CN111584298A - 一种高可靠性的高压真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种高可靠性的高压真空断路器，包括真空断路器外壳，并在真空断路器外壳上安装内部处于真空状态的灭弧室，所述灭弧室的上分别设有与高压线路连接的静触杆和动触杆，并且所述静触杆和所述动触杆相对的一端在所述灭弧室的内部活动接合，所述动触杆处于所述灭弧室内部的部分套接有用于保持所述灭弧室内部密封状态的不锈钢波纹管；所述灭弧室的内部处于所述动触杆的外侧设有灭弧机构，所述动触杆分闸后所述灭弧机构处于所述静触杆和所述动触杆之间用于阻隔电弧，通过在触头之间设有阻隔电弧的灭弧机构，当动触杆分闸断开时，灭弧机构能阻隔在两个触头之间，能有效降低触头分闸后电弧生成的机率。

Description

一种高可靠性的高压真空断路器

技术领域

本发明实施例涉及真空断路器技术领域，具体涉及一种高可靠性的高压真空断路器。

背景技术

真空断路器是在配电网中应用较为普及的一种断路器，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。

现有的真空断路器的触头在分闸、合闸的过程中，是通过两个相对的触头闭合或分开实现分闸、合闸的目的，由于常规触头的移动较慢且行程较短，导致在分闸、合闸的过程中会产生大量电弧，从而导致真空断路器内温度迅速升高，从而可能会损坏真空断路器，并且在分闸后触头间距较小，因此触头之间仍可能产生电弧，导致断开的线路被接通从而产生危害。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种高可靠性的高压真空断路器，以解决现有技术中的分闸后触头之间仍可能产生电弧导致线路被接通的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种高可靠性的高压真空断路器，包括真空断路器外壳，并在真空断路器外壳上安装且内部处于真空状态的灭弧室，所述灭弧室上分别设有与高压线路连接的静触杆和动触杆，并且所述静触杆和所述动触杆相对的一端在所述灭弧室的内部活动接合，所述动触杆的一端延伸出所述灭弧室的外侧并与之滑动连接，所述动触杆处于所述灭弧室内部的部分套接有用于保持所述灭弧室内部密封状态的不锈钢波纹管；

所述动触杆自上到下依次分为处于所述灭弧室内部的触头段、处于所述灭弧室外侧的螺纹段和齿条段，所述灭弧室上设有套接在动触杆上螺纹段处用于自动分闸的回位分闸弹簧，并且处于所述灭弧室的侧方安装有于所述动触杆上齿条段啮合并带动所述动触杆自动合闸的触头推进机构；

所述灭弧室的内部处于所述动触杆的外侧设有灭弧机构，所述动触杆分闸后所述灭弧机构处于所述静触杆和所述动触杆之间用于阻隔电弧。

作为本发明的一种优选方案，所述灭弧机构包括与所述灭弧室固定连接分布在所述静触杆和所述动触杆之间的绝缘安装环，所述绝缘安装环的内部转动连接有两组配合覆盖所述静触杆底端的活动绝缘片，并且所述绝缘安装环内设有用于支撑两组所述活动绝缘片的支撑凸块。

作为本发明的一种优选方案，所述活动绝缘片尾端设有与所述绝缘安装环转动连接的连接轴，并且所述连接轴两端处于所述绝缘安装环内部的部分连接有用于提供扭力的扭簧。

作为本发明的一种优选方案，所述活动绝缘片整体呈扇形结构，并且所述活动绝缘片的靠近外侧扇形部分逐渐变薄，并且两组所述活动绝缘片重叠后两组所述活动绝缘片的扇形部分发生重叠。

作为本发明的一种优选方案，所述绝缘安装环的内侧设有两个用于支撑两组所述活动绝缘片的支撑凸块，所述活动绝缘片的扇形部分通过两个所述支撑凸块支撑处于水平状态。

作为本发明的一种优选方案，所述动触杆的螺纹段上活动连接有用于挤压所述回位分闸弹簧的调节螺母，通过调整所述调节螺母的松紧程度以及所述回位分闸弹簧的弹力。

作为本发明的一种优选方案，所述动触杆的顶端触头段设有绕所述动触杆外周分布的倒角，并且所述静触杆的底端设有与所述动触杆顶端配合的触头座，所述触头座的下表面设有漏斗形的触头导向槽，并且所述触头导向槽的底面与所述动触杆的顶端面吻合。

