CN1155975C - 66kV及其以上各电压等级真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

66KV及其以上各电压等级真空灭弧室，是将由数个直径依次递增的波纹管用连接筒同轴串连所构成的复式波纹管，替代现行真空灭弧室中的波纹管，并将该灭弧室真空泡中的结构直接装入绝缘瓷筒内，抽成真空所构成。本发明由于采用复式波纹管结构替代原来的单个波纹管，可以满足35KV以上各等级电压所需要的大开距，而又保留了单断口、短波纹管的优点，使真空断路器的适用范围得到空前的扩展，且彻底避开了油介质和SF6介质所存在的易燃、毒害等严重缺陷。

Description

66KV及其以上各电压等级真空灭弧室

一、技术领域

本发明涉及真空断路器，尤其是该种断路器的灭弧室。

二、背景技术

目前，电力系统中使用的断路器，其灭弧介质为油、SF₆及真空三种，其中油断路器由于灭弧性能差，维修量大，体积也大、易燃、污染环境等缺点，属逐渐被取代的产品；SF₆断路器灭弧效果比油断路器强，但为有害气体，对人体及环保不利；而真空断路器，具有灭弧能力强，重量轻，不燃无毒等优点，是一种理想的断路器。然而，现行的真空断路器，由于其灭弧室构造的局限，不能用于35KV以上等级电压(如66KV、72KV、110KV……)的电路。附图5所示的是这种断路器的真空灭弧室的结构示意图，它由真空泡26、绝缘介质21、绝缘外壳6组成，绝缘介质21填充在真空泡26与绝缘外壳6之间，所述的真空泡26内具有波纹管1、静触头14、动触头15及导电杆17，波纹管1与动触头15所连接的导电杆17相连并将空气隔绝，静触头14与动触头15断开时相隔额定开距s，动触头15相对静触头14分开和合拢时，波纹管1随之伸缩。由于额定开距s的值是随着电压的升高而加大的，所以波纹管的伸缩量亦要相应增大，而波纹管由于现行材料的机械性能所限，其伸缩比仅有1∶10，即波纹管的长度在100mm时，伸长或缩短的最大距离仅为10mm。在电路电压为35KV时，如设定动、静触头间的额定开距s的值为20mm，要使波纹管满足这样的伸缩量，波纹管的长度就要不小于200mm，整个真空泡的长度现行产品就已达到473±2mm。如果电路电压再上升至66KV、72KV、110KV……，波纹管的长度就势必要更长，而波纹管的长度增加后，所带来的问题是：1.其自身承压(空气压力)能力降低，发生变形，影响伸缩；2.引起导电杆增长，导致动触头合闸时弹跳电弧增大，对周围环境中的电子仪器产生干扰，严重时烧坏触头；3.整个灭弧室体积太大，以致不能适用。所以，这种真空断路器目前仅限于35KV及其以下的电路使用。为了解决35KV以上真空断路器的适用问题，人们一直在不间断地寻求突破口，曾出现过增加断口(动、静触头组)以弥补波纹管材料伸缩比低的偿试，据报道有人研制过“T”型和“Y”型真空断路器。所述的T型真空断路器，是将两只相同的如图5所示的真空灭弧室22分别固定在绝缘支架23左右，再用拐臂24连接起来，见图6：所述的Y型真空断路器是将两只相同的如图5所示的真空灭弧室分别安装在互成锐角的绝缘支架上，再铰接一推杆25构成，见图7。T型和Y型灭弧室由于增加了断口，所需的波纹管的长度被一分为二大为减少，由于长波纹管所引起的一些缺陷得到相对的克服，然而，却带来新的问题：由于增加了断口个数，所有元件成倍增加，各零部件制作、安装时产生误差的环节亦增加，致使各触头之间的同期性差，造成分闸和合闸时触头拉弧，因而大为增加了对产品制造的难度和成本；此外，这类双断口式还具有体积大、绝缘支架处理麻烦，维修不便等缺陷，因而，长期以来未被应用。

