CN112713047B - 一种灭弧室结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭弧室结构，包括：灭弧室，其内包括配合使用的动触头和静触头；直动传动杆，与所述动触头传动连接，直动传动杆穿出所述灭弧室，用于通过中间传动机构与相应操动机构传动连接；灭弧室和直动传动杆之间设有缓冲装置，缓冲装置用于向直动传动杆在分闸和/或合闸过程中实现缓冲制动，所述缓冲装置位于所述灭弧室外。本发明所提供的灭弧室结构中，在灭弧室和直动传动杆之间设置缓冲装置，靠近动端布置，可以在靠近灭弧室的位置有效抵消一定的冲击力，有效降低了高压开关中用于驱动直动传动杆往复动作的传动链中的大部分零部件受到的冲击力，避免给后续的杆件等薄弱结构造成损伤而影响使用寿命。

Description

一种灭弧室结构

技术领域

本发明属于电气开关技术领域，具体涉及一种灭弧室结构。

背景技术

极速开断高压开关需要灭弧室在10ms内完成分闸过程、使电弧熄灭，为实现高压开关的极速开断，在此过程中，操动机构中的传动杆的平均速度可以达到30m/s，过程中的加速度甚至高达3000m/s²，操动机构需要具有较好的抗冲击能力和较高的机械可靠性。

目前，操动机构中设置有缓冲装置，如液压缓冲装置或者弹簧缓冲装置，液压缓冲装置包含阶梯型活塞和缓冲套，阶梯型活塞运动时挤压液压油，液压油对阶梯型活塞产生运动阻力，从而达到缓冲作用；弹簧缓冲装置使用弹簧对操动机构进行缓冲。但是这些缓冲装置往往都是紧挨操动机构的动力输出装置设置，距离灭弧室较远，这就使得高压开关中的整个传动链上的大部分零部件均需要承受较大的负载力，而且，运动速度较高，这使得传动链上的长杆件、传动关节等结构强度相对薄弱或者在传动过程中受载较大的传动元件就很容易因过载而发生损坏，进而导致开关机械寿命减短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灭弧室结构，以解决现有技术中高压开关的缓冲装置紧挨操动机构的动力输出装置设置而远离灭弧室导致整个传动链中的大部分零部件均要承受较大负载力的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的灭弧室结构的技术方案是：一种灭弧室结构，包括：

灭弧室，其内包括配合使用的动触头和静触头；

直动传动杆，与所述动触头传动连接，直动传动杆穿出所述灭弧室，用于通过中间传动机构与相应操动机构传动连接；

灭弧室和直动传动杆之间设有缓冲装置，缓冲装置用于向直动传动杆在分闸和/或合闸过程中实现缓冲制动，所述缓冲装置位于所述灭弧室外。

有益效果是：本发明所提供的灭弧室结构中，在灭弧室和直动传动杆之间设置缓冲装置，靠近动端布置，可以在靠近灭弧室的位置有效抵消一定的冲击力，有效降低了高压开关中用于驱动直动传动杆往复动作的传动链中的大部分零部件受到的冲击力，避免给后续的杆件等薄弱结构造成损伤而影响使用寿命。

作为进一步地改进，所述缓冲装置为电磁缓冲装置。

有益效果是：采用电磁缓冲装置，降低接触磨损，保证使用寿命。

作为进一步地改进，所述电磁缓冲装置包括：

连接件，固定连接在所述直动传动杆上；

一个或两个以上的磁场生成单元，磁场生产单元为线圈单元或永磁体，所述线圈单元通电可产生磁场；

一个或两个以上的导体单元，与所述磁场生成单元一一对应布置，以在磁场生成单元和导体单元发生相对运动时，导体单元在对应磁场生成单元产生的磁场中做切割磁感线运动；

磁场生成单元和导体单元中的其中一个固设在所述连接件上，另一个固定安装在所述灭弧室；

当传动元件带着连接件于设定行程内运动时，导体单元在切割磁感线时产生涡流，对应的导体单元和磁场生成单元配合形成涡流制动结构，用于阻碍所述直动传动杆和所述灭弧室的相对运动，实现分闸和/或合闸过程中的缓冲制动。

