CN116130314A - 一种灭弧室屏蔽双向运动结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灭弧室屏蔽双向运动结构和方法，包括主动触头部分；主动触头部分的动触头通过喷口分别连接第二推拉杆和第三推拉杆；第二推拉杆上连接有L型杠杆；导轨板上设置有第二导轨槽；第二推拉杆通过第四销连接L型杠杆短边和长边的交点轴心；L型杠杆的长边连接第五销，第五销在第一推拉杆的第五导轨槽中滑动；L型杠杆的短边连接第六销，第六销在导轨板的第二导轨槽中滑动；第三推拉杆连接运动屏蔽装配；第五导轨槽的方向垂直于第二导轨槽的直线段；L型杠杆的短边第六销先沿着第二导轨槽的直线段运动，当运动到曲线段时，L型杠杆的短边绕着第四销旋转，带动L型杠杆的长边旋转，第五销沿z轴方向的分速度由正方向转为了负方向。

Description

一种灭弧室屏蔽双向运动结构和方法

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体属于一种灭弧室屏蔽双向运动结构和方法。

背景技术

随着断路器电压等级的升高，能够成功开断电弧所需要的分闸速度和触头行程不断增加，因此需要的机构操作功不断增加。而操作功越大，操动机构的机械可靠性难以保证。为了能够降低高电压等级下断路器的分闸速度，采用双动结构成为一种可行的方向。在现有的静侧触头反向运动的双动结构基础上，断口处屏蔽随着弧触头运动能够改善电场分布，同时在分闸结束时获得更好的绝缘性能。西门子公司申请的CN201380030912.7开关设备提出的结构能够实现动触头系统，静触头系统和断口处屏蔽的三动，但是随着作为主动部分的动触头的运动，屏蔽的运动只能随着动触头运动，或者保持静止，无法在分闸最后阶段反向运动。

综上所述，现有技术中存在屏蔽无法相对静侧触头运动，因此分闸状态下动静弧触头之间需要更远的绝缘距离。并且灭弧室的结构不够紧凑，难以开断更高的电压等级。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种灭弧室屏蔽双向运动结构和方法，能够实现灭弧室断口处屏蔽的双向运动。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种灭弧室屏蔽双向运动结构，包括主动触头部分和导轨板；

所述主动触头部分的动触头通过喷口分别连接第二推拉杆和第三推拉杆；所述第二推拉杆上连接有L型杠杆；

所述导轨板固定在横梁上；所述导轨板上设置有第二导轨槽；

所述第二推拉杆通过第四销连接L型杠杆短边和长边的交点轴心；所述L型杠杆的长边连接第五销，第五销在第一推拉杆的第五导轨槽中滑动；L型杠杆的短边连接第六销，第六销在导轨板的第二导轨槽中滑动；所述第二导轨槽包括直线段和曲线段；所述第三推拉杆连接运动屏蔽装配；第五导轨槽的方向垂直于第二导轨槽的直线段；

在分闸过程中，L型杠杆的短边第六销先沿着第二导轨槽的直线段运动，当运动到曲线段时，L型杠杆的短边绕着第四销旋转，带动L型杠杆的长边旋转，第五销沿z轴方向的分速度由正方向转为了负方向。

优选的，所述主动触头部分和从动触头部分之间通过第一传动装置进行连接，所述第一传动装置包括齿条和拨叉；所述齿条连接从动触头部分；所述拨叉和齿条之间进行齿轮啮合传动；所述第二推拉杆连同第二销一起，随着主动触头部分的运动沿着第四导轨槽滑动，同时通过在拨叉槽中滑动，推动拨叉转动。

优选的，所述喷口上固定有支撑环，支撑环分别连接推拉杆和推拉杆。

优选的，所述运动屏蔽装配包括第一屏蔽和第二屏蔽；所述第一屏蔽和第二屏蔽螺栓连接，第二屏蔽通过导向环支撑在静主触头上，第一推拉杆一端连接在第二屏蔽上，另一端通过第一销支撑在导轨上。

