CN113161193A - 一种真空断路器及真空灭弧室 - Google Patents

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CN113161193A CN202011357196.1A CN202011357196A CN113161193A CN 113161193 A CN113161193 A CN 113161193A CN 202011357196 A CN202011357196 A CN 202011357196A CN 113161193 A CN113161193 A CN 113161193A
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Abstract

本发明提供了一种真空断路器及真空灭弧室,真空灭弧室包括:壳体;上触头杆;上复位弹簧;上弧触头;上主触头;下触头杆;下主触头;下弧触头;上触头杆外周面上设有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,合闸过程中上接触部越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电;和/或,下主触头设在下触头杆外部且与两者上下移动配合,下主触头上设有与下触头杆外周面相接触的下接触部,下触头杆外周面上设有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,合闸过程中下接触部越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电。分闸状态时,上主触头和/或下主触头被隔离,电弧电流无法流经上主触头和/或下主触头,保护了上主触头和/或下主触头不被烧蚀。

Description

一种真空断路器及真空灭弧室
技术领域
本发明涉及电气真空开关技术领域,具体涉及一种真空断路器及真空灭弧室。
背景技术
真空灭弧室是真空断路器的重要组成部分,真空灭弧室的触头既需要在正常情况下导通额定工作电流,又需要在故障情况下开断故障电流,因此需要有较好的开断能力。
授权公告号为CN202307674U的中国实用新型专利公开了一种真空灭弧室及采用该真空灭弧室的真空断路器,包括由上端主触头(即上主触头)和上弧触头构成的上触头和由下端主触头(即下主触头)和下弧触头构成的下触头,上弧触头和下弧触头均采用抗熔焊的触头材料。上弧触头固定在上导电杆的下端,上导电杆通过其上的表带触指与上主触头导通,在上导电杆的上端设置有限位垫,在限位垫上方设置有上触头簧。下弧触头固定在下主触头上,下主触头固定在下导电杆的上端,下导电杆通过带有主触头簧的绝缘拉杆与断路器操动机构相连。
合闸时,操动机构带动下导电杆、下主触头、下弧触头一起向上运动,直至下弧触头与上弧触头接触,然后下弧触头继续与上弧触头一起向上运动,使上导电杆上端的上触头簧被压缩,直到上主触头和下主触头开始接触,主触头簧开始被压缩,并在触头压力的作用下可靠闭合,此时大电流由上主触头和下主触头承载。分闸时,主触头簧的压缩量得以释放,下导电杆、下主触头、下弧触头在操动机构带动下向下运动,使上触头簧的压缩量得以释放。此时,上导电杆带动上弧触头与下弧触头一起向下运动,上主触头和下主触头分离,而上弧触头和下弧触头仍处于导通状态,直到限位垫与真空灭弧室的上端接触限位后使得上导电杆与上弧触头停止向下运动,此时下导电杆继续在操动机构带动下向下运动,直到分闸限位,完成断路器的分闸动作。
上述真空灭弧室在分合闸过程中,电弧产生在上弧触头和下弧触头之间,但是由于上主触头和上弧触头直接导电滑动配合,下弧触头固定在下主触头上,两者也是直接导电连接,且弧触头距离主触头都比较近,因此电弧电流很容易在上弧触头和下弧触头分合闸的瞬间转移到上主触头或下主触头上,使上主触头或下主触头产生烧蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空灭弧室,以解决现有真空灭弧室的上弧触头和下弧触头在分合闸瞬间产生的电弧电流容易转移到上主触头或下主触头上、而造成上主触头或下主触头产生烧蚀的问题;本发明的目的还在于提供一种真空断路器,以解决现有真空断路器的真空灭弧室中的上弧触头和下弧触头在分合闸瞬间产生的电弧电流容易转移到上主触头或下主触头上、而造成上主触头或下主触头产生烧蚀的问题。
