CN113223892A - 一种快速无弹跳的真空灭弧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速无弹跳的真空灭弧装置，包括外壳、动触头和静触头，动触头和静触头设于外壳的真空腔体内，静触头包括触指座、均压环、触指和触指弹簧，触指座上固定有均压环，触指和触指弹簧设于触指座和均压环之间形成的腔内，触指沿均压环的内壁均匀布置，触指通过触指弹簧与均压环的内壁连接；动触头包括触头、波纹管、波纹管罩和动导电杆，动导电杆一端与触头固定连接，动导电杆另一端与操动机构连接，动触头和静触头合闸时，触头设于触指座和均压环之间的腔内，触头与触指匹配连接。本发明提供的装置采用插入式，合闸时可赋予动触头很高的速度，大大缩短关合时间，合闸后动触头被触指沿圆周方向均匀压紧，具有很高的短路电流耐受能力。

Description

一种快速无弹跳的真空灭弧装置
技术领域
本发明涉及一种快速无弹跳的真空灭弧装置，属于配电设备技术领域。
背景技术
在配电网络中，金属封闭开关设备由于模块集成化程度高、互换性好被广泛应用于电力系统中，但同时由于各电力元件均封闭在柜体内，在电力线路发生短路故障时，柜体内出现内部电弧，短路电流持续时间越长，柜体内由于内部电弧的持续燃烧，柜体内的压力持续上升，导致柜内元件烧损越严重，甚至引起金属封闭开关设备的爆炸。
目前配电网络中电力线路发生短路电流时，主要靠真空断路器进行开断保护，由于发生短路时，电流互感器检测到过流的时间加上控制继电器动作时间(约50ms)，真空断路器开断时间约40ms，如何缩短检测和开断时间是减少电力设备烧损的关键。
真空灭弧室是真空断路器的核心部件，它主要由外壳、触头和主屏蔽罩三大部分组成，触头是真空灭弧装置内最重要的元件，触头主要由动触头和静触头组成，触头的结构有圆柱状触头、带螺旋槽触头、杯状触头和带纵向磁场触头，这几种结构的触头有一个共同的特点，即均采用平板对接式结构。平板对接式结构的真空灭弧装置，在合闸过程中，动、静触头接触瞬间，不可避免的会产生碰撞和弹跳，合闸速度越高，弹跳越大，因此常规真空灭弧室的合闸速度一般均在1m/s以下，这样的合闸速度无法满足快速关合的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：真空灭弧装置合闸过程中，如何避免动、静触头接触瞬间，产生碰撞和弹跳的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，包括外壳、动触头和静触头，动触头和静触头设于外壳的真空腔体内，动触头和静触头分别与外壳密封连接，静触头和动触头之间采用插入式连接；静触头包括触指座、均压环、触指和触指弹簧，触指座上固定有均压环，触指和触指弹簧设于触指座和均压环之间形成的腔内，触指沿均压环的内壁均匀布置，触指通过触指弹簧与均压环的内壁连接；动触头包括触头、波纹管、波纹管罩和动导电杆，动导电杆一端与触头固定连接，动导电杆另一端与操动机构连接，动导电杆上的中间位置设有波纹管和波纹管罩；动触头和静触头合闸时，触头设于触指座和均压环之间的腔内，触头与触指匹配连接；外壳和动触头之间设有防止动导电杆转动的防扭套。
优选地，所述的触指座的下端设有合闸时起到导向作用且优先接触动触头的圆柱；触头为空心圆柱；触指座下端的圆柱与触头的空心圆柱相匹配；触头上端内外侧均设有合闸时起到导向作用的圆角。
优选地，所述的外壳内设有用于屏蔽动触头和静触头的屏蔽筒。
优选地，每个所述触指外侧的两端分别设有弹簧安装孔，触指弹簧一端位于弹簧安装孔内，触指弹簧的另一端顶在均压环上。
优选地，所述的均压环一端与触指座固定连接，均压环另一端的内壁上设有防止触指脱落的限位槽。
优选地，所述的均压环一端的外壁上均匀设有多个螺钉安装孔，均压环通过沉头螺钉穿过螺钉安装孔固定在触指座上。
优选地，所述的动导电杆下端外圆上设有矩形沟槽，防扭套内孔设有凸起，防扭套上的凸起与动导电杆上的矩形沟槽配合连接。