有益效果是：本发明的电磁缓冲装置中，利用磁场生成单元和导体单元配合形成的涡流制动结构对直动传动杆实现缓冲制动，组成结构简单，适应性强，安装位置不受局限，可以起到良好的缓冲作用，不仅可提供制动，还可起到保护直动传动杆的作用。

作为进一步地改进，所述连接件包含固定套或抱箍，与所述直动传动杆固定连接。

有益效果是：固定套或抱箍能较好的适应直动传动杆的外部形状，方便安装固定。

作为进一步地改进，当磁场生成单元固设在所述连接件上时，所述连接件上设有安装座，安装座为在连接件径向上伸出的侧板结构，安装座的个数与磁场生成单元的数量相等，每个安装座上安装有一个所述的磁场生成单元。

有益效果是：在连接件的安装座上设置延伸出的侧板结构，用以固定磁场生成单元，更好的提供了安装空间，方便安装。

作为进一步地改进，所述安装座有两个以上，安装座于所述直动传动杆的周向均匀布置。

有益效果是：两个以上的安装座能够使直动传动杆受到更大的缓冲作用，安装座于直动传动杆周向均匀的布置，使直动传动杆受到的缓冲作用较为均匀，有利于直动传动杆受力平衡。

作为进一步地改进，所述导体单元包括长条形导体。

作为进一步地改进，长条形导体的长度不小于所述磁场生成单元和导体单元相对移动的行程。

有益效果是：用于提供足够的涡流制动性能。

作为进一步地改进，长条形导体为U形槽结构，相应磁场生成单元位于所述U形槽结构内，并与U形槽结构留有间隔。

有益效果是：U形槽结构的长条形导体与其槽内的磁场生成单元间隔配合，可以增加磁感线在导体上的穿入、穿出数量，使导体产生的涡流增大，更好地对传动元件起到缓冲作用。

作为进一步地改进，所述磁场生成单元包括至少两个线圈单元或永磁体，属于同一磁场生成单元所有线圈单元或永磁铁单元沿长条形导体延伸方向依次间隔分布。

有益效果是：磁场生成单元包括两个以上的线圈单元或永磁体，方便选取合适大小的线圈单元和永磁铁以形成磁场生成单元。

附图说明

图1为本发明所提供的灭弧室结构的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2中A处放大图；

图4为图1中固定套、安装座及磁场生成单元的装配示意图。

附图标记说明：

9、直动传动杆；11、灭弧室；12、长条形导体；13、固定套；14、侧板结构；15、磁场生成单元；16、固定板；18、锁定螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的灭弧室结构的具体实施例1：

本发明的灭弧室结构中，在灭弧室和直动传动杆之间设置电磁缓冲装置，电磁缓冲装置主要包括磁场生成单元15和导体单元，两者对应布置，在两者发生相对运动时，导体单元在对应磁场生成单元15产生的磁场中做切割磁感线运动，进而可在导体单元中形成涡流。当将磁场生成单元15和单体单元中的其中一个直动传动杆上，并将另一个固定灭弧室上，当磁场生成单元15和导体单元相对运动时，导体单元在切割磁感线时产生涡流，对应的导体单元和磁场生成单元15配合形成涡流制动结构，用于阻碍传动元件和固定部分的相对运动，实现分闸和/或合闸过程中的缓冲制动。在灭弧室和直动传动杆之间设置缓冲装置，不仅靠近灭弧室布置，可以降低高压开关中传动链上大部分零部件承受的冲击力，保证大部分零部件，而且，还可以有效提高直动传动杆的强度。

灭弧室结构如图1至图4所示，包括灭弧室11，灭弧室11内设置动触头和静触头，以形成断口结构，在灭弧室11上密封活动装配有直动传动杆9，直动传动杆9与动触头固定装配，直动传动杆9的外端通过传动链与相应操动机构驱动，以由操动机构通过传动链驱动直动传动杆带着动触头往复动作。

