CN114724886A - 永磁户外真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了永磁户外真空断路器，包括设置在灭弧室上的真空保持机构和设置在机构箱上端的传动机构，真空保持机构传动连接传动机构。通过对现有的永磁户外真空断路器的灭弧室进行改进，增设真空保持机构，使得半环形密封腔和半环形推拉腔相互配合，当灭弧室真空度降低时，半环形推拉腔能够在传动机构的带动下从半环形密封腔中向外滑出一部分，使得半环形密封腔和半环形推拉腔的叠加空间减少，增大了半环形密封腔和半环形推拉腔连通内腔的总空间，由于半环形密封腔和灭弧室为连通关系，能够使的灭弧室内的空气进入到半环形密封腔和半环形推拉腔内，保证灭弧室的真空度。本技术方案设计巧妙，自动保持灭弧室的真空度，延长了灭弧室的使用寿命。

Description

永磁户外真空断路器

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及永磁户外真空断路器。

背景技术

永磁户外真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，其是集微机处理技术、现代网络通信技术和新型开关制造技术于一体的开关机构。现有的永磁户外真空断路器包括机构箱、灭弧室、电流互感器、电压互感器、隔离开关等部件，真空灭弧室是其中较为重要的部件。如图1、2和3中，为现有技术中的真空断路器的安装方式。

其中，真空灭弧室的波纹管是由厚度为0.1～0.2mm的不锈钢制成的薄壁元件。真空开关在分合过程中，灭弧室波纹管受伸缩作用，波纹管截面上受变应力作用，所以波纹管的寿命应根据反复伸缩量和使用压力来确定。波纹管的疲劳寿命和工作条件的受热温度有关，真空灭弧室在分断大的短路电流后，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，这就会影响波纹管的疲劳强度，而波纹管作为提供高真空度条件的关键部件，当其出现磨损或损坏后导致真空度降低，将直接影响到灭弧室的使用效果。而现有技术中，波纹管长时间使用后会出现泄露等问题，继续使用将会导致严重后果。现有的真空断路器上并没有解决这一问题的相关替代结构。

因此，如何提供一种新型的永磁户外真空断路器，设置与灭弧室相连的真空保持机构，保证灭弧室的真空度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明提供永磁户外真空断路器，以解决现有技术中存在的相关技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

永磁户外真空断路器，包括机构箱、灭弧室、电流互感器、电压互感器和隔离开关，还包括设置在所述灭弧室上的真空保持机构和设置在所述机构箱上端的传动机构，所述真空保持机构传动连接所述传动机构。

进一步地，所述真空保持机构包括一端开口一端封闭的半环形密封腔、密封滑动设于所述半环形密封腔开口端的半环形推拉腔和用于连通所述半环形密封腔与灭弧室内腔的单向连通件，所述半环形密封腔内缘与所述灭弧室外壁固定连接，所述单向连通件设于所述半环形密封腔内；所述半环形推拉腔一端开口一端封闭，且所述半环形推拉腔的开口端伸入所述半环形密封腔内，所述半环形推拉腔的封闭端伸出所述半环形密封腔外。

进一步地，还包括第一导向槽、第二导向槽、驱动机构和支点，所述第一导向槽与所述半环形密封腔相对弧形设置，且所述第一导向槽的两端分别与所述半环形密封腔封闭端和开口端的外缘固定连接，所述第一导向槽与设置在所述半环形密封腔外壁的第二导向槽连通，所述第二导向槽设于靠近所述半环形密封腔的开口端；所述半环形推拉腔封闭端的外缘上设有支点，所述支点滑动在所述第一导向槽内，所述第二导向槽内设有驱动机构，所述驱动机构端部接触所述支点并驱动所述半环形推拉腔伸出所述半环形密封腔，所述驱动机构传动连接所述传动机构。

进一步地，所述驱动机构包括弧形驱动杆和驱动齿条，所述弧形驱动杆滑动在所述第一导向槽和第二导向槽内，所述弧形驱动杆外壁上固定有沿其长度方向设置的驱动齿条。

进一步地，还包括倒齿条和卡点，所述倒齿条与所述半环形密封腔相对弧形设置，且所述倒齿条内缘与所述灭弧室外壁固定连接，所述半环形推拉腔封闭端内缘上设有与所述倒齿条配合的卡点。

