CN112614735A - 一种户外高压真空断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及断路器技术领域，且公开了一种户外高压真空断路器，包括绝缘外壳和下支架。通过扩容装置的设置，使得在绝缘外壳内部的真空度逐步下降时，活塞受到绝缘外壳内腔吸引力减小，进而使得活塞在弹簧一的拉力下下降，对绝缘外壳的内部空间进行拉扯，增大绝缘外壳与活塞之间的内部体积，恢复绝缘外壳内部的真空度，保证其灭弧的真空强度，延长其失效时间，增加其使用时间，并减少维护的次数，以及维护成本，通过切断装置的设置，使得绝缘外壳内部的真空度大幅度下降后，在扩容装置的作用下，由切断装置拉动角杆逆时针旋转，使得定触头与动触头脱离，中断电流，避免绝缘外壳的真空度下降而导致无法开断电路，保护电路安全。

Description

一种户外高压真空断路器
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，具体为一种户外高压真空断路器。
背景技术
利用真空的高介质强度来灭弧的断路器为真空断路器，户外真空断路器主要应用于开断关合电力系统的负荷电流、过载电流以及短路电流，适用于变电站及工矿企业配电系统中作保护和控制之用，其中最为重要的部件为灭弧室，由它对电路中断时产生的电弧进行消灭，以此来保护电路不会被烧坏，但真空断路器在使用过程中存在一些不足，如下：
真空灭弧室管内的真空度通常须保持在10-4-10-6Pa，但随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数增多,以及受外界因素的影响,其真空度逐步下降,下降到一定程度,将会影响它的开断能力和耐压水平，并将严重影响真空断路器开断过电流的能力,并导致断路器的使用寿命急剧下降,严重时会引起开关爆炸，同时在其使用过程中，真空度下降后，不易察觉，维护困难。
在开关分闸时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点，出现电极间电阻急剧增大和温度迅速升高，触头表面在高温下挥发出金属蒸汽，导致极强烈的间隙击穿，产生真空电弧，随着触头开距，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，在屏蔽罩上凝结，电弧消失，但屏蔽罩内部产生剧烈的高温，对屏蔽罩产生冲击，屏蔽罩由于户外使用，容易受到外界侵蚀，在表面出现细微破损，在受到高温高压的冲击下，容易碎裂，导致电路短路，甚至失火。
发明内容
本发明提供了一种户外高压真空断路器，具备安全性高、使用时限长的优点，解决了上述背景技术中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种户外高压真空断路器，包括绝缘外壳和下支架，所述绝缘外壳的底部与下支架固定连接，所述绝缘外壳的顶部固定安装有定端盖板，所述定端盖板的内部固定套接有定触头，所述绝缘外壳的底部固定套接有动端盖板，所述动端盖板的上表面固定连接有金属波纹管一，所述金属波纹管一的顶部固定套接有动触头，所述动端盖板与动触头活动连接，所述动触头的底端活动连接有角杆，所述角杆通过转轴与下支架活动连接，所述角杆的右端活动连接由于绝缘耦合器，所述绝缘外壳的右部固定连接有扩容装置，所述扩容装置的底端活动连接有切断装置，所述切断装置与下支架固定连接，所述切断装置的底部固定连接有卡紧装置，所述切断装置的底端与角杆活动连接，所述绝缘外壳的外侧固定套接有冷却油箱，所述冷却油箱的外侧固定套接有外增油箱，所述外增油箱的底部均匀固定连接有油管，所述冷却油箱、外增油箱和油管的内部填充有绝缘冷却油。
优选的，所述扩容装置包括扩容管，所述扩容管的顶部与绝缘外壳的内部连通，所述扩容管的内部活动套接有活塞，所述活塞的底部固定连接有活动杆，所述扩容管的内部且位于活塞的下方活动安装有弹簧一，所述弹簧一的两端分别与活塞的底面和扩容管固定连接，所述扩容管的底部固定套接有封盖板，所述封盖板与活动杆活动连接，所述封盖板的上表面固定连接有金属波纹管二，所述活动杆与金属波纹管二的内腔顶部固定连接。
