CN1357902A - 真空断电器 - Google Patents

Abstract

一种真空断电器包括:带有可动触点和固定触点以分别连通或断开电源与电负荷之间的电路的多个开关机构单元,它们沿长度方向设置;一个执行器单元,它至少包括一个用来提供动态功率给可动触点的旋转轴,以便移动到与固定触点相接触或分离的位置;一个支架,用于固定和支撑开关机构单元和执行器单元;以及一个传输连接件单元,用于将旋转轴的旋转运动传输成多个垂直运动。由此,真空断电器可以方便地安装到配电终端箱中,并且,执行器单元的功率可以均匀地传送到多个开关机构单元。

Description

真空断电器

                     技术领域

本发明涉及一种真空断电器，即一种用在工业电缆的电力输送和分配装置之间的工业电子设备，尤其涉及一种真空断电器，其能够通过长度方向上的一个开关机构单元和一个执行器单元安装在狭窄的配电终端箱中，同时，执行器单元的功率可以均匀地传输到多个开关机构单元。

                     背景技术

通常，断电器是一个电子保护装置，它可以保护电负荷装置和电力电缆，防止它们受到由于电力不足和电路中的接地错误而产生大的故障电流的破坏，而且它在产生这种故障电流时会自动进行断电操作，借此断开电路。

真空断电器是断电器中的一种，利用真空断电器，当电路打开/闭合时以及电路由于故障电流而断开时，通过在真空室中消弧可以迅速断开电路。

在此，将参照附图1，2和3描述根据现有技术的真空断电器。

附图1是现有技术的真空断电器的前视图，附图2是现有技术中真空断电器的侧视图，附图3是表示现有技术中真空断电器的内部结构的侧剖面图。

如图1和2所示，现有技术的真空断电器包括：三个开关机构单元20，它们带有固定触点和相应的可动触点，并对应于三相交变电流，以便在正常状态使主电流流过，并在产生大的故障电流时断开电路；一个执行器单元10，它用来提供动态功率给可动触点，使得开关机构单元20的两个触点之间的回路是打开/关闭的；一个支撑和传输单元30，用来支撑开关机构单元20和执行器单元10，还包括用来将动态功率从执行器单元10传输到开关机构单元20、以连接或断开回路的传输机构。

在上述的真空断电器中，执行器单元10位于图中前面的位置，三个开关机构单元20沿执行器单元10的横向位于执行器单元10的后部。一个支撑和传输单元30连接到执行器单元10和开关机构单元20的下部。

现有技术的真空断电器的内部结构将参考附图3进行描述。真空断电器的内部包括：一个旋转轴31，它旋转以便将执行器单元10中产生的动态功率传输给相应的开关机构单元20；一个杆32，连接到旋转轴31，以便与旋转轴31一同旋转；一个滚柱33，连接到杆32的一端，以便可以旋转；一个导杆37，与杆32连接，还包括一个孔37a，它提供了一个使滚柱可以沿长度方向移动的空间；弹簧座36和36’，安装在导杆37的外圆周上；一个压缩弹簧35，通过弹簧座36和36’的支撑为滚柱33提供弹力；一个传送杆38，一端与导杆37的下端部相连，另一端与开关机构单元20相连，当开关机构单元20沿着顺时针方向或逆时针方向旋转时，用来将动态功率从执行器单元10传送到开关机构单元20。

更详细地说，一个绝缘棒21在垂直方向上与传送杆38的另一端、一个可动触点23连接，当绝缘棒21的上端垂直移动时，可动触点可以移动到与固定触点25接触或分离的位置。

在此，执行器单元10和支撑和传输单元30中有三个杆32，三个滚柱33，三个导杆37，三个压缩弹簧35和三个传送杆38，以便将动态功率传送到三个不同的开关机构单元20，绝缘棒21、固定触点25、以及可动触点23位于三个开关机构单元20中。