现行真空断路器的灭弧室除具有上述的不能适用于35KV以上电路的问题外，所存在的另一个不足是，灭弧室与空气的绝缘处理，它须先预制出真空泡，将真空泡装入绝缘外壳内，再在真空泡与绝缘外壳之间填充绝缘介质，最后进行密封，而所采用的绝缘介质为油或者SF₆气体，这样，整个灭弧室实际上不是一个单纯的真空灭弧室，而是将油或SF₆气体为辅助的复合型灭弧室，那么，油和SF₆气体作为绝缘介质本身所具有的如易燃、毒害等严重的不利，并没有避开。

三、发明内容

本发明的目的，是对现行真空断路器的灭弧室进行改进，使之成为满足35KV以上各电压等级所需要的大开距、单断口、短波纹管的真空灭弧室，从而使真空断路器能适用于35KV以上各电压等级；

本发明的另一个目的，是去掉现行真空灭弧室中真空泡外的绝缘介质并不需预制真空泡，从而彻底避开油介质或者SF₆气体介质所具有的易燃、毒害等严重缺陷，并使结构更简化。

上述目的是通过这样的技术方案予以实现的，将n个波纹管1和n-1个连接筒2组成一复式波纹管(见图1、图2)，波纹管1的轴向剖面为均匀的波浪形，连接筒2为轴向剖面如

形的回转体，各波纹管的直径以相同的公差递增沿其径向同轴排列，各连接筒以相应递增的直径依次位于波纹管之间，并于其内缘和外缘处与各波纹管连接，从而串连成一柱型整体，将这样的复式波纹管替代现行真空泡中的波纹管，然后将真空泡中的结构直接装入绝缘瓷筒内，抽成真空后，将绝缘瓷筒密封，即成为本发明的真空灭弧室。其具体结构是将上述的复式波纹管11通过下端盖12安装于绝缘瓷筒6的底部，绝缘连杆10通过图1所示的端盖3紧密固定于复式波纹管11的中心，并一直伸出下端盖12，导电杆17一端与连杆10相连，另一端与动触头15相连，静触头14通过上端盖5固定在绝缘瓷筒6的顶部，动、静触头伸进固定于静触头14上的屏蔽罩16内，输入接线板4固定在上端盖5上，输出接线板18通过导电带19和导电夹9与导电杆17相连伸出绝缘瓷筒6。所述的复式波纹管所串连的波纹管的个数根据电压所需要的额定开距而定，即 或为

很显然，所组成的各个波纹管的伸缩量的总和即为开距s的值，当动触头伸出与静触头闭合时，复式波纹管拉长呈塔形以满足开距s，当动触头缩回与静触头断开时，复式波纹管还原成柱形。

本发明由于采用复式波纹管结构替代原来的单个波纹管，突破了现行波纹管1∶10的伸缩比的局限，使伸缩量在不增加波纹管长度的情况下得到满意的提高，从而可以满足35KV以上各等级电压所需要的大开距，而又保留了单断口、短波纹管的优点，使真空灭弧室的适用范围得到空前的扩展，解决了人们长期以来一直探索却始终未能攻克的难题；由于绝缘瓷筒内抽真空直接构成灭弧室，去掉了现行的真空灭弧室中的油介质或者SF₆气体介质，彻底避开了油介质和SF₆介质所存在的易燃、毒害等严重缺陷，还使灭弧室的结构以及制造大为减化，降低成本提高断路器性能，这些新的特性使真空灭弧室的优点得到更加充分的发浑。