为实现上述目的,本发明中的真空灭弧室采用如下技术方案:
一种真空灭弧室,包括:
壳体;
上触头杆,上触头杆的下端伸入壳体内部;
上复位弹簧,用于在上触头杆向上移动时受力变形、以对上触头杆的向下移动提供复位动力;
上弧触头,设置在上触头杆的下端;
上主触头,设置在上触头杆的外部且与上触头杆在上下方向上相对移动配合,上主触头上设有与上触头杆的外周面相接触的上接触部;
下触头杆,下触头杆的上端伸入壳体内部、下端用于与操动机构传动连接,以使下触头杆能够相对于壳体上下移动实现分闸和合闸;
下主触头,设置在下触头杆的上端;
下弧触头,设置在下触头杆的上端;
上触头杆的外周面上设置有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,上主触头在合闸过程中相对于上触头杆向下移动、使得上接触部能够越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电;和/或,
下主触头设置在下触头杆的外部且与下触头杆在上下方向上相对移动配合,下主触头上设有与下触头杆的外周面相接触的下接触部,真空灭弧室还包括用于在下主触头向下移动时受力变形、以对下主触头的向上移动提供复位动力的下复位弹簧,下触头杆的外周面上设置有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,下主触头在合闸过程中受上主触头的作用力沿着下触头杆向下移动、使得下接触部能够越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电。
上述技术方案的有益效果在于:上述技术方案中采用“和/或”的方式限定了三种技术方案,在其中一种技术方案中,上触头杆的外周面上设置有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,说明在分闸状态时,上主触头是被隔离开的,这样在上弧触头与下弧触头接触和分离的瞬间,产生的电弧电流无法流经上主触头,从而就保护了上主触头不被烧蚀。而上主触头在合闸过程中相对于上触头杆向下移动、使得上接触部能够越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电,这样就不影响上主触头与上触头杆的导电连接,使得上主触头和下主触头接触后,电流可以流经上主触头和上触头杆,实现正常合闸功能。
在另外一种技术方案中,下主触头设置在下触头杆的外部且与下触头杆在上下方向上相对移动配合,下主触头上设有与下触头杆的外周面相接触的下接触部,下触头杆的外周面上设置有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,说明在分闸状态时,下主触头是被隔离开的,这样在上弧触头与下弧触头接触和分离的瞬间,产生的电弧电流无法流经下主触头,从而就保护了下主触头不被烧蚀。而下主触头在合闸过程中受上主触头的作用力沿着下触头杆向下移动、使得下接触部能够越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电,这样就不影响下主触头与下触头杆的导电连接,使得上主触头和下主触头接触后,电流可以流经下主触头和下触头杆,实现正常合闸功能。
第三种技术方案是以上两种技术方案的叠加,同时具备以上两种技术方案的效果,可以使上主触头和下主触头均得到保护。
进一步的,为了方便上触头杆的设计和布置,同时保证在合闸时,缩短合闸时间、减小下触头杆的移动行程,保证在分闸时,上主触头快速远离上弧触头,避免电弧电流转移到上主触头上,上触头杆包括杆本体和设置在杆本体外部的导电管,壳体的上端设置有上盖板,导电管固定在上盖板上,杆本体上下贯穿导电管,所述上弧触头设置在杆本体的下端,所述上绝缘环设置在导电管的外周面上,杆本体的上端通过杠杆联动机构与上主触头传动连接,杠杆联动机构包括杠杆以及联动杆,联动杆的下端与上主触头固定连接,杠杆的一端与杆本体的上端传动连接、杠杆的另一端与联动杆的上端传动连接,以使杆本体和上主触头同步反向移动。
