CN114783819A - 一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法，包括安装在断路器铝板上的三个固封极柱，所述固封极柱远离断路器铝板的一端镶嵌有静导电杆，固封极柱的中部镶嵌有进线端导电件，所述进线端导电件上横向滑接有动触头，所述动触头的一端固接有位于真空灭弧室内的动导电杆，动触头的另一端固接有位于拉杆室内的绝缘拉杆，还包括驱动三个绝缘拉杆同步伸缩的模块化弹簧操作机构，所述模块化弹簧操作机构包括模块化机构、储能电机、断路器框架、两个缓冲油杯、两个分合闸弹簧和传动轴等，本发明针对35kV环保气体（N2）绝缘开关柜专项开发，结合高纯N2绝缘性能，选择合适的爬电距离开发固封极柱，具有智能化、小型化、免维护等优点。
Description
技术领域
本发明涉及断路器领域，尤其涉及到开关柜用真空断路器领域，具体是指一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法。
背景技术
35kV气体绝缘开关柜可广泛应用于用于智能变电站、铁路、轨道交通、船舶、海上平台、箱式变电站等供电场所；基本不受外界环境的影响，可在高海拔、高盐雾、高污秽等特殊环境下正常使用。因SF6是温室气体，传统SF6气体绝缘开关柜正面临淘汰，研究环保气体绝缘开关柜顺应时代发展需要，配套的真空断路器作为其核心部件直接决定了环保气体绝缘开关柜的研发进程，原SF6气体绝缘开关柜用断路器因爬电距离不满足绝缘要求，无法直接使用，空气绝缘开关柜用断路器因爬距太大无法满足小型化设计需求，也不能直接使用；本专利技术主要是针对35kV环保气体（N2）绝缘开关柜核心部件真空断路器的一项最新研究成果。35kV环保N2绝缘开关柜用真空断路器结合高纯N2在0～0.04Mpa绝对压力条件下的绝缘性能重新设计断路器结构，包括三相，相间距范围在200～250mm以内，具有分闸和合闸两个开关状态，开关采用真空灭弧，相间和对地采用高纯氮气绝缘。目前市场上的35kV环保气体（N2）绝缘开关柜用真空断路器结构相对复杂，体积较大，操作麻烦，配柜外形大，无法满足小型化要求，而且存在可靠性差，维护成本高等缺点，没有市场推广价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法，包括安装在断路器铝板上的三个固封极柱，所述固封极柱远离断路器铝板的一端镶嵌有静导电杆，静导电杆远离断路器铝板的一端可拆卸固接有出线端导电件，固封极柱的中部镶嵌有进线端导电件，所述进线端导电件的上端延伸至固封极柱外部，进线端导电件与静导电杆之间构成密闭的真空灭弧室，进线端导电件与断路器铝板之间构成拉杆室，所述进线端导电件上开有连通拉杆室和真空灭弧室的动触头孔，所述动触头孔内横向滑接有动触头，所述动触头的一端固接有位于真空灭弧室内的动导电杆，动触头的另一端固接有位于拉杆室内的绝缘拉杆，所述真空灭弧室的内壁贴合有陶瓷管，所述拉杆室的内壁设有向内凸起的环形凸起，还包括驱动三个绝缘拉杆同步伸缩的模块化弹簧操作机构。
本方案中的模块化弹簧操作机构驱动三个绝缘拉杆同步伸缩，通过绝缘拉杆带动动导电杆移动，实现与静导电杆的通断，从而实现出线端导电件和进线端导电件的通断，拉杆室的内壁设有向内凸起的环形凸起，提高了拉杆室内壁的爬电距离，便于降低整个固封极柱的长度，真空灭弧室的内壁贴合有陶瓷管，从而提高真空灭弧室的绝缘性能，便于降低整个固封极柱的直径。
作为优化，所述环形凸起的内圈沿绝缘拉杆的长度方向延伸，且内圈为与绝缘拉杆同轴的圆柱孔。本方案中环形凸起的内圈沿绝缘拉杆的长度方向延伸，提高环形凸起处的爬电距离，同时使环形凸起的内圈与绝缘拉杆平行设置，起到很好的绝缘作用。
作为优化，所述动触头孔内装有多个弹簧触指，所述弹簧触指与动触头密闭贴合。本方案中的弹簧触指对进线端导电件和动触头之间起到导电作用。
作为优化，所述陶瓷管的一端与静导电杆外圈贴合，陶瓷管的另一端与导向套外圈贴合，所述导向套内圈与动导电杆之间装有密封圈。本方案中陶瓷管的一端与静导电杆外圈贴合，另一端与导向套外圈贴合，从而覆盖了真空灭弧室的所有内壁，通过导向套实现与动导电杆之间的密封连接。
