CN115881469A - 高压交流真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高压交流真空断路器，包括机构箱、设置在机构箱上端的真空灭弧室、操动机构及电流互感器，还包括辅助灭弧机构。辅助灭弧机构包括双金属片、固定在双金属片弯曲内侧的永磁体贴片、永磁体固定片及固定在永磁体贴片内侧的绝缘挡片，绝缘挡片水平朝向动触头和定触头接触位置设置。本申请将绝缘挡片设置在双金属片上，当定触头和动触头分离时，电弧灭弧过程中产生大量热量被双金属片吸收产生弯曲现象，迅速带动其上的绝缘挡片伸入到定触头和动触头之间，形成隔离灭弧效果，反应迅速高效；同时设置的永磁体贴片随着双金属片的弯曲动作产生相对于永磁体固定片的位移，磁场方向发生改变，电弧被拉长和被绝缘挡片分割，大大提高了灭弧效果。

Description

高压交流真空断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及高压交流真空断路器。

背景技术

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；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器是3～10kV，50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，特别是柱上高压交流真空断路器得到了广泛的使用。

现有技术中的，断路器的真空灭弧室的灭弧效果是影响断路器产品质量的重要原因。如申请公开号CN111584298A的发明专利申请一种高可靠性的高压真空断路器，其是通过灭弧室的内部处于动触杆的外侧设有灭弧机构，动触杆分闸后灭弧机构处于静触杆和动触杆之间用于阻隔电弧，通过在触头之间设有阻隔电弧的灭弧机构，当动触杆分闸断开时，灭弧机构能阻隔在两个触头之间，能有效降低触头分闸后电弧生成的机率。申请公开号为CN105551881A的发明专利申请真空灭弧室、真空灭弧室触头及直流真空断路器，其是通过分闸时，电弧运动过程中在横向磁场产生的磁吹力作用下被送入到灭弧栅片的间隔中，并在灭弧栅片的作用下被切割成若干个串联的短弧，一方面电弧被拉长，另一方面在栅片表面形成一连串的近极压降，再加上电弧还会受到栅片的冷却作用，电弧很快熄灭，实现对高压直流电流的分断。

虽然上述技术方案起到了较好的灭弧效果，但是灭弧机构的设置是随着动触杆动作才产生移动，在动触杆下降过程中，电弧一直存在并不会马上实现灭弧，影响灭弧效果；而现有技术中设置的永磁体产生的磁吹力大小和方向，在灭弧过程中始终保持不变，生产过程中确定的永磁体的安装位置，则不能在使用过程中进行调整，电弧的方向保持不变容易影响到灭弧效果。

因此，如何改善上述现有技术中存在的问题，提供一种高压交流真空断路器，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明提供高压交流真空断路器，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：

高压交流真空断路器，包括机构箱、设置在所述机构箱上端的真空灭弧室、设置在所述机构箱内并与真空灭弧室传动连接的操动机构及电流互感器，还包括设置在所述真空灭弧室内的辅助灭弧机构。

进一步地，所述真空灭弧室包括气密绝缘外壳、设置在所述气密绝缘外壳内顶部的定端盖板、设置在定端盖板上的定导电杆、设置在定导电杆下端的定触头、设置在所述气密绝缘外壳内底部的动端盖板、设置在动端盖板上的动导电杆、设置在动导电杆上端的动触头、套设在所述动导电杆上的不锈钢波纹管以及固定套设在所述气密绝缘外壳内壁的屏蔽罩。

进一步地，所述辅助灭弧机构包括沿所述屏蔽罩内侧壁周向设置的至少一个双金属片、固定在所述双金属片弯曲内侧的永磁体贴片、安装在所述屏蔽罩内侧壁并与所述永磁体贴片磁相关的永磁体固定片及固定在所述永磁体贴片内侧的绝缘挡片，所述绝缘挡片水平朝向所述动触头和定触头接触位置设置。

进一步地，还包括环形开设在所述屏蔽罩内壁的安装槽和滑动设置在所述安装槽内的环形安装座，所述辅助灭弧机构固定在所述环形安装座上。

进一步地，所述双金属片设有两个，且两个所述双金属片以所述真空灭弧室中心轴线为轴成中心对称设置，所述永磁体固定片设有两个，两个所述永磁体固定片与两个所述双金属片间隔设置。

