CN112908771B - 一种断路器及其灭弧室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种断路器及其灭弧室，断路器用灭弧室包括固定座，所述固定座上导向装配有动端部件，灭弧室还包括与动端部件配合的静端部件，动端部件包括动触头组件和在分闸时与所述固定座配合形成压气腔的喷口组件，动触头组件包括位于压气腔内的动弧触头，所述喷口组件与动触头组件均移动导向装配于固定座上，且喷口组件与动触头组件在使用时相对移动，灭弧室还包括分动装置，所述分动装置具有用于与操动机构相连的动力输入端，还具有与喷口组件传动相连以带动喷口组件往复移动的喷口输出端以及与动触头组件传动相连以带动动触头组件往复移动的动触头组件输出端，所述喷口输出端的分闸运动速度小于动触头组件输出端的分闸运动速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种断路器及其灭弧室。
背景技术
断路器是高压电力系统中常见的一种开关，灭弧室作为断路器的核心部件，直接影响着断路器的性能。目前，灭弧室的结构多如授权公告号为CN202058636U的中国实用新型专利所示，该中国实用新型专利公开了一种改进型自能式六氟化硫断路器的灭弧装置，其包括静端部件和动端部件，动端部件包括动主触头和动弧触头，还包括设置在动弧触头外部的喷口，喷口为喇叭口形结构，喷口与固定座导向配合，并且在分闸时形成压气腔。静端部件包括静弧触头和静主触头，在动、静弧触头分闸的瞬间，压气腔内的气体将电弧吹灭，有效保护动、静弧触头。
但是，现有技术中，动端部件中的动主触头、动弧触头以及喷口固定相连且一体运动，除了运动质量较大外，在分闸过程中，压气腔的容积逐渐变小，随着压气腔内气体不断被压缩以及电弧燃烧的能量不断增加，压气腔内的气压压力不断上升，对喷口产生较大的反作用力，阻碍动弧触头的分闸移动，降低了分闸的速度，换言之，为了满足一定的分闸速度，需要增加操动机构的驱动作用力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种断路器用灭弧室，以解决现有技术中动主触头、动弧触头和喷口固定相连而导致所需操动机构的分闸驱动力较大的技术问题；还提供一种断路器，以降低操动机构的驱动力。
为实现上述目的，本发明断路器用灭弧室的技术方案是：一种断路器用灭弧室，包括固定座，所述固定座上导向装配有动端部件，灭弧室还包括与动端部件配合的静端部件，动端部件包括动触头组件和在分闸时与所述固定座配合形成压气腔的喷口组件，动触头组件包括位于压气腔内的动弧触头，所述喷口组件与动触头组件均导向移动装配于固定座上，且喷口组件与动触头组件在使用时相对移动，灭弧室还包括分动装置，所述分动装置具有用于与操动机构相连的动力输入端，还具有与喷口组件传动相连以带动喷口组件往复移动的喷口输出端以及与动触头组件传动相连以带动动触头组件往复移动的动触头组件输出端，所述喷口输出端的分闸运动速度小于动触头组件输出端的分闸运动速度。
本发明的有益效果是：分闸时，分动装置带动动触头组件和喷口组件朝分闸的方向移动，由于动触头组件的分闸移动速度大于喷口组件的分闸移动速度。在分闸时，喷口组件不断朝分闸的方向移动，减小了压气腔的容积，而动触头组件中的动弧触头的分闸速度较大，动弧触头相对于喷口组件朝分闸的方向移动，动弧触头不断由压气腔中移出，增大了压气腔的容积，在两者的共同作用下，与现有技术相比，压气腔容积的缩小量变小，压气腔内气体被压缩的程度变小，对喷口组件的反向作用力变小，操动机构驱动动触头组件和喷口组件所需的分闸驱动力变小。另外，由于动弧触头的分闸移动速度大于喷口组件的分闸移动速度，动弧触头与喷口组件之间的径向间距逐渐变小，能够有效防止喷口被击穿。
进一步地，所述固定座包括一端朝静端部件开口、另一端封闭的筒形支座，喷口组件包括与筒形支座的内壁密封导向配合的喷口，还包括贯穿筒形支座筒底的喷口拉杆，所述动触头组件包括导向移动套装于筒形支座外部的动主触头，动端部件还包括贯穿筒形支座筒底的动弧触头拉杆。
本方案的效果在于，喷口导向装配在筒形支座内壁上，筒形支座为喷口的安装提供空间，动主触头套装在筒形支座的外部，通过筒形支座将动弧触头、动主触头隔开，同时，喷口拉杆和动弧触头拉杆由筒底穿出，整体结构紧凑。
