CN117080015B - 一种三工位真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种三工位真空断路器，包括机架，以及设置在机架上的隔离开关、固封极柱和接地开关；固封极柱内设置有真空灭弧室，真空灭弧室、隔离开关和接地开关由操作机构控制通断；真空灭弧室包括中空的壳体和上下相对设置的两导电杆，在上的导电杆为与壳体固定相连的静导电杆，在下的导电杆为可相对壳体上下移动的动导电杆；两导电杆相靠近的一端分别装有电触块，其中一电触块可于其所在的导电杆上沿轴向发生弹性移动，导电杆上装有可沿其径向移动并与电触块保持接触的导电插块，导电插块与导电杆及电触块为面接触。本发明中结构设计合理，通过对结构优化能够有效提升三工位真空断路器的使用性能及使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及三工位真空断路器，属于真空断路器结构设计领域。
背景技术
三工位真空断路器上通常设置有真空灭弧室、隔离开关、接地开关，并设置联锁机构，以实现在隔离开关为合闸时，接地开关不能合闸，当接地开关为合闸时，隔离开关不能合闸。其中真空灭弧室属于三工位真空断路器的最核心部件之一，工作时通过外部操作机构带动真空灭弧室内部一对分别设置在动导电杆和静导电杆上的电触块的接触和分离来控制真空灭弧室的合闸和分闸，其工作性能直接影响整个三工位真空断路器的性能。真空灭弧室在合闸时操作机构对动导电杆施加很大的力，动导电杆以很快的速度冲向静导电杆使两电触块发生正面碰撞，冲击力大，而且此过程中真空灭弧室会产生很大的震动，频繁分合容易造成真空灭弧室损坏。
发明内容
本发明目的是提供一种使用性能稳定可靠的三工位真空断路器。
实现本发明目的的技术方案是：
一种三工位真空断路器，包括机架，以及设置在机架上的隔离开关、固封极柱和接地开关；所述固封极柱内设置有真空灭弧室，所述真空灭弧室、隔离开关和接地开关由操作机构控制通断；所述真空灭弧室包括中空的壳体和上下相对设置的两导电杆，在上的导电杆为与壳体固定相连的静导电杆，在下的导电杆为可相对壳体上下移动的动导电杆；两导电杆相靠近的一端分别装有电触块，其中一电触块可于其所在的导电杆上沿轴向发生弹性移动，所述导电杆上装有可沿其径向移动并与电触块保持接触的导电插块，所述导电插块与导电杆及电触块为面接触。
进一步的技术方案中，在所述导电杆内端面上设有轴向插孔，所述电触块具有与轴向插孔活动插接的轴向插台和始终露出于轴向插孔的接触部；
所述轴向插孔侧壁上设有沿径向设置的径向插孔，所述导电插块活动插接于径向插孔内；
所述轴向插台侧面与导电插块内端面为楔形面配合，所述导电杆外周套设有弹簧套环，所述导电插块外端抵压于弹簧套环上，常态下在所述弹簧套环的弹力作用下使所述导电插块保持沿导电杆径向向内移动的趋势，进而导电插块通过所述楔形面配合对轴向插台施加向轴向插孔外移动的趋势；
所述电触块中心设有轴向穿孔，所述轴向插孔内底面中心位置设有固定孔，限位滑杆穿过轴向穿孔与固定孔配合，所述电触块可相对限位滑杆上下移动，所述电触块上设有容纳所述限位滑杆的限位端头的让位槽。
进一步的技术方案中，所述导电插块包括上下拼合的第一导电插块和第二导电插块，在第一导电插块外端设有向第二导电插块方向凸出的抵挡凸台，所述第二导电插块外端抵接于抵挡凸台的内侧面上，所述第一导电插块的外端面上形成有限位槽，所述弹簧套环相应部位嵌于限位槽内。
进一步的技术方案中，所述轴向插孔为正方形插孔，所述轴向插台的横截面形状为正方形，其下端设为四方形锥部，在四方形锥部的四个侧面为第一楔形面，所述导电插块的数量为四个，四个导电插块分别设置于与四个第一楔形面一一对应的所述径向插孔内，且各导电插块中所述第一导电插块和第二导电插块的内端均设置有第二楔形面，常态时在所述弹簧套环的弹力作用下所述第一楔形面与所述第二楔形面对应相贴。
进一步的技术方案中，所述轴向插孔内于轴向插台底面与轴向插孔内底面之间设有压簧，所述压簧为所述电触块提供向上的弹性力。
进一步的技术方案中，在所述第一导电插块与第二导电插块之间设置弹性件，所述弹性件使所述第一导电插块和第二导电插块在上下方向上保持相远离的趋势。
进一步的技术方案中，所述接触部外径大于所述轴向插台的外径，而且在所述接触部的边部设有上下方向贯通且外端延伸至接触部侧面上的第一槽道。
进一步的技术方案中，所述轴向插孔侧壁上设有向外延伸至导电杆外表面的第二槽道。
