CN109755065B - 一种用于负荷开关的灭弧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及负荷开关技术领域，尤其是一种用于负荷开关的灭弧机构，包括与负荷开关并联的真空灭弧室，所述真空灭弧室在负荷开关断开时承受电流，并在负荷开关形成防击穿电压的断开距离之后断开，这样在负荷开关断开时负荷开关的电流分流至真空灭弧室，电流不会收缩到负荷开关的触头刚分离的一点上,避免出现电极间电阻剧烈增大、温度急速提高，从而避免极强烈的发射和间隙击穿产生的真空电弧，解决了负荷开关的灭弧问题，可以省去复杂的气体灭弧装置，当然气体灭弧装置仍可保留，进一步提高安全性。

Description

一种用于负荷开关的灭弧机构

技术领域

本发明涉及负荷开关技术领域，尤其是一种用于负荷开关的灭弧机构。

背景技术

负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。负荷开关是一种电气开关，用于传输和断开电网的额定电流，它在断开状态下要保持根据标准规定的空气中的开断距离。因为当负荷开关断开一定数值的电流时,动静触头在分离的瞬间,电流收缩到触头刚分离的一点上,出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高,直至发生电极金属的蒸发,同时形成极高的电场强度,导致极强烈的发射和间隙击穿,产生真空电弧,负荷开关必须具备熄灭电弧的能力，电弧的功率由额定电压或要断开的额定电流确定。

负荷开关有几种，例如压气式负荷开关，其工作过程是：分闸时，在分闸弹簧的作用下，主轴顺时针旋转，一方面通过曲柄滑块机构使活塞向上移动，将气体压缩；另一方面通过两套四连杆机构组成的传动系统，使主闸刀先打开，然后推动灭弧闸刀使弧触头打开，气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。再例如产气式负荷开关，是将电弧引到两侧能够产生灭弧气体的小缝隙里，这样通过压力的增加和隔离距离的变化，电流一过零就灭掉。

以上两种负荷开关，不管是刀片式或圆柱式开关，都有产生和喷出较大气体量的特点，此气体可能影响相间的隔离距离，加大了限制此现象的结构设计工作，此外由于气体喷出时的方向性，许多次断开动作之后，开关的部件可能受污染并且降低电气强度，此外，现有的负荷开关灭弧效果不稳定，有可能不能灭弧；而且在潮湿或污秽环境下运行，灭弧能力降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种用于负荷开关的灭弧机构，解决现有的负荷开关采用气体灭弧存在的安全性低、结构复杂的问题。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

本发明的用于负荷开关的灭弧机构，包括与负荷开关并联的真空灭弧室，所述真空灭弧室在负荷开关断开时承受电流，并在负荷开关形成防击穿电压的断开距离之后断开，所述真空灭弧室的额定电流小于630A。

本发明所述负荷开关和真空灭弧室的静触头由第一导电体电性连接，所述负荷开关和真空灭弧室的动触头由第二导电体电性连接，所述第二导电体的一端与所述负荷开关的动触头保持滑动电连接状态，所述第二导电体的另外一端与所述真空灭弧室的动触头保持滑动电连接状态，所述负荷开关和真空灭弧室的动触头分别由相应的动导电杆驱动。

本发明所述真空灭弧室和负荷开关均由操动机构控制分合，所述操动机构包括主动轴和从动轴，所述从动轴固定连接在所述主动轴上且与所述主动轴保持水平位置，所述主动轴上安装有拐臂，所述主动轴通过从动轴和拐臂驱动所述负荷开关的动导电杆运动，所述从动轴上安装有连板，所述主动轴通过从动轴和连板驱动所述真空灭弧室的动导电杆运动，且所述真空灭弧室的动导电杆在负荷开关形成防击穿电压的断开距离之后开始进行断开动作。

本发明所述主动轴的一端可转动地安装在支撑板上，所述主动轴的另外一端由驱动组件驱动，所述从动轴的一端借助连接臂与所述主动轴连接，所述从动轴的另外一端置于所述支撑板的导向槽内且在该导向槽内自由移动。

本发明所述拐臂的拐角部套接在所述主动轴上且与所述主动轴间隙配合，所述拐臂的第一连接部套接所述从动轴且与所述从动轴过盈配合，所述拐臂的第二连接部固定连接驱动杆的一端，所述驱动杆的另外一端与所述负荷开关的动导电杆铰接。