进一步的,为了方便杠杆的布置,同时方便杆本体和导电管之间实现导电连接,壳体的上方设置有筒体,筒体具有筒体底壁和筒体侧壁,筒体底壁与导电管顶端固定连接,所述杠杆转动安装在筒体内,杆本体和导电管之间间隙配合,筒体内于筒体底壁上固定有导电块,杆本体的上端穿过导电块且与导电块插接导电配合,导电块通过筒体底壁与导电管导电连接。
进一步的,为了方便杆本体和杠杆之间的传动连接,杆本体的上端连接有压盖,压盖套设在导电块的外部,压盖与杠杆传动连接。
进一步的,为了方便杠杆的移动,避免杠杆别死,压盖与杠杆之间、联动杆与杠杆之间分别连接有过渡连杆。
进一步的,为了方便上复位弹簧的布置,筒体内固定设置有固定板,固定板位于压盖的上方,固定板上固定有向下延伸的止位柱,止位柱的下端面用于在合闸时与压盖的上端面挡止配合,所述上复位弹簧套设在止位柱上,上复位弹簧的一端顶压在固定板上、另一端顶压在压盖上。
进一步的,为了方便上弧触头和下弧触头之间、上主触头和下主触头之间的导电接触,同时省去灭弧室动端外侧的主触头簧,并方便上主触头对下主触头施加作用力,上弧触头和下弧触头之间为对接接触,上主触头和下主触头之间为插接接触,上主触头和下主触头的其中一个的内部设置有与另一个挡止配合的挡止面,以在下主触头与上主触头插接接触后由上主触头通过挡止面推动下主触头向下移动。
进一步的,为了方便挡止面的设置,上主触头具有供下主触头插入的插孔,上主触头内部固定有止位筒,所述挡止面由止位筒的下端面构成。
进一步的,为了方便下复位弹簧的布置,下触头杆的外周面上凸设有凸台,所述下复位弹簧套设在下触头杆外部,下复位弹簧的一端顶压在下主触头上、另一端顶压在凸台上。
为实现上述目的,本发明中的真空断路器采用如下技术方案:
一种真空断路器,包括操动机构和与操动机构相连的真空灭弧室,真空灭弧室包括:
壳体;
上触头杆,上触头杆的下端伸入壳体内部;
上复位弹簧,用于在上触头杆向上移动时受力变形、以对上触头杆的向下移动提供复位动力;
上弧触头,设置在上触头杆的下端;
上主触头,设置在上触头杆的外部且与上触头杆在上下方向上相对移动配合,上主触头上设有与上触头杆的外周面相接触的上接触部;
下触头杆,下触头杆的上端伸入壳体内部、下端用于与操动机构传动连接,以使下触头杆能够相对于壳体上下移动实现分闸和合闸;
下主触头,设置在下触头杆的上端;
下弧触头,设置在下触头杆的上端;
上触头杆的外周面上设置有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,上主触头在合闸过程中相对于上触头杆向下移动、使得上接触部能够越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电;和/或,
下主触头设置在下触头杆的外部且与下触头杆在上下方向上相对移动配合,下主触头上设有与下触头杆的外周面相接触的下接触部,真空灭弧室还包括用于在下主触头向下移动时受力变形、以对下主触头的向上移动提供复位动力的下复位弹簧,下触头杆的外周面上设置有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,下主触头在合闸过程中受上主触头的作用力沿着下触头杆向下移动、使得下接触部能够越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电。
上述技术方案的有益效果在于:上述技术方案中采用“和/或”的方式限定了三种技术方案,在其中一种技术方案中,上触头杆的外周面上设置有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,说明在分闸状态时,上主触头是被隔离开的,这样在上弧触头与下弧触头接触和分离的瞬间,产生的电弧电流无法流经上主触头,从而就保护了上主触头不被烧蚀。而上主触头在合闸过程中相对于上触头杆向下移动、使得上接触部能够越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电,这样就不影响上主触头与上触头杆的导电连接,使得上主触头和下主触头接触后,电流可以流经上主触头和上触头杆,实现正常合闸功能。