本发明具有积极的效果：本发明的三工位真空断路器中，通过将动导电杆或静导电杆上的电触块设置为沿轴向发生弹性移动的结构，这样可以在动导电杆上的电触块53与静导电杆上的电触块接触(即真空灭弧室合闸)时通过吸收一定的冲击力进行缓冲，从而能够更好的保护真空灭弧室内相应部件，这样能够减少在合闸时因刚性碰撞导致冲击力过大引发的问题，通过在导电杆上设置径向移动的导电插块，导电插块与导电杆及电触块之间均为面接触，如此可以保证有效接触面，从而保证稳定可靠的电导通性能，进而提升三工位真空断路器的使用性能，及使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中三工位真空断路器的立体图；
图2为图1所示三工位真空断路器的正向视图；
图3为沿图2中A-A线剖切的剖视图；
图4为图3中B处的放大视图；
图5为本发明中电触块的结构示意图；
图6为从另一角度观察图5所示的电触块时的结构示意图；
图7为本发明中导电插块的结构示意图；
图8为本发明中动导电杆的局部视图；
图9为本发明中另一真空灭弧室的剖视图。
图中所示附图标记为：1-机架；2-隔离开关；3-固封极柱；4-接地开关；5-真空灭弧室；6-操作机构；51-壳体；52-导电杆；520-第二槽道；521-轴向插孔；522-径向插孔；523-导电插块；5231-第一导电插块；5232-第二导电插块；5233-抵挡凸台；5234-限位槽；5235-第二楔形面；524-弹簧套环；525-固定孔；53-电触块；530-接触部；5301-第一槽道；531-轴向插台；5311-四方形锥部；5312-第一楔形面；532-轴向穿孔；533-让位槽；54-限位滑杆；541-限位端头；55-屏蔽罩；56-导热管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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发明中的具体含义。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本实施例中的三工位真空断路器，结构如图1至图7所示，其包括机架1，以及设置在机架1上的隔离开关2、固封极柱3和接地开关4；所述固封极柱3内设置有真空灭弧室5，所述真空灭弧室5、隔离开关2和接地开关4由操作机构6控制通断；所述真空灭弧室5包括中空的壳体51和上下相对设置的两导电杆52，在上的导电杆52为与壳体51固定相连的静导电杆，静导电杆电连接隔离开关2，在下的导电杆52为可相对壳体51上下移动的动导电杆，动导电杆与接地开关4电连接；两导电杆52相靠近的一端分别装有电触块53，其中一电触块53可于其所在的导电杆52上沿轴向发生弹性移动，所述导电杆52上装有可沿其径向移动并与电触块53保持接触的导电插块523，所述导电插块523与导电杆52及电触块53为面接触；在附图所示的实施例中可发生轴向弹性移动的电触块53设置于静导电杆，实际操作中，可发生轴向弹性移动的电触块53也可设置在动导电杆上。本实施例中导电插块523、电触块53、导电杆52采用导电材质。
本实施例中通过将动导电杆或静导电杆上的电触块53设置为沿轴向发生弹性移动的结构，这样可以在动导电杆上的电触块53与静导电杆上的电触块53接触(即真空灭弧室合闸)时通过吸收一定的冲击力进行缓冲，从而能够更好的保护真空灭弧室内相应部件，这样能够减少在合闸时因刚性碰撞导致冲击力过大而引发的问题，通过在导电杆52上设置径向移动的导电插块523，导电插块523与导电杆52及电触块53之间均为面接触，如此可以保证有效接触面，从而保证稳定可靠的电导通性能，进而提升三工位真空断路器的使用性能，及使用寿命；而且通过设置电触块53可沿轴向弹性移动的结构，能够适当降低两导电杆在轴向上相对移动距离的精度要求。
更具体的，结合图3、图4及图8所示，在所述导电杆52内端面上设有轴向插孔521，所述电触块53具有与轴向插孔521活动插接的轴向插台531和始终露出于轴向插孔521的接触部530；在真空灭弧室合闸时，两电触块53上的接触部530的相对端面接触，从而导通电路；所述轴向插孔521侧壁上设有沿径向设置的径向插孔522，所述导电插块523活动插接于径向插孔522内；所述轴向插台531侧面与导电插块523内端面为楔形面配合，所述导电杆52外周套设有弹簧套环524，所述导电插块523外端抵压于弹簧套环524上，常态下在所述弹簧套环524的弹力作用下使所述导电插块523保持沿导电杆52径向向内移动的趋势，进而导电插块523通过所述楔形面配合对轴向插台531施加向轴向插孔521外移动的趋势，从而对相应电触块53产生弹性支撑，即实现电触块53可轴向弹性移动的目的；当真空灭弧室5在合闸时，电触块53受到轴向压力，进而通过楔形面配合对导电插块523施加径向向外的压力，导电插块523沿径向向外移动时对弹簧套环524产生推力，从而使电触块53的轴向移动得到缓冲；所述弹簧套环524可以是将螺旋拉簧两端连接而制成。