进一步地，所述喷口拉杆与筒形支座同轴布置，所述动弧触头拉杆沿分合闸方向导向穿装于喷口拉杆内，动端部件还包括连接喷口拉杆和喷口相应端的环形翻沿，所述环形翻沿上设有连通喷口内腔与筒形支座内腔以形成所述压气腔的连通孔。
本方案的效果在于，喷口拉杆与筒形支座同轴布置，动弧触头拉杆穿装在喷口拉杆内，具体布置时，只需要在筒形支座上留出喷口拉杆的穿孔即可，不需要考虑动弧触头拉杆的穿孔，加工过程更加方便。
进一步地，灭弧室包括连接动触头组件与所述动触头组件输出端的动触头组件连杆，还包括连接喷口与所述喷口输出端的喷口连杆，所述动触头组件连杆和喷口连杆均在使用时沿分合闸的前后方向导向移动，所述分动装置包括在使用时被操动机构驱动而前后摆动的摆动杆，所述摆动杆上设有滑槽，所述滑槽内滑动装配有形成所述喷口输出端的第一销轴和形成所述动触头组件输出端的第二销轴，所述第一销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离小于第二销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离。
本方案的效果在于，通过设置摆杆以及摆杆上的滑槽，利用第一销轴和第二销轴与摆杆摆动轴线之间的距离差值，能够保证在角速度相同的情况下实现线速度的差异化，摆杆的整体设计简单，动触头组件连杆和喷口连杆能够连接分动装置与对应的动触头组件和喷口，实现动触头组件和喷口的往复移动。
进一步地，动主触头上连接有动主触头拉杆，所述动触头组件连杆同时与动主触头拉杆和所述动弧触头拉杆相连。
本方案的效果在于，动触头组件连杆同时与主触头拉杆和动弧触头拉杆相连，减小了动触头组件连杆的数量。
进一步地，所述第一销轴上设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆上具有所述动力输入端。
本方案的效果在于，操动机构通过绝缘拉杆和第一销轴驱动摆杆往复摆动，利用第一销轴实现对摆杆的驱动，不需要再摆杆上额外设置其他的动力输入部分。
本发明断路器的技术方案是：一种断路器，包括灭弧室以及驱动灭弧室分合闸的操动机构，所述灭弧室包括固定座，所述固定座上导向装配有动端部件，灭弧室还包括与动端部件配合的静端部件，动端部件包括动触头组件和在分闸时与所述固定座配合形成压气腔的喷口组件，动触头组件包括位于压气腔内的动弧触头，所述喷口组件与动触头组件均导向移动装配于固定座上，且喷口组件与动触头组件在使用时相对移动，灭弧室还包括分动装置，所述分动装置具有用于与操动机构相连的动力输入端，还具有与喷口组件传动相连以带动喷口组件往复移动的喷口输出端以及与动触头组件传动相连以带动动触头组件往复移动的动触头组件输出端，所述喷口输出端的分闸运动速度小于动触头组件输出端的分闸运动速度。
本发明的有益效果是：分闸时，分动装置带动动触头组件和喷口组件朝分闸的方向移动，由于动触头组件的分闸移动速度大于喷口组件的分闸移动速度。在分闸时，喷口组件不断朝分闸的方向移动，减小了压气腔的容积，而动触头组件中的动弧触头的分闸速度较大，动弧触头相对于喷口组件朝分闸的方向移动，动弧触头不断由压气腔中移出，增大了压气腔的容积，在两者的共同作用下，与现有技术相比，压气腔容积的缩小量变小，压气腔内气体被压缩的程度变小，对喷口组件的反向作用力变小，操动机构驱动动触头组件和喷口组件所需的分闸驱动力变小。另外，由于动弧触头的分闸移动速度大于喷口组件的分闸移动速度，动弧触头与喷口组件之间的径向间距逐渐变小，能够有效防止喷口被击穿。
进一步地，所述固定座包括一端朝静端部件开口、另一端封闭的筒形支座，喷口组件包括与筒形支座的内壁密封导向配合的喷口，还包括贯穿筒形支座筒底的喷口拉杆，所述动触头组件包括导向移动套装于筒形支座外部的动主触头，动端部件还包括贯穿筒形支座筒底的动弧触头拉杆。
本方案的效果在于，喷口导向装配在筒形支座内壁上，筒形支座为喷口的安装提供空间，动主触头套装在筒形支座的外部，通过筒形支座将动弧触头、动主触头隔开，同时，喷口拉杆和动弧触头拉杆由筒底穿出，整体结构紧凑。
进一步地，所述喷口拉杆与筒形支座同轴布置，所述动弧触头拉杆沿分合闸方向导向穿装于喷口拉杆内，动端部件还包括连接喷口拉杆和喷口相应端的环形翻沿，所述环形翻沿上设有连通喷口内腔与筒形支座内腔以形成所述压气腔的连通孔。
本方案的效果在于，喷口拉杆与筒形支座同轴布置，动弧触头拉杆穿装在喷口拉杆内，具体布置时，只需要在筒形支座上留出喷口拉杆的穿孔即可，不需要考虑动弧触头拉杆的穿孔，加工过程更加方便。