现有技术的真空断电器的操作如下所述。

当执行器单元10沿着顺时针方向转动旋转轴31和杆32时，开关机构单元的两个触点23和25之间的电路闭合，滚柱33压缩压缩弹簧35并使传送杆38沿逆时针方向旋转。

此时，绝缘棒21被逆时针方向旋转的传送杆38向上推动，随后可动触点23接触固定触点25，这样三相交变电源和电负荷装置之间的电路闭合。

而且，若旋转轴31在可动触点23接触到固定触点25后，继续沿顺时针方向旋转，则靠近滚柱33的弹簧座36’会沿着导杆37的外圆周移动到较低的位置，并且会压缩压缩弹簧35，弹性储能的弹簧35通过传送杆38向上推动开关机构单元20的绝缘棒21，随后两个触点23和25保持接触，这样，便完成了真空断电器的接通操作。

另一方面，若旋转轴31和杆32沿着逆时针方向旋转，滚柱33释放压缩弹簧35，传送杆38顺时针旋转。

此时，绝缘棒21由于传送杆38的旋转而降低，可动触点23与固定触点25分开，而后三相交变电源和电负荷设备之间的电路断开。这样，便完成了真空断电器的断开操作。

然而，根据上述的传统的真空断电器，执行器单元20处在前面的位置，而且三个开关机构单元20处在横向位置上。因此，如果真空断电器安装在配电终端箱(未示出)的后内部，此处的安装空间复杂且有限，很难确保配电终端箱中的安装空间，并且由于配电终端箱中的空间有限，也很难保养和维修真空断电器。

同样，根据现有技术中的真空断电器，功率传输机构，例如用来将动态功率从执行器单元10传送到开关机构单元20的传送杆38，分别设置在三个开关机构单元20中，因此，总的部件数增加了，装置的机构变复杂了。另外，如果每个传送杆38传输功率的传输速度不同，每个开关机构单元20的打开/闭合操作不是同时进行，这样会降低真空断电器的可靠性。

                     发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种真空断电器，其中一个执行器单元和多个开关机构单元是在长度方向上连续设置的，这样，真空断电器能够很容易地安装在配电终端箱中并且可以进行有效的维护。

本发明的另一个目的是提供一种真空断电器，它利用一个共同的连接装置能够将执行器单元的动态功率均匀地分配到多个开关机构单元，这样相应的开关机构单元的打开/闭合操作同时进行，并提高真空断电器的操作可靠性。

为了获得这些优点和其他优点，根据本发明的目的，如在此体现并概括描述的，提供一种真空断电器包括：多个开关机构单元，带有用来连通/断开电源和电负荷之间的电路的可动触点和固定触点，并设置在长度方向上；一个执行器单元，至少包括一个旋转轴，用来提供动态功率给可动触点，以便将可动触点移动到与固定触点接触或分开的位置；一个支架，用来固定并支撑开关机构单元和执行器单元；一个传输连接件装置，包括一个传输连接单元，该单元与旋转轴相连以便将旋转轴的旋转运动传输为水平的直线运动，将旋转轴的旋转运动传输为多个垂直运动；多个旋转连接装置，其一端与传输连接件装置相连，另一端与开关机构单元相连，以便将传输连接件装置的水平旋转运动传输为可动触点位置开关的垂直运动。

本发明前述的和其他的目的、特征、方式和优点，将结合附图从下面本发明详细描述中变得更清楚。

                     附图说明

下面的附图，为进一步理解发明而包括在说明书中并作为本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，其与叙述部分说明了本发明的原理。

