空气密度低，使得断路器的散热难度增大、击穿电压降低，使其在使用过程中会出现绝缘筒内部空气被击穿的现象，严重影响真空断路器在高海拔地区的正常使用以及使用安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外高海拔真空断路器，其解决了高海拔使用导致的绝缘筒内部空气被击穿导致的一系列问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种户外高海拔真空断路器，包括绝缘筒和设于绝缘筒内的绝缘拉杆，所述绝缘拉杆和绝缘筒间设置有若干密封垫A和若干密封垫B，所述密封垫A和密封垫B的外侧壁均与绝缘筒的内壁过盈配合；所述密封垫A的内壁与绝缘杆的伞裙过盈配合，所述绝缘拉杆对应密封垫B的位置设置有光轴段，所述密封垫B的内侧与光轴段过盈配合。

如此设置，通过密封垫的设置，在绝缘筒内隔绝出多个封闭的腔，以此增大整体被击穿的难度，同时，由于绝缘拉杆并非圆杆设置，其上会突出设置有伞裙，因此，采用A、B两种类型的密封垫，密封垫A与伞裙间接触形成密封结构，但由于绝缘拉杆在分合闸过程中是会发生移动的，因此，密封垫A与伞裙间的接触密封的可靠性较低，因此同时设置光轴段与密封垫B接触来达到密封效果，使得整体的密封性更加牢靠，并且具备更加优良的抗击穿能力。

进一步优选为：所述绝缘筒的底端设置有加高树脂内芯形成加高结构，所述加高树脂内芯外侧包覆有绝缘树脂外套，所述绝缘拉杆的底端连接有绝缘加长杆，所述光轴段设于绝缘拉杆的端部以及绝缘加长杆上。

如此设置，通过加高设置，使绝缘筒更加长，既能加高爬距，同时内部所需击穿的空气也越多，另外，便于光轴段的设置，无需对绝缘拉杆进行改动，降低生产成本。

进一步优选为：所述密封垫A和密封垫B的一端端面上均设置有环形腔，所述环形腔于密封垫A和密封垫B的底部和内侧形成薄壁结构。

如此设置，首先能够减少材料使用，其次，由于绝缘拉杆是会移动的，因此，该设置能够保证顺畅活动的同时保持其与绝缘拉杆之间具有较好的密封性能。

进一步优选为：所述密封垫B的内壁端部向内翻折形成圆环形卷边。

由于光轴段与密封垫B的接触面积较大，因此，造成的阻力也就越大，通过上述的设置，可以增大密封垫B在经向上的伸缩性，从而降低密封垫B和光轴段之间的摩擦力，从而使绝缘拉杆在分合闸时更加快速。

进一步优选为：所述圆环形卷边沿环形腔的深度方向的直径呈渐小设置，且最大直径小于光轴段的直径。

如此设置，与光轴段之间的接触从原先的面接触变成两个位置的线接触，极大程度上减少两者的摩擦力，但是密封效果却任然非常优良。

进一步优选为：所述密封垫A的内壁沿环形腔深度的反方的直径呈渐小设置，且最大直径小于伞裙直径。

如此设置，在于合闸时绝缘拉杆向上移动，即向渐小的方向移动，提高密封效果，且在分闸时由于渐大设置又能渐小阻力。

进一步优选为：所述密封垫A的内壁端部以及圆环形卷边的端部均向内翻折形成有挡环。

如此设置，挡环设置进一步可以增加密封垫内部与绝缘拉杆之间的紧密度，增加接触密封性，同时密封垫A上的挡环还能起到防止伞裙在移动过程中与密封垫内壁发生脱离。

进一步优选为：所述圆环形卷边上的挡环端部背向环形槽腔的一侧设置有倾斜面，且所述圆环形卷边的挡环边缘设有向圆环形卷边相反的方向翘起圆弧形凸环。

如此设置，在绝缘拉杆合闸，即向上移动时由于倾斜面的设置可以更加轻松，而分闸即上下移动时，在圆弧形凸环的作用下保持两者具有很好的相互固定效果，使密封垫B与光轴段间接触不见密封性好，且不会存在相对滑动而影响最终的绝缘效果。