进一步地，所述双金属片包括与所述环形安装座固定连接的固定端、沿所述屏蔽罩内壁弯曲设置的主体以及设置在所述主体上活动端，所述活动端相对于所述主体反向弯曲并抵接在所述屏蔽罩内壁上。

进一步地，所述绝缘挡片内缘设有固定部，所述永磁体贴片上开设有安装孔，所述固定部穿过安装孔与所述双金属片固定连接。

进一步地，还包括灭弧栅片，多个所述灭弧栅片间隔固定在所述绝缘挡片上端。

进一步地，两个所述双金属片交错设置，其中一个所述双金属片高于所述环形安装座设置，且所述活动端与所述环形安装座上方的屏蔽罩内壁相抵；另一个所述双金属片低于所述环形安装座设置，且所述活动端与所述环形安装座下方的屏蔽罩内壁相抵。

本发明具有如下优点：

本申请创造性的应用双金属片在受热条件下的弯曲特性，将绝缘挡片设置在双金属片上，当定触头和动触头分离时，电弧灭弧过程中产生大量热量被双金属片吸收产生弯曲现象，迅速带动其上的绝缘挡片伸入到定触头和动触头之间，形成隔离灭弧效果，反应迅速高效；同时设置的永磁体贴片随着双金属片的弯曲动作产生相对于永磁体固定片的位移，磁场方向发生改变，电弧被拉长和被绝缘挡片分割，大大提高了灭弧效果。

为了更好的说明本申请的技术效果，以下结合说明书附图和具体实施方式进行说明。

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为本发明实施例提供的高压交流真空断路器主视图；

图2为本发明实施例提供的机构箱内操动机构结构示意图；

图3为本发明实施例提供的高压交流真空断路器左视图；

图4为本发明实施例提供的真空灭弧室第一方向剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的图4中A处局部放大图；

图6为本发明实施例提供的真空灭弧室第二方向剖视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的图6中B处局部放大图；

图中：

1机构箱；2真空灭弧室；201气密绝缘外壳；202定端盖板；203定导电杆；204定触头；205动端盖板；206动导电杆；207动触头；208不锈钢波纹管；209屏蔽罩；3操动机构；4电流互感器；5辅助灭弧机构；501双金属片；5011固定端；5012主体；5013活动端；502永磁体贴片；5021安装孔；503永磁体固定片；504绝缘挡片；5041固定部；505安装槽；506环形安装座；6灭弧栅片。

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。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种高压交流真空断路器，旨在通过创造性的应用双金属片501在受热条件下的弯曲特性，将绝缘挡片504设置在双金属片501上，当定触头204和动触头207分离时，电弧灭弧过程中产生大量热量被双金属片501吸收产生弯曲现象，迅速带动其上的绝缘挡片504伸入到定触头204和动触头207之间，形成隔离灭弧效果，反应迅速高效；同时设置的永磁体贴片502随着双金属片501的弯曲动作产生相对于永磁体固定片503的位移，磁场方向发生改变，电弧被拉长和被绝缘挡片504分割，大大提高了灭弧效果。

具体的，本实施例的高压交流真空断路器包括机构箱1、设置在机构箱1上端的真空灭弧室2、设置在机构箱1内并与真空灭弧室2传动连接的操动机构3及电流互感器4。如图1-3所示的，本申请中的机构箱1上设置了分合闸指示、储能手柄、分合闸操作手柄等部件，与设置在机构箱1内部的操动机构3进行传动连接，实现对真空灭弧室2的分合闸操作。同时，电流互感器4用于对断路器电流数据进行监控并实现远传。其中，如图4真空灭弧室2包括气密绝缘外壳201、设置在气密绝缘外壳201内顶部的定端盖板202、设置在定端盖板202上的定导电杆203、设置在定导电杆203下端的定触头204、设置在气密绝缘外壳201内底部的动端盖板205、设置在动端盖板205上的动导电杆206、设置在动导电杆206上端的动触头207、套设在动导电杆206上的不锈钢波纹管208以及固定套设在气密绝缘外壳201内壁的屏蔽罩209。上述结构属于现有技术中的结构特征，其工作原理和具体安装结构，在此不再赘述。