优选的，所述切断装置包括杠杆和固定座，所述杠杆的中部通过转轴与下支架活动连接，所述固定座的背面与下支架固定连接，所述杠杆的顶端活动连接有限位板，所述限位板与固定座的顶部活动卡接，所述固定座的内部活动套接有活动拉杆，所述活动拉杆上且位于固定座的内部活动套接有弹簧二，所述弹簧二的两端分别与固定座内腔顶部和活动拉杆固定连接，所述活动拉杆的底端与角杆活动连接，所述活动拉杆的底部呈阶梯状。
优选的，所述卡紧装置包括固定块，所述固定块的内部对称活动安装有卡块，所述卡块一侧的顶部固定连接有弹簧三，所述弹簧三的一段与固定块固定连接，所述固定块的上表面与固定座的底面固定连接，所述固定块与活动拉杆活动连接。
优选的，所述外增油箱与油管中充满绝缘冷却油，所述冷却油箱中填充的绝缘冷却油液面与外增油箱中的绝缘冷却油液面持平。
优选的，所述扩容管的内部且位于活塞的下方空间的真空度为10-2-10-4Pa。
本发明具备以下有益效果：
1、通过扩容装置的设置，使得在绝缘外壳内部的真空度逐步下降时，活塞受到绝缘外壳内腔吸引力减小，进而使得活塞在弹簧一的拉力下下降，对绝缘外壳的内部空间进行拉扯，增大绝缘外壳与活塞之间的内部体积，恢复绝缘外壳内部的真空度，保证其灭弧的真空强度，延长其失效时间，增加其使用时间，并减少维护的次数，以及维护成本，通过切断装置的设置，使得绝缘外壳内部的真空度大幅度下降后，在扩容装置的作用下，由切断装置拉动角杆逆时针旋转，使得定触头与动触头脱离，中断电流，避免绝缘外壳的真空度下降而导致无法开断电路，保护电路安全。
2、通过卡紧装置的设置，使得活动拉杆上升拉动角杆旋转，使定触头和动触头的连接中断后，防止角杆在绝缘耦合器的拉动下使定触头和动触头再次接触，故而利用卡块对弹簧一进行限位，使其上升后，不在下降，对角杆的旋转进行限位，使得电路保持中断状态，以此来提醒维护人员，断路器真空度不足或者损坏，有效及时的通知，进一步保护电路安全，同时减少排查时间和排查时的人工成本。
3、通过外增油箱和绝缘冷却油的设置，对绝缘外壳的外侧进行覆盖并包裹，有效防止在运输和安装过程中造成绝缘外壳的外表面损坏，提高绝缘外壳的安全性，同时，通过外增油箱与油管的设置，使得在绝缘外壳中进行灭弧动作时，产生的高温通过绝缘外壳的内壁传到绝缘冷却油中，对绝缘冷却油进行加热，使其受热膨胀上升，密度降低，故而外增油箱内部的密度较大的绝缘冷却油顺着油管进入冷却油箱中，对绝缘外壳进行快速冷却，有效防止绝缘外壳受热过度，防止其损坏，进一步增加真空断路器的安全。
附图说明
图1为本发明结构正视示意图；
图2为本发明结构俯视示意图；
图3为本发明结构切断装置俯视示意图；
图4为本发明结构图1中A处放大示意图。
图中：1、绝缘外壳；2、定端盖板；3、定触头；4、金属波纹管一；5、动触头；6、扩容装置；61、扩容管；62、活塞；63、活动杆；64、弹簧一；65、金属波纹管二；66、封盖板；7、动端盖板；8、切断装置；81、杠杆；82、限位板；83、固定座；84、活动拉杆；85、弹簧二；9、角杆；10、绝缘耦合器；11、冷却油箱；12、外增油箱；13、油管；14、绝缘冷却油；15、下支架；16、卡紧装置；161、固定块；162、卡块；163、弹簧三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-4，一种户外高压真空断路器，包括绝缘外壳1和下支架15，绝缘外壳1的底部与下支架15固定连接，绝缘外壳1的顶部固定安装有定端盖板2，定端盖板2的内部固定套接有定触头3，绝缘外壳1的底部固定套接有动端盖板7，动端盖板7的上表面固定连接有金属波纹管一4，金属波纹管一4的顶部固定套接有动触头5，动端盖板7与动触头5活动连接，动触头5的底端活动连接有角杆9，角杆9通过转轴与下支架15活动连接，角杆9的右端活动连接由于绝缘耦合器10，绝缘外壳1的右部固定连接有扩容装置6，扩容装置6的底端活动连接有切断装置8，切断装置8与下支架15固定连接，切断装置8的底部固定连接有卡紧装置16，切断装置8的底端与角杆9活动连接，绝缘外壳1的外侧固定套接有冷却油箱11，冷却油箱11的外侧固定套接有外增油箱12，外增油箱12的底部均匀固定连接有油管13，冷却油箱11、外增油箱12和油管13的内部填充有绝缘冷却油14。