继续参看图4，为了将电触块53活动安装在导电杆上，所述电触块53中心设有轴向穿孔532，所述轴向插孔521内底面中心位置设有固定孔525，限位滑杆54穿过轴向穿孔532与固定孔525配合，所述电触块53可相对限位滑杆54上下移动，所述电触块53上设有容纳所述限位滑杆54的限位端头541的让位槽533，限位端头541的外径大于限位滑杆54的外径，通过限位端头541的抵挡可防止电触块53脱离导电杆，为了保证电触块53移动灵活，限位滑杆54上与轴向穿孔532形成配合的部位设置为光杆，光杆的表面光滑，对电触块53的阻力小，具体可将所述固定孔525设置为内螺纹孔，将所述限位滑杆54的相应端部设置外螺纹，从而通过螺接的方式将限位滑杆54固定在轴向插孔521内。
进一步的，结合图4和图7所示，所述导电插块523包括上下拼合的第一导电插块5231和第二导电插块5232，通过将导电插块523设置为分体拼合结构，能够更好的提高导电插块523与径向插孔522间的接触性能，在第一导电插块5231外端设有向第二导电插块5232方向凸出的抵挡凸台5233，所述第二导电插块5232外端抵接于抵挡凸台5233的内侧面上，所述第一导电插块5231的外端面上形成有限位槽5234，所述弹簧套环524相应部位嵌于限位槽5234内以对弹簧套环524起到限位作用，在实际使用中弹簧套圈524对第一导电插块5231施加径向向内的作用力，并通过抵挡凸台5233对第二导电插块5232施力，从而保证第一导电插块5231与第二导电插块5232径向向内移动的同步性。
再进一步的实施例中，在所述第一导电插块5231与第二导电插块5232之间设置弹性件(图中未示出)，所述弹性件使所述第一导电插块5231和第二导电插块5232在上下方向上保持相远离的趋势，这样通过在弹性件的弹力作用下能够使在上的第一导电插块5231上表面与径向插孔522的上壁面始终保持可靠的面接触，同时在下的第二导电插块5232下表面与径向插孔522的下壁面始终保持可靠的面接触，进而增强电导通性能，避免导电插块523与导电杆之间接触不良的问题；所述弹性件可采用弹簧片或者压簧，为了适应弹性件的安装，可以在所述第一导电插块5231与第二导电插块5232之间设置限位槽(图中未示出)，弹性件限位设置在限位槽内。
本实施例中，如图6和图8所示，所述轴向插孔521为正方形插孔，所述轴向插台531的横截面形状为正方形，通过正方形插孔与相应截面形状的轴向插台531插接后能够防止电触块53相对其所在的导电杆发生转动；在轴向插台531的上端设为四方形锥部5311，在四方形锥部5311的四个侧面为第一楔形面5312，所述导电插块523的数量为四个，四个导电插块523分别设置于与四个第一楔形面5312一一对应的所述径向插孔522内，且各导电插块523中所述第一导电插块5231和第二导电插块5232的内端均设置有第二楔形面5235，常态时在所述弹簧套环524的弹力作用下所述第一楔形面5312与所述第二楔形面5235对应相贴。
在一些实施例中，所述轴向插孔521内于轴向插台531底面与轴向插孔521内底面之间设有压簧(图中未示出)，所述压簧为所述电触块53提供向上的弹性力，保证对轴向插台531的弹力支撑，从而在动导电杆与静导电杆分离后相应电触块53能够快速有效复位。
本实施例中所述接触部530外径大于所述轴向插台531的外径，这样可以增加接触部530的外径，从而获取更大的接触面，提高电导通性能；而且在所述接触部530的边部设有上下方向贯通且外端延伸至接触部530侧面上的第一槽道5301，设置第一槽道5301可有利于热量散失。
在一些实施例中，所述轴向插孔521侧壁上设有向外延伸至导电杆52外表面的第二槽道520，进一步为了方便加工，将第二槽道520设置在径向插孔522的侧壁上，第二槽道520沿径向延伸，通过设置第二槽道520形成散热通道，能够将产生于导电插块523附近的热量及时散出，避免局部温度过高。