进一步地，还包括滑动密封件，所述滑动密封件设于所述半环形密封腔开口端，所述滑动密封件与所述半环形推拉腔外壁滑动密封。

进一步地，所述单向连通件包括沿所述灭弧室外壁斜向设置的连通通道和设于所述灭弧室外壁并与连通通道外端连通的缓冲隔离结构；所述缓冲隔离结构包括壳体、漏气孔、弹簧、封堵球和橡胶圈，所述壳体固定在所述连通通道外端，所述壳体外壁上设置有多个漏气孔，所述连通通道外端口上镶嵌有橡胶圈，所述橡胶圈外接触密封有封堵球，所述封堵球和壳体内壁之间压缩有弹簧。

进一步地，还包括抽气单向阀，且所述抽气单向阀设于所述半环形推拉腔的封闭端上。

进一步地，所述传动机构包括传动齿轮、传动杆和扭簧装置，所述扭簧装置固定在所述机构箱上端，所述传动杆下端与所述扭簧装置传动连接，所述传动杆上端传动连接所述传动齿轮，所述传动齿轮与驱动齿条传动连接。

进一步地，还包括压力报警器，所述压力报警器设于所述真空保持机构上。

本发明具有如下优点：

通过对现有的永磁户外真空断路器的灭弧室进行改进，增设真空保持机构，使得半环形密封腔和半环形推拉腔相互配合，当灭弧室真空度降低时，半环形推拉腔能够在传动机构的带动下从半环形密封腔中向外滑出一部分，使得半环形密封腔和半环形推拉腔的叠加空间减少，增大了半环形密封腔和半环形推拉腔连通内腔的总空间，由于半环形密封腔和灭弧室为连通关系，能够使的灭弧室内的空气进入到半环形密封腔和半环形推拉腔内，保证灭弧室的真空度。本技术方案设计巧妙，自动保持灭弧室的真空度，延长了灭弧室的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有技术中真空断路器的单杆安装方式示意图；

图2为现有技术中真空断路器的双杆安装方式示意图；

图3为现有技术中真空断路器的侧视图；

图4为本发明实施例提供的永磁户外真空断路器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的图4中真空保持机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的真空保持机构的俯视图；

图7为本发明实施例提供的图6中A处局部放大图；

图8为本发明实施例提供的图6中B处局部放大图；

图9为本发明实施例提供的单向连通件的结构示意图；

图中：

1机构箱；2灭弧室；3电流互感器；4电压互感器；5隔离开关；6真空保持机构；601半环形密封腔；602半环形推拉腔；603单向连通件；6031连通通道；6032缓冲隔离结构；60321壳体；60322漏气孔；60323弹簧；60324封堵球；60325橡胶圈；7传动机构；701传动齿轮；702传动杆；703扭簧装置；8第一导向槽；9第二导向槽；10驱动机构；101弧形驱动杆；102驱动齿条；11支点；12倒齿条；13卡点；14滑动密封件；15抽气单向阀；16压力报警器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

现有技术中，利用真空的高介质强度来灭弧的断路器为真空断路器，现已大量应用在7.2至40.5kV电压等级的供配电网络上。户外真空断路器主要用于开断、关合电力系统中的负荷电流、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。现有的永磁户外真空断路器的机构箱1内储能机构采用永磁机构，代替了传统的弹簧操纵机构，提高了工作效率和延长了使用寿命。现有技术中的真空断路器一般是通过单杆安装和双杆安装的方式实现固定，如图1、2和3所示的，至少包括了机构箱1、灭弧室2、电流互感器3、电压互感器4和隔离开关5等部件。

基于现有技术，本申请实施例的永磁户外真空断路器同样包括上述的机构箱1、灭弧室2、电流互感器3、电压互感器4和隔离开关5等部件。其中，灭弧室2一般设置在机构箱1的上端，通过机构箱1内的相关部件对灭弧室2内的动端触头进行操作，使其与定端触头接触或分离。