在下述附图中：

图1是现有技术中的真空断电器的前视图；

图2是现有技术中的真空断电器的侧视图；

图3是现有技术中的真空断电器的侧剖面图；

图4是据本发明一实施例的真空断电器的透视图；

图5是据本发明实施例的真空断电器的支架的透视图；

图6是据本发明真空断电器的传输连接单元的透视图；

图7是据本发明真空断电器的传输连接单元的分解透视图。

                     具体实施方式

下面将详细参照本发明的优选实施例，该实施例在附图中示出。

根据本发明，真空断电器可以有许多种实施例，在此，将描述最优选的实施例。

附图4是本发明的真空断电器的透视图。

如图所示，本发明的真空断电器包括：三个开关机构单元60A、60B和60C，它们沿着长度方向设置，分别包括用来连通或断开电源和电负荷之间的电路的可动触点63和固定触点65；一个执行器单元50，至少有一个提供动态功率的旋转轴，以便将可动触点63移动到与固定触点65相接触或分离的位置；一个支架66，用来固定并支撑开关机构单元60A、60B和60C及执行器单元50；以及一个传输连接单元70，用来将旋转轴53的旋转运动传输成多个垂直运动。另外，传输连接单元70包括：与旋转轴相连的一个摆动连接件55和一个直线连接件71，用来将旋转轴的旋转运动传输成水平直线运动；以及多个旋转连接件80，其一端与直线连接件71相连，另一端与开关机构单元60A、60B和60C相连，用来将直线连接件71的水平直线运动传输成可动触点63的位置开关的垂直运动。在此，共有三个开关机构单元60A、60B和60C，它们包括在开关机构60中，以便对应R相、S相和T相的三相交变电流，三个开关机构单元沿长度方向分别设置并固定在支架66上，支架在执行器单元50的后部位置处。

每个开关机构单元60A、60B和60C包括：一个沿垂直方向竖立在支架66上的开关机构壳体61；一个位于开关机构壳体61内上部的固定触点65；一个与传输连接单元70相连并且可以在壳体61内部垂直移动的绝缘棒62；以及一个安装在绝缘棒62上端部的可动触点63，它能够通过垂直运动移动到与固定触点65接触或分离的位置上。

下面将参考附图4和5，更详细地描述支架66的结构。

支架66包括一个执行器支架67，用来固定并支撑执行器单元50；以及一个开关机构支撑盒68，用来固定并支撑开关机构单元60A～60C。

开关机构支撑盒68通常是一个矩形件，其朝向执行器单元50的一个表面是打开的，从执行器单元50的方向看，它安装在长度方向上。对应于三个开关机构单元60A、60B和60C的三个连接孔68a位于支撑盒68的上表面，这样开关机构单元60A、60B和60C的下端部和绝缘棒62的下端部可以从孔68a中通过。通过孔68a的绝缘棒62下端部与旋转连接件80相连。绕着各个连接孔68a的四个小孔，未用附图标记示出，它们是用来将开关机构单元60A、60B和60C固定到支撑盒68的螺钉插入孔。一个视窗68b，是用来根据旋转连接件80相对使用者的位置显示真空断电器打开/关闭(ON/OFF)状态的装置，相应于开关机构单元60A、60B和60C可能至少有一个或三个视窗。也就是，当“L”形的旋转连接件80的水平部分的端部朝上时，视窗68b表示打开状态，当水平部分的端部朝下或朝水平方向时，视窗68b表示关闭状态。而且，视窗可以这样制成，即使得打开(ON)标在视窗68b的左上端，关闭(OFF)标在视窗的左下端，这样，旋转连接件80水平部分的端部指向打开(ON)或关闭(OFF)。

执行器支架67通常是“U”形的，因为侧板67d在主板67c两侧弯曲。主板67c包括一对连接通孔67a，这样，直线连接件71的一端可以穿过，且一对摆杆支架67b用来支撑一个摆动连接件55的第二摆杆58，以便摆动。

下面将参照附图4、6和7描述传输连接单元的结构。

传输连接单元70包括一个将执行器单元50中的旋转轴53的旋转功率，传输成水平直线运动功率的传输连接件装置，三个旋转连接件80，其一端与传输连接件装置相连，另一端与开关机构单元相连，开关机构单元将传输连接件装置的水平直线运动传输成可动触点的位置开关的垂直运动。传输连接件装置包括一个摆动连接件55和一个直线连接件71。在此，摆动连接件55包括：一个固定在旋转轴53上的连接接头53a，该接头相应于旋转轴53的旋转而摆动；一个连在连接接头53a上的第一摆动杆56，可以相应于连接接头53a的摆动而摆动；以及一个第二摆动杆58，其一端与第一摆动杆56相连，另一端与直线连接件71相连，直线连接件由摆杆支架67b支撑，以便摆动。