在进行分合闸时，定触头204和动触头207之间产生电弧，本申请旨在进一步提高真空灭弧室2的灭弧效果，在真空灭弧室2的基础上进行改进，具体的，还包括设置在真空灭弧室2内的辅助灭弧机构5。通过辅助灭弧机构5的设置，能够在定触头204和动触头207分合闸过程中，提高灭弧效果。

具体的，此实施例中，如图4-7，辅助灭弧机构5包括沿屏蔽罩209内侧壁周向设置的至少一个双金属片501、固定在双金属片501弯曲内侧的永磁体贴片502、安装在屏蔽罩209内侧壁并与永磁体贴片502磁相关的永磁体固定片503及固定在永磁体贴片502内侧的绝缘挡片504，绝缘挡片504水平朝向动触头207和定触头204接触位置设置。基于上述结构，双金属片501处于初始弯曲状态，此时，双金属片501与屏蔽罩209内壁贴合，其一端通过焊接、螺接等方式实现与屏蔽罩209的固定，而另一端作为活动端5013，双金属片501在吸收灭弧过程中产生的热量会快速的实现弯曲动作，由贴合屏蔽罩209的状态转变为远离屏蔽罩209的状态，在此过程中能够带动其上设置的永磁体贴片502和绝缘挡片504发生位移。基于上述使用过程，在位移中，一方面永磁体贴片502由于位置的改变，从而改变了永磁体贴片502和永磁体固定片503之间的磁场方向和大小，相较于现有技术中永磁体位置不变的设置方式，能够拉长电弧，方便绝缘挡片504对电弧的切割分段，加速灭弧过程。另一方面，双金属片501位移中，能够带动绝缘挡片504进入到正在分离的定触头204和动触头207之间的区域，切割定触头204和动触头207之间产生的电弧，电弧被切断分区，能够加速电弧的消灭，相较于背景技术中的灭弧机构随动触头207动作的方式，更加迅速，不会受到定触头204和动触头207分离作用的影响(此实施例中的绝缘挡片504与动触头207和定触头204均不接触)。

为了方便辅助灭弧机构5的安装，此实施例中，还设置了环形开设在屏蔽罩209内壁的安装槽505和滑动设置在安装槽505内的环形安装座506，在实际使用时，环形安装座506能够在安装槽505内环形滑动，辅助灭弧机构5固定在环形安装座506上，因此，环形安装座506也就能够带动辅助灭弧机构5相对于真空灭弧室2的中心轴线转动，改变辅助灭弧机构5的灭弧位置。

基于上述结构，真空灭弧室2内处于封闭状态，无外力去转动环形安装座506来改变辅助灭弧机构5的位置，因此，为了配合环形安装座506的环形滑动，此实施例对双金属片501的结构进行了改进，具体的，双金属片501包括与环形安装座506固定连接的固定端5011、沿屏蔽罩209内壁弯曲设置的主体5012以及设置在主体5012上活动端5013，活动端5013相对于主体5012反向弯曲并抵接在屏蔽罩209内壁上。如图6所示的，这样在具体安装时，活动端5013反向弯曲抵接在屏蔽罩209上，双金属片501的活动端5013在受热时首先发生反向弯曲动作，这样活动端5013的顶部就抵着屏蔽罩209内壁并逐渐反向弯曲，在此动作过程中，双金属片501的活动端5013抵在屏蔽罩209上，反向推动环形安装座506相对于安装槽505滑动一定距离，并在灭弧时相对于上一次的灭弧位置发生的改变，如果连续多次进行上述动作，则辅助灭弧机构5位置发生较大改变。基于上述过程之后，热量散失，活动端5013则重新恢复到原来位置，活动端5013重新抵在屏蔽罩209上。

为了方便实现辅助灭弧机构5的移位，同时防止两个绝缘挡片504发生相互干涉，因此，将两个双金属片501交错设置，其中一个双金属片501高于环形安装座506设置，且活动端5013与环形安装座506上方的屏蔽罩209内壁相抵；另一个双金属片501低于环形安装座506设置，且活动端5013与环形安装座506下方的屏蔽罩209内壁相抵。通过上述结构设置方式，双金属片501在发生弯曲时，两个分别与双金属片501连接的绝缘挡片504则进行交错重叠，插入到定触头204和动触头207之间的区域，提高灭弧效果。