在另外一种技术方案中,下主触头设置在下触头杆的外部且与下触头杆在上下方向上相对移动配合,下主触头上设有与下触头杆的外周面相接触的下接触部,下触头杆的外周面上设置有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,说明在分闸状态时,下主触头是被隔离开的,这样在上弧触头与下弧触头接触和分离的瞬间,产生的电弧电流无法流经下主触头,从而就保护了下主触头不被烧蚀。而下主触头在合闸过程中受上主触头的作用力沿着下触头杆向下移动、使得下接触部能够越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电,这样就不影响下主触头与下触头杆的导电连接,使得上主触头和下主触头接触后,电流可以流经下主触头和下触头杆,实现正常合闸功能。
第三种技术方案是以上两种技术方案的叠加,同时具备以上两种技术方案的效果,可以使上主触头和下主触头均得到保护。
进一步的,为了方便上触头杆的设计和布置,同时保证在合闸时,缩短合闸时间、减小下触头杆的移动行程,保证在分闸时,上主触头快速远离上弧触头,避免电弧电流转移到上主触头上,上触头杆包括杆本体和设置在杆本体外部的导电管,壳体的上端设置有上盖板,导电管固定在上盖板上,杆本体上下贯穿导电管,所述上弧触头设置在杆本体的下端,所述上绝缘环设置在导电管的外周面上,杆本体的上端通过杠杆联动机构与上主触头传动连接,杠杆联动机构包括杠杆以及联动杆,联动杆的下端与上主触头固定连接,杠杆的一端与杆本体的上端传动连接、杠杆的另一端与联动杆的上端传动连接,以使杆本体和上主触头同步反向移动。
进一步的,为了方便杠杆的布置,同时方便杆本体和导电管之间实现导电连接,壳体的上方设置有筒体,筒体具有筒体底壁和筒体侧壁,筒体底壁与导电管顶端固定连接,所述杠杆转动安装在筒体内,杆本体和导电管之间间隙配合,筒体内于筒体底壁上固定有导电块,杆本体的上端穿过导电块且与导电块插接导电配合,导电块通过筒体底壁与导电管导电连接。
进一步的,为了方便杆本体和杠杆之间的传动连接,杆本体的上端连接有压盖,压盖套设在导电块的外部,压盖与杠杆传动连接。
进一步的,为了方便杠杆的移动,避免杠杆别死,压盖与杠杆之间、联动杆与杠杆之间分别连接有过渡连杆。
进一步的,为了方便上复位弹簧的布置,筒体内固定设置有固定板,固定板位于压盖的上方,固定板上固定有向下延伸的止位柱,止位柱的下端面用于在合闸时与压盖的上端面挡止配合,所述上复位弹簧套设在止位柱上,上复位弹簧的一端顶压在固定板上、另一端顶压在压盖上。
进一步的,为了方便上弧触头和下弧触头之间、上主触头和下主触头之间的导电接触,同时省去灭弧室动端外侧的主触头簧,并方便上主触头对下主触头施加作用力,上弧触头和下弧触头之间为对接接触,上主触头和下主触头之间为插接接触,上主触头和下主触头的其中一个的内部设置有与另一个挡止配合的挡止面,以在下主触头与上主触头插接接触后由上主触头通过挡止面推动下主触头向下移动。
进一步的,为了方便挡止面的设置,上主触头具有供下主触头插入的插孔,上主触头内部固定有止位筒,所述挡止面由止位筒的下端面构成。
进一步的,为了方便下复位弹簧的布置,下触头杆的外周面上凸设有凸台,所述下复位弹簧套设在下触头杆外部,下复位弹簧的一端顶压在下主触头上、另一端顶压在凸台上。
附图说明
图1为本发明中真空灭弧室的结构示意图(分闸状态);
图2为本发明中真空灭弧室的结构示意图(刚合状态);
图3为本发明中真空灭弧室的结构示意图(合闸状态);
图4为图1和图2中上部结构的放大图;
图5为图1和图2中上绝缘环处的局部放大图;
图6为图1和图2中下绝缘环处的局部放大图。
图中:1-第一波纹管;2-导电管;3-上主触头;4-上弧触头;5-下弧触头;6-下触头杆;61-凸台;7-下盖板;8-第二波纹管;9-壳体;10-下主触头;11-屏蔽罩;12-第三波纹管;13-杆本体;14-联动杆;15-上盖板;16-杠杆结构;161-第一过渡连杆;162-杠杆;163-第二过渡连杆;164-安装杆;17-筒体;18-上复位弹簧;19-导电块;20-压盖;21-止位柱;22-固定板;23-固定柱;24-接线板;25-上绝缘环;26-止位筒;27-下复位弹簧;28-下绝缘环。