作为优化，所述固封极柱和模块化弹簧操作机构分别安装在断路器铝板两侧，所述绝缘拉杆与模块化弹簧操作机构之间装有波纹管。本方案中的波纹管在绝缘拉杆的伸缩过程中起到分隔固封极柱和模块化弹簧操作机构的作用。
作为优化，所述绝缘拉杆包括环氧树脂杆，环氧树脂杆的两端分别固接有丝杆嵌件和丝孔嵌件，所述丝孔嵌件与模块化弹簧操作机构连接，所述环氧树脂杆的外圈设有波纹面。本方案中环氧树脂杆的外圈设有波纹面，从而提高绝缘拉杆的爬电距离，便于缩小绝缘拉杆的长度。
作为优化，所述丝杆嵌件的端部固接有螺杆，所述螺杆穿过动触头后与动导电杆螺纹连接。本方案中的螺杆穿过动触头后与动导电杆螺纹连接，从而将绝缘拉杆、动触头和动导电杆连接为一体。
作为优化，所述动导电杆靠近动触头的一端为锥形头，所述动触头上开有与锥形头适配的锥形孔。本方案中的锥形头插入锥形孔中，提高连接强度。
一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器的使用方法，包括如下步骤：
a、通过模块化弹簧操作机构驱动三个绝缘拉杆同步伸缩，通过绝缘拉杆带动动导电杆移动，实现与静导电杆的通断，从而实现出线端导电件和进线端导电件的通断；
b、通过在绝缘拉杆的环氧树脂杆上设置波纹面，提高绝缘拉杆的爬电距离，从而便于缩小绝缘拉杆的长度；
c、通过在拉杆室的内壁设有向内凸起的环形凸起，并使环形凸起的内圈沿绝缘拉杆的长度方向延伸，提高拉杆室内壁的爬电距离，便于降低整个固封极柱的长度；
d、通过在真空灭弧室的内壁贴合有陶瓷管，从而提高真空灭弧室的绝缘性能，便于降低整个固封极柱的直径。
本发明的有益效果为：本发明的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器及其使用方法，针35kV环保气体（N2）绝缘开关柜专项开发，结合高纯N2绝缘性能，选择合适的爬电距离开发固封极柱，具有智能化、小型化、免维护等优点。
附图说明
图1为本发明内部示意图；
图2为本发明固封极柱内部示意图；
图3为本发明固封极柱左视图；
图4为本发明真空灭弧室内部示意图；
图5为本发明真空灭弧室另一状态的内部示意图；
图6为本发明绝缘拉杆示意图；
图7为本发明进线端导电件和动触头结构示意图；
图8为本发明模块化弹簧操作机构内部示意图；
图9为本发明模块化弹簧操作机构侧面示意图；
图10为本发明外部结构示意图；
图中所示：
1、出线端导电件，2、真空灭弧室，3、固封极柱，4、进线端导电件，5、弹簧触指，6、动触头，7、绝缘拉杆，8、断路器铝板，9、波纹管，10、模块化弹簧操作机构，11、模块化机构，12、储能电机，13、断路器框架，14、缓冲油杯，15、分合闸弹簧，16、传动轴，17、拉杆室，18、陶瓷管，19、静导电杆，20、动导电杆，21、端盖，22、导向套，23、密封圈，24、丝杆嵌件，25环氧树脂杆、26、丝孔嵌件、27、环形凸起。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1~10所示，本发明的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，包括安装在断路器铝板8上的三个固封极柱3，三个固封极柱3左右并排设置，固封极柱3为环氧树脂真空浇注而成，为中空的管状结构。
所述固封极柱3远离断路器铝板8的一端镶嵌有静导电杆19，静导电杆19浇注在固封极柱3的端部从而实现端部的密封，静导电杆19远离断路器铝板8的一端可拆卸固接有出线端导电件1，出线端导电件1位于固封极柱3的外侧，出线端导电件1通过螺栓固定在静导电杆19的端面上，出线端导电件1的外端预留螺栓孔，可与出线铜排搭接。
固封极柱3的中部镶嵌有进线端导电件4，进线端导电件4封堵在固封极柱3的中部，所述进线端导电件4的上端延伸至固封极柱3外部，进线端导电件4的上端面预留螺栓孔，可与进线端铜排搭接。
静导电杆19、进线端导电件4和固封极柱3一体浇注成型。