基于上述结构，为了解决现有技术中存在的灭弧室2真空度随时间降低的问题，本申请实施例在现有结构基础上进行改进，具体的，如图4-9，包括设置在灭弧室2上的真空保持机构6和设置在机构箱1上端的传动机构7，真空保持机构6传动连接传动机构7，通过传动机构7对真空保持机构6进行带动，使其能够保证灭弧室2内保持真空状态。

此实施例中，如图5所示的，真空保持机构6包括一端开口一端封闭的半环形密封腔601、密封滑动设于半环形密封腔601开口端的半环形推拉腔602和用于连通半环形密封腔601与灭弧室2内腔的单向连通件603。半环形密封腔601和半环形推拉腔602的材质为铸铁等，具有较好的机械强度，当半环形推拉腔602被从半环形密封腔601拉出时不会发生变形，保证了真空保持机构6使用的有效性。同时需要说明的是，如图5所示，半环形密封腔601和半环形推拉腔602的形状基本相同，但是半环形推拉腔602的大小要小于半环形密封腔601，从而保证半环形推拉腔602能够伸入并空间重叠在半环形密封腔601内。

其中，半环形密封腔601内缘与灭弧室2外壁固定连接，单向连通件603设于半环形密封腔601内，单向连通件603通过通道与灭弧室2进行连通，且此实施例中，单向连通件603仅能够使灭弧室2内的空气进入到半环形密封腔601中，而空气不会从半环形密封腔601中回流到灭弧室2内。进一步的，半环形推拉腔602一端开口一端封闭，且半环形推拉腔602的开口端伸入半环形密封腔601内，半环形推拉腔602的封闭端伸出半环形密封腔601外。

基于上述结构可知，在初始状态时，半环形推拉腔602大部分伸入在半环形密封腔601中，也就是使得两者的大部分腔室空间处在重叠状态，此时的空间相对较小；而当半环形推拉腔602逐渐从半环形密封腔601向外拉出时，两者的重叠空间被释放，半环形推拉腔602和半环形密封腔601的总空间增大，从而使得内部真空度增加，由于通过单向连通件603使得半环形密封腔601和灭弧室2的内腔连通，使得灭弧室2的真空度被平衡，保持了灭弧室2内真空度的相对稳定。

为了实现半环形推拉腔602从半环形密封腔601向外拉出时，保持其顺畅性和稳定性，进一步地，还设置了第一导向槽8、第二导向槽9、驱动机构10和支点11。如图5所示的，第一导向槽8与半环形密封腔601相对弧形设置，即第一导向槽8设置在半环形密封腔601的对侧，第一导向槽8的两端分别与半环形密封腔601封闭端和开口端的外缘固定连接，从而保证了第一导向槽8的导向性和使用稳定性。第一导向槽8与设置在半环形密封腔601外壁的第二导向槽9连通，且第二导向槽9设于靠近半环形密封腔601的开口端，第一导向槽8和第二导向槽9建立连通关系，设置在第二导向槽9内的驱动机构10就能够沿着第二导向槽9进入到第一导向槽8内，进一步驱动半环形推拉腔602沿着第一导向槽8从半环形密封腔601向外滑动。

基于上述结构，为了实现上述驱动目的，半环形推拉腔602封闭端的外缘上设有支点11，支点11滑动在第一导向槽8内，第二导向槽9内设有驱动机构10，驱动机构10端部接触支点11并驱动半环形推拉腔602伸出半环形密封腔601，驱动机构10传动连接传动机构7。从而在具体使用时，传动机构7推动驱动机构10从第二导向槽9沿着第一导向槽8滑动，驱动机构10的前端对支点11进行推动，支点11带动半环形推拉腔602向外拉出。

驱动机构10包括弧形驱动杆101和驱动齿条102，弧形驱动杆101滑动在第一导向槽8和第二导向槽9内，即弧形驱动杆101被限位在第一导向槽8和第二导向槽9内，弧形驱动杆101的端部与支点11接触。弧形驱动杆101外壁上固定有沿其长度方向设置的驱动齿条102，驱动齿条102与传动机构7进行传动连接。