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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明中真空灭弧室的一个实施例如图1、图2和图3所示,包括壳体9,壳体9的上端设置有上盖板15、下端设置有下盖板7。上触头杆的下端伸入壳体9内部,上触头杆包括杆本体13和设置在杆本体13外部的导电管2,导电管2和杆本体13均沿上下方向延伸,导电管2固定在上盖板15上,杆本体13上下贯穿导电管2,且杆本体13与导电管2之间为间隙配合。杆本体13的下端固定有上弧触头4,在杆本体13的外部套设有第三波纹管12,第三波纹管12的上端连接在导电管2上、下端连接在上弧触头4上。
导电管2的外部设置有上主触头3,上主触头3位于上弧触头4的外侧。上主触头3呈筒形结构,结合图5所示,上主触头3的上端设置有内翻沿,该内翻沿构成与导电管2的外周面相接触的上接触部,上主触头3与导电管2在上下方向上相对移动配合。导电管2外周面上设置有上绝缘环25,在分闸状态时,上主触头3的下端面高于上弧触头4的下端面,上接触部与上绝缘环25接触,也即此时上主触头3与导电管2的外壁暂时不导通,上主触头3是被隔离开的。
上主触头3和杆本体13之间设置有杠杆联动机构,杠杆联动机构用于使上主触头3和杆本体13同步反向移动,杠杆联动机构包括联动杆14和杠杆结构16。壳体的上方设置有筒体17,杠杆结构16设置在筒体17内,筒体17具有筒体底壁和筒体侧壁,筒体底壁与导电管2的顶端固定连接,筒体17由导电材料制成,筒体侧壁的顶端设置有接线板24。联动杆14有两个且呈左右对称设置,联动杆14贯穿上盖板15和筒体底壁,联动杆14的下端伸入壳体9内与上主触头3固定连接、上端伸入筒体17内,在壳体9内设置有第一波纹管1,第一波纹管1的一端连接在联动杆14上、另一端连接在上盖板15上。
结合图4所示,筒体17内于筒体底壁上固定有导电块19,杆本体13的上端穿过筒体底壁插入导电块19内,杆本体13与导电块19之间为插接导电配合,导电块19通过筒体底壁与导电管2导电连接,这样,上弧触头4就依次通过杆本体13、导电块19、筒体底壁、导电管2间接与上主触头3导电连接。
杆本体13的上端连接有压盖20,压盖20套设在导电块19的外部,压盖20与导电块19在上下方向上导向滑动配合。筒体17内通过固定柱23固定设置有固定板22,固定板22位于压盖20的上方,固定板22上固定有向下延伸的止位柱21,止位柱21的下端面用于在合闸时与压盖20的上端面挡止配合,因此在分闸时,止位柱21的下端面与压盖20的上端面之间具有间隔。止位柱21的外部套设有上复位弹簧18,上复位弹簧18的一端顶压在固定板22上、另一端顶压在压盖20上。合闸时,杆本体13向上移动,带动压盖20压缩上复位弹簧18使其受力变形,从而可以对杆本体13的向下移动提供复位动力。
如图4所示,杠杆结构16包括第一过渡连杆161、杠杆162、第二过渡连杆163,筒体底壁上固定设置有安装杆164,杠杆162转动安装在安装杆164上,第一过渡连杆161一端与压盖20铰接、另一端与杠杆162的一端铰接,第二过渡连杆163的一端与联动杆14铰接、另一端与杠杆162的一端铰接,这样当杆本体13带动压盖20向上移动时,第一过渡连杆161带动杠杆162转动,杠杆162带动第二过渡连杆163移动,进而带动联动杆14移动,并且经过杠杆162的换向,使得杆本体13和联动杆14的移动方向相反。
本实施例中之所以设置第一过渡连杆161和第二过渡连杆163,并且第二过渡连杆163呈弯曲状(根据使用需求,第一过渡连杆161也可以呈弯曲状),目的是为了适应杠杆162的顺利转动,避免杠杆162别死,否则杠杆162与压盖20和联动杆14之间就需要设置长孔结构,那样结构比较复杂,不方便加工。同时,采用两个过渡连杆后,可以缩小两个联动杆14之间的间距,减少灭弧室的横向尺寸。