为了提高使用效果，此实施例中，如图6所示的，双金属片501设有两个，且两个双金属片501以真空灭弧室2中心轴线为轴成中心对称设置，永磁体固定片503设有两个，两个永磁体固定片503与两个双金属片501间隔设置。如上所述的，将永磁体固定片503安装在环形安装座506上，使得永磁体贴片502与其两侧的永磁体固定片503建立磁场关系，而磁力线是从N极到S极，如将永磁体贴片502设置为N极，而永磁体固定片503设置为S极，这样在使用时，从永磁体贴片502的N极与永磁体固定片503的S极产生磁力线，磁力线穿过电弧区域，就能够拉长电弧长度，同时在双金属片501受热发生弯曲时，磁力线的方向发生改变，足以影响电弧的方向。

为了稳定绝缘挡片504的安装固定，进一步地，绝缘挡片504内缘设有固定部5041，永磁体贴片502上开设有安装孔5021，固定部5041穿过安装孔5021与双金属片501固定连接，固定部5041可通过焊接、螺接等方式与双金属片501进行固定安装，不仅固定更加稳定，同时绝缘挡片504能够将热量传送给双金属片501，使得双金属片501在受热后迅速弯曲。

为了进一步提高灭弧效果，还设置了灭弧栅片6，多个灭弧栅片6间隔固定在绝缘挡片504上端，灭弧栅片6表面形成一连串的近极压降，再加上电弧还会受到灭弧栅片6的冷却作用，大大提高了灭弧效果。

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 (9)

1.高压交流真空断路器，包括机构箱、设置在所述机构箱上端的真空灭弧室、设置在所述机构箱内并与真空灭弧室传动连接的操动机构及电流互感器，其特征在于，还包括设置在所述真空灭弧室内的辅助灭弧机构。

2.如权利要求1所述的高压交流真空断路器，其特征在于，所述真空灭弧室包括气密绝缘外壳、设置在所述气密绝缘外壳内顶部的定端盖板、设置在定端盖板上的定导电杆、设置在定导电杆下端的定触头、设置在所述气密绝缘外壳内底部的动端盖板、设置在动端盖板上的动导电杆、设置在动导电杆上端的动触头、套设在所述动导电杆上的不锈钢波纹管以及固定套设在所述气密绝缘外壳内壁的屏蔽罩。

3.如权利要求2所述的高压交流真空断路器，其特征在于，所述辅助灭弧机构包括沿所述屏蔽罩内侧壁周向设置的至少一个双金属片、固定在所述双金属片弯曲内侧的永磁体贴片、安装在所述屏蔽罩内侧壁并与所述永磁体贴片磁相关的永磁体固定片及固定在所述永磁体贴片内侧的绝缘挡片，所述绝缘挡片水平朝向所述动触头和定触头接触位置设置。

4.如权利要求3所述的高压交流真空断路器，其特征在于，还包括环形开设在所述屏蔽罩内壁的安装槽和滑动设置在所述安装槽内的环形安装座，所述辅助灭弧机构固定在所述环形安装座上。

5.如权利要求4所述的高压交流真空断路器，其特征在于，所述双金属片设有两个，且两个所述双金属片以所述真空灭弧室中心轴线为轴成中心对称设置，所述永磁体固定片设有两个，两个所述永磁体固定片与两个所述双金属片间隔设置。

6.如权利要求5所述的高压交流真空断路器，其特征在于，所述双金属片包括与所述环形安装座固定连接的固定端、沿所述屏蔽罩内壁弯曲设置的主体以及设置在所述主体上活动端，所述活动端相对于所述主体反向弯曲并抵接在所述屏蔽罩内壁上。

7.如权利要求3所述的高压交流真空断路器，其特征在于，所述绝缘挡片内缘设有固定部，所述永磁体贴片上开设有安装孔，所述固定部穿过安装孔与所述双金属片固定连接。

8.如权利要求3所述的高压交流真空断路器，其特征在于，还包括灭弧栅片，多个所述灭弧栅片间隔固定在所述绝缘挡片上端。

9.如权利要求6所述的高压交流真空断路器，其特征在于，两个所述双金属片交错设置，其中一个所述双金属片高于所述环形安装座设置，且所述活动端与所述环形安装座上方的屏蔽罩内壁相抵；另一个所述双金属片低于所述环形安装座设置，且所述活动端与所述环形安装座下方的屏蔽罩内壁相抵。

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