优选的，所述第二推拉杆通过第二销支撑在第四导轨槽上，第三推拉杆通过第三销支撑在第一导轨槽上。

一种灭弧室屏蔽双向运动方法，其特征在于，基于上述任意一项所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，包括以下过程，

在断路器分闸过程的前半段，主动触头部分直线运动的同时，第三推拉杆带动第四销做直线运动，L型杠杆的旋转受到第六销在第二导轨槽中的运动的约束，当第六销进入第二导轨槽的直线段时，L型杠杆随着主动触头部分做与其方向和速度均相同的直线运动；运动屏蔽装配做相对主动触头部分方向和速度均相同的直线运动；

在断路器分闸过程的后半段，当第六销进入第二导轨槽的曲线段时，L型杠杆绕第四销的中心旋转，带动第五销产生与主动触头部分方向相反的运动；第五销垂直于第五导轨槽的运动分量推动运动屏蔽装配产生相对主动触头部分方向相反的运动；若分闸过程继续，第六销进入第二导轨槽最后的直线段，运动屏蔽装配和主动触头部分继续同步运动。

优选的，断路器分闸过程中，主动触头部分先运动，第二推拉杆上的第二销接触到拨叉后，将主动触头部分的直线运动转换为拨叉的旋转运动，通过齿轮和齿条的啮合传动，又将拨叉的旋转运动转换为从动触头部分的直线运动，该直线运动与主动触头部分的运动方向相反。

优选的，主动触头部分直线运动的同时，第三推拉杆带动第四销做直线运动，L型杠杆跟随第四销做直线运动和/或绕着第四销的中心旋转。

优选的，运动屏蔽装配的运动受到第五销的驱动，第五销在第一推拉杆的第五导轨槽中滑动，运动屏蔽装配的运动是第五销在垂直于第五导轨槽方向的分量，运动屏蔽装配在沿着第五导轨槽方向受到导向环和静主触头的约束，在沿着第五导轨槽的方向没有运动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种灭弧室屏蔽双向运动结构，通过L型杠杆和异形槽的配合实现运动屏蔽装配相对于主动触头的双向运动。灭弧室中断口处的屏蔽在开断过程中起到了优化断口处电场，提高灭弧性能的作用，本发明的结构，能够实现屏蔽在开断过程中跟随喷口同步运动，保证开断性能；在开断结束后，屏蔽向Z轴正方向的运动速度降低甚至反向运动，快速拉开屏蔽和主触头的距离，保证绝缘性能。本发明中喷口连接推拉杆，通过一个L型杠杆带动屏蔽运动。L型杠杆的长边销控制屏蔽直线运动，短边销依靠异形导轨槽的导向带动L型杠杆旋转，从而实现屏蔽的双向运动。

附图说明

图1为本发明一种灭弧室屏蔽双向运动结构示意图。

图2为动触头和屏蔽运动曲线示意图。

图3为本发明实施例中一种灭弧室屏蔽双向运动结构示意图。

图4为一种灭弧室屏蔽双向运动结构放大图。

图5为断路器分闸过程示意图。

附图中：主动触头部分1；从动触头部分2；运动屏蔽装配3；静止部分4；导轨板5；第一屏蔽6；第二屏蔽7；导向环8；静主触头9；第一推拉杆10；第一销11；喷口12；支撑环13；第二推拉杆14；第三推拉杆15；第二销16；第三销17；拨叉18；齿条19；L型杠杆20；第四销21；第五销22；第六销23；第七销24；导向环25；第一传动装置26；第二传动装置27；导轨28；第一导轨槽29；第二导轨槽30；第三导轨槽31；第四导轨槽32；拨叉槽33；第五导轨槽34。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，包括4部分，第1部分是由主触头，喷口12，第二推拉杆14组成的主动部分；第2部分是由运动屏蔽装配3和第三推拉杆15组成的从动部分；第3部分是L型杠杆20，第4部分是静止部分，包括导轨板5和静主触头9。