进一步优选为：所述密封垫B呈圆锥台结构设置，且所述密封垫B的锥端外径大于密封垫A的外径。

由于密封垫B主要设置在加高树脂内芯上，而树脂材料其热胀冷缩率会更大，因此，设置密封垫B的外径更大，同时通过圆锥台的设置方便其安装。

进一步优选为：所述密封垫A的一端端面设置有定位凸环、另一端端面设置有与定位凸环配合的定位凹槽；所述密封垫B的两端也设置有定位凸环和定位凹槽。

如此设置，通过定位凸环与定位凹槽的设置来实现多个密封垫A和密封垫B之间的定位，使得整体的绝缘性能更加优良。

进一步优选为：所述真空断路器还包括有弹性操作机构，所述弹簧操作机构包括驱动杆、输出轴组件、分闸机构和合闸机构，所述绝缘加长杆通过一连板与驱动杆连接，所述连板两端分别与绝缘加长杆和驱动杆枢接，所述分闸机构包括与驱动杆连接并提供分闸动作力的分闸簧；

所述合闸机构包括储能簧、连接于储能簧上的储能拐臂、与储能拐臂连接并带动储能拐臂转动的储能主轴、用于带动储能主轴(43)单向转动的单向离合组件、以及固设于储能主轴上用于单向离合组件产生合闸作用力的凸轮；

所述输出轴组件包括与驱动杆连接的连接臂、以及与凸轮配合的传动臂，所述驱动杆通过一沿宽度方向设置的腰型孔与连接臂连接。

如此设置，分闸操作通过分闸机构执行，在其执行过程中合闸机构对其没有影响，即分闸过程中，仅通过分闸簧实现，即分闸簧的速度可以通过分闸簧进行调节；而合闸则是通过储能簧上储能释放并作用在分闸簧上，克服其弹性力进行合闸，在调节好分闸簧的前提下，调节合闸簧的储能大小即可对合闸速度进行调节，使得整体的分合闸速度都能够得以保障。

进一步优选为：所述弹性操作机构还包括分闸半轴组件和合闸半轴组件，所述分闸半轴组件包括分闸半轴、分闸扣板、分闸掣子和转动臂，所述分闸半轴转动连接于弹性操作机构上，所述分闸扣板一端转动连接于一扣板轴转上、另一端与分闸半轴配合，所述分闸扣板与扣板轴间通过一扭簧弹性连接，所述分闸掣子转动连接于分闸扣板远离分闸半轴的一端、并通过一扭簧弹性连接，所述分闸掣子上设置有限制其向分闸方向转动的挡板，所述转动臂与传动臂间固定连接并与分闸掣子配合；

所述合闸半轴组件包括合闸半轴、合闸掣子和合闸滚轮，所述合闸半轴转动连接于弹簧操作机构上，所述合闸掣子转动连接于一掣子轴上并与掣子轴间通过一扭簧弹性连接，所述合闸掣子的一端与合闸半轴配合、另一端位于凹轮上方与合闸滚轮配合。

如此设置，通过使转动臂扣到分闸掣子上来保持合闸状态，此时，由于挡板的作用，将分闸簧的弹性力传递到分闸扣板上，而分闸扣板另一端则抵接在分闸半轴上，当分闸控制机构控制分闸半轴转动时，通过分闸半轴上的缺口使得分闸扣板转动，从而解除合闸掣子对转动臂的限定，在弹性力作用下进行分闸操作。在完成储能后，凹轮上的合闸滚轮抵设在合闸掣子合闸掣子的一端，合闸掣子的另一端低设在合闸半轴上限制其转动，当合闸控制机构控制合闸半轴转动时，合闸掣子在合闸滚轮的作用力下发生转动，解除对合闸滚轮的限制，使其在弹性力下复位，并在该过程中带动转动臂转动进行合闸操作。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过密封垫A、密封垫B以及加高树脂内芯的设置，来保证断路器的绝缘筒内部不会由于在高海拔地区使用时击穿;

2、采用新型的弹簧操作机构，在分闸时，分闸簧单独动作，调节方便且储能簧不会对其造成影响；在合闸时通过储能簧上的储能来克服分闸簧的弹性力，因此，合闸速度取决于分闸簧和储能簧上的储能大小，而两者又是单独作用的，因此，储能根据分闸簧的弹性力以及合闸速度进行调节即可，使得分合闸反应速度都能非常快速。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例中绝缘筒及其内部的结构示意图；