另外，直线连接件71包括直杆72，直杆是两个彼此之间有一预定间隙平行延伸的长杆，以便将第二摆杆58的摆动运动传输成水平直线运动，三个导向连接件75位于一对直杆72之间，将直杆72的水平直线运动传输到旋转连接件80，同时，挤压旋转连接件80，以便使触点63和65保持接触。

直杆72利用三个连接销73连接一对直杆72使它们保持互相平行。

导向连接件75包括：一个导向棒76，其一端与直杆72相连，另一端与旋转连接件80相连，还包括一个伸长孔76a，以便在有限的长度内相对旋转连接件80向水平方向移动；以及一个弹性装置77，其一端由导向棒76支撑，另一端由旋转连接件80通过一个座圈78支撑，用以提供朝一个方向的弹性力，使可动触点63和固定触点65保持接触。在导向棒76的头部有一个供销子74穿过的销孔76b，且伸长孔76a位于主体部分，主体部分从头部开始延伸，中间有一个阶梯。销子74是将导向棒76连接到直杆72以便可以旋转的连接件，同时，当导向棒76旋转时，它还是旋转轴。因此，弹簧77的一端由导向棒76的头部和主体部分之间的阶梯所构成的簧座部分76c支撑，另一端由旋转连接件80通过一个座圈78支撑。

另外，旋转连接件80是一个“L”形件，其水平端部与附图4中所示的开关机构单元60A、60B和60C的绝缘棒62相连，其垂直端部利用一个连接销84与导向棒76的伸长孔76a相连，以便在预定的范围内做旋转运动和水平直线运动。

上述旋转连接件80是通过将两侧的“L”形板中间带有预定间距平行连接而成的。一个旋转接头83安装在侧板81之间，以便在绝缘棒62的下端部62a，即开关机构单元60A、60B和60C之间的连接件，处于如图4所示插入的状态下相对旋转。

另外，一对销孔81a位于一对侧板81垂直部分的下端部，一对滚柱85位于销孔81a的外侧。滚柱85安装在两个连接销84的端部，连接销穿过导向棒76的伸长孔76a和旋转连接件80的销孔81a，以便可以旋转，并可以通过一个图中未示出的防脱离件，例如，一个垫圈，防止连接销84脱离。

滚柱85通过座圈78压缩弹簧77，以便存储在真空断电器在打开操作中用于保持可动触点63和固定触点65接触的弹性势能。

另一方面，座圈78(通常所说的垫圈)支撑弹簧77的另一端，使得来自滚柱85的压力均匀地分配到弹簧77上。也就是说，在一个普通的压缩弹簧中，弹簧的两端从弹簧的圆周表面沿垂直方向伸出，或者是弹簧两端之间的长度比弹簧的直径短，因此弹簧两端的表面不一致。这样，如果滚柱85不经过中间的座圈78，而直接接触弹簧77，一个滚柱85与弹簧77相接触而另一个滚柱85未与弹簧接触，因此，滚柱85的压力就不能均匀地传递到弹簧77。那时，弹簧77被滚柱85压缩的长度是有限的，因此依赖于导向棒76的伸长孔76a的长度。

下面将详细描述本发明的真空断电器的操作。

如图4所示，当旋转轴53根据执行器单元50的操作沿顺时针方向旋转时，第一摆杆56和第二摆杆58通过连接接头53a顺时针摆动。此时，直线连接件71远离执行器单元50移动，即，向图中的左侧移动，这样，三个旋转连接件80同时沿顺时针方向旋转。

此时，每个绝缘棒62在开关机构单元60中，根据旋转连接件80顺时针方向的旋转而垂直上升，这样可动触点63也随之上升。随后，可动触点63与固定触点65相接触，这样，电源和电负荷之间的电路就连通了。也就是说，真空断电器变成打开状态。

当直线连接件71将动态功率从执行器单元50传送到水平直线方向时，它给以预定的间隔连接在一个共同的直线连接件71上的每个旋转连接件80，提供同样的功率和速度。这样，每个开关机构单元60A、60B和60C上的可动触点63以均匀的力与固定触点65相接触。