动触头、通过喷口12连接第二推拉杆14，第二推拉杆14上连接有L型杠杆20，L型杠杆可以绕着第四销21旋转。

L型杠杆的短边的第六销23插入导轨板5上的第二导轨槽30当中，第二导轨槽30的形状控制L型杠杆20的旋转，L型杠杆20的长边第五销22插入第三推拉杆15的槽中，带动第三推拉杆15沿着z轴的方向运动。第三推拉杆15连接运动屏蔽装配3，运动屏蔽装配3跟随第三推拉杆15沿z轴运动。

在分闸过程中，L型杠杆20先沿着第二导轨槽30的直线段运动，当运动到曲线段区域时，L型杠杆20的短边绕着第四销21旋转，带动L型杠杆20的长边旋转，第五销22沿z轴方向的分速度既由正方向转为了负方向。如图2所示，动触头运动时屏蔽先跟随触头运动，保证对断口处电场的优化作用，开断结束时屏蔽反向运动，从而拉开绝缘距离。

本发明的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，能够实现灭弧室断口处屏蔽的双向运动。灭弧室中断口处的屏蔽在开断过程中起到了优化断口处电场，提高灭弧性能的作用，然而灭弧基本结束之后，到了开断的最后阶段，屏蔽却成了制约断口处绝缘效果的因素。本发明提出的结构，能够实现屏蔽在开断过程中跟随喷口同步运动，保证开断性能；在开断结束后，向与动触头和喷口相反的方向运动，快速拉开屏蔽和主触头的距离，保证绝缘性能。本发明的基本方案为：喷口连接推拉杆，通过一个L型杠杆带动屏蔽运动。L型杠杆的长边销控制屏蔽直线运动，短边销依靠异形导轨槽的导向带动L型杠杆旋转，从而实现屏蔽的双向运动。

实施例

本发明一种屏蔽可双向运动的三动灭弧室，包括主动触头部分1，从动触头部分2，运动屏蔽装配3和静止部分4。其中主动触头部分1和从动触头部分2之间通过第一传动装置26连接，主动触头部分1和运动屏蔽装配3之间通过第二传动装置27连接，主动触头部分1，从动触头部分2和运动屏蔽装配3均通过导向支撑元件支撑在静止部分4上。第一传动装置26通过齿条19和拨叉18啮合实现从动触头部分2的不同步反向运动；第二传动装置27通过L型杠杆20和导轨板5实现运动屏蔽装配3的不同步双向运动。

第一传动装置26和第二传动装置27均支撑在一块导轨板5上，导轨板5通过螺栓固定在横梁6上，属于静止部分4。第一屏蔽6和第二屏蔽7螺栓连接，第二屏蔽7通过导向环8支撑在静主触头9上，第一推拉杆10一端连接在第二屏蔽7上，另一端通过第一销11支撑在导轨28上。第一屏蔽6，第二屏蔽7，导向环8，第一推拉杆10和第一销11组成运动屏蔽装配3，随着第一销11在导轨28中滑动，运动屏蔽装配3沿着导轨28的方向前后滑动。

主动触头部分1中的喷口12螺栓连接一个支撑环13，通过连接件分别连接第二推拉杆14和第三推拉杆15，第二推拉杆14通过第二销16支撑在第四导轨槽32上，第三推拉杆15通过第三销17支撑在第一导轨槽29上。在断路器分合运动过程中，第二推拉杆14连同第二销16一起，随着主动触头部分1的运动沿着第四导轨槽32滑动，同时通过在拨叉槽33中滑动，推动拨叉18转动。拨叉18和从动触头部分2中的齿条19通过齿轮啮合传动，实现从动触头部分2反向运动。L型杠杆20通过第四销21连接在第三推拉杆15上，L型杠杆20可以绕着第四销21的轴心旋转，L型杠杆20的长边连接第五销22，第五销22可以在第一推拉杆10的第五导轨槽34中滑动，L型杠杆20的短边连接第六销23，第六销23在导轨板5的第二导轨槽30中滑动。

