CN116705550A - 断路器和电气设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种断路器和电气设备，断路器包括：多个真空灭弧管，多个真空灭弧管依次串联，且每一真空灭弧管均包括可相互靠近或远离的动触头和静触头；联动组件，各个真空灭弧管的动触头通过联动组件彼此连接，且当任一动触头运动至与静触头相互接触时，通过联动组件带动其余动触头运动至与静触头相互接触；当其中任一动触头运动至与静触头相互分离时，通过联动组件带动其余动触头运动至与静触头相互分离。而通过使得线路的电压能够分别分配到多个真空灭弧管上，从而使得断路器能够用于合闸和分闸高压线路，并且不会超过每个真空灭弧管的额定电压。并且上述断路器采用多个真空灭弧管串联而成，不含有害气体，能够有效满足现有环保的使用需求。

Description

断路器和电气设备

技术领域

本申请涉及断路器技术领域，特别是涉及一种断路器和电气设备。

背景技术

高压断路器是高压输变电上的重要电气设备，在整个输变电系统中起着非常重要的作用。目前，高压断路器根据绝缘介质不同，主要包括使用SF6气体绝缘的SF6断路器，以及使用真空绝缘的真空断路器，而因为SF6气体具有很好的绝缘和灭弧特性，在126kV及以上高压输变电系统保护设备仍以SF6断路器为主，但SF6气体是一种温室效应极强的温室气体，其全球变暖潜能值是CO2的23500倍，在大气中寿命长达3200年，不能满足目前日益增长的环保需求。

而真空断路器因采用真空作为灭弧介质，非常符合目前环保的使用要求，但目前真空断路器只在40.5kV及以下的中压线路中得到广泛应用，在72.5kV及以上的高压线路中难以获得应用。

发明内容

基于此，有必要针对真空断路器在高压线路中难以获得应用的问题，提供一种断路器和电气设备。

一种断路器，包括：

多个真空灭弧管，多个所述真空灭弧管依次串联，且每一所述真空灭弧管均包括可相互靠近或远离的动触头和静触头；

联动组件，各个所述真空灭弧管的动触头通过所述联动组件彼此连接，且当任一所述动触头运动至与所述静触头相互接触时，通过所述联动组件带动其余所述动触头运动至与静触头相互接触；当其中任一所述动触头运动至与所述静触头相互分离时，通过所述联动组件带动其余所述动触头运动至与所述静触头相互分离。

在其中一个实施例中，每一所述真空灭弧管包括外壳、静导电杆和动导电杆，所述外壳的内部形成有真空腔，所述静导电杆的一端位于所述真空腔并形成有所述静触头，另一端与相邻所述真空灭弧管的所述动导电杆电连接；

所述动导电杆活动安装于所述外壳，且所述动导电杆的一端位于所述真空腔外并与所述联动组件传动连接，所述动导电杆的另一端位于所述真空腔内并形成有所述静触头。

在其中一个实施例中，多个所述真空灭弧管均沿第一方向间隔布设，且每一所述动导电杆可相对所述外壳均沿所述第一方向运动；

所述联动组件包括传动件以及多个传动销，所述传动件沿第一方向纵长延伸，并可受控地沿所述第一方向运动，所述多个传动销与多个所述动导电杆一一对应，且每一所述传动销均连接对应的所述动导电杆与所述传动件。

在其中一个实施例中，所述断路器还包括多个导电座，每相邻两个所述真空灭弧管之间均设置有所述导电座，且所述导电座与其中一个所述真空灭弧管的所述静导电杆固定连接，与另一个所述真空灭弧管的所述动导电杆电连接，且所述动导电杆可相对所述导电座运动。

在其中一个实施例中，所述导电座上开设有导电孔，所述动导电杆穿设于所述导电孔，且在所述动导电杆与所述导电孔的内壁之间设置有导电件。

在其中一个实施例中，所述导电座上开设有沿第一方向纵长延伸的腰形孔，所述腰形孔连通所述导电孔，所述传动销穿设于所述腰形孔并与所述动导电杆相连。

在其中一个实施例中，所述传动件包括两个，两个所述传动件分别设于所述真空灭弧管在第二方向上相对的两侧，且每一所述传动销的两端分别与两个所述传动件相连，所述第二方向与所述第一方向相交；

所述联动组件还包括主传动杆，所述主传动杆与其中一个的所述传动销传动连接，并可受控地沿所述第一方向运动。

在其中一个实施例中，所述联动组件还包括沿第一方向可弹性形变的弹性件，所述弹性件的一端与所述主传动杆相连，另一端与其中一个所述传动销传动连接；当每一所述动触头均与所述静触头相抵接时，所述弹性件处于压缩状态。