在具体结构上，为了防止从半环形密封腔601拉出的半环形推拉腔602再返回到半环形密封腔601中，进而保证真空保持机构6使用的稳定性，进一步地，还设置了倒齿条12和卡点13，倒齿条12与半环形密封腔601相对弧形设置，且倒齿条12内缘与灭弧室2外壁固定连接，保证了倒齿条12使用的稳定性，半环形推拉腔602封闭端内缘上设有与倒齿条12配合的卡点13，也即当半环形推拉腔602从半环形密封腔601拉出一段距离后，通过卡点13能够直接卡设在倒齿条12上，防止半环形推拉腔602出现回缩的现象，保证了灭弧室2真空度的稳定。

基于上述结构，为了保证半环形密封腔601内壁和半环形推拉腔602外壁接触的密封性，还设置了滑动密封件14，滑动密封件14设于半环形密封腔601开口端，滑动密封件14与半环形推拉腔602外壁滑动密封。此实施例中，滑动密封件14优选采用镶嵌在半环形密封腔601内壁上的橡胶密封圈，且橡胶密封圈可以多设几道。

基于上述实施例，提供了以下的使用原理：

通过对现有的永磁户外真空断路器的灭弧室2进行改进，在灭弧室2的外壁上增设真空保持机构6，使得半环形密封腔601和半环形推拉腔602相互配合，由初始状态半环形密封腔601和半环形推拉腔602空间重叠到半环形密封腔601和半环形推拉腔602总空间增大，实现灭弧室2的真空保持。具体的使用原理是：当灭弧室2真空度降低时，半环形推拉腔602能够在传动机构7的带动下从半环形密封腔601中向外滑出一部分，使得半环形密封腔601和半环形推拉腔602的叠加空间减少，增大了半环形密封腔601和半环形推拉腔602连通内腔的总空间，由于半环形密封腔601和灭弧室2为连通关系，能够使的灭弧室2内的空气进入到半环形密封腔601和半环形推拉腔602内，从而自动保持灭弧室2的真空度，延长灭弧室2的使用寿命。

本申请还包括如下的实施例：

单向连通件603包括沿灭弧室2外壁斜向设置的连通通道6031和设于灭弧室2外壁并与连通通道6031外端连通的缓冲隔离结构6032，上述连通通道6031建立了灭弧室2内腔和半环形密封腔601的连通关系。缓冲隔离结构6032包括壳体60321、漏气孔60322、弹簧60323、封堵球60324和橡胶圈60325，壳体60321固定在连通通道6031外端，壳体60321外壁上设置有多个漏气孔60322，连通通道6031外端口上镶嵌有橡胶圈60325，橡胶圈60325外接触密封有封堵球60324，封堵球60324和壳体60321内壁之间压缩有弹簧60323。

如上述结构中可知，在初始状态时，真空保持机构6和灭弧室2内腔的真空度相同，从而单向连通件603并不会发生变动，随着真空断路器使用时间延长，灭弧室2出现漏气而真空度降低时，灭弧室2内腔真空度降低使得半环形密封腔601和灭弧室2内腔失去平衡时，则单向连通件603自动打开使得灭弧室2内腔空气流动到半环形密封腔601中，从而重新建立起灭弧室2内腔和半环形密封腔601真空度的平衡，而且通过传动机构7带动半环形推拉腔602从半环形密封腔601中拉出，使得半环形密封腔601内真空度重新恢复到原来真空度要求。

需要说明的是，如果由于真空保持机构6出现漏气时，由于单向连通件603不会打开，从而保证了灭弧室2内真空度的要求。

基于上述实施例，本申请中的传动机构7可以是电动传动、液压传动、空压传动等，同时也可以设置成扭簧结构，具体的，传动机构7包括传动齿轮701、传动杆702和扭簧装置703。扭簧装置703固定在机构箱1上端，传动杆702下端与扭簧装置703传动连接，传动杆702上端传动连接传动齿轮701，传动齿轮701与驱动齿条102传动连接。此实施例中，扭簧装置703在初始状态时就已经被扭动到最大机械势能，通过传动杆702和传动齿轮701传递扭矩。如上述结构可知，通过扭簧装置703的设置，当真空保持机构6出现真空度降低时，则传动机构7自动感知并传递扭矩使得半环形推拉腔602向外拉出一定距离，从而保持真空保持机构6内的真空度。