其中，扩容装置6包括扩容管61，扩容管61的顶部与绝缘外壳1的内部连通，扩容管61的内部活动套接有活塞62，活塞62的底部固定连接有活动杆63，扩容管61的内部且位于活塞62的下方活动安装有弹簧一64，弹簧一64的两端分别与活塞62的底面和扩容管61固定连接，扩容管61的底部固定套接有封盖板66，封盖板66与活动杆63活动连接，封盖板66的上表面固定连接有金属波纹管二65，活动杆63与金属波纹管二65的内腔顶部固定连接，当绝缘外壳1的内部出现真空度逐步下降时，其真空度值增大，进而对活塞62的吸引力减小，导致活塞62在弹簧一64的作用下下降，对绝缘外壳1的内部空间进行拉扯，增大绝缘外壳1与活塞62之间的内部体积，恢复绝缘外壳1内部的真空度，保证其灭弧的真空强度，延长其失效时间，增加其使用时间，并减少维护的次数，以及维护成本。
其中，切断装置8包括杠杆81和固定座83，杠杆81的中部通过转轴与下支架15活动连接，固定座83的背面与下支架15固定连接，杠杆81的顶端活动连接有限位板82，限位板82与固定座83的顶部活动卡接，固定座83的内部活动套接有活动拉杆84，活动拉杆84上且位于固定座83的内部活动套接有弹簧二85，弹簧二85的两端分别与固定座83内腔顶部和活动拉杆84固定连接，活动拉杆84的底端与角杆9活动连接，活动拉杆84的底部呈阶梯状，当绝缘外壳1中的真空度逐渐下降，使得活塞62在弹簧一64的作用下逐渐下降，活塞62带动活动杆63下降，推动杠杆81顺时针旋转，进而杠杆81的底端拉动限位板82向右逐渐移动，移动一定距离后，与活动拉杆84脱离，活动拉杆84在弹簧二85的作用下，快速上升，拉动角杆9逆时针旋转，使得定触头3与动触头5脱离，中断电流，避免绝缘外壳1的真空度下降而导致无法开断电路，保护电路安全。
其中，卡紧装置16包括固定块161，固定块161的内部对称活动安装有卡块162，卡块162一侧的顶部固定连接有弹簧三163，弹簧三163的一段与固定块161固定连接，固定块161的上表面与固定座83的底面固定连接，固定块161与活动拉杆84活动连接，当活动拉杆84上升，并中断定触头3和动触头5的连接后，在绝缘耦合器10的带动下依然可以恢复中断，故而利用卡块162对弹簧一64进行限位，使其上升后，不在下降，对角杆9的旋转进行限位，使得电路保持中断状态，以此来提醒维护人员，断路器真空度不足或者损坏，有效及时的通知，进一步保护电路安全，同时减少排查时间和排查时的人工成本。
其中，外增油箱12与油管13中充满绝缘冷却油14，冷却油箱11中填充的绝缘冷却油14液面与外增油箱12中的绝缘冷却油14液面持平，当绝缘外壳1中进行灭弧动作时，产生的高温通过绝缘外壳1的内壁传到绝缘冷却油14中，对绝缘冷却油14进行加热，使其受热膨胀上升，密度降低，故而外增油箱12内部的密度不变的绝缘冷却油14顺着油管13进入冷却油箱11中，对绝缘外壳1进行快速冷却，有效防止绝缘外壳1受热过度，防止其损坏，进一步增加真空断路器的安全。
其中，扩容管61的内部且位于活塞62的下方空间的真空度为10-2-10-4Pa，使其对活塞62的吸引力与弹簧一64对活塞62的拉力之和等于绝缘外壳1对活塞62的吸引力。
工作原理，当绝缘外壳1的内部正常工作时，由绝缘耦合器10带动角杆9进行旋转，以此来控制动触头5的上下移动，与定触头3的底端进行重复合拢与断开，进而控制电路的通断，并进行灭弧，当绝缘外壳1中进行灭弧动作时，产生的高温通过绝缘外壳1的内壁传到绝缘冷却油14中，对绝缘冷却油14进行加热，使其受热膨胀上升，密度降低，故而此时外增油箱12内部的绝缘冷却油14密度大于冷却油箱11内部绝缘冷却油14的密度，绝缘冷却油14顺着油管13进入冷却油箱11中，对绝缘外壳1进行快速冷却，有效防止绝缘外壳1受热过度；
当绝缘外壳1的内部出现真空度逐步下降时，其真空度值增大，进而对活塞62的吸引力减小，导致活塞62在弹簧一64的作用下下降，对绝缘外壳1的内部空间进行拉扯，增大绝缘外壳1与活塞62之间的内部体积，恢复绝缘外壳1内部的真空度，保证其灭弧的真空强度，延长其失效时间；随着绝缘外壳1中的真空度逐渐下降，活塞62在弹簧一64的作用下也逐渐下降，活塞62带动活动杆63下降，推动杠杆81顺时针旋转，进而杠杆81的底端拉动限位板82向右逐渐移动，移动一定距离后，与活动拉杆84脱离，活动拉杆84在弹簧二85的作用下，快速上升，拉动角杆9逆时针旋转，使得定触头3与动触头5脱离，中断电流，避免绝缘外壳1的真空度下降而导致无法开断电路，保护电路安全；当活动拉杆84上升，并中断定触头3和动触头5的连接后，在绝缘耦合器10的带动下依然可以恢复中断，故而利用卡块162对弹簧一64进行限位，使其上升后，不在下降，对角杆9的旋转进行限位，使得电路保持中断状态，不再恢复连接。