在其中一个实施例中，所述断路器还包括多个电容器，每一所述电容器与其中一个所述真空灭弧管并联。

一种电气设置，包括如上的断路器。

上述断路器，通过多个真空灭弧管依次串联组成断路器，并采用联动组件来实现多个真空灭弧管同时进行分闸和合闸，如此，当多个真空灭弧管通过联动组件合闸的时候，断路器处于合闸状态，当多个真空灭弧管通过联动组件分闸的时候，断路器处于分闸状态。而通过多个真空灭弧管同时分闸和合闸，使得线路的电压能够分别分配到多个真空灭弧管上，从而使得断路器能够用于合闸和分闸高压线路，并且不会超过每个真空灭弧管的额定电压。相较于传统的SF断路器，上述断路器采用多个真空灭弧管串联而成，不含有害气体，能够有效满足现有环保的使用需求。

附图说明

图1为本申请一些实施例中断路器的结构示意图。

图2为图1实施例中真空灭弧管的结构示意图；

图3为图1实施例中驱动组件的结构示意图；

图4为图1实施例中主传动杆和弹性件的结构示意图；

图5为图1实施例中断路器处于合闸状态的剖面示意图；

图6为图1实施例中断路器处于分闸状态的剖面示意图；

图7为本申请另一些实施例中断路器的结构示意图；

图8为本申请还一些实施例中断路器的结构示意图。

附图标记说明：

真空灭弧管10；动触头11；静触头12；外壳13；静导电杆14；动导电杆15；真空腔16；

联动组件30；传动件31；传动销32；导电座33；导电孔34；导电件35；腰形孔36；主传动杆37；弹性件38；导向杆39；导向孔40；

电容器50。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1、图2和图3，本申请一实施例提供的断路器，包括真空灭弧管10和联动组件30，真空灭弧管10包括多个，多个真空灭弧管10依次串联，每一真空灭弧管10均包括可相互靠近或远离的动触头11和静触头12。

各个真空灭弧管10的动触头11通过联动组件30彼此连接，且当任一动触头11运动至与静触头12相互接触时，通过联动组件30带动其余动触头11运动至与静触头12相互接触，此时全部的真空灭弧管10的动触头11与静触头12均处于接触的状态，从而使得全部真空灭弧管10均处于合闸的状态，则断路器处于合闸的状态。

当其中任一动触头11运动至与静触头12相互分离时，通过联动组件30带动其余动触头11运动至与静触头12相互分离，此时全部的真空灭弧管10的动触头11运动至与静触头12均处于相互分离的状态，从而使得全部真空灭弧管10均处于分闸的状态，则断路器也处于分闸的状态。

上述断路器，通过多个真空灭弧管10依次串联组成断路器，并采用联动组件30来实现多个真空灭弧管10同时进行分闸和合闸，如此，当多个真空灭弧管10通过联动组件30合闸的时候，断路器处于合闸状态，当多个真空灭弧管10通过联动组件30分闸的时候，断路器处于分闸状态。而通过多个真空灭弧管10同时分闸和合闸，使得线路的电压能够分别分配到多个真空灭弧管10上，从而使得断路器能够用于合闸和分闸高压线路，并且不会超过每个真空灭弧管10的额定电压。相较于传统的SF6断路器，上述断路器采用多个真空灭弧管10串联而成，不含有害气体，能够有效满足现有环保的使用需求。

可选地，断路器通过三个真空灭弧管10依次串联形成，而在其他实施例中，断路器也可以采用两个真空灭弧管10串联形成，如图7所示，又或者断路器可以采用四个真空灭弧管10串联形成，如图8所示，在实际的使用过程中，断路器中真空灭弧管10的数量可以根据断路器所在线路的电压进行选择，在此不做限定。

本申请的一些实施例中，参阅图2、图5和图6，每一真空灭弧管10包括外壳13、静导电杆14和动导电杆15，外壳13的内部形成有真空腔16，静导电杆14的一端位于真空腔16并形成有静触头12，另一端与相邻真空灭弧管10的动导电杆15电连接，以使得相邻两个真空灭弧管10相互串联。

动导电杆15活动安装于外壳13，且动导电杆15的一端位于真空腔16外并与联动组件30传动连接，动导电杆15的另一端位于真空腔16内并形成有静触头12，即动导电杆15上的动触头11活动安装在真空腔16内，并通过联动组件30带动导电杆15运动，从而可以使得动导电杆15的动触头11靠近或远离静触头12，以完成每个真空灭弧管10的合闸和分闸。