优选地，所述的外壳包括静端盖板、动端盖板，静触头的触指座与外壳的静端盖板之间以及动触头的过渡环与外壳的动端盖板之间通过真空封装；真空封装时，静触头和动触头置于正确的合闸位置。
优选地，所述的外壳还包括依次连接的静端屏蔽罩、上瓷壳、中封环、下瓷壳和动端屏蔽罩，静端盖板连接静端屏蔽罩，动端盖板连接动端屏蔽罩；外壳内位于中封环的端面固定有屏蔽筒。
优选地，所述的动导电杆上靠近操动机构的位置通过过渡环与动端盖板密封连接。
当发生线路短路时，通过本发明的装置能够快速关合故障相(关合时间小于5ms)，旁路电弧电流、熄灭电弧，达到保护电力设备和元件的作用。本发明的装置的动触头可以传递很大的合闸功，具有8m/s以上的关合速度，在刚合点动、静触头间基本没有弹跳。
本发明提供的装置采用插入式，合闸时可赋予动触头很高的速度，大大缩短关合时间，合闸后动触头被触指沿圆周方向均匀压紧，具有很高的短路电流耐受能力。解决了常规真空灭弧室的平板对接式触头，由于合闸时的刚性碰撞，弹跳难以避免，合闸速度大大受限，导致无法使用在要求快速关合的场合的问题。
附图说明
图1为一种快速无弹跳的真空灭弧装置的结构示意图；
图2为静触头的主视图；
图3为图2中的A-A视图；
图4为动触头的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明提供了一种快速无弹跳的真空灭弧装置，适用于大电流、高速合闸，使用于电力线路，起到快速关合短路电流从而达到保护电力设备的作用，如图1所示，其包括静触头1、静端盖板2、静端屏蔽罩3、上瓷壳4、屏蔽筒5、中封环6、动触头7、下瓷壳8、动端屏蔽罩9、动端盖板10和防扭套11。静端盖板2、静端屏蔽罩3、上瓷壳4、中封环6、下瓷壳8、动端屏蔽罩9、动端盖板10以焊接的形式共同组成真空灭弧装置的外壳，中间为真空腔体。静触头1和动触头7设于真空腔体内。屏蔽筒5焊接在中封环6端面，用于改善静触头1和动触头7之间的电场，提高断口间的绝缘耐受能力。静触头1和动触头7采用插入式连接。
如图2、图3所示，静触头1由沿圆周均匀布置的触指1.4、触指弹簧1.5、触指座1.1和均压环1.3等组成；装配时，先将均压环1.3用若干个沉头螺钉1.2装配在触指座1.1上，再将触指1.4和触指弹簧1.5一起装配在触指座1.1和均压环1.3形成的圆环腔内。触指1.4位于触指座1.1和均压环1.3之间，触指1.4外侧的两端分别加工有弹簧安装孔，触指弹簧1.5一端位于安装孔内，触指弹簧1.5的另一端靠均压环1.3压紧。均压环1.3上端沿外圆均匀加工多个安装孔，依靠沉头螺钉固定在触指座1.1上，均压环1.3下端内侧设一限位槽，限位槽可限制触指1.4的位置，以防触指1.4脱落；触指座1.1的下端设有圆柱，可在动触头7合闸时优先接触，起到导向作用。
如图4所示，动触头7由触头7.1、动导电杆7.5、波纹管7.3、波纹管罩7.2、过渡环7.4焊接在一起，并通过过渡环7.4与动端盖板10密封焊接，封装在装置的外壳内。触头7.1为空心圆柱，上端内外侧均设有圆角，在合闸时进行导向。动导电杆7.5上端和触头7.1紧密焊接，下端通过螺纹孔和操动机构相连接。静触头1的触指座1.1和静端盖板2以及过渡环7.4和动端盖板10进行真空封装，真空封装时，静触头1和动触头7置于正确的合闸位置。动导电杆7.5下端外圆上设有矩形沟槽，防扭套11内孔设有凸起，和动导电杆7.5上的矩形沟槽配合起到防扭作用，以防波纹管7.3等零件损坏。
本发明提供的一种快速无弹跳的真空灭弧装置上端通过触指座1.1和电力系统的主回路联接，下端通过动导电杆7.5和操动机构相联接，主要用于要求快速关合的场所。使用时通过动导电杆7.5将动触头7置于分闸位置，当发生线路短路时，动触头7在机构作用下能够快速关合故障相(关合时间小于5ms)，旁路电弧电流、熄灭电弧，达到保护柜体内元件的作用。

Claims (10)