进一步地，灭弧室包括连接动触头组件与所述动触头组件输出端的动触头组件连杆，还包括连接喷口与所述喷口输出端的喷口连杆，所述动触头组件连杆和喷口连杆均在使用时沿分合闸的前后方向导向移动，所述分动装置包括在使用时被操动机构驱动而前后摆动的摆动杆，所述摆动杆上设有滑槽，所述滑槽内滑动装配有形成所述喷口输出端的第一销轴和形成所述动触头组件输出端的第二销轴，所述第一销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离小于第二销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离。
本方案的效果在于，通过设置摆杆以及摆杆上的滑槽，利用第一销轴和第二销轴与摆杆摆动轴线之间的距离差值，能够保证在角速度相同的情况下实现线速度的差异化，摆杆的整体设计简单，动触头组件连杆和喷口连杆能够连接分动装置与对应的动触头组件和喷口，实现动触头组件和喷口的往复移动。
进一步地，动主触头上连接有动主触头拉杆，所述动触头组件连杆同时与动主触头拉杆和所述动弧触头拉杆相连。
本方案的效果在于，动触头组件连杆同时与主触头拉杆和动弧触头拉杆相连，减小了动触头组件连杆的数量。
进一步地，所述第一销轴上设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆与所述操动机构传动相连。
本方案的效果在于，操动机构通过绝缘拉杆和第一销轴驱动摆杆往复摆动，利用第一销轴实现对摆杆的驱动，不需要再摆杆上额外设置其他的动力输入部分。
附图说明
图1为本发明断路器用灭弧室实施例中合闸时的示意图；
图2为本发明断路器用灭弧室实施例中分闸时的示意图；
图3为本发明断路器用灭弧室实施例中动端部件与拨叉的传动连接示意图；
附图标记说明：100-动端部件；11-外翻沿；12-动主触头；13-动弧触头；14-喷口拉杆；15-动弧触头拉杆；16-连通孔；17-动主触头拉杆；18-压气腔；19-喷口；200-静端部件；21-静主触头；22-静弧触头；300-分动装置；31-拨叉；32-摆动销轴；33-滑槽；34-第一销轴；35-第二销轴；400-第三销轴；500-绝缘拉杆；600-动触头组件连杆；700-喷口连杆；800-固定座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的断路器用灭弧室的具体实施例，如图1至图3所示，灭弧室包括动端部件100、静端部件200，还包括连接动端部件100和操动机构的分动装置300。其中，定义动端部件100和静端部件200分合闸时相对移动的方向为前后方向(即图1中所示的左右方向)，图1中动端部件100的左端为分合闸时的前端。
静端部件200的结构如图1和图2所示，静端部件200包括同轴布置的静主触头21和静弧触头22，其中，静主触头21为环形结构，静弧触头22为棒状结构，静弧触头22位于静主触头21内部。
动端部件100的结构也如图1和图2所示，动端部件100装配在固定座800上，固定座800为左端开口、右端封闭的筒形结构。动端部件100包括与静主触头21对应的动主触头12和与静弧触头22对应的动弧触头13。其中，动主触头12沿左右方向套装在固定座800的外部，静弧触头22与固定座800同轴布置且位于固定座800内。动端部件100中的喷口19右端密封导向装配在固定座800的内壁上，当喷口19套装在静弧触头22外部时，喷口19的内腔与固定座800的内腔共同组成了压气腔18，压气腔18内的气体能够吹灭静弧触头22和动弧触头13分合闸时产生的电弧。
在动主触头12的右端连接有动主触头拉杆17，在喷口19的右端连接有喷口拉杆14，喷口拉杆14为管体，喷口拉杆14的右端由固定座800的筒底穿出。在喷口拉杆14的左端端部一体成型有外翻沿11，外翻沿11与喷口19的右端相连。在外翻沿11上设置有连通固定座800的内腔与喷口19内腔的连通孔16，以使得固定座800的内腔与喷口19的内腔能够共同形成压气腔18。本实施例中，外翻沿11构成了环形翻沿，在其他实施例中，环形翻沿可以分体固设在喷口拉杆上，或者环形翻沿可以设置在喷口的右端端部。
动端部件100还包括动弧触头拉杆15，其中，动弧触头拉杆15穿装在喷口拉杆14的内部，且与喷口拉杆14的内壁导向移动装配，动弧触头拉杆15的左端与动弧触头13相连。
