CN111952112B - 一种柱上真空断路器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柱上真空断路器，其包括底座和极柱，底座内设有合闸动力机构、分闸动力机构、传动机构和分合闸机构，分合闸机构包括与极柱中动触头连接的绝缘拉杆，传动机构包括主轴、分设在主轴两侧的竖板以及位于两块竖板之间的联动板，竖板上设有两条分别沿竖直方向和水平方向延伸的腰形孔，腰形孔内滑动连接有限位柱；限位柱包括中心柱以及分别通过连接件可拆卸连接在中心柱两端的滑环；主轴和联动板上均设有两个分别对齐并可供中心柱穿出的通孔，绝缘拉杆的底端设有供中心柱穿出的贯穿孔，腰形孔的宽度大于通孔的内径并可供滑环穿入；滑环上设有过渡件和限位件。本申请具有方便更换限位柱、传动机构运行稳定的效果。

Description

一种柱上真空断路器

技术领域

本申请涉及断路器的技术领域，尤其是涉及一种柱上真空断路器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下电流的开关装置。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，具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中被广泛应用。

相关技术中，公开号为CN201289816Y的中国专利公开了一种户外高压永磁式真空断路器，它包括底座、设置在底座上的三个极柱和设置在底座内的永磁式操作机构，极柱中设有与动触头绝缘连接的绝缘拉杆。永磁式操作机构包括水平设置的传动主轴、驱动臂、通过驱动臂带动传动主轴沿水平方向往复运动的永磁驱动机构、三个被传动主轴带动以驱动相应的绝缘拉杆沿垂直方向往复运动的传动机构。该发明的传动机构通过传动主轴在底座上沿水平方向的腰形孔运动以驱动绝缘拉杆竖向运动，从而实现断路器的分合闸。

针对上述中的相关技术，驱动臂或分闸弹簧驱动传动主轴运动时，传动主轴受到的作用力并非正好沿水平方向，而是通过传动相支架上腰形的传动轴孔配合传动主轴侧面的限位柱以限制传动主轴的运动方向。因而在断路器每次分合闸时，限位柱与传动轴孔的内壁均会产生相对移动而受到磨损，当磨损达到一定程度后限位柱与传动轴孔的内壁会因间隙过大而导致传动主轴运动不稳定，为保障断路器的稳定运行则需拆换传动主轴或传动相支架。

但上述户外高压永磁式真空断路器中的传动相支架固定设置在底座上，而传动主轴上连接有多个诸如驱动臂等其他零部件，若更换传动主轴则需联动解除其与装配在其上的其他零部件的连接关系，拆换时操作不便，有待改进。

发明内容

针对相关技术存在的不足，本申请的目的是提供一种柱上真空断路器，其具有方便更换限位柱、传动机构运行稳定的效果。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种柱上真空断路器，包括底座和设置在底座上的极柱，所述底座内设有合闸动力机构、分闸动力机构、传动机构和分合闸机构，所述分合闸机构包括与极柱中动触头绝缘连接的绝缘拉杆，所述传动机构包括主轴、分设在主轴两侧并与底座固定连接的竖板以及位于两块竖板之间的联动板，所述竖板上设有两条分别沿竖直方向和水平方向延伸的腰形孔，每个腰形孔内均滑动连接有穿设在主轴和联动板中的限位柱；所述限位柱包括中心柱以及分别通过至少一组连接件可拆卸连接在中心柱两端的滑环，所述中心柱的长度等于两块联动板的间距；所述主轴和联动板上均设有两个分别对齐并可供中心柱穿出的通孔，所述绝缘拉杆的底端设有供中心柱穿出并和位于上侧的通孔对齐的贯穿孔，所述腰形孔的宽度大于通孔的内径并可供滑环穿入；所述滑环上设有用于减小其表面磨损量的过渡件以及用于限制滑环从腰形孔脱出的限位件。