本实施例中，在灭弧室11和直动传动杆9之间设置电磁缓冲装置，其包括配合使用的磁场生成单元15和导体单元，其中，磁场生成单元15固定安装在连接件上，连接件固定安装在作为传动元件的直动传动杆9上，导体单元则固定安装在高压开关的灭弧室11上。

需要说明的是，上述作为传动元件的直动传动杆9，为伸入灭弧室11中的绝缘拉杆，绝缘拉杆内端与动触头传动连接，外端则通过中间传动机构与相应操动机构的动力输出部传动连接，操动机构通过直动传动杆9驱动动触头往复动作，实现灭弧室11分合闸操作。

在图1中，对应直动传动杆9布置有电磁缓冲装置，可以直接对直动传动杆9提供缓冲制动作用力。

具体而言，本实施例中的电磁缓冲装置，包括连接件，连接件为固定套13，固定套13上螺旋装配有锁定螺栓18，固定套13套装在作为传动元件的直动传动杆9上后，旋紧锁定螺栓18，即可将固定套13和直动传动杆9固定装配在一起。

在固定套13上设有对称布置的侧板结构14，侧板结构14为两个，并沿固定套13周向间隔均布，侧板结构14作为安装座，用于固定安装磁场生成单元15，侧板结构14沿固定套13径向延伸，每个侧板结构14的末端分别安装有一个磁场生成单元15，此处的磁场生成单元15具体包括依次间隔布置的三个线圈单元，线圈单元通电后可产生磁场。

对于两个磁场生成单元15，作为高压开关的固定部分的灭弧室11上固定有两个导体单元，每个导体单元均包括长条形导体12，长条形导体12通过固定板16固定安装在灭弧室11侧面上，长条形导体12由高导电材料制成，例如铜导体。并且，长条形导体12与直动传动杆9并行布置，以与往复动作的磁场生成单元15相对应布置，此处的长条形导体12具体为U形槽结构，相对应的磁场生成单元15位于U型槽结构中，并与U型槽结构留有间隔，避免出现摩擦阻碍。这样一来，可使得两个导体单元一一对应地与两个磁场生成单元15相对应，在磁场生成单元15和导体单元发生相对运动时，导体单元在对应磁场生成单元15产生的磁场中做切割磁感线运动。

当直动传动件带着固定套13于设定行程内运动时，导体单元在切割磁感线时产生涡流，对应的导体单元和磁场生成单元15配合形成涡流制动结构，用于阻碍直动传动杆9和灭弧室11的相对运动，实现分闸和合闸过程中的缓冲制动。

为保证充分的制动力，长条形导体12的长度不小于磁场生成单元15和导体单元相对移动的行程。

本实施例所提供的缓冲装置中，线圈单元通电后产生磁场，当直动传动杆9带着通电后的线圈单元移动时，长条形导体12完成切割磁感线的相对运行，导致长条形导体12上会因电磁感应产生涡流，涡流会形成阻碍磁场变化的感应磁场，进而会阻碍磁场生成单元15的移动，从而会向作为传动元件的直动传动杆9施加阻力，实现对直动传动杆9的缓冲制动。

一般而言，由于线圈单元会在通电后才产生磁场，这样一来，为避免增大操动阻力，优化制动效果，对于高压开关来讲，可在合闸末期和分闸末期再通电，启动涡流制动。

但是，在此需要说明的是，对应于导体单元和磁场生成单元15形成的涡流制动结构来讲，其所产生的制动阻力不仅与磁场生产单元自身形成的磁场大小正相关，还与作为传动元件的直动传动杆9的速度正相关，这样一来，对于高压开关来讲，由于分闸动作和合闸动作初期速度较小，此时即便是线圈单元通电所带来的涡流制动效果也较弱，因此，基于简化控制的考虑，也可使线圈单元始终处于通电状态。当然，这样做也有一定弊端，容易额外增加分合闸操作功。

本发明的缓冲装置利用磁场生成单元和导体单元相配合形成的涡流制动结构实现缓冲制动，结构简单且结构适应性强，安装位置不受局限性，能够根据实际使用需要布置在结构强度薄弱或易因过载受损的传动元件位置处，起到良好的缓冲作用以保护传动元件。