1.一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，包括外壳、动触头(7)和静触头(1)，动触头(7)和静触头(1)设于外壳的真空腔体内，动触头(7)和静触头(1)分别与外壳密封连接，静触头(1)和动触头(7)之间采用插入式连接；静触头(1)包括触指座(1.1)、均压环(1.3)、触指(1.4)和触指弹簧(1.5)，触指座(1.1)上固定有均压环(1.3)，触指(1.4)和触指弹簧(1.5)设于触指座(1.1)和均压环(1.3)之间形成的腔内，触指(1.4)沿均压环(1.3)的内壁均匀布置，触指(1.4)通过触指弹簧(1.5)与均压环(1.3)的内壁连接；动触头(7)包括触头(7.1)、波纹管(7.3)、波纹管罩(7.2)和动导电杆(7.5)，动导电杆(7.5)一端与触头(7.1)固定连接，动导电杆(7.5)另一端与操动机构连接，动导电杆(7.5)上的中间位置设有波纹管(7.3)和波纹管罩(7.2)；动触头(7)和静触头(1)合闸时，触头(7.1)设于触指座(1.1)和均压环(1.3)之间的腔内，触头(7.1)与触指(1.4)匹配连接；外壳和动触头(7)之间设有防止动导电杆(7.5)转动的防扭套(11)。
2.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的触指座(1.1)的下端设有合闸时起到导向作用且优先接触动触头(7)的圆柱；触头(7.1)为空心圆柱；触指座(1.1)下端的圆柱与触头(7.1)的空心圆柱相匹配；触头(7.1)上端内外侧均设有合闸时起到导向作用的圆角。
3.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的外壳内设有用于屏蔽动触头(7)和静触头(1)的屏蔽筒(5)。
4.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，每个所述触指(1.4)外侧的两端分别设有弹簧安装孔，触指弹簧(1.5)一端位于弹簧安装孔内，触指弹簧(1.5)的另一端顶在均压环(1.3)上。
5.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的均压环(1.3)一端与触指座(1.1)固定连接，均压环(1.3)另一端的内壁上设有防止触指(1.4)脱落的限位槽。
6.如权利要求5所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的均压环(1.3)一端的外壁上均匀设有多个螺钉安装孔，均压环(1.3)通过沉头螺钉穿过螺钉安装孔固定在触指座(1.1)上。
7.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的动导电杆(7.5)下端外圆上设有矩形沟槽，防扭套(11)内孔设有凸起，防扭套(11)上的凸起与动导电杆(7.5)上的矩形沟槽配合连接。
8.如权利要求1所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的外壳包括静端盖板(2)、动端盖板(10)，静触头(1)的触指座(1.1)与外壳的静端盖板(2)之间以及动触头(7)的过渡环(7.4)与外壳的动端盖板(10)之间通过真空封装；真空封装时，静触头(1)和动触头(7)置于正确的合闸位置。
9.如权利要求8所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的外壳还包括依次连接的静端屏蔽罩(3)、上瓷壳(4)、中封环(6)、下瓷壳(8)和动端屏蔽罩(9)，静端盖板(2)连接静端屏蔽罩(3)，动端盖板(10)连接动端屏蔽罩(9)；外壳内位于中封环(6)的端面固定有屏蔽筒(5)。
10.如权利要求8所述的一种快速无弹跳的真空灭弧装置，其特征在于，所述的动导电杆(7.5)上靠近操动机构的位置通过过渡环(7.4)与动端盖板(10)密封连接。
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