第三推拉杆15通过第四销21带动L型杠杆20左右移动，第六销23沿着第二导轨槽30的形状做平面运动，第五销22随着L型杠杆的平动和自身绕第四销21的旋转运动做平面运动。

第五销22平面运动在垂直于第五导轨槽34的方向的分量带动第一推拉杆10运动，从而实现运动屏蔽装配3的双向直线运动。从动触头部分2通过导向环25和第七销24支承。

断路器分闸过程中，主动触头部分1先运动，第二推拉杆14上的第二销16接触到拨叉18后，将主动触头部分1的直线运动转换为拨叉18的旋转运动。通过齿轮和齿条的啮合传动，又将拨叉18的旋转运动转换为从动触头部分2的直线运动，该直线运动与主动触头部分1的运动方向相反。主动触头部分1直线运动的同时，第三推拉杆15带动第四销21做直线运动，L型杠杆20既可以跟随第四销21做直线运动，也可以绕着第四销21的中心旋转。L型杠杆的旋转受到第六销23在第二导轨槽30中的运动的约束，在分闸过程的前半段，L型杠杆仅仅随着主动触头部分1做与其方向和速度均相同的直线运动。运动屏蔽装配3的运动受到第五销22的驱动，第五销22可以在第一推拉杆10的第五导轨槽34中滑动，运动屏蔽装配3的运动是第五销22在垂直于第五导轨槽34方向的分量，运动屏蔽装配在沿着第五导轨槽34方向受到导向环8和静主触头9的约束，在沿着第五导轨槽34的方向没有运动。在分闸过程的前半段，运动屏蔽装配3做相对主动触头部分1方向和速度均相同的直线运动。

断路器分闸过程的后半段，当第二销16离开拨叉8之后，拨叉8停止旋转，从动触头部分2停止反向直线运动。当第六销23进入第二导轨槽30的曲线段时，L型杠杆20绕第四销21的中心旋转，带动第五销22产生与主动触头部分1方向相反的运动。第五销22垂直于第五导轨槽34的运动分量推动运动屏蔽装配3产生相对主动触头部分1方向相反的运动。若分闸过程继续，第六销23进入第二导轨槽30最后的直线段，运动屏蔽装配3和主动触头部分1继续同步运动。

本发明技术方案能够实现断口处屏蔽的双向运动。屏蔽在分闸前期开断过程中始终跟随动侧触头，可以改善断口处电场，提高灭弧能力。在开断结束后，屏蔽通过与动弧触头反向的运动迅速与动侧主触头之间拉开距离，能够提高绝缘能力，进一步降低操作功，从而提高断路器的可靠性。

本发明提出一种新的灭弧室传动结构，通过L型杠杆和异形槽的配合实现运动屏蔽装配相对于主动触头的双向运动。

Claims (9)

1.一种灭弧室屏蔽双向运动结构，其特征在于，包括主动触头部分(1)和导轨板(5)；

所述主动触头部分(1)的动触头通过喷口(12)分别连接第二推拉杆(14)和第三推拉杆(15)；所述第二推拉杆(14)上连接有L型杠杆(20)；

所述导轨板(5)固定在横梁(6)上；所述导轨板(5)上设置有第二导轨槽(30)；

所述第二推拉杆(14)通过第四销(21)连接L型杠杆(20)短边和长边的交点轴心；所述L型杠杆(20)的长边连接第五销(22)，第五销(22)在第一推拉杆(10)的第五导轨槽(34)中滑动；L型杠杆(20)的短边连接第六销(23)，第六销(23)在导轨板(5)的第二导轨槽(30)中滑动；所述第二导轨槽(30)包括直线段和曲线段；所述第三推拉杆(15)连接运动屏蔽装配(3)；第五导轨槽(34)的方向垂直于第二导轨槽(30)的直线段；

在分闸过程中，L型杠杆(20)的短边第六销(23)先沿着第二导轨槽(30)的直线段运动，当运动到曲线段时，L型杠杆(20)的短边绕着第四销(21)旋转，带动L型杠杆(20)的长边旋转，第五销(22)沿z轴方向的分速度由正方向转为了负方向。