如图1、图2和图3所示,下触头杆6的上端伸入壳体9内、下端用于与操动机构(图中未示出)传动连接,因此下触头杆6能相对于壳体9上下移动。在壳体9内设置有第二波纹管8,第二波纹管8的上端连接在下触头杆6上、下端连接在下盖板7上。下触头杆6的上端设置有下弧触头5和下主触头10。另外,在壳体9的内壁上固定有屏蔽罩11,屏蔽罩11与上主触头3和下主触头10、以及上弧触头4和下弧触头5的接触位置相对应。
下弧触头5固定在下触头杆6的上端面上,与上弧触头4之间为对接接触。下主触头10设置在下触头杆6的外部,下主触头10也呈筒形结构,结合图6所示,下主触头10的下端设置有内翻沿,该内翻沿构成与下触头杆6的外周面相接触的下接触部,下触头杆6的外周面上设置有下绝缘环28,在分闸状态时,下弧触头5的上端面高于下主触头10的上端面,下接触部与下绝缘环28接触,也即此时下主触头10与下触头杆6暂时不导通,下主触头10是被隔离开的。
上主触头3和下主触头10之间为插接接触,下主触头10的外径小于上主触头3的内径,上主触头3的内孔构成供下主触头10插入并实现两者插接接触导电的插孔。结合图5所示,上主触头3的上接触部的内壁上固定有向下延伸的止位筒26,止位筒26与上主触头3的侧壁间隔设置,止位筒26的下端面构成挡止面,这样在合闸过程中,当下主触头10与上主触头3插接接触后,止位筒26的下端面与下主触头10挡止配合,从而可以推动下主触头10相对于下触头杆6向下移动。
真空灭弧室还包括用于在下主触头10向下移动时受力变形、以对下主触头10的向上移动提供复位动力的下复位弹簧27,下触头杆6的外周面上凸设有凸台61,凸台61位于下绝缘环28的下方,下复位弹簧27套设在下触头杆6的外部,下复位弹簧27的上端顶压在下接触部上、下端顶压在凸台61上。
本发明的真空灭弧室在工作时,图1所示为真空断路器处于分闸状态,图2为刚合状态,图3为合闸状态。
在合闸过程中,在操动机构的作用下,下触头杆6带动下弧触头5和下主触头10向上运动,直至上、下弧触头运动至刚合状态,如图2所示,此时电流从导电块19到杆本体13、再到上弧触头4、下弧触头5以及下触头杆6。
此后,下触头杆6继续向上运动,从而推动上弧触头4向上运动,上弧触头4带动杆本体13向上运动,进而带动压盖20向上运动,在杠杆结构16的作用下,联动杆14向下运动,并带动上主触头3向下运动,在此过程中,上复位弹簧18被压缩,上主触头3与下主触头10逐渐接触,达到刚合状态。
此后下触头杆6继续向上运动,直至下主触头10与止位筒26的下端面接触,此时下主触头10停止向上运动,而下触头杆6则继续向上运动,在止位筒26的下端面的挡止作用下,使得下主触头10相对于下触头杆6向下运动压缩下复位弹簧27,最终使得下接触部越过下绝缘环28与下触头杆6的外周面接触导电。在此过程中,在下触头杆6推动上弧触头4和杆本体13向上移动的过程中,上主触头3在杠杆联动机构的作用下继续相对于导电管2向下移动,最终使得上接触部越过上绝缘环25与导电管2的外周面接触导电,至此上主触头3和下主触头10与导电回路完全连通,此时电流从接线板24到筒体17、再到导电管2、上主触头3、下主触头10以及下触头杆6。
分闸过程即为合闸逆过程,在分闸过程中,下触头杆6在操动机构的作用下向下移动,带动下弧触头5向下运动,一开始下主触头10在下复位弹簧27的作用下向上运动,与此同时,上弧触头4和杆本体13在上复位弹簧18的作用下向下运动,上主触头3在杠杆联动机构的作用下向上移动,上主触头3和下主触头10首先分离,导电回路断开,且在上主触头3和下主触头10分离之前,上接触部就已经运动到与上绝缘环25接触、下接触部已运动到与下绝缘环28接触。上、下弧触头随后分离,上、下触头回到分闸状态。
在以上过程中,在分闸状态时,由于上主触头3通过上绝缘环25与主回路断开,下主触头10通过下绝缘环28与主回路断开,因此在上弧触头4与下弧触头5接触和分离的瞬间,产生的电弧电流无法流经上主触头3和下主触头10,并且上主触头3和下主触头10会在接合后一段时间再与主回路导通、并在分离之前已经与主回路断开,避免了电弧电流转移而造成的触头烧蚀,有效保护了上主触头3和下主触头10。