作为本发明的一种优选方案，所述触头推进机构包括安装在所述灭弧室侧方的电机，并且所述电机的输出端连接有与所述动触杆外侧齿条段啮合的绝缘传动齿轮，所述电机上通过设检测控制单元对线路电性连接进行实时监测从而制所述电机的开关。

作为本发明的一种优选方案，所述静触杆和所述动触杆上皆套接有用于与所述灭弧室密封的密封圈，并且所述动触杆上的密封圈与所述动触杆的顶端固定连接，所述动触杆通过所述不锈钢波纹管与所述灭弧室伸缩时保持密封状态。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明通过在触头之间设有阻隔电弧的灭弧机构，当动触杆分闸断开时，灭弧机构能阻隔在两个触头之间，能有效降低触头分闸后电弧生成的机率；

(2)本发明通过将上下活动实现分闸、合闸效果的动触杆分为触头段、螺纹段和齿条段，便于和外部结构交互实现快速分闸、合闸的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的整体正面剖视图；

图2为本发明实施方式中的灭弧机构俯视图；

图3为本发明实施方式中的连接轴局部连接示意图；

图4为本发明实施方式中的动触杆结构示意图；

图5为本发明实施方式中的触头座连接示意图。

图中：1-灭弧室；2-静触杆；3-动触杆；4-不锈钢波纹管；5-回位分闸弹簧；6-触头推进机构；7-灭弧机构；8-调节螺母；

201-触头座；202-触头导向槽；

601-电机；602-绝缘传动齿轮；603-检测控制单元；

701-绝缘安装环；702-活动绝缘片；7021-连接轴；7022-扭簧；703-支撑凸块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供了一种高可靠性的高压真空断路器，具体包括真空断路器外壳，并在真空断路器外壳上安装内部处于真空状态的灭弧室1，灭弧室1的上分别设有与高压线路连接的静触杆2和动触杆3，并且静触杆2和动触杆3相对的一端在灭弧室1的内部活动接合，动触杆3的一端延伸出灭弧室1的外侧并与之滑动连接，动触杆3处于灭弧室1内部的部分套接有用于保持灭弧室1内部密封状态的不锈钢波纹管4。

静触杆2和动触杆3上皆套接有用于与灭弧室1密封的密封圈，并且动触杆3上的密封圈与动触杆3的顶端固定连接，动触杆3通过不锈钢波纹管4与灭弧室1伸缩时保持密封状态。

动触杆3自上到下依次分为处于灭弧室1内部的触头段、处于灭弧室1外侧的螺纹段和齿条段，灭弧室1上设有套接在动触杆3上螺纹段处用于自动分闸的回位分闸弹簧5，并且处于灭弧室1的侧方安装有于动触杆3上齿条段啮合并带动动触杆3自动合闸的触头推进机构6。

触头推进机构6包括安装在灭弧室1侧方的电机601，并且电机601的输出端连接有与动触杆3外侧齿条段啮合的绝缘传动齿轮602，电机601上通过设检测控制单元603对线路电性连接进行实时监测从而制电机601的开关。

灭弧室1的内部处于动触杆3的外侧设有灭弧机构7，动触杆3分闸后灭弧机构7处于静触杆2和动触杆3之间用于阻隔电弧。

灭弧机构7包括与灭弧室1固定连接分布在静触杆2和动触杆3之间的绝缘安装环701，绝缘安装环701的内部转动连接有两组配合覆盖静触杆2底端的活动绝缘片702，并且绝缘安装环701内设有用于支撑两组活动绝缘片702的支撑凸块703。