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种户外高压真空断路器，包括绝缘外壳(1)和下支架(15)，所述绝缘外壳(1)的底部与下支架(15)固定连接，所述绝缘外壳(1)的顶部固定安装有定端盖板(2)，所述定端盖板(2)的内部固定套接有定触头(3)，所述绝缘外壳(1)的底部固定套接有动端盖板(7)，所述动端盖板(7)的上表面固定连接有金属波纹管一(4)，所述金属波纹管一(4)的顶部固定套接有动触头(5)，所述动端盖板(7)与动触头(5)活动连接，所述动触头(5)的底端活动连接有角杆(9)，所述角杆(9)通过转轴与下支架(15)活动连接，所述角杆(9)的右端活动连接由于绝缘耦合器(10)，其特征在于：所述绝缘外壳(1)的右部固定连接有扩容装置(6)，所述扩容装置(6)的底端活动连接有切断装置(8)，所述切断装置(8)与下支架(15)固定连接，所述切断装置(8)的底部固定连接有卡紧装置(16)，所述切断装置(8)的底端与角杆(9)活动连接，所述绝缘外壳(1)的外侧固定套接有冷却油箱(11)，所述冷却油箱(11)的外侧固定套接有外增油箱(12)，所述外增油箱(12)的底部均匀固定连接有油管(13)，所述冷却油箱(11)、外增油箱(12)和油管(13)的内部填充有绝缘冷却油(14)。
2.根据权利要求1所述的一种户外高压真空断路器，其特征在于：所述扩容装置(6)包括扩容管(61)，所述扩容管(61)的顶部与绝缘外壳(1)的内部连通，所述扩容管(61)的内部活动套接有活塞(62)，所述活塞(62)的底部固定连接有活动杆(63)，所述扩容管(61)的内部且位于活塞(62)的下方活动安装有弹簧一(64)，所述弹簧一(64)的两端分别与活塞(62)的底面和扩容管(61)固定连接，所述扩容管(61)的底部固定套接有封盖板(66)，所述封盖板(66)与活动杆(63)活动连接，所述封盖板(66)的上表面固定连接有金属波纹管二(65)，所述活动杆(63)与金属波纹管二(65)的内腔顶部固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种户外高压真空断路器，其特征在于：所述切断装置(8)包括杠杆(81)和固定座(83)，所述杠杆(81)的中部通过转轴与下支架(15)活动连接，所述固定座(83)的背面与下支架(15)固定连接，所述杠杆(81)的顶端活动连接有限位板(82)，所述限位板(82)与固定座(83)的顶部活动卡接，所述固定座(83)的内部活动套接有活动拉杆(84)，所述活动拉杆(84)上且位于固定座(83)的内部活动套接有弹簧二(85)，所述弹簧二(85)的两端分别与固定座(83)内腔顶部和活动拉杆(84)固定连接，所述活动拉杆(84)的底端与角杆(9)活动连接，所述活动拉杆(84)的底部呈阶梯状。
4.根据权利要求1所述的一种户外高压真空断路器，其特征在于：所述卡紧装置(16)包括固定块(161)，所述固定块(161)的内部对称活动安装有卡块(162)，所述卡块(162)一侧的顶部固定连接有弹簧三(163)，所述弹簧三(163)的一段与固定块(161)固定连接，所述固定块(161)的上表面与固定座(83)的底面固定连接，所述固定块(161)与活动拉杆(84)活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种户外高压真空断路器，其特征在于：所述外增油箱(12)与油管(13)中充满绝缘冷却油(14)，所述冷却油箱(11)中填充的绝缘冷却油(14)液面与外增油箱(12)中的绝缘冷却油(14)液面持平。
6.根据权利要求2所述的一种户外高压真空断路器，其特征在于：所述扩容管(61)的内部且位于活塞(62)的下方空间的真空度为10-2-10-4Pa。
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