通过采用上述技术方案，合闸动力机构和分闸动力机构工作时通过传动机构驱动分合闸机构运行，从而实现断路器的分合闸动作。主轴在合闸动力机构或分闸动力机构作用下移动时，穿设在沿水平方向延伸的腰形孔中的限位柱会沿该腰形孔滑移，进而使联动板驱动穿设在沿竖直方向延伸的腰形孔中的限位柱沿该腰形孔滑移，从而使绝缘拉杆竖向运动并实现分合闸。传动机构工作时，位于中心柱端部的滑环会沿腰形孔滑动并与腰形孔的内壁产生摩擦，过渡件起到保护滑环周向侧壁的作用，使得滑环的外壁不易产生磨损、延长了限位柱的使用寿命。

此外，限位柱装配到位后两个滑环分别位于主轴和联动板相背的一侧，滑环可有效避免中心柱从主轴和联动板脱出、中心柱的稳定性好。限位件用于限制滑环从腰形孔脱出，提高了限位柱的稳定性。在传动机构频繁工作导致限位柱与腰形孔内壁磨损严重时，先使限位件与竖板分离以解除滑环的限位状态，操作人员可将限位柱从竖板、主轴和联动板取出以实现拆换，相较于更换主轴的方式操作简便、拆装效率高。并且由于滑环与腰形孔的相对运动方式为滑动，而中心柱与通孔或贯穿孔的相对运动方式为转动，因此滑环相较于中心柱更容易被磨损，在滑环的磨损程度大而中心柱轻微损耗时，操作人员可单独拆换滑环而无需拆换整根限位柱，更换成本小且节约资源。

优选的，所述滑环的圆周面上设有一端开口的球形滚槽，所述过渡件包括转动连接在球形滚槽中的滚球，所述滚球的重心位于球形滚槽内且外露的部分小于滚球体积的一半。

通过采用上述技术方案，滑环位于腰形孔时，滚球抵接在腰形孔的侧壁上；在主轴驱动限位柱水平移动时，滚球会沿腰形孔的侧壁滚动，从而将滑动摩擦转换为滚动摩擦，有助于滑环沿腰形孔顺畅滑移，传动机构的传动效率和分合闸动力机构的工作效率高。

优选的，所述腰形孔的内壁上设有沿其长度方向延伸的移动槽，所述移动槽远离联动板的一侧设有供滚球移入移动槽的缺口；当所述滚球从缺口移入移动槽时，所述滚球的端部与移动槽远离腰形孔的内壁贴合。

通过采用上述技术方案，装配限位柱时，滚球可从缺口伸入移动槽中，在滑环水平滑移的过程中，滚球会沿移动槽滚动，此时移动槽不仅起到导向限位的作用，使得滚球不会脱出移动槽；还能限制滑环沿垂直于水平延伸的腰形孔的方向偏移，进一步提高了限位柱的稳定性。

优选的，所述连接件包括固定于滑环内壁且带弹性的连接块，所述中心柱的圆周侧壁上设有两个呈环形并可分别供各连接块卡入的连接槽，所述连接槽与中心柱侧面的最小间距等于连接块与滑环远离主轴端面的间距。

通过采用上述技术方案，滑环与中心柱通过连接块形变并卡入连接槽中定位，装配时操作简便、拆装效率高。此外，在滚球表面磨损大而使滑环与腰形孔的侧壁接触时，滑环由于受力方向的变化会相对腰形孔转动，连接槽呈环形使连接块可随滑环相对中心柱转动，避免连接块卡死而影响滑环移动的顺畅度。

优选的，所述连接块呈半球形且半径等于连接槽的最大深度。

通过采用上述技术方案，连接块与连接槽侧壁的接触面为弧面，两者的接触面积大、滑环与中心柱装配后的稳定性高。并且连接块卡入连接槽时其与中心柱侧壁的接触面积小，两者相对移动时产生的摩擦损耗小。