活动绝缘片702尾端设有与绝缘安装环701转动连接的连接轴7021，并且连接轴7021两端处于绝缘安装环701内部的部分连接有用于提供扭力的扭簧7022。

活动绝缘片702整体呈扇形结构，并且活动绝缘片702的靠近外侧扇形部分逐渐变薄，并且两组活动绝缘片702重叠后两组活动绝缘片702的扇形部分发生重叠。

绝缘安装环701的内侧设有两个用于支撑两组活动绝缘片702的支撑凸块703，活动绝缘片702的扇形部分通过两个支撑凸块703支撑处于水平状态。

动触杆3的螺纹段上活动连接有用于挤压回位分闸弹簧5的调节螺母8，通过调整调节螺母8的松紧程度以及回位分闸弹簧5的弹力。

动触杆3的顶端触头段设有绕动触杆3外周分布的倒角，并且静触杆2的底端设有与动触杆3顶端配合的触头座201，触头座201的下表面设有漏斗形的触头导向槽202，并且触头导向槽202的底面与动触杆3的顶端面吻合。

作为本实施方式的创新点：

1、通过在触头之间设有阻隔电弧的灭弧机构，当动触杆3分闸断开时，灭弧机构能阻隔在两个触头之间，能有效降低触头分闸后电弧生成的机率；

2、通过将上下活动实现分闸、合闸效果的动触杆3分为触头段、螺纹段和齿条段，便于和外部结构交互实现快速分闸、合闸的目的。

使用时，将外界的高压电线从静触头2的外侧端接入，从动触杆3的外侧端输出，并使用检测控制单元603实时检测电流负荷，在高压电线正常状态时，检测控制单元603控制电机601输出端转动，带动与之啮合的动触杆3向上移动，同时带动调节螺母8上升挤压回位分闸弹簧5，随着动触杆3向上移动顶开灭弧结构7的两个活动绝缘片702，直至动触杆3顶端的触头段伸入静触头2底端的触头座201内与触头导向槽202接触，使得高压电线通过本装置连通并进行保护。

当线路中发生超负荷时，与线路电性连接的检测控制单元603检测到负载信号，此时检测控制单元603控制电机601停止运行，此时动触杆3不再受到传导齿轮602啮合向上的推力，此时被压缩的回位分闸弹簧5开始释放，带动动触杆3向下移动脱离静触杆2的触头座201，可通过拧紧调节螺母8增强回位分闸弹簧5的弹性，进而提升动触杆3下降的速度，直至传导齿轮602与动触杆3的螺纹段接触，此时动触杆3的顶端下降至灭弧机构7的下方，通过灭弧机构7在动触杆3和静触头2之间形成阻隔，防止动触杆3和静触头2之间形成真空电弧。

其中，在动触杆3下降的过程中，动触杆3脱离触头座201的一瞬间，电流集中到动触杆3与触头座201接触的一点上，此时电极之间的电阻剧烈增大同时该区域内的温度迅速提高，触头接触部位表面在高温作用下散发出金属蒸汽，导致强烈的间隙击穿从而产生真空电弧，随着动触杆3与静触头2之间的距离增大，真空电弧快速向四周扩散持续减少，因此在动触杆3完全下降后与静触头2之间不易产生真空电弧。

由于绝缘安装环701内的两个活动绝缘片702在连接轴7021和扭簧7022的作用下开始向中心处转动，在动触杆3脱离触头座201后，两个活动绝缘片702从动触杆3的两侧伸入到静触头2和动触杆3之间形成阻隔，并随着动触杆3持续下降两个活动绝缘片702覆盖静触头2的面积越大，当动触杆3完全下降后，两个活动绝缘片702完全覆盖静触头2，进一步降低了动触杆3和静触头2之间形成真空电弧的机率。