2.根据权利要求1所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，其特征在于，所述主动触头部分(1)和从动触头部分(2)之间通过第一传动装置(26)进行连接，所述第一传动装置(26)包括齿条(19)和拨叉(18)；所述齿条(19)连接从动触头部分(2)；所述拨叉(18)和齿条(19)之间进行齿轮啮合传动；所述第二推拉杆(14)连同第二销(16)一起，随着主动触头部分(1)的运动沿着第四导轨槽(32)滑动，同时通过在拨叉槽(33)中滑动，推动拨叉(18)转动。

3.根据权利要求1所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，其特征在于，所述喷口(12)上固定有支撑环(13)，支撑环(13)分别连接推拉杆(14)和推拉杆(15)。

4.根据权利要求1所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，其特征在于，所述运动屏蔽装配(3)包括第一屏蔽(6)和第二屏蔽(7)；所述第一屏蔽(6)和第二屏蔽(7)螺栓连接，第二屏蔽(7)通过导向环(8)支撑在静主触头(9)上，第一推拉杆(10)一端连接在第二屏蔽(7)上，另一端通过第一销(11)支撑在导轨(28)上。

5.根据权利要求1所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，其特征在于，所述第二推拉杆(14)通过第二销(16)支撑在第四导轨槽(32)上，第三推拉杆(15)通过第三销(17)支撑在第一导轨槽(29)上。

6.一种灭弧室屏蔽双向运动方法，其特征在于，基于权利要求1-5任意一项所述的一种灭弧室屏蔽双向运动结构，包括以下过程，

在断路器分闸过程的前半段，主动触头部分(1)直线运动的同时，第三推拉杆(15)带动第四销(21)做直线运动，L型杠杆的旋转受到第六销(23)在第二导轨槽(30)中的运动的约束，当第六销(23)进入第二导轨槽(30)的直线段时，L型杠杆(20)随着主动触头部分(1)做与其方向和速度均相同的直线运动；运动屏蔽装配(3)做相对主动触头部分(1)方向和速度均相同的直线运动；

在断路器分闸过程的后半段，当第六销(23)进入第二导轨槽(30)的曲线段时，L型杠杆(20)绕第四销(21)的中心旋转，带动第五销(22)产生与主动触头部分(1)方向相反的运动；第五销(22)垂直于第五导轨槽(34)的运动分量推动运动屏蔽装配(3)产生相对主动触头部分(1)方向相反的运动；若分闸过程继续，第六销(23)进入第二导轨槽(30)最后的直线段，运动屏蔽装配(3)和主动触头部分(1)继续同步运动。

7.根据权利要求6所述的一种灭弧室屏蔽双向运动方法，其特征在于，断路器分闸过程中，主动触头部分(1)先运动，第二推拉杆(14)上的第二销(16)接触到拨叉(18)后，将主动触头部分(1)的直线运动转换为拨叉(18)的旋转运动，通过齿轮和齿条的啮合传动，又将拨叉(18)的旋转运动转换为从动触头部分(2)的直线运动，该直线运动与主动触头部分(1)的运动方向相反。

8.根据权利要求6所述的一种灭弧室屏蔽双向运动方法，其特征在于，主动触头部分(1)直线运动的同时，第三推拉杆(15)带动第四销(21)做直线运动，L型杠杆(20)跟随第四销(21)做直线运动和/或绕着第四销(21)的中心旋转。

9.根据权利要求6所述的一种灭弧室屏蔽双向运动方法，其特征在于，运动屏蔽装配(3)的运动受到第五销(22)的驱动，第五销(22)在第一推拉杆(10)的第五导轨槽(34)中滑动，运动屏蔽装配(3)的运动是第五销(22)在垂直于第五导轨槽(34)方向的分量，运动屏蔽装配在沿着第五导轨槽(34)方向受到导向环(8)和静主触头(9)的约束，在沿着第五导轨槽(34)的方向没有运动。

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