本申请还包括实施例，进一步地，还包括压力报警器16，压力报警器16设于真空保持机构6上。同时设置控制器，压力报警器16实时监测真空保持机构6内的真空度情况，并在真空度降低超过预设阈值时，压力报警器16将真空度信号传送给控制器，可通过控制器对传动机构7进行控制，传动机构7带动半环形推拉腔602向外拉出一定距离。

本申请还包括实施例，进一步地，还包括抽气单向阀15，且抽气单向阀15设于半环形推拉腔602的封闭端上。可通过抽真空装置连通抽气单向阀15，对半环形推拉腔602进行抽真空，即对整个真空保持机构6进行抽真空，这样不仅能够使得真空保持机构6回复到原来的真空度，同时还使得灭弧室2回复到初始的真空度，保证了真空断路器使用的稳定性。因此，设置抽气单向阀15能够使得对真空保持机构6和灭弧室2的维护检修更加方便。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.永磁户外真空断路器，包括机构箱、灭弧室、电流互感器、电压互感器和隔离开关，其特征在于，还包括设置在所述灭弧室上的真空保持机构和设置在所述机构箱上端的传动机构，所述真空保持机构传动连接所述传动机构。

2.如权利要求1所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，所述真空保持机构包括一端开口一端封闭的半环形密封腔、密封滑动设于所述半环形密封腔开口端的半环形推拉腔和用于连通所述半环形密封腔与灭弧室内腔的单向连通件，所述半环形密封腔内缘与所述灭弧室外壁固定连接，所述单向连通件设于所述半环形密封腔内；

所述半环形推拉腔一端开口一端封闭，且所述半环形推拉腔的开口端伸入所述半环形密封腔内，所述半环形推拉腔的封闭端伸出所述半环形密封腔外。

3.如权利要求2所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，还包括第一导向槽、第二导向槽、驱动机构和支点，所述第一导向槽与所述半环形密封腔相对弧形设置，且所述第一导向槽的两端分别与所述半环形密封腔封闭端和开口端的外缘固定连接，所述第一导向槽与设置在所述半环形密封腔外壁的第二导向槽连通，所述第二导向槽设于靠近所述半环形密封腔的开口端；

所述半环形推拉腔封闭端的外缘上设有支点，所述支点滑动在所述第一导向槽内，所述第二导向槽内设有驱动机构，所述驱动机构端部接触所述支点并驱动所述半环形推拉腔伸出所述半环形密封腔，所述驱动机构传动连接所述传动机构。

4.如权利要求3所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，所述驱动机构包括弧形驱动杆和驱动齿条，所述弧形驱动杆滑动在所述第一导向槽和第二导向槽内，所述弧形驱动杆外壁上固定有沿其长度方向设置的驱动齿条。

5.如权利要求3所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，还包括倒齿条和卡点，所述倒齿条与所述半环形密封腔相对弧形设置，且所述倒齿条内缘与所述灭弧室外壁固定连接，所述半环形推拉腔封闭端内缘上设有与所述倒齿条配合的卡点。

6.如权利要求2所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，还包括滑动密封件，所述滑动密封件设于所述半环形密封腔开口端，所述滑动密封件与所述半环形推拉腔外壁滑动密封。

7.如权利要求2所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，所述单向连通件包括沿所述灭弧室外壁斜向设置的连通通道和设于所述灭弧室外壁并与连通通道外端连通的缓冲隔离结构；

所述缓冲隔离结构包括壳体、漏气孔、弹簧、封堵球和橡胶圈，所述壳体固定在所述连通通道外端，所述壳体外壁上设置有多个漏气孔，所述连通通道外端口上镶嵌有橡胶圈，所述橡胶圈外接触密封有封堵球，所述封堵球和壳体内壁之间压缩有弹簧。

8.如权利要求2所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，还包括抽气单向阀，且所述抽气单向阀设于所述半环形推拉腔的封闭端上。

9.如权利要求4所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，所述传动机构包括传动齿轮、传动杆和扭簧装置，所述扭簧装置固定在所述机构箱上端，所述传动杆下端与所述扭簧装置传动连接，所述传动杆上端传动连接所述传动齿轮，所述传动齿轮与驱动齿条传动连接。

10.如权利要求1所述的永磁户外真空断路器，其特征在于，还包括压力报警器，所述压力报警器设于所述真空保持机构上。

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