在一些实施例中，多个真空灭管均沿第一方向间隔布设，且每一动导电杆15可相对所述外壳13均沿所述第一方向运动，如此需要控制多个真空灭弧管10的同时合闸和分闸，则需要控制多个动导电杆15同时沿第一方向运动。

为此，联动组件30包括传动件31以及多个传动销32，传动件31沿第一方向纵长延伸，并可受控地沿第一方向运动，多个传动销32与多个导电杆一一对应，且每一传动销32均连接对应的动导电杆15与传动件31。当传动件31沿第一方向运动时，通过多个传动销32则可以带动多个动导电杆15一起沿第一方向运动，进而可以通过控制传动件31的运动，来同时控制多个动导电杆15的运动，进而控制多个真空灭弧管10的合闸和分闸。

具体到一些实施例中，为了实现静导电杆14与相邻真空灭弧管10中动导电杆15的传动连接，断路器还包括多个导电座33，每相邻两个真空灭弧管10之间均设置有导电座33，且导电座33与其中一个真空灭弧管10的静导电杆14电连接，与另一个真空灭弧管10的动导电杆15滑动电连接。

其中，滑动电连接指的是，动导电杆15在相对导电座33运动的同时，还能够始终保持与动导电杆15的电连接。具体到图1的实施例中，导电座33上开设有导电孔34，动导电杆15穿设于导电孔34，以使得动导电杆15能够在导电孔34内移动，并在导电孔34的内壁与导电杆之间还设置有导电件35，该导电件35可以为石墨刷等电刷件，以在动导电杆15与导电孔34内壁之间形成电连接，即使动导电杆15与导电孔34的内壁之间产生相对运动，也能够通过电刷来保持动导电杆15与导电孔34内壁之间的电连接，进而保持动导电杆15与导电座33的电连接。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以动导电杆15上设置触头等方式实现动导电杆15与导电座33的滑动电连接。

进一步地，为了传动销32能够带动位于导电孔34内的动导电杆15运动，导电座33上还开设有沿第一方向纵长延伸的腰形孔36，腰型孔连通导电孔34，传动销32穿设于腰形孔36，并与位于导电孔34内的动导电杆15相连。如此，传动销32在带动动导电杆15运动的同时，自身也在腰形孔36内运动，避免传动销32与导电座33产生相互干涉。

在一些实施例中，为了提高传动销32在运动时的稳定性，传动件31包括两个，两个传动件31分别设于真空灭弧管10在第二方向上相对的两侧，且每一传动销32的两端分别与两个传动件31相连，第二方向与第一方向相交。如此，两个传动件31同时带动传动销32的两端同时沿第一方向运动，可以提高传动销32在运动的稳定性。

其中，联动组件30还包括主传动杆37，主传动杆37与其中一个的传动销32传动连接，并可受控地沿第一方向运动。如此，只需要将主传动杆37与外部的驱动机构相连，便可以通过主传动杆37带动其中一个传动销32沿第一方向运动，再通过该传动销32带动两个传动件31沿第一方向运动，最后带动其他传动销32沿第一方向运动。

可选地，主传动杆37与位于首位的传动销32传动连接，以使得断路器的整体结构更加简单。而在其他实施例中，主转动杆也可以与其他任意一个传动销32连接，在此不做限定。

具体到一些实施例中，参阅图4，联动组件30还包括沿第一方向可弹性形变的弹性件38，弹性件38的一端与主传动杆37相连，另一端与其中一个传动销32传动连接。当每一动触头11均与静触头12相抵接时，弹性件38处于压缩状态。以通过弹性间接施加压力给传动件31，从而使得每个真空灭弧室中动触头11与静触头12相互接触的压力保持一致，保证每个真空灭弧室在合闸时候的稳定性。

具体地，联动组件30还包括导向杆39，主传动杆37的一端上开设有沿第一方向纵长的导向孔40，导向杆39的一端穿设于导向孔40，以使得导向杆39能够在导向孔40内运动。弹性件38套设在导向杆39上，并且弹性件38的一端与主传动杆37相抵接，另一端与导向杆39的另一端相抵接，导向杆39与位于首位的传动销32相连。可选的，弹性件38为弹簧。

在实际的使用过程中，当主传动杆37沿第一方向靠近真空灭弧管10时，主传动杆37并不直接带动导向杆39运动，而是先压缩弹性件38，弹性件38被压缩之后再带动导向杆39运动，导向杆39再带动传动销32运动，最后传动销32带动传动件31运动。如此，通过弹性件38间接带动导向杆39运动，使得传动件31的运动更加平稳，且能够在断路器合闸的时候，通过弹性件38施压，使得每个真空灭弧室中动触头11与静触头12相互接触的压力保持一致，保证每个真空灭弧室在合闸时候的稳定性。