图3是本实施例中密封垫A和密封垫B的结构示意图；

图4是本实施例中密封垫A的结构示意图；

图5是本实施例中密封垫B的结构示意图；

图6是图3的A部放大图；

图7弹性操作机构的结构示意图；

图8是本实施例中合闸机构的结构示意图一；

图9是本实施例中合闸机构的结构示意图二；

图10是本实施例中分闸半轴组件的结构示意图一；

图11是实施例中分闸半轴组件的结构示意图二。

图中，1、箱体；2、绝缘筒；21、加高树脂内芯；22、绝缘树脂外套；23、绝缘拉杆；24、绝缘加长杆；25、连板；31、密封垫A；32、密封垫B；321、圆环形卷边；322、倾斜面；323、圆弧形凸环；41、环形腔；42、挡环；43、定位凸环；44、定位凹槽；5、驱动杆；51、腰型孔；52、分闸簧；6、弹性操作机构；61、机构板；621、储能簧；622、储能拐臂；623、储能主轴；624、单向离合组件；6241、驱动齿轮；6242、驱动爪；6243、凹轮；625、凸轮；631、连接臂；632、传动臂；71、分闸半轴；72、分闸扣板；73、分闸掣子；731、限位凸肋；74、转动臂；81、合闸半轴；82、合闸掣子。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：一种户外高海拔真空断路器，如图1所示，包括箱体1和三个绝缘筒2，三个绝缘筒2固定安装在箱体1上。

如图2所示，每个绝缘筒2内均设置有绝缘拉杆23，在绝缘筒2的底部设置有加高树脂内芯21，在加高树脂内芯21外侧包覆有绝缘树脂外套22，其中，加高树脂内芯21、绝缘筒2与箱体1之间通过多个连接螺栓连接固定，连接螺栓从箱体1内穿出箱体1、加高树脂内芯21后与绝缘筒2连接。

在绝缘拉杆23的底端连接有绝缘加长杆24，绝缘加长杆24一端连接在绝缘拉杆23上、另一端插入箱体1中。

在绝缘筒2内设置有四个密封垫A31和四个密封垫B32，密封垫A31和密封垫B32套设在绝缘拉杆23上。

结合附图3和图4，密封垫A31的一端端面上均设置有环形腔41，环形腔41于密封垫A31的底部和内侧形成薄壁结构。密封垫A31的外侧壁与绝缘筒2内部间过盈配合、内侧壁与绝缘杆的伞裙过盈配合。

密封垫A31的内壁沿环形腔41深度的反方的直径呈渐小设置，用以降低绝缘拉杆23移动时的阻力，其中，最大直径小于伞裙直径。

密封垫A31的内壁端部向内翻折形成有挡环42，挡环42呈水平设置。

密封垫A31的一端端面设置有定位凸环43、另一端端面设置有与定位凸环43配合的定位凹槽44，四个密封垫A31沿竖直方向之上而下一次设置，且下方的密封垫A31的定位凸环43卡入上方的密封垫A31的定位凹槽44上。

如图3和图5所示，密封垫B32的一端端面也设置有环形腔41，环形腔41于密封垫B32的底部和内侧形成薄壁结构。密封垫B32的内壁端部向内翻折形成有圆环形卷边321，圆环形卷边321沿环形腔41深度方向延伸设置，圆环形卷边321沿环形腔41的深度方向的直径呈渐小设置，且最大直径小于光轴段的直径。

在圆环形卷边321的端部向内翻折也形成有挡环42，其中，圆环形卷边321上的挡环42端部背向环形槽腔的一侧设置有倾斜面322（参见图6），且圆环形卷边321的挡环42边缘设有向圆环形卷边321相反的方向翘起圆弧形凸环323。