进线端导电件4与静导电杆19之间构成密闭的真空灭弧室2，进线端导电件4与断路器铝板8之间构成拉杆室17，所述进线端导电件4上开有连通拉杆室17和真空灭弧室2的动触头孔，动触头孔为横向的圆孔，所述动触头孔内横向滑接有动触头6，所述动触头孔内装有多个弹簧触指5，所述弹簧触指5与动触头6密闭贴合，动触头6通过3根弹簧触指5实现与进线端导电件4的动搭接配合，每根弹簧触指5载流量按≥1250A设计，3根一起用可以实现1.1*2500A温升要求。
所述动触头6的一端固接有位于真空灭弧室2内的动导电杆20，动触头6的另一端固接有位于拉杆室17内的绝缘拉杆7，动导电杆20与静导电杆19同轴且端面可贴合导通，静导电杆19和动导电杆20开断间距按20±1mm设计，还包括驱动三个绝缘拉杆7同步伸缩的模块化弹簧操作机构10。
所述绝缘拉杆7包括环氧树脂杆25，所述环氧树脂杆25的外圈设有波纹面，环氧树脂杆25的两端分别固接有丝杆嵌件24和丝孔嵌件26，环氧树脂杆25、丝杆嵌件24和丝孔嵌件26经环氧树脂一体化浇注成型，所述绝缘拉杆7起到机械传动和电器绝缘的作用，根据35kV电压等级条件下绝缘性能设计外形和爬电距离，环氧树脂杆25外表面采用波纹设计，减小了外形增大了爬距，整体减小了固封极柱3的外形，所述丝孔嵌件26与模块化弹簧操作机构10连接。
如图7所示，所述动导电杆20靠近动触头6的一端为锥形头，所述动触头6上开有与锥形头适配的锥形孔，锥形头插入锥形孔中，所述丝杆嵌件24的端部固接有螺杆，所述螺杆穿过动触头6后与动导电杆20螺纹连接，通过转动绝缘拉杆7可以将动导电杆20和绝缘拉杆7固定在动触头6的两端。
所述真空灭弧室2内抽真空，真空灭弧室2的内壁贴合有陶瓷管18，所述陶瓷管18的一端向内圈延伸从而与静导电杆19外圈贴合，陶瓷管18的另一端向内侧延伸从而与导向套22外圈贴合，所述导向套22内圈与动导电杆20之间装有密封圈23，陶瓷管18的外壁完全与真空灭弧室2的内壁贴合，陶瓷管18与进线端导电件4之间装有端盖21。
所述拉杆室17的内壁设有向内凸起的环形凸起27，所述环形凸起27的内圈沿绝缘拉杆7的长度方向延伸，且内圈为与绝缘拉杆7同轴的圆柱孔。
所述固封极柱3和模块化弹簧操作机构10分别安装在断路器铝板8两侧，固封极柱3通过本体上的4个M12螺丝孔与断路器铝板8安装固定，且固封极柱3的端面与断路器铝板8之间装有密封圈。
如图1、8、9所示，所述模块化弹簧操作机构10包括模块化机构11、储能电机12、断路器框架13、两个缓冲油杯14、两个分合闸弹簧15和传动轴16等，传动轴16与模块化机构11连接，通过模块化机构11的带动，可以带动传动轴16转动，转轴16通过输出伸缩杆的伸缩带动绝缘拉杆7实现伸缩。
所述模块化弹簧操作机构10带动真空灭弧室2内部进行分、合闸动作时，可以通过安装在A相和B相的缓冲油杯14来调节分、合闸动作速度，同时也可以微调节动导电杆20和静导电杆19的开距，使断路器机械特性参数满足设计要求。
所述绝缘拉杆7与模块化弹簧操作机构10之间装有波纹管9，波纹管9套在模块化弹簧操作机构10末端的输出伸缩杆上，波纹管9的一端与绝缘拉杆7密封连接，波纹管9的另一端与模块化弹簧操作机构10内部连通，从而实现拉杆室17与模块化弹簧操作机构10内部的分隔。
一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器的使用方法，包括如下步骤：
a、通过模块化弹簧操作机构10驱动三个绝缘拉杆7同步伸缩，通过绝缘拉杆7带动动导电杆20移动，实现与静导电杆19的通断，从而实现出线端导电件1和进线端导电件4的通断；
b、通过在绝缘拉杆7的环氧树脂杆25上设置波纹面，提高绝缘拉杆7的爬电距离，从而便于缩小绝缘拉杆7的长度；
c、通过在拉杆室17的内壁设有向内凸起的环形凸起27，并使环形凸起27的内圈沿绝缘拉杆7的长度方向延伸，提高拉杆室17内壁的爬电距离，便于降低整个固封极柱3的长度；
d、通过在真空灭弧室2的内壁贴合有陶瓷管18，从而提高真空灭弧室2的绝缘性能，便于降低整个固封极柱3的直径。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (9)