优选的，所述中心柱相对的两个侧壁上均设有和与其相近的连接槽连通的导向槽，所述导向槽的宽度不小于连接块的直径，所述导向槽的最大深度小于连接槽的最大深度。

通过采用上述技术方案，导向块在连接块伸入连接槽时起到导向的作用，提高了滑环与中心柱的装配效率。

优选的，所述中心柱的侧面设有沿其长度方向延伸的扁平孔，所述滑环为透明环且远离主轴的一侧固定有拉环。

通过采用上述技术方案，连接块沿连接槽转动并与导向槽的开口错开后，人们可将扁平杆穿入扁平孔中以带动中心柱转动，使得连接块与导向槽对齐，此时人们可通过拉环将滑环向远离中心柱的一侧拉动，从而实现滑环与中心柱的拆分。滑环为透明环使得连接块的位置可视，有助于连接块与导向槽对齐。

优选的，所述中心柱的周向侧壁上设有两个分别与贯穿孔或主轴和联动板上通孔对齐的环形槽，所述环形槽中可拆卸连接有外径与中心柱直径相等的转动环。

通过采用上述技术方案，限位柱装配到位后中心柱上的两个转动环分别与通孔或贯穿孔对齐，主轴驱动穿设在水平的腰形孔中的限位柱滑移时，转动环会与通孔或贯穿孔的侧壁相对转动并与产生磨损，转动环损耗大后人们可将其从中心柱上拆除，以便更换新的与通孔适配的转动环。

优选的，所述转动环包括两个抵接半环，其中一个抵接半环的一侧设有至少两个卡块、另一个抵接半环上设有与卡块数量相等且分别过盈配合的卡槽。

通过采用上述技术方案，转动环由两个抵接半环组成，且两个抵接半环通过卡块和卡槽过盈配合相连，拆装方便且两者的连接强度高。

优选的，所述滑环的长度大于腰形孔的深度，所述限位件包括固定在滑环侧壁远离环形槽一端的限位环，所述限位环靠近竖板的一侧固定有与竖板贴合的橡胶垫。

通过采用上述技术方案，固定于两个滑环上的限位环可分别限制限位柱沿垂直于水平延伸的腰形孔的方向水平滑动，使得滚球移至与缺口对齐时滑环不易脱出腰形孔。橡胶垫贴合在竖板的一侧，起到保护竖板表面与限位环不被磨损的作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.主轴在合闸动力机构或分闸动力机构的作用下移动时，限位柱与主轴、联动板和竖板会产生磨损，人们可将限位柱单独拆除以更换与磨损后主轴、联动板和竖板适配的限位柱，相较于拆换主轴的方式操作简便、保障了传动机构的稳定运行；

2.限位柱包括中心柱和滑环，且滑环的外径大于中心柱的直径，在限位柱装配于传动机构后，滑环可限制中心柱向垂直于水平延伸的腰形孔的方向水平移动，提高了限位柱的稳定性；且中心柱与滑环通过连接块形变并卡入连接槽相连，两者拆装方便，有助于单独拆换滑环以降低更换成本；

3.滚球和移动槽配合可将滑环相对腰形孔移动时的滑动摩擦转换为滚动摩擦，提高了传动机构的工作效率。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例隐藏底座后的结构示意图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图4是本实施例中限位柱与传动机构分离时的局部爆炸示意图；