本发明中，动端部件100中的动弧触头13、动主触头12以及喷口19均分体布置，且均导向装配在固定座800上。为了实现对动弧触头13、动主触头12以及喷口19的单独驱动，避免出现现有技术中三者固定在一起并且同步运动时操动机构驱动力较大的问题，本发明还提供了分动装置300，实现差异化驱动。其中，动弧触头13和动主触头12可以同步运动。
如图3所示，分动装置300包括通过摆动销轴32摆动安装在灭弧室壳体上的拨叉31，拨叉31的一端铰接，拨叉31上开设有滑槽33，在滑槽33内布置有第一销轴34和第二销轴35，第一销轴34与摆动销轴32之间的距离小于第二销轴35与摆动销轴32之间的距离。第二销轴35与动主触头拉杆17以及动弧触头拉杆15之间通过动触头组件连杆600相连，由于动触头组件连杆600与动主触头拉杆17、动弧触头拉杆15均相连，能够带动动主触头12和动弧触头13同步移动，动触头组件连杆600与动主触头拉杆17及动弧触头拉杆15均刚性连接，使得动触头组件连杆600只能沿左右方向导向移动。第一销轴34与喷口拉杆14之间通过喷口连杆700相连，喷口拉杆14与喷口连杆700之间刚性相连，使得喷口连杆700只能左右导向移动。
在第一销轴34上还连接有绝缘拉杆500，绝缘拉杆500的右端连接有第三销轴400，第三销轴400右端与操动机构的动力输出部件相连。
本发明的使用过程如下：当灭弧室由图1所示的合闸状态切换至图2所示的分闸状态时，操动机构带动第三销轴400以及绝缘拉杆500向右移动，带动第一销轴34向右移动，带动拨叉31向右摆动，摆动的拨叉31再带动第二销轴35向右移动，由于第一销轴34更加靠近第二销轴35，第一销轴34的移动速度小于第二销轴35的移动速度，分闸的过程中，动弧触头13的分闸速度大于喷口19的分闸速度，压气腔18的容积变小且由于动弧触头13与静弧触头22的电弧烧蚀作用，使得压气腔18内的压力会增大，在动弧触头13和静弧触头22分离的瞬间吹气进行灭弧。
由于动弧触头13的分闸速度较大，在分闸时腾出的空间能够部分补偿压气腔18减小的容积，与现有技术相比，压气腔18的容积缩小速度变小，对喷口19的反向作用力更小，在相同的驱动力作用下，动端部件100的分闸速度更快，换言之，在相同的分闸速度下所需的驱动力也更小。而且，本发明的灭弧室中，动弧触头13的分闸速度小于喷口19的分闸速度，能够增大动弧触头13与喷口19之间的径向间距，防止喷口19被击穿。
其他实施例中，分动装置可以采用其他的结构，如分动装置可以包括输入齿轮和与输入齿轮相啮合的两个输出齿轮，其中，两个输出齿轮的直径不同，两个输出齿轮分别啮合连接有齿条，其中一个齿条与喷口拉杆相连、另一个齿条与动触头组件相连，实现速度上的差异。此时，两个齿条分别构成喷口输出端和动触头组件输出端。
本实施例中，第一销轴34构成了分动装置300的喷口输出端，第二销轴35构成了分动装置300的动触头组件输出端。拨叉31形成了可以前后摆动的摆动杆。
本实施例中，喷口19、喷口拉杆14和外翻沿11构成了喷口组件。绝缘拉杆500上与操动机构相连的一端为分动装置300的动力输入端。
本实施例中，固定座800构成了筒形支座。其他实施例中，固定座可以为两端均封闭的结构，此时，将喷口导向套装在固定座的外部，将喷口套装于固定座的外部，为了避免喷口和动主触头之间产生干涉。将动主触头径向向外移动，在动主触头的远离静端部件的一端设置导向套，导向套与喷口在分合闸方向上间隔布置。
本发明断路器的具体实施例，断路器包括操动机构以及灭弧室，其中，灭弧室的结构与上述实施例中的一致，其内容不再赘述。
Claims (10)
1.一种断路器用灭弧室，包括固定座，所述固定座上导向装配有动端部件，灭弧室还包括与动端部件配合的静端部件，动端部件包括动触头组件和在分闸时与所述固定座配合形成压气腔的喷口组件，动触头组件包括位于压气腔内的动弧触头，其特征在于：所述喷口组件与动触头组件均导向移动装配于固定座上，且喷口组件与动触头组件在使用时相对移动，灭弧室还包括分动装置，所述分动装置具有用于与操动机构相连的动力输入端，还具有与喷口组件传动相连以带动喷口组件往复移动的喷口输出端以及与动触头组件传动相连以带动动触头组件往复移动的动触头组件输出端，所述喷口输出端的分闸运动速度小于动触头组件输出端的分闸运动速度；