四、附图说明

图1为复式波纹管的轴向剖视图；

图2为复式波纹管的俯视图；

图3为本发明灭弧室剖视图；

图4为具有两级密封的本发明灭弧室剖视图；

图5为现行真空灭弧室的结构示意图；

图6为T型真空灭弧室的结构示意图；

图7为Y型真空灭弧室的结构示意图；

五、实施方式

下面通过两个实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：断路器工作电压为66KV

当断路器工作电压为66KV时，其动、静触头的额定开距s值假设为66 mm，根据波纹管1∶10的伸缩比，取波纹管的长度为220mm(净波纹管长)加上两端边长，采用的波纹管数量为3个，每个的直径依次递减6mm，用相应尺寸的连接筒2个，将3个波纹管各于其上端和下端圆周处依次连接于(焊接、粘接等)连接筒2的外缘和内缘上，做成串连的复式波纹管11，将该复式波纹管11通过下端盖12，安装于绝缘瓷筒6的底部，绝缘连杆10通过图1中的端盖3紧密固定于复式波纹管11的中心，并一直伸出下端盖12，导电杆17一端与连杆10相连，另一端与动触头15相连，静触头14通过上端盖5固定在绝缘瓷筒6的顶部，动、静触头伸进固定于静触头14上的屏蔽罩16内，输入接线板4固定在上端盖5上，输出接线板18通过导电带19和导电夹9与导电杆17相连并伸出绝缘瓷筒6，为便于制作和装配，绝缘瓷筒6分成两节合成，输出接线板18从此处伸出，接口处用树酯和连接件8密封，为保证动触头15正对静触头14运动，屏蔽罩16的相邻处，安装导向板7，为防止雨水和积露，在绝缘瓷筒6的顶端套装防雨盖13。见图3。

实施例2：断路器工作电压为110KV

当断路器工作电压为110KV时，其动、静触头的额定开距s值假设为110mm，根据波纹管的伸缩比为1∶10，取波纹管的长度为275mm(净波纹管长)加上两端边长，采用的数量为4个，每一个的直径依次递减6mm，用相应尺寸的连接筒3个将4个波纹管各于其上端和下端圆周处依次连接于连接筒2的外缘和内缘上，做成串连的复式波纹管，按照实施例1所述的结构，将各零部件进行组装。为了更进一步地保证电弧发源地的真空度，可在动触头15附近的导电杆17上，再安装一级复式波纹管11和支持复式波纹管的隔绝板20，见图4。

Claims (3)

1.66KV及其以上各电压等级真空灭弧室，具有绝缘外壳、上端盖(5)、下端盖(12)、波纹管、绝缘连接杆(10)、导电杆(17)、动触头(15)、静触头(14)、屏蔽罩(16)、输入接线板(4)、输出接线板(18)、导电带(19)、导电夹(9)，其特征在于：所述的波纹管为复式波纹管，绝缘外壳为绝缘瓷筒，复式波纹管(11)通过下端盖(12)安装于绝缘瓷筒(6)的底部，绝缘连杆(10)紧密固定于复式波纹管(11)的中心，并一直伸出下端盖(12)，导电杆(17)一端与连杆(10)相连，另一端与动触头(15)相连，静触头(14)通过上端盖(5)固定在绝缘瓷筒(6)的顶部，动、静触头伸进固定于静触头(14)上的屏蔽罩(16)内，输入接线板(4)固定在上端盖(5)上，输出接线板(18)通过导电带(19)和导电夹(9)与导电杆(17)相连伸出绝缘瓷筒(6)。

2.根据权利要求1所述的66KV及其以上各电压等级真空灭弧室，其特征在于：复式波纹管由n个波纹管(1)和n-1个连接筒(2)组成，波纹管(1)的轴向剖面为均匀的波浪形，连接筒(2)为轴向剖面如 形的回转体，各波纹管的直径以相同的公差递增沿其径向同轴排列，各连接筒以相应递增的直径依次位于各波纹管之间，并于其内缘和外缘处与各波纹管连接，从而串连成一柱形整体，其中复式波纹管所串连的波纹管的个数 或者

3.根据权利要求1和2所述的66KV及其以上各电压等级真空灭弧室，其特征在于：动触头(15)附近的导电杆(17)上，还具有一复式波纹管(11)以及支持这个复式波纹管的隔绝板(20)。

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