本发明所述连板的一端套接所述从动轴且与所述从动轴过盈配合，所述连板的另外一端铰接于铰接臂的一端，所述铰接臂的另外一端与所述真空灭弧室的动导电杆铰接。

本发明所述第一导电体和第二导电体均为铜排。

本发明的用于负荷开关的灭弧机构的有益效果是：

1、本发明的用于负荷开关的灭弧机构包括与负荷开关并联的真空灭弧室，所述真空灭弧室在负荷开关断开时承受电流，并在负荷开关形成防击穿电压的断开距离之后断开，这样在负荷开关断开时负荷开关的电流分流至真空灭弧室，电流不会收缩到负荷开关的触头刚分离的一点上,避免出现电极间电阻剧烈增大、温度急速提高，从而避免极强烈的发射和间隙击穿产生的真空电弧，解决了负荷开关的灭弧问题，可以省去复杂的气体灭弧装置，当然气体灭弧装置仍可保留，进一步提高安全性；

2、真空灭弧室的额定电流小于630A，负荷开关关断时通过真空灭弧室进行灭弧，该种额定电流小于630A的真空灭弧室具有重量轻、环保、体积小、机械寿命长、电弧不外露、维护工作量少、适应恶劣工况和无环境污染等优点，通过额定电流小于630A的真空灭弧室和负荷开关的配合使用可以替代大型的真空灭弧室，成本大大降低，而安全性有保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本实施例的用于负荷开关的灭弧机构的整体结构示意图；

图2是本实施例的主动轴和从动轴的安装结构示意图；

图3是本实施例的拐臂和连板的安装结构示意图。

其中：负荷开关1、真空灭弧室2、第一导电体3、第二导电体4、主动轴51、从动轴52、拐臂53、驱动杆54、连板55、铰接臂56、连接臂57、支撑板6、导向槽61、驱动轴7、箱体8。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本实施例的用于负荷开关的灭弧机构包括与负荷开关1并联的真空灭弧室2，真空灭弧室2在负荷开关1断开时承受电流，并在负荷开关1形成防击穿电压的断开距离之后断开，其中真空灭弧室2的额定电流小于630A，例如型号为ZKTJ-125/1140的小型真空灭弧室，上述真空灭弧室2具有重量轻、环保、体积小、机械寿命长、电弧不外露、维护工作量少、适应恶劣工况和无环境污染等优点，负荷开关1借助真空灭弧室2进行灭弧可以大大提高安全性，在负荷开关1断开时负荷开关1的电流分流至真空灭弧室2，电流不会收缩到负荷开关1的触头刚分离的一点上,避免出现电极间电阻剧烈增大、温度急速提高，从而避免极强烈的发射和间隙击穿产生的真空电弧，解决了负荷开关的灭弧问题，可以省去复杂的气体灭弧装置，当然气体灭弧装置仍可保留，进一步提高安全性，此外，通过额定电流小于630A的真空灭弧室和负荷开关的配合使用可以替代大型的真空灭弧室(例如型号为TD-12/630-20的大型真空灭弧室)，成本大大降低，而安全性有保障。

本实施例负荷开关1和真空灭弧室2的静触头由第一导电体3电性连接，负荷开关1和真空灭弧室2的动触头由第二导电体4电性连接，第二导电体4的一端与负荷开关1的动触头保持滑动电连接状态，第二导电体4的另外一端与真空灭弧室2的动触头保持滑动电连接状态，负荷开关1和真空灭弧室2的动触头分别由相应的动导电杆驱动，其中第一导电体3和第二导电体4均为铜排，当然也可以根据具体需求采用其他导电结构进行电性连接。

为了能够实现“真空灭弧室2在负荷开关1形成防击穿电压的断开距离之后断开”，本实施例还提供一种操动机构，真空灭弧室2和负荷开关1均由操动机构控制分合，操动机构包括主动轴51和从动轴52，主动轴51的一端可转动地安装在支撑板6上，主动轴51的另外一端由驱动组件驱动，该驱动组件安装在箱体8内，该驱动组件包括与主动轴51的端部刚性连接的驱动轴7，该驱动轴7的外端具有可以连接操动工具的接头，可以通过手动操动驱动轴7，另外，驱动轴7还可以由电机驱动，电机通过齿轮组驱动驱动轴7转动，为了提高安全性，驱动轴7上还会安装分合闸自锁结构。

本实施例的从动轴52固定连接在主动轴51上且与主动轴51平行，主动轴51上安装有拐臂53，主动轴51通过从动轴52和拐臂53驱动负荷开关1的动导电杆运动，从动轴52上安装有连板55，主动轴51通过从动轴52和连板55驱动真空灭弧室2的动导电杆运动，且真空灭弧室2的动导电杆在负荷开关1形成防击穿电压的断开距离之后开始进行断开动作。

具体地，负荷开关1的动导电杆的驱动结构如下：拐臂53的拐角部套接在主动轴51上，拐臂53的第一连接部套接从动轴52且与从动轴52过盈配合，拐臂53的第二连接部固定连接驱动杆54的一端，驱动杆54的另外一端与负荷开关1的动导电杆铰接，主动轴51依次通过从动轴52、拐臂53和驱动杆54驱动负荷开关1的动导电杆运动。