本申请的一些实施例中，断路器还包括多个电容器50，断路器还包括多个电容器50，每一电容器50与其中一个真空灭弧管10并联，以通过电容器50来使得对应的真空灭弧管10的耐受电压更加均匀。

本申请还提供一种电气设备，包括如上任一实施例中的断路器，由于该电气设备包括上述断路器的全部技术特征，因此，该电气设备具备上述断路器的全部技术效果，在此不再赘述。

上述断路器至少具有以下优点：

通过多个真空灭弧管10依次串联组成断路器，并采用联动组件30来实现多个真空灭弧管10同时进行分闸和合闸，如此，当多个真空灭弧管10通过联动组件30合闸的时候，断路器处于合闸状态，当多个真空灭弧管10通过联动组件30分闸的时候，断路器处于分闸状态。而通过多个真空灭弧管10同时分闸和合闸，使得线路的电压能够分别分配到多个真空灭弧管10上，从而使得断路器能够用于合闸和分闸高压线路，并且不会超过每个真空灭弧管10的额定电压。相较于传统的SF6断路器，上述断路器采用多个真空灭弧管10串联而成，不含有害气体，能够有效满足现有环保的使用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种断路器，其特征在于，所述断路器包括：

多个真空灭弧管(10)，多个所述真空灭弧管(10)依次串联，且每一所述真空灭弧管(10)均包括可相互靠近或远离的动触头(11)和静触头(12)；

联动组件(30)，各个所述真空灭弧管(10)的动触头(11)通过所述联动组件(30)彼此连接，且当任一所述动触头(11)运动至与所述静触头(12)相互接触时，通过所述联动组件(30)带动其余所述动触头(11)运动至与静触头(12)相互接触；当其中任一所述动触头(11)运动至与所述静触头(12)相互分离时，通过所述联动组件(30)带动其余所述动触头(11)运动至与所述静触头(12)相互分离。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，每一所述真空灭弧管(10)包括外壳(13)、静导电杆(14)和动导电杆(15)，所述外壳(13)的内部形成有真空腔(16)，所述静导电杆(14)的一端位于所述真空腔(16)并形成有所述静触头(12)，另一端与相邻所述真空灭弧管(10)的所述动导电杆(15)电连接；

所述动导电杆(15)活动安装于所述外壳(13)，且所述动导电杆(15)的一端位于所述真空腔(16)外并与所述联动组件(30)传动连接，所述动导电杆(15)的另一端位于所述真空腔(16)内并形成有所述静触头(12)。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，多个所述真空灭弧管(10)均沿第一方向间隔布设，且每一所述动导电杆(15)可相对所述外壳(13)均沿所述第一方向运动；

所述联动组件(30)包括传动件(31)以及多个传动销(32)，所述传动件(31)沿第一方向纵长延伸，并可受控地沿所述第一方向运动，所述多个传动销(32)与多个所述动导电杆(15)一一对应，且每一所述传动销(32)均连接对应地所述动导电杆(15)与所述传动件(31)。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述断路器还包括多个导电座(33)，每相邻两个所述真空灭弧管(10)之间均设置有所述导电座(33)，且所述导电座(33)与其中一个所述真空灭弧管(10)的所述静导电杆(14)固定连接，与另一个所述真空灭弧管(10)的所述动导电杆(15)电连接，且所述动导电杆(15)可相对所述导电座(33)运动。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述导电座(33)上开设有导电孔(34)，所述动导电杆(15)穿设于所述导电孔(34)，且在所述动导电杆(15)与所述导电孔(34)的内壁之间设置有导电件(35)。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述导电座(33)上开设有沿第一方向纵长延伸的腰形孔(36)，所述腰形孔(36)连通所述导电孔(34)，所述传动销(32)穿设于所述腰形孔(36)并与所述动导电杆(15)相连。

7.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述传动件(31)包括两个，两个所述传动件(31)分别设于所述真空灭弧管(10)在第二方向上相对的两侧，且每一所述传动销(32)的两端分别与两个所述传动件(31)相连，所述第二方向与所述第一方向相交；

所述联动组件(30)还包括主传动杆(37)，所述主传动杆(37)与其中一个的所述传动销(32)传动连接，并可受控地沿所述第一方向运动。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述联动组件(30)还包括沿第一方向可弹性形变的弹性件(38)，所述弹性件(38)的一端与所述主传动杆(37)相连，另一端与其中一个所述传动销(32)传动连接；当每一所述动触头(11)均与所述静触头(12)相抵接时，所述弹性件(38)处于压缩状态。

9.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器还包括多个电容器(50)，每一所述电容器(50)与其中一个所述真空灭弧管(10)并联。

10.一种电气设置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的断路器。