通过将两个活动绝缘片702的一端设为扇形的薄片结构，当两个活动绝缘片702在转动下降的过程中不易相互抵接形成拱形结构，并且在两个活动绝缘片702被支撑凸块703支撑时处于水平状态，此时两个活动绝缘片702完全覆盖静触头2，其扇形部分形成双层的弧形薄片结构不易产生空隙且不易被真空电弧击穿。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种高可靠性的高压真空断路器，包括真空断路器外壳，并在真空断路器外壳上安装且内部处于真空状态的灭弧室(1)，所述灭弧室(1)上分别设有与高压线路连接的静触杆(2)和动触杆(3)，并且所述静触杆(2)和所述动触杆(3)相对的一端在所述灭弧室(1)的内部活动接合，其特征在于：所述动触杆(3)的一端延伸出所述灭弧室(1)的外侧并与之滑动连接，所述动触杆(3)处于所述灭弧室(1)内部的部分套接有用于保持所述灭弧室(1)内部密封状态的不锈钢波纹管(4)；

所述动触杆(3)自上到下依次分为处于所述灭弧室(1)内部的触头段、处于所述灭弧室(1)外侧的螺纹段和齿条段，所述灭弧室(1)上设有套接在动触杆(3)上螺纹段处用于自动分闸的回位分闸弹簧(5)，并且处于所述灭弧室(1)的侧方安装有于所述动触杆(3)上齿条段啮合并带动所述动触杆(3)自动合闸的触头推进机构(6)；

所述灭弧室(1)的内部处于所述动触杆(3)的外侧设有灭弧机构(7)，所述动触杆(3)分闸后所述灭弧机构(7)处于所述静触杆(2)和所述动触杆(3)之间用于阻隔电弧。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述灭弧机构(7)包括与所述灭弧室(1)固定连接分布在所述静触杆(2)和所述动触杆(3)之间的绝缘安装环(701)，所述绝缘安装环(701)的内部转动连接有两组配合覆盖所述静触杆(2)底端的活动绝缘片(702)，并且所述绝缘安装环(701)内设有用于支撑两组所述活动绝缘片(702)的支撑凸块(703)。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述活动绝缘片(702)尾端设有与所述绝缘安装环(701)转动连接的连接轴(7021)，并且所述连接轴(7021)两端处于所述绝缘安装环(701)内部的部分连接有用于提供扭力的扭簧(7022)。

4.根据权利要求3所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述活动绝缘片(702)整体呈扇形结构，并且所述活动绝缘片(702)的靠近外侧扇形部分逐渐变薄，并且两组所述活动绝缘片(702)重叠后两组所述活动绝缘片(702)的扇形部分发生重叠。

5.根据权利要求4所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述绝缘安装环(701)的内侧设有两个用于支撑两组所述活动绝缘片(702)的支撑凸块(703)，所述活动绝缘片(702)的扇形部分通过两个所述支撑凸块(703)支撑处于水平状态。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述动触杆(3)的螺纹段上活动连接有用于挤压所述回位分闸弹簧(5)的调节螺母(8)，通过调整所述调节螺母(8)的松紧程度以及所述回位分闸弹簧(5)的弹力。

7.根据权利要求1所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述动触杆(3)的顶端触头段设有绕所述动触杆(3)外周分布的倒角，并且所述静触杆(2)的底端设有与所述动触杆(3)顶端配合的触头座(201)，所述触头座(201)的下表面设有漏斗形的触头导向槽(202)，并且所述触头导向槽(202)的底面与所述动触杆(3)的顶端面吻合。

8.根据权利要求1所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述触头推进机构(6)包括安装在所述灭弧室(1)侧方的电机(601)，并且所述电机(601)的输出端连接有与所述动触杆(3)外侧齿条段啮合的绝缘传动齿轮(602)，所述电机(601)上通过设检测控制单元(603)对线路电性连接进行实时监测从而制所述电机(601)的开关。

9.根据权利要求1所述的一种高可靠性的高压真空断路器，其特征在于，所述静触杆(2)和所述动触杆(3)上皆套接有用于与所述灭弧室(1)密封的密封圈，并且所述动触杆(3)上的密封圈与所述动触杆(3)的顶端固定连接，所述动触杆(3)通过所述不锈钢波纹管(4)与所述灭弧室(1)伸缩时保持密封状态。

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