1.一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：包括安装在断路器铝板（8）上的三个固封极柱（3），所述固封极柱（3）远离断路器铝板（8）的一端镶嵌有静导电杆（19），静导电杆（19）远离断路器铝板（8）的一端可拆卸固接有出线端导电件（1），固封极柱（3）的中部镶嵌有进线端导电件（4），所述进线端导电件（4）的上端延伸至固封极柱（3）外部，进线端导电件（4）与静导电杆（19）之间构成密闭的真空灭弧室（2），进线端导电件（4）与断路器铝板（8）之间构成拉杆室（17），所述进线端导电件（4）上开有连通拉杆室（17）和真空灭弧室（2）的动触头孔，所述动触头孔内横向滑接有动触头（6），所述动触头（6）的一端固接有位于真空灭弧室（2）内的动导电杆（20），动触头（6）的另一端固接有位于拉杆室（17）内的绝缘拉杆（7），所述真空灭弧室（2）的内壁贴合有陶瓷管（18），所述拉杆室（17）的内壁设有向内凸起的环形凸起（27），还包括驱动三个绝缘拉杆（7）同步伸缩的模块化弹簧操作机构（10）。
2.根据权利要求1所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述环形凸起（27）的内圈沿绝缘拉杆（7）的长度方向延伸，且内圈为与绝缘拉杆（7）同轴的圆柱孔。
3.根据权利要求1所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述动触头孔内装有多个弹簧触指（5），所述弹簧触指（5）与动触头（6）密闭贴合。
4.根据权利要求1所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述陶瓷管（18）的一端与静导电杆（19）外圈贴合，陶瓷管（18）的另一端与导向套（22）外圈贴合，所述导向套（22）内圈与动导电杆（20）之间装有密封圈（23）。
5.根据权利要求1所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述固封极柱（3）和模块化弹簧操作机构（10）分别安装在断路器铝板（8）两侧，所述绝缘拉杆（7）与模块化弹簧操作机构（10）之间装有波纹管（9）。
6.根据权利要求1所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述绝缘拉杆（7）包括环氧树脂杆（25），环氧树脂杆（25）的两端分别固接有丝杆嵌件（24）和丝孔嵌件（26），所述丝孔嵌件（26）与模块化弹簧操作机构（10）连接，所述环氧树脂杆（25）的外圈设有波纹面。
7.根据权利要求6所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述丝杆嵌件（24）的端部固接有螺杆，所述螺杆穿过动触头（6）后与动导电杆（20）螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器，其特征在于：所述动导电杆（20）靠近动触头（6）的一端为锥形头，所述动触头（6）上开有与锥形头适配的锥形孔。
9.一种35kV环保气体绝缘开关柜用真空断路器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、通过模块化弹簧操作机构（10）驱动三个绝缘拉杆（7）同步伸缩，通过绝缘拉杆（7）带动动导电杆（20）移动，实现与静导电杆（19）的通断，从而实现出线端导电件（1）和进线端导电件（4）的通断；
b、通过在绝缘拉杆（7）的环氧树脂杆（25）上设置波纹面，提高绝缘拉杆（7）的爬电距离，从而便于缩小绝缘拉杆（7）的长度；
c、通过在拉杆室（17）的内壁设有向内凸起的环形凸起（27），并使环形凸起（27）的内圈沿绝缘拉杆（7）的长度方向延伸，提高拉杆室（17）内壁的爬电距离，便于降低整个固封极柱（3）的长度；
d、通过在真空灭弧室（2）的内壁贴合有陶瓷管（18），从而提高真空灭弧室（2）的绝缘性能，便于降低整个固封极柱（3）的直径。
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