并且，缓冲装置缓冲可靠，方便进行调节，可以通过线圈通电量大小改变磁场大小、继而调整缓冲装置的缓冲作用；线圈通电给缓冲装置供能，即使长时间使用，缓冲装置的缓冲作用不易失效或减弱。

本发明的灭弧室结构的具体实施例2：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，磁场生成单元采用线圈单元，需要通电后才才生磁场，这就要求在布置时需要考虑线路，在一些场合不适合应用。本实施例中，可采用永磁体作为磁场生成单元，将永磁体固定安装在侧板结构的末端，永磁体和长条形导体的槽内壁形成间隔，在直动传动杆带着永磁体移动时，使得长条形导体做切割磁场线的相对运动，同样可形成涡流制动结构，实现对直动传动杆的缓冲制动。

本发明的灭弧室结构的具体实施例3：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，连接件采用固定套，需要另外配置锁紧螺栓实现固定。在本实施例中，连接件为抱箍，抱箍的两个分体对合固定在直动传动杆上，并通过螺栓连接成一个整体。

本发明的灭弧室结构的具体实施例4：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，采用侧板结构作为安装座，并在其延伸远离直动传动杆的末端设置磁场生成单元。在本实施例中，在固定套上不设置安装座，将一组线圈直接缠绕固定在固定套周面上，此时，配合的导体单元为筒状结构，筒状结构一端安装固定在灭弧室壳体的一端，筒状结构的轴线与直动传动杆的轴线重合，且直动传动杆和线圈位于筒状结构内部，线圈与筒状结构之间留有间隔，线圈随直动传动杆在筒状结构内运动。

本发明的灭弧室结构的具体实施例5：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，固定套上设有两个安装座，对应两安装座，一一对应地设置有两个长条形导体。在本实施例中，连接件上仅设有一个安装座，缓冲装置中也只设置了一个导体单元。

本发明的灭弧室结构的具体实施例6：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，磁场生成单元为长条形导体的槽内，制动效果较好。在本实施例中，磁场生成单元也可位于长条形导体的外侧，只要在磁场声场单元相对导体移动时能形成足够的涡流制动力即可。

本发明的灭弧室结构的具体实施例7：

与实施例1不同的是，导体的长度大于导体与对应线圈发生相对移动的行程，以防止对应线圈于导体的长度方向上脱离导体。

本发明的灭弧室结构的具体实施例8：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，固定套上绕周向均布有两个安装座。在本实施例中，固定套上设有四个安装座，四个安装座于直动传动杆周向均匀布置，以使直动传动杆受力均衡，每个安装座上安装有一组线圈，每组线圈由五个线圈构成，灭弧室壳体上固定设置有四组导体，与四组安装座相配合。

本发明的灭弧室结构的具体实施例9：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，磁场生成单元固定在作为传动元件的直动传动杆上，导体单元则固定在作为高压开关的固定部分的灭弧室上。本实施例中，导体单元与直动传动杆固定连接且可随直动传动杆运动，而磁场生成单元则固定在灭弧室上。

具体来讲，可在灭弧室壳体的一端安装有一绝缘支架，该绝缘支架为长条形，绝缘支架的长度延伸方向与直动传动杆的轴线平行，该绝缘支架沿长度方向上全部缠绕有线圈，作为磁场生成单元，直动传动杆上安装有一筒状导体，套装在直动传动杆上，可随直动传动杆一起运动，绝缘支架的长度大于筒状导体随直动传动杆运动的行程。当直动传动杆运动时，带动筒状导体运动，筒状导体运动至分、合闸运动的行程末端（需要进行缓冲作用的起始位置处）时，线圈通电产生磁场，筒状导体在磁场内做切割磁感线的运动，筒状导体上受到的洛伦兹力阻碍直动传动杆运动。