密封垫B32呈圆锥台结构设置，且密封垫B32的锥端外径大于密封垫A31的外径。

密封垫B32的两端也设置有定位凸环43和定位凹槽44，其安装与密封垫A31的安装相同。

参照图2，在绝缘拉杆23的底部设置有光轴段，绝缘加长杆24外表面也呈光滑设置形成光轴段，四个密封垫B32分别套设在绝缘拉杆23的底部和绝缘加长杆24上。

密封垫B32的外侧壁与绝缘筒2和加高树脂内芯21的内侧壁过盈配合，密封垫B32的圆环形卷边321顶部内侧与光轴段抵接，位于圆环形卷边321底部的圆弧形凸环323与光轴段抵接。

如图1和6所示，在箱体1内设置有弹性操作机构6，弹簧操作机构包括驱动杆5、输出轴组件、分闸机构和合闸机构，绝缘加长杆24穿入箱体1的一端枢接有连板25，连板25的另一端与驱动杆5枢接。

如图1所示，分闸机构包括与驱动杆5连接并提供分闸动作力的分闸簧52。

参照图7，合闸机构包括储能簧621、储能拐臂622、储能主轴623、单向离合组件624和凸轮625，储能簧621一端通过挂簧板连接在一转动轴上、另一端通过挂簧板转动连接在储能拐臂622的一端，转动轴转动连接在两机构板61上。

储能拐臂622另一端固定连接在储能主轴623上，储能主轴623转动连接在两机构板61上。

单向离合组件624包括驱动齿轮6241、驱动爪6242和凹轮6243，驱动齿轮6241转动连接在储能主轴623上，凹轮6243固定安装在储能主轴623上，且位于驱动齿轮6241的上方，在凹轮6243的凹陷处设置有一抵接面。

驱动爪6242转动连接在驱动齿轮6241上且位于驱动齿轮6241的上方，同时，在驱动齿轮6241上设置有一安装螺栓和限位螺栓，固定螺栓上安装有扭簧，扭簧的两扭转臂分别抵设在驱动爪6242和限位螺栓，驱动爪6242在扭簧的弹性力作用下保持与凹轮6243的侧壁抵设。

参照图8，凸轮625固定安装在储能主轴623上，且其位于驱动齿轮6241下方。

输出轴组件包括连接臂631和传动臂632，连接臂631和传动臂632一体设置，驱动杆5通过一沿宽度方向设置的腰型孔51与连接臂631连接。传动臂632的端部设置有滚轮，传动臂632与凸轮625共面设置，其设置有滚轮的一端与凸轮625配合使凸轮625可以带动传动臂632转动。

如图9所示，分闸半轴71组件包括分闸半轴71、分闸扣板72、分闸掣子73和转动臂74，分闸半轴71转动连接于两机构板61之间并受控于一分闸控制机构转动。

分闸扣板72一端转动连接于一扣板轴转上、另一端与分闸半轴71配合，分闸半轴71转至一定角度时，分闸扣板72的端部可以转至分闸半轴71的半轴口中。扣板轴固定连接在两机构板61之间，分闸扣板72与扣板轴间通过一扭簧弹性连接。

分闸掣子73转动连接于分闸扣板72远离分闸半轴71的一端、并通过一扭簧弹性连接，其中，扣板轴转的轴心、分闸掣子73与分闸扣板72的转动轴心、以及分闸半轴71的轴心呈三角形分布。另外，在分闸掣子73上设置限制其向分闸方向转动的限位凸肋731来保持合闸状态。

如图10所示，转动臂74与传动臂632间固定连接。传动臂632一端设置有滚轮，设有滚轮的一端与分闸掣子73配合，使转动臂74在转动过程中可以克服弹性力推动分闸掣子73转动，并且在合闸状态时，分闸掣子73抵住转动臂74限制其转动。

如图7所示，合闸半轴81组件包括合闸半轴81和合闸掣子82，合闸掣子82转动连接于一掣子轴上并与掣子轴间通过一扭簧弹性连接，掣子轴固定与两机构板61之间。

合闸滚轮转动连接于凹轮6243上方并与合闸掣子82共面设置，合闸掣子82的一端与合闸半轴81、另一端位于凹轮6243上方与合闸滚轮配合。当储能弹簧完成储能时，合闸滚轮与合闸掣子82抵接限制凹轮6243转动，当合闸半轴81转动一定角度后，合闸掣子82逆时针转动，此时限制解除，在弹性力作用下凹轮6243带动合闸滚轮复位。