此外,真空灭弧室在分闸状态时,上主触头3的下端面高于上弧触头4的下端面,也即上主触头3的下端面和上弧触头4的下端面在上下方向上错开了距离;同时下弧触头5的上端面高于下主触头10的上端面,也即下弧触头5的上端面和下主触头10的上端面也在上下方向上错开了距离,这样在分合闸过程中,产生在上弧触头4和下弧触头5之间的电弧就很难转移到上主触头3和下主触头10上,从而可以减少上主触头3和下主触头10的烧蚀,对主触头起到防护作用。
同时,由于上主触头3和杆本体13之间设置有杠杆联动机构,杠杆联动机构中的杠杆起到换向作用,在合闸时,上主触头3同步向下移动,可以快速与下主触头10接触,这样就节省了下触头杆6的上移行程,因此不但可以缩短合闸时间,而且可以缩小真空灭弧室的纵向尺寸,同时还可以降低对操动机构输出行程的要求。反过来在分闸时,上主触头3可以快速与下主触头10分离,节省下触头杆6的下移行程,同样可以缩短分闸时间,并且上主触头3的下端面和上弧触头4的下端面在上下方向上快速拉开距离,使得上弧触头4和下弧触头5分开的瞬间,上主触头3的下端面已经移动到上弧触头4下端面的上侧,从而使上弧触头4和下弧触头5之间产生的电弧不容易转移到上主触头3上,延长电弧扩散至上主触头3的时间,减少上主触头3的烧蚀。
另外,由于下弧触头5和上弧触头4之间为对接接触,这样在下弧触头5与上弧触头4接触后,下弧触头5可以推动上弧触头4继续向上移动,使上复位弹簧18受力变形,为杆本体13的向下移动提供复位动力。而下主触头10和上主触头3之间为插接接触,插接接触依靠的是内孔和外壁之间进行接触导电,在上下方向上不需要施加接合压力,因此相比现有技术来说,可以省去灭弧室动端外侧的主触头簧,从而可以简化灭弧室外侧结构,同时由于操动机构不需要再压缩主触头簧,因此可以降低操作功。
在真空灭弧室的其他实施例中,可以不在下触头杆上设置凸台,而是在壳体内壁上固定一个供下触头杆穿过的固定环,下复位弹簧的下端顶压在固定环上;或者也可以将下复位弹簧的下端连接在下主触头上、上端连接在壳体内壁上,此时下复位弹簧受拉变形。
在真空灭弧室的其他实施例中,止位筒也可以固定在上主触头的侧壁上。
在真空灭弧室的其他实施例中,可以不设置止位筒,而是在上主触头的内壁上设置凸环,凸环的下端面构成挡止面,或者是直接在上主触头的内壁上加工出一个台阶面作为挡止面。
在真空灭弧室的其他实施例中,可以将下主触头的内径尺寸设置成大于上主触头的外径,使上主触头插入下主触头内,即下主触头上设置有插孔,此时挡止面设置在下主触头内部,其设置形式与上述实施例中设置在上主触头内部的形式相同,此处不再重述。
在真空灭弧室的其他实施例中,上弧触头和下弧触头之间、上主触头和下主触头之间可以均为对接接触,此时在合闸过程中由上主触头直接推动下主触头向下移动。
在真空灭弧室的其他实施例中,筒体内可以不设置固定板和止位柱,此时可以将上复位弹簧连接在压盖和筒体底壁之间,上复位弹簧通过拉伸变形提供复位动力,或者是将上复位弹簧设置在壳体内,例如可以设置在导电管和上弧触头之间。
在真空灭弧室的其他实施例中,压盖与杠杆之间、联动杆与杠杆之间可以不设置过渡连杆,此时需要在杠杆上设置长孔结构以避免杠杆别死。
在真空灭弧室的其他实施例中,杆本体的上端也可以不设置压盖,而是直接与杠杆结构传动连接。
在真空灭弧室的其他实施例中,壳体的上方可以不设置筒体,此时可以将杠杆转动安装在壳体的上方,例如在上盖板上固定安装杆,将杠杆转动安装在安装杆上,此时为了方便设置上复位弹簧,可以在上盖板上固定一个比较大的弹簧盖,弹簧盖将杠杆结构包容在内,上复位弹簧设置在弹簧盖内,杆本体的上端与上复位弹簧顶压配合,并且此时可以将杆本体和导电管之间设置为插接导电配合,以使上弧触头通过杆本体、导电管与上主触头导电。
在真空灭弧室的其他实施例中,上触头杆只包括杆本体,此时上主触头直接与杆本体接触,上绝缘环设置在杆本体的外周面上,此时上主触头固定在壳体上不可动,例如专利文献CN202307674U中的设置形式,此时上接触部即为上主触头内壁上的表带触指。
在真空灭弧室的其他实施例中,当下弧触头的外径小于下触头杆的外径时,下主触头上可以不设置内翻沿,下主触头的内壁直接与下触头杆的外周面接触,此时下主触头的内壁即为下接触部。