图5是本实施例中限位柱的爆炸示意图。

附图标记：1、底座；11、盖板；12、安装螺栓；2、极柱；3、合闸动力机构；4、分闸动力机构；5、传动机构；51、主轴；52、竖板；521、腰形孔；522、移动槽；523、缺口；53、联动板；54、通孔；6、绝缘拉杆；61、贯穿孔；7、限位柱；71、中心柱；711、连接槽；712、导向槽；713、扁平孔；714、环形槽；715、转动环；716、抵接半环；717、卡块；718、卡槽；719、拆装槽；72、滑环；721、连接块；722、拉环；723、球形滚槽；8、限位环；81、橡胶垫；9、滚球。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本实施例公开了一种柱上真空断路器，如图1、图2所示，包括底座1和安装在底座1上的三根极柱2，底座1的前后两侧均铰接有盖板11，盖板11与底座1通过安装螺栓12相连。底座1内安装有合闸动力机构3、分闸动力机构4、传动机构5和分合闸机构，分合闸机构包括与极柱2中的动触头绝缘连接的绝缘拉杆6，传动机构5与绝缘拉杆6联动。合闸动力机构3工作时可通过传动机构5驱使分合闸机构合闸、分闸动力机构4工作时可通过传动机构5驱使分合闸动力机构3分闸。

如图2、图3所示，传动机构5包括主轴51、两块分设在主轴51前后两侧的竖板52以及位于两块竖板52之间的联动板53，主轴51位于联动板53的前侧。主轴51与合闸动力机构3和分闸动力机构4相连，其中合闸动力机构3可驱使主轴51左移、分闸动力机构4可驱使主轴51右移；两块竖板52均与底座1固定连接。

如图3、图4所示，两块竖板52上均设有两条分别对齐的腰形孔521，其中一条腰形孔521沿竖直方向延伸、另一条腰形孔521沿水平方向延伸，并且沿竖直方向延伸的腰形孔521位于沿水平方向延伸的腰形孔521的上侧。主轴51对应每相极柱2的位置均设有一个供中心柱71穿出的通孔54，联动板53上开设有两个供中心柱71穿出的通孔54，其中主轴51上的通孔54与联动板53上位于下侧的通孔54对齐，通孔54的内径小于腰形孔521的宽度；绝缘拉杆6的底端设有贯穿孔61，贯穿孔61的内径等于通孔54的内径并与联动板53上位于上侧的通孔54对齐。

如图3、图4所示，任意两条相互对齐的腰形孔521内均滑动连接有限位柱7，限位柱7包括中心柱71以及分别连接在中心柱71两端的滑环72，滑环72由透明材料制成，滑环72与中心柱71通过两组沿中心柱71的中轴线呈周向设置的连接件可拆卸连接。中心柱71的外径略小于通孔54的内径且穿设在通孔54中、滑环72的外径略小于腰形孔521的宽度且滑动连接在腰形孔521中，滑环72的长度大于腰形孔521的深度。主轴51在合闸动力机构3或分闸动力机构4的作用下移动时，穿设在水平延伸的腰形孔521中的限位柱7会带动联动板53移动，进而使联动板53驱动穿设在竖向延伸的腰形孔521中的限位柱7移动，从而使绝缘拉杆6纵向移动并实现分合闸。

如图4、图5所示，连接件包括固定在滑环72内壁上且呈半球形的连接块721，连接块721由弹性材料制成并可产生形变；中心柱71的圆周侧壁上设有两个环形的连接槽711，连接槽711与中心柱71侧面的最小间距等于连接块721与滑环72远离主轴51的端面的间距，连接槽711的截面为半圆形且该半圆的半径略大于连接块721的半径，因而连接块721的半径等于连接槽711的最大深度。滑环72与中心柱71通过连接块721的自身形变并卡入连接槽711中连接定位，两者拆装方便，有助于人们单独更换滑环72以降低限位柱7的更换成本。

如图4、图5所示，中心柱71相对的两个侧壁上均设有两条导向槽712，两条导向槽712分别和与其相近的连接槽711连通，导向槽712的截面呈弧形且宽度不小于连接块721的直径、导向槽712的最大深度小于连接槽711的最大深度。导向块在连接块721移入连接槽711时起到导向的作用，减小了中心柱71的表面损耗。