使用时，预设此时未处于储能状态，此时分闸簧52处于拉伸状态，转动臂74低设在分闸掣子73上，分闸扣板72抵设在分闸半轴71上。

通过电机或通过手动控制储能手柄的方式进行储能操作，此时，棘轮转动带动传动齿轮转动，最后带动驱动齿轮6241转动，驱动齿轮6241转动至驱动爪6242与凹轮6243的抵接面抵设后，驱动齿轮6241继续转动开始带动凹轮6243转动，随着凹轮6243的转动，储能拐臂622转动拉绳储能簧621进行储能。

在快要完成储能时，通过电动或手动控制手动合分闸板的方式，控制分闸半轴71转动进行分闸操作，此时，分闸半轴71转动使得分闸扣板72在分闸簧52的弹性力作用下通过半轴槽发生转动，此时分闸掣子73的限制解除，转动臂74发生转动，分闸簧52收缩拉动驱动杆5移动进行分闸。

在分闸过程中，驱动齿轮6241继续转动，当完成储能后，凹轮6243上的合闸滚轮与合闸掣子82一端抵设，在合闸半轴81的阻挡下运动被锁死。但需要合闸时，通过电动或手动控制手动合分闸板的方式，控制合闸半轴81转动，合闸半轴81转动解除对合闸掣子82的限定，使得合闸掣子82在合闸滚轮的推动下发生转动，而合闸滚轮则回复到初始位置，在改过程中，凸轮625在转动过程中会推动传动臂632发生转动，再通过传动臂632推动连接臂631转动，使得驱动杆5转动并带动驱动杆5移动完成分闸动作。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种户外高海拔真空断路器，包括绝缘筒(2)和设于绝缘筒(2)内的绝缘拉杆(23)，其特征是：所述绝缘拉杆(23)和绝缘筒(2)间设置有若干密封垫A(31)和若干密封垫B(32)，所述密封垫A(31)和密封垫B(32)的外侧壁均与绝缘筒(2)的内壁过盈配合；所述密封垫A(31)的内壁与绝缘杆的伞裙过盈配合，所述绝缘拉杆(23)对应密封垫B(32)的位置设置有光轴段，所述密封垫B(32)的内侧与光轴段过盈配合。

2.根据权利要求1所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述绝缘筒(2)的底端设置有加高树脂内芯(21)形成加高结构，所述加高树脂内芯(21)外侧包覆有绝缘树脂外套(22)，所述绝缘拉杆(23)的底端连接有绝缘加长杆(24)，所述光轴段设于绝缘拉杆(23)的端部以及绝缘加长杆(24)上。

3.根据权利要求1或2所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫A(31)和密封垫B(32)的一端端面上均设置有环形腔(41)，所述环形腔(41)于密封垫A(31)和密封垫B(32)的底部和内侧形成薄壁结构。

4.根据权利要求3所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫B(32)的内壁端部向内翻折形成圆环形卷边(321)。

5.根据权利要求4所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述圆环形卷边(321)沿环形腔(41)的深度方向的直径呈渐小设置，且最大直径小于光轴段的直径。

6.根据权利要求4所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫A(31)的内壁沿环形腔(41)深度的反方的直径呈渐小设置，且最大直径小于伞裙直径。

7.根据权利要求5所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫A(31)的内壁端部以及圆环形卷边(321)的端部均向内翻折形成有挡环(42)。

8.根据权利要求7所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述圆环形卷边(321)上的挡环(42)端部背向环形槽腔的一侧设置有倾斜面(322)，且所述圆环形卷边(321)的挡环(42)边缘设有向圆环形卷边(321)相反的方向翘起圆弧形凸环(323)。

9.根据权利要求2所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫B(32)呈圆锥台结构设置，且所述密封垫B(32)的锥端外径大于密封垫A(31)的外径。

10.根据权利要求1或2或9所述的户外高海拔真空断路器，其特征是：所述密封垫A(31)的一端端面设置有定位凸环(43)、另一端端面设置有与定位凸环(43)配合的定位凹槽(44)；所述密封垫B(32)的两端也设置有定位凸环(43)和定位凹槽(44)。