在真空灭弧室的其他实施例中,可以只在上触头杆的外周面上设置上绝缘环,从而仅使上主触头暂时被隔离,或者只在下触头杆的外周面上设置下绝缘环,从而仅使下主触头暂时被隔离。
本发明中真空断路器的实施例为:真空断路器包括操动机构和与操动机构相连的真空灭弧室,真空灭弧室的结构与上述实施例中的真空灭弧室相同,在此不再重述。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空灭弧室,包括:
壳体;
上触头杆,上触头杆的下端伸入壳体内部;
上复位弹簧,用于在上触头杆向上移动时受力变形、以对上触头杆的向下移动提供复位动力;
上弧触头,设置在上触头杆的下端;
上主触头,设置在上触头杆的外部且与上触头杆在上下方向上相对移动配合,上主触头上设有与上触头杆的外周面相接触的上接触部;
下触头杆,下触头杆的上端伸入壳体内部、下端用于与操动机构传动连接,以使下触头杆能够相对于壳体上下移动实现分闸和合闸;
下主触头,设置在下触头杆的上端;
下弧触头,设置在下触头杆的上端;
其特征在于:上触头杆的外周面上设置有上绝缘环,分闸状态时上接触部与上绝缘环接触,上主触头在合闸过程中相对于上触头杆向下移动、使得上接触部能够越过上绝缘环与上触头杆的外周面接触导电;和/或,
下主触头设置在下触头杆的外部且与下触头杆在上下方向上相对移动配合,下主触头上设有与下触头杆的外周面相接触的下接触部,真空灭弧室还包括用于在下主触头向下移动时受力变形、以对下主触头的向上移动提供复位动力的下复位弹簧,下触头杆的外周面上设置有下绝缘环,分闸状态时下接触部与下绝缘环接触,下主触头在合闸过程中受上主触头的作用力沿着下触头杆向下移动、使得下接触部能够越过下绝缘环与下触头杆的外周面接触导电。
2.根据权利要求1所述的真空灭弧室,其特征在于:上触头杆包括杆本体和设置在杆本体外部的导电管,壳体的上端设置有上盖板,导电管固定在上盖板上,杆本体上下贯穿导电管,所述上弧触头设置在杆本体的下端,所述上绝缘环设置在导电管的外周面上,杆本体的上端通过杠杆联动机构与上主触头传动连接,杠杆联动机构包括杠杆以及联动杆,联动杆的下端与上主触头固定连接,杠杆的一端与杆本体的上端传动连接、杠杆的另一端与联动杆的上端传动连接,以使杆本体和上主触头同步反向移动。
3.根据权利要求2所述的真空灭弧室,其特征在于:壳体的上方设置有筒体,筒体具有筒体底壁和筒体侧壁,筒体底壁与导电管顶端固定连接,所述杠杆转动安装在筒体内,杆本体和导电管之间间隙配合,筒体内于筒体底壁上固定有导电块,杆本体的上端穿过导电块且与导电块插接导电配合,导电块通过筒体底壁与导电管导电连接。
4.根据权利要求3所述的真空灭弧室,其特征在于:杆本体的上端连接有压盖,压盖套设在导电块的外部,压盖与杠杆传动连接。
5.根据权利要求4所述的真空灭弧室,其特征在于:压盖与杠杆之间、联动杆与杠杆之间分别连接有过渡连杆。
6.根据权利要求4或5所述的真空灭弧室,其特征在于:筒体内固定设置有固定板,固定板位于压盖的上方,固定板上固定有向下延伸的止位柱,止位柱的下端面用于在合闸时与压盖的上端面挡止配合,所述上复位弹簧套设在止位柱上,上复位弹簧的一端顶压在固定板上、另一端顶压在压盖上。
7.根据权利要求1~5任意一项所述的真空灭弧室,其特征在于:上弧触头和下弧触头之间为对接接触,上主触头和下主触头之间为插接接触,上主触头和下主触头的其中一个的内部设置有与另一个挡止配合的挡止面,以在下主触头与上主触头插接接触后由上主触头通过挡止面推动下主触头向下移动。
8.根据权利要求7所述的真空灭弧室,其特征在于:上主触头具有供下主触头插入的插孔,上主触头内部固定有止位筒,所述挡止面由止位筒的下端面构成。
9.根据权利要求1~5任意一项所述的真空灭弧室,其特征在于:下触头杆的外周面上凸设有凸台,所述下复位弹簧套设在下触头杆外部,下复位弹簧的一端顶压在下主触头上、另一端顶压在凸台上。
10.一种真空断路器,包括操动机构和与操动机构相连的真空灭弧室,真空灭弧室与上述权利要求1~9中任意一项所述的真空灭弧室相同。
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