所述固定座包括一端朝静端部件开口、另一端封闭的筒形支座，喷口组件包括与筒形支座的内壁密封导向配合的喷口，还包括贯穿筒形支座筒底的喷口拉杆，所述动触头组件包括导向移动套装于筒形支座外部的动主触头，动端部件还包括贯穿筒形支座筒底的动弧触头拉杆。
2.根据权利要求1所述的断路器用灭弧室，其特征在于：所述喷口拉杆与筒形支座同轴布置，所述动弧触头拉杆沿分合闸方向导向穿装于喷口拉杆内，动端部件还包括连接喷口拉杆和喷口相应端的环形翻沿，所述环形翻沿上设有连通喷口内腔与筒形支座内腔以形成所述压气腔的连通孔。
3.根据权利要求1或2所述的断路器用灭弧室，其特征在于：灭弧室包括连接动触头组件与所述动触头组件输出端的动触头组件连杆，还包括连接喷口与所述喷口输出端的喷口连杆，所述动触头组件连杆和喷口连杆均在使用时沿分合闸的前后方向导向移动，所述分动装置包括在使用时被操动机构驱动而前后摆动的摆动杆，所述摆动杆上设有滑槽，所述滑槽内滑动装配有形成所述喷口输出端的第一销轴和形成所述动触头组件输出端的第二销轴，所述第一销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离小于第二销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离。
4.根据权利要求3所述的断路器用灭弧室，其特征在于：动主触头上连接有动主触头拉杆，所述动触头组件连杆同时与动主触头拉杆和所述动弧触头拉杆相连。
5.根据权利要求3所述的断路器用灭弧室，其特征在于：所述第一销轴上设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆上具有所述动力输入端。
6.一种断路器，包括灭弧室以及驱动灭弧室分合闸的操动机构，所述灭弧室包括固定座，所述固定座上导向装配有动端部件，灭弧室还包括与动端部件配合的静端部件，动端部件包括动触头组件和在分闸时与所述固定座配合形成压气腔的喷口组件，动触头组件包括位于压气腔内的动弧触头，其特征在于：所述喷口组件与动触头组件均导向移动装配于固定座上，且喷口组件与动触头组件在使用时相对移动，灭弧室还包括与所述操动机构相连的分动装置，所述分动装置具有与喷口组件传动相连以带动喷口组件往复移动的喷口输出端以及与动触头组件传动相连以带动动触头组件往复移动的动触头组件输出端，所述喷口输出端的分闸运动速度小于动触头组件输出端的分闸运动速度；
所述固定座包括一端朝静端部件开口、另一端封闭的筒形支座，喷口组件包括与筒形支座的内壁密封导向配合的喷口，还包括贯穿筒形支座筒底的喷口拉杆，所述动触头组件包括导向移动套装于筒形支座外部的动主触头，动端部件还包括贯穿筒形支座筒底的动弧触头拉杆。
7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于：所述喷口拉杆与筒形支座同轴布置，所述动弧触头拉杆沿分合闸方向导向穿装于喷口拉杆内，动端部件还包括连接喷口拉杆和喷口相应端的环形翻沿，所述环形翻沿上设有连通喷口内腔与筒形支座内腔以形成所述压气腔的连通孔。
8.根据权利要求6或7所述的断路器，其特征在于：灭弧室包括连接动触头组件与所述动触头组件输出端的动触头组件连杆，还包括连接喷口与所述喷口输出端的喷口连杆，所述动触头组件连杆和喷口连杆均在使用时沿分合闸的前后方向导向移动，所述分动装置包括在使用时被操动机构驱动而前后摆动的摆动杆，所述摆动杆上设有滑槽，所述滑槽内滑动装配有形成所述喷口输出端的第一销轴和形成所述动触头组件输出端的第二销轴，所述第一销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离小于第二销轴与摆动杆摆动轴线之间的距离。
9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于：动主触头上连接有动主触头拉杆，所述动触头组件连杆同时与动主触头拉杆和所述动弧触头拉杆相连。
10.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于：所述第一销轴上设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆与所述操动机构传动相连。
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