如图4、图5所示，中心柱71的侧面设有沿其长度方向延伸的扁平孔713，滑环72远离主轴51的一侧固定有两根拉环722。扁平孔713可供与其适配的扁平杆件穿入，进而带动中心柱71相对滑环72转动，有助于连接块721和导向槽712的开口对齐，便于人们拆分滑环72和中心柱71。拉环722具有方便人手伸入以带动滑环72向远离中心柱71的一侧移动的效果。

如图4、图5所示，滑环72上连接有用于限制其从腰形孔521脱出的限位件，限位件包括固定在滑环72侧壁的限位环8，限位环8位于滑环72远离主轴51的一端，且限位环8靠近竖板52的一侧固定有与竖板52贴合的橡胶垫81。限位柱7装配到位后两个限位环8可阻挡限位柱7沿前后方向移动，避免限位柱7与传动机构5分离；橡胶垫81起到保护竖板52与限位环8的作用，避免两者相对移动时产生磨损。

如图4、图5所示，滑环72上设有两组过渡件，滑环72的圆周外壁上设有两个一端开口的球形滚槽723，过渡件包括转动连接在球形槽中的滚球9，滚球9的重心位于球形滚槽723内且外露的部分小于滚球9体积的一半。腰形孔521相对的两个内壁上均设有沿其长度方向延伸的移动槽522，移动槽522远离联动板53的内壁上设有缺口523，滚球9可从该缺口523伸入移动槽522中，滚球9位于移动槽522时与移动槽522的侧壁贴合。滑环72沿腰形孔521滑动时，滚球9可沿移动槽522滚动，提高了滑环72滑移的顺畅度以及传动机构5的工作效率。

如图4、图5所示，中心柱71的周向侧壁上设有与两个环形槽714，其中一个环形槽714与联动板53上的通孔54对齐，另一个环形槽714与贯穿孔61或主轴51上的通孔54对齐，环形槽714中可拆卸连接有转动环715。转动环715可代替中心柱71相对通孔54或贯穿孔61转动，使得中心柱71表面不易产生磨损，方便人们局部拆换磨损程度大的转动环715。

如图4、图5所示，转动环715包括两个抵接半环716，其中一个抵接半环716靠近另一个抵接半环716的一侧固定有两个卡块717，另一个抵接半环716靠近该抵接半环716的端面设有两个卡槽718，两个卡块717分别与两个卡槽718过盈配合。两个抵接半环716通过卡块717和卡槽718过盈配合相连，拆装方便。抵接半环716的外壁上设有拆装槽719，拆装槽719沿倾斜延伸并可供杆件插入以便拆分两个抵接半环716。

本实施例的实施原理：主轴51在合闸动力机构3或分闸动力机构4的作用下移动，导致限位柱7与主轴51、联动板53和竖板52产生磨损时，先转动中心柱71以使连接块721与导向槽712对齐，再移动主轴51以使滚球9与缺口523对齐，然后通过拉环722带动滑环72向远离中心柱71的一侧移动，从而实现滑环72与中心柱71的拆分，此时中心柱71由于不再受到滑环72的限位可从通孔54拔出，拆装方便。在转动环715磨损严重时，人们可将杆件插入拆装槽719中，进而驱动两个抵接半环716分离并实现转动环715的拆除。上述拆换限位柱7的方式相较于拆换主轴51操作更加简便，且限位柱7中的各部件可被局部拆换，更换成本小、节约资源。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用于限制本申请，凡在本申请的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柱上真空断路器，包括底座(1)和设置在底座(1)上的极柱(2)，所述底座(1)内设有合闸动力机构(3)、分闸动力机构(4)、传动机构(5)和分合闸机构，所述分合闸机构包括与极柱(2)中动触头绝缘连接的绝缘拉杆(6)，其特征在于：所述传动机构(5)包括主轴(51)、分设在主轴(51)两侧并与底座(1)固定连接的竖板(52)以及位于两块竖板(52)之间的联动板(53)，所述竖板(52)上设有两条腰形孔(521)，其中一条腰形孔(521)沿竖直方向延伸、另一条腰形孔(521)沿水平方向延伸，每个腰形孔(521)内均滑动连接有穿设在主轴(51)和联动板(53)中的限位柱(7)；所述限位柱(7)包括中心柱(71)以及两个滑环(72)，其中一个滑环(72)通过至少一组连接件可拆卸连接在中心柱(71)的一端，另一个滑环(72)通过至少一组连接件可拆卸连接在中心柱(71)的另一端，所述中心柱(71)的长度等于两块联动板(53)的间距；所述主轴(51)对应每相极柱(2)的位置均设有一个供中心柱(71)穿出的通孔(54)，所述联动板(53)上开设有两个供中心柱(71)穿出的通孔(54)，其中所述主轴(51)上的通孔(54)与联动板(53)上位于下侧的通孔(54)对齐，所述绝缘拉杆(6)的底端设有供中心柱(71)穿出并和联动板(53)上位于上侧的通孔(54)对齐的贯穿孔(61)，所述腰形孔(521)的宽度大于通孔(54)的内径并可供滑环(72)穿入；所述滑环(72)上设有用于减小其表面磨损量的过渡件以及用于限制滑环(72)从腰形孔(521)脱出的限位件；所述滑环(72)的圆周面上设有一端开口的球形滚槽(723)，所述过渡件包括转动连接在球形滚槽(723)中的滚球(9)，所述滚球(9)的重心位于球形滚槽(723)内且外露的部分小于滚球(9)体积的一半。