当然，也可以将绝缘支架上的线圈替换为永磁体，同样可形成磁场，在作为导体单元的筒状导体移动时实现切割磁感线运动。

本发明的灭弧室结构的具体实施例10：

其与实施例1的不同之处主要在于：实施例1中，灭弧室和直动传动杆之间的缓冲装置为电磁缓冲装置，其可以对合闸和分闸过程中分别进行减速。在本实施例中，电磁缓冲装置包括两个电磁线圈，即固定线圈和移动线圈，两者通电后可形成磁场，固定线圈固定安装在灭弧室上，移动线圈固定安装在直动传动杆上，固定线圈和移动线圈相对布置，通电后，固定线圈的一端与移动线圈的一端的极性相同，即均为N极或均为S极，两者越靠近，阻力越大，进而可对应。

本发明的灭弧室结构的具体实施例11：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，灭弧室和直动传动杆之间的缓冲装置为电磁缓冲装置。在本实施例中，可在灭弧室和直动传动杆之间设置多个压簧，此时，可在直动传动杆上固定安装缓冲制动盘，缓冲制动盘和灭弧室之间设置多个压簧，压簧与直动传动杆并行延伸，压簧受压时，可向直动传动杆提供较大的缓冲制动力，以对应实现合闸或分闸时的缓冲制动。

实际上，一般的高压开关包括开关本体和操动机构，操动机构的动力输出部通过中间传动机构驱动灭弧室的直动传动杆往复动作，在上述灭弧室结构的实施例中，在灭弧室和直动传动杆之间设置缓冲装置，由于有了缓冲装置在前方的抵消，对于中间传动机构的大部分零部件来讲，有效降低了其所承受的冲击力，可有效保护这些零部件的使用寿命，进而可延长整个高压开关的使用寿命。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种灭弧室结构，包括：

灭弧室（11），其内包括配合使用的动触头和静触头；

直动传动杆（9），与所述动触头传动连接，直动传动杆穿出所述灭弧室，用于通过中间传动机构与相应操动机构传动连接；

其特征在于，灭弧室（11）和直动传动杆（9）之间设有缓冲装置，缓冲装置用于向直动传动杆在分闸和/或合闸过程中实现缓冲制动，所述缓冲装置位于所述灭弧室外；

所述缓冲装置为电磁缓冲装置；

所述电磁缓冲装置包括：

连接件，固定连接在所述直动传动杆上；

一个或两个以上的磁场生成单元（15），磁场生产单元为线圈单元或永磁体，所述线圈单元通电可产生磁场；

一个或两个以上的导体单元，与所述磁场生成单元（15）一一对应布置，以在磁场生成单元（15）和导体单元发生相对运动时，导体单元在对应磁场生成单元（15）产生的磁场中做切割磁感线运动；

磁场生成单元（15）和导体单元中的其中一个固设在所述连接件上，另一个固定安装在所述灭弧室上；

当直动传动杆带着连接件于设定行程内运动时，导体单元在切割磁感线时产生涡流，对应的导体单元和磁场生成单元（15）配合形成涡流制动结构，用于阻碍所述直动传动杆和所述灭弧室的相对运动，实现分闸和/或合闸过程中的缓冲制动；

所述连接件包含固定套（13）或抱箍，与所述直动传动杆固定连接；

当磁场生成单元（15）固设在所述连接件上时，所述连接件上设有安装座，安装座为在连接件径向上伸出的侧板结构（14），安装座的个数与磁场生成单元（15）的数量相等，每个安装座上安装有一个所述的磁场生成单元（15）。

2.根据权利要求1所述的灭弧室结构，其特征在于，所述安装座有两个以上，安装座于所述直动传动杆的周向均匀布置。

3.根据权利要求1或2所述的灭弧室结构，其特征在于，所述导体单元包括长条形导体。

4.根据权利要求3所述的灭弧室结构，其特征在于，长条形导体（12）的长度不小于所述磁场生成单元（15）和导体单元相对移动的行程。

5.根据权利要求3所述的灭弧室结构，其特征在于，长条形导体（12）为U形槽结构，相应磁场生成单元（15）位于所述U形槽结构内，并与U形槽结构留有间隔。

6.根据权利要求5所述的灭弧室结构，其特征在于，所述磁场生成单元（15）包括至少两个线圈单元或永磁体，属于同一磁场生成单元（15）所有线圈单元或永磁铁单元沿长条形导体（12）延伸方向依次间隔分布。

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