在一些实施例中，参看图9所示，所述壳体51内设置有屏蔽罩55，屏蔽罩用于吸收真空灭弧室分断时产生的绝大部分金属蒸汽及开断喷溅物，防止带电粒子返回电触块之间的间隙，减少发生重燃的可能性；进一步，本实施例中在所述壳体51中部具有导热管56，在导热管56外壁上设置有向外凸出的翅片，所述屏蔽罩55局部外壁面与所述导热管56内壁面相贴且两者相扣接，这样真空灭弧室内产生的热量可以经过屏蔽罩55传导至导热管56上并散出，从而利于降低真空灭弧室内温度；示例性的，所述导热管56优选采用导热性优于陶瓷的金属材质，如采用不锈钢材质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种三工位真空断路器，包括机架(1)，以及设置在机架(1)上的隔离开关(2)、固封极柱(3)和接地开关(4)；所述固封极柱(3)内设置有真空灭弧室(5)，所述真空灭弧室(5)、隔离开关(2)和接地开关(4)由操作机构(6)控制通断；所述真空灭弧室(5)包括中空的壳体(51)和上下相对设置的两导电杆(52)，在上的导电杆(52)为与壳体(51)固定相连的静导电杆，在下的导电杆(52)为可相对壳体(51)上下移动的动导电杆；其特征在于，两导电杆(52)相靠近的一端分别装有电触块(53)，其中一电触块(53)可于其所在的导电杆(52)上沿轴向发生弹性移动，所述导电杆(52)上装有可沿其径向移动并与电触块(53)保持接触的导电插块(523)，所述导电插块(523)与导电杆(52)及电触块(53)为面接触；
在所述导电杆(52)内端面上设有轴向插孔(521)，所述电触块(53)具有与轴向插孔(521)活动插接的轴向插台(531)和始终露出于轴向插孔(521)的接触部(530)；
所述轴向插孔(521)侧壁上设有沿径向设置的径向插孔(522)，所述导电插块(523)活动插接于径向插孔(522)内；
所述轴向插台(531)侧面与导电插块(523)内端面为楔形面配合，所述导电杆(52)外周套设有弹簧套环(524)，所述导电插块(523)外端抵压于弹簧套环(524)上，常态下在所述弹簧套环(524)的弹力作用下使所述导电插块(523)保持沿导电杆(52)径向向内移动的趋势，进而导电插块(523)通过所述楔形面配合对轴向插台(531)施加向轴向插孔(521)外移动的趋势；
所述电触块(53)中心设有轴向穿孔(532)，所述轴向插孔(521)内底面中心位置设有固定孔(525)，限位滑杆(54)穿过轴向穿孔(532)与固定孔(525)配合，所述电触块(53)可相对限位滑杆(54)上下移动，所述电触块(53)上设有容纳所述限位滑杆(54)的限位端头(541)的让位槽(533)。
2.根据权利要求1所述的三工位真空断路器，其特征在于，所述导电插块(523)包括上下拼合的第一导电插块(5231)和第二导电插块(5232)，在第一导电插块(5231)外端设有向第二导电插块(5232)方向凸出的抵挡凸台(5233)，所述第二导电插块(5232)外端抵接于抵挡凸台(5233)的内侧面上，所述第一导电插块(5231)的外端面上形成有限位槽(5234)，所述弹簧套环(524)相应部位嵌于限位槽(5234)内。
3.根据权利要求2所述的三工位真空断路器，其特征在于，所述轴向插孔(521)为正方形插孔，所述轴向插台(531)的横截面形状为正方形，其下端设为四方形锥部(5311)，在四方形锥部(5311)的四个侧面为第一楔形面(5312)，所述导电插块(523)的数量为四个，四个导电插块(523)分别设置于与四个第一楔形面(5312)一一对应的所述径向插孔(522)内，且各导电插块(523)中所述第一导电插块(5231)和第二导电插块(5232)的内端均设置有第二楔形面(5235)，常态时在所述弹簧套环(524)的弹力作用下所述第一楔形面(5312)与所述第二楔形面(5235)对应相贴。
4.根据权利要求1所述的三工位真空断路器，其特征在于，所述轴向插孔(521)内于轴向插台(531)底面与轴向插孔(521)内底面之间设有压簧，所述压簧为所述电触块(53)提供向上的弹性力。
5.根据权利要求2所述的三工位真空断路器，其特征在于，在所述第一导电插块(5231)与第二导电插块(5232)之间设置弹性件，所述弹性件使所述第一导电插块(5231)和第二导电插块(5232)在上下方向上保持相远离的趋势。
6.根据权利要求1所述的三工位真空断路器，其特征在于，所述接触部(530)外径大于所述轴向插台(531)的外径，而且在所述接触部(530)的边部设有上下方向贯通且外端延伸至接触部(530)侧面上的第一槽道(5301)。
7.根据权利要求1所述的三工位真空断路器，其特征在于，所述轴向插孔(521)侧壁上设有向外延伸至导电杆(52)外表面的第二槽道(520)。
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