具体地，真空灭弧室2的动导电杆的驱动结构如下：连板55的一端套接从动轴52且与从动轴52过盈配合，连板55的另外一端铰接于铰接臂56的一端，铰接臂56的另外一端与真空灭弧室2的动导电杆铰接，主动轴51依次通过从动轴52、连板55和铰接臂56驱动真空灭弧室2的动导电杆运动。

为了让真空灭弧室2在负荷开关1安全断开之后再断开，从动轴52的一端借助连接臂57与主动轴51连接，从动轴52的另外一端置于支撑板6的导向槽61内且在该导向槽61内自由移动，该导向槽61为弧形槽，通过导向槽61来限定从动轴52的偏转轨迹，而从动轴52的偏转轨迹决定了真空灭弧室2的动导电杆的行程，通过合理设计导向槽61的弧度以及从动轴52和主动轴51的距离便可控制真空灭弧室2的断开时间点，从而确保真空灭弧室2的动导电杆在负荷开关1形成防击穿电压的断开距离之后开始进行断开动作。

这样在负荷开关1断开时负荷开关1的电流分流至真空灭弧室2，电流不会收缩到负荷开关1的触头刚分离的一点上,避免出现电极间电阻剧烈增大、温度急速提高，从而避免极强烈的发射和间隙击穿产生的真空电弧，解决了负荷开关的灭弧问题，可以省去复杂的气体灭弧装置，当然气体灭弧装置仍可保留，进一步提高安全性，此外，负荷开关1关断时通过真空灭弧室2进行灭弧，真空灭弧室2具有重量轻、环保、体积小、机械寿命长、电弧不外露、维护工作量少、适应恶劣工况和无环境污染等优点。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种用于负荷开关的灭弧机构，其特征在于：包括与负荷开关(1)并联的真空灭弧室(2)，所述真空灭弧室(2)在负荷开关(1)断开时承受电流，并在负荷开关(1)形成防击穿电压的断开距离之后断开，所述真空灭弧室(2)的额定电流小于630A；

所述负荷开关(1)和真空灭弧室(2)的静触头由第一导电体(3)电性连接，所述负荷开关(1)和真空灭弧室(2)的动触头由第二导电体(4)电性连接，所述第二导电体(4)的一端与所述负荷开关(1)的动触头保持滑动电连接状态，所述第二导电体(4)的另外一端与所述真空灭弧室(2)的动触头保持滑动电连接状态，所述负荷开关(1)和真空灭弧室(2)的动触头分别由相应的动导电杆驱动；

所述真空灭弧室(2)和负荷开关(1)均由操动机构控制分合，所述操动机构包括主动轴(51)和从动轴(52)，所述从动轴(52)固定连接在所述主动轴(51)上且与所述主动轴(51)保持水平位置，所述主动轴(51)上安装有拐臂(53)，所述主动轴(51)通过从动轴(52)和拐臂(53)驱动所述负荷开关(1)的动导电杆运动，所述从动轴(52)上安装有连板(55)，所述主动轴(51)通过从动轴(52)和连板(55)驱动所述真空灭弧室(2)的动导电杆运动，且所述真空灭弧室(2)的动导电杆在负荷开关(1)形成防击穿电压的断开距离之后开始进行断开动作；

所述主动轴(51)的一端可转动地安装在支撑板(6)上，所述主动轴(51)的另外一端由驱动组件驱动，所述从动轴(52)的一端借助连接臂(57)与所述主动轴(51)连接，所述从动轴(52)的另外一端置于所述支撑板(6)的导向槽(61)内且在该导向槽(61)内自由移动。

2.根据权利要求1所述的用于负荷开关的灭弧机构，其特征在于：所述拐臂(53)的拐角部套接在所述主动轴(51)上且与所述主动轴(51)间隙配合，所述拐臂(53)的第一连接部套接所述从动轴(52)且与所述从动轴(52)过盈配合，所述拐臂(53)的第二连接部固定连接驱动杆(54)的一端，所述驱动杆(54)的另外一端与所述负荷开关(1)的动导电杆铰接。

3.根据权利要求1所述的用于负荷开关的灭弧机构，其特征在于：所述连板(55)的一端套接所述从动轴(52)且与所述从动轴(52)过盈配合，所述连板(55)的另外一端铰接于铰接臂(56)的一端，所述铰接臂(56)的另外一端与所述真空灭弧室(2)的动导电杆铰接。

4.根据权利要求3所述的用于负荷开关的灭弧机构，其特征在于：所述第一导电体(3)和第二导电体(4)均为铜排。