2.根据权利要求1所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述腰形孔(521)的内壁上设有沿其长度方向延伸的移动槽(522)，所述移动槽(522)远离联动板(53)的一侧设有供滚球(9)移入移动槽(522)的缺口(523)；当所述滚球(9)从缺口(523)移入移动槽(522)时，所述滚球(9)的端部与移动槽(522)远离腰形孔(521)的内壁贴合。

3.根据权利要求1所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述连接件包括固定于滑环(72)内壁且带弹性的连接块(721)，所述中心柱(71)的圆周侧壁上设有两个呈环形的连接槽(711)，其中一个连接槽(711)可供一个连接块(721)卡入、另一个连接槽(711)可供另一个连接块(721)卡入；所述连接槽(711)与中心柱(71)侧面的最小间距等于连接块(721)与滑环(72)远离主轴(51)端面的间距。

4.根据权利要求3所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述连接块(721)呈半球形且半径等于连接槽(711)的最大深度。

5.根据权利要求4所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述中心柱(71)相对的两个侧壁上均设有和与其相近的连接槽(711)连通的导向槽(712)，所述导向槽(712)的宽度不小于连接块(721)的直径，所述导向槽(712)的最大深度小于连接槽(711)的最大深度。

6.根据权利要求5所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述中心柱(71)的侧面设有沿其长度方向延伸的扁平孔(713)，所述滑环(72)为透明环且远离主轴(51)的一侧固定有拉环(722)。

7.根据权利要求1所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述中心柱(71)的周向侧壁上开设有两个环形槽(714)，其中一个环形槽(714)与联动板(53)上的通孔(54)对齐，另一个环形槽(714)与贯穿孔(61)或主轴(51)上的通孔(54)对齐，所述环形槽(714)中可拆卸连接有外径与中心柱(71)直径相等的转动环(715)。

8.根据权利要求7所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述转动环(715)包括两个抵接半环(716)，其中一个抵接半环(716)的一侧设有至少两个卡块(717)、另一个抵接半环(716)上设有与卡块(717)数量相等的卡槽(718)，所述卡槽(718)与卡块(717)一一过盈配合。

9.根据权利要求7所述的一种柱上真空断路器，其特征在于：所述滑环(72)的长度大于腰形孔(521)的深度，所述限位件包括固定在滑环(72)侧壁远离环形槽(714)一端的限位环(8)，所述限位环(8)靠近竖板(52)的一侧固定有与竖板(52)贴合的橡胶垫(81)。

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