同样，当旋转轴53在可动触点63和固定触点65已经首先接触的状态下，由于执行器单元50的动态功率而进一步沿顺时针方向旋转时，直线连接件71进一步向图中的左侧移动。那时，三个导向棒76也会与直线连接件71一同向图中的左侧移动，相应地，滚柱85在导向棒76的伸长孔76a的长度限制下压缩压缩弹簧77，并存储压缩弹簧77的弹性势能。这样，旋转连接件80通过接收压缩弹簧的弹性势能而保持向上提升绝缘棒62的状态，在该状态下，旋转连接件80沿顺时针方向进一步的旋转被阻止。而后连接到绝缘棒62的可动触点63保持与固定触点65相接触的状态。

因此，可动触点63接触固定触点65的状态，由压缩弹簧77提供给旋转连接件80的弹性力而保持，真空断电器执行器单元50的打开状态完成。

另一方面，本发明的真空断电器的断开操作将参照图4如下进行说明。当旋转轴53通过执行器单元50的操作沿逆时针方向旋转时，第一摆杆56和第二摆杆58通过连接接头53a向逆时针方向摆动。那时，直线连接件71靠近执行器单元50移动，即，向图中的右侧移动。这样，三个旋转连接件80同时沿逆时针方向旋转。

那时，旋转连接件80沿逆时针方向旋转，相应地，在开关机构单元60中的每个绝缘棒62垂直向下移动，可动触点63也向下移动。随后，可动触点63与固定触点65分离，这样电源和电负荷之间的电路断开了。也就是说，真空断电器变成关闭状态。

当直线连接件71将动态功率从执行器单元50传送到水平直线方向时，它给以预定的间隔连接在一个共同的直线连接件71上的每个旋转连接件80，提供同样的功率和速度。这样，每个开关机构单元60A、60B和60C上的可动触点63以均匀的力与固定触点65相分离。

而且，根据旋转连接件80逆时针方向的旋转，弹簧77被滚柱85压缩，然而，由于图中支撑弹簧77一端的导向棒76向右水平移动的力，大于滚柱85的压力，弹簧77被拉伸。根据本发明上述的真空断电器有许多优点，例如，由于一个执行器单元和多个开关机构单元沿长度方向连续布置，真空断电器可以方便地安装在配电终端箱中，并且可以提高修补和检修效率。

而且，根据本发明，位于真空断电器中的一个在水平直线方向移动的共同的直线连接件，使得功率可以从执行器单元均匀地传送并分配到多个开关机构单元，这样，每个开关机构单元的打开/闭合操作更平顺，并且提高了真空断电器的可靠性。

由于本发明可以以几种形式来体现而不脱离其主旨或基本特点，应当理解，上述实施例不受前面说明的任何细节的限制，除非另有说明，而应当在所附权利要求的主旨和范围内概括地解释，因此，在所附权利要求的界限内所有的改进和变化、或等效内容，将包含在所附权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种真空断电器，包括：多个开关机构单元，它们带有可动触点和固定触点以分别连通或断开电源与电负荷之间的电路，上述开关机构单元沿长度方向设置；一个执行器单元，至少包括一个用来提供动态功率给可动触点的旋转轴，以便移动到与固定触点相接触或分离的位置，其特征在于，上述真空断电器还包括：

开关机构单元，设置在长度方向上；

一支架，用来固定和支撑开关机构单元和执行器单元；

一传输连接件单元，它包括连接到旋转轴用来将旋转轴的旋转运动，传输成水平直线运动和多个垂直运动的传输连接件装置；以及

多个旋转连接件，其一端与传输连接件装置相连，另一端与开关机构单元相连，以便将传输连接件装置的水平直线运动传输成可动触点位置开关的垂直运动。

2.如权利要求1所述的断电器，其特征在于在支架上设有视窗，它通过旋转连接件的位置来显示真空断电器打开或关闭状态。

3.如权利要求1所述的断电器，其特征在于传输连接件装置包括：

一与旋转轴相连的摆动连接件，它根据旋转轴的旋转运动进行摆动；以及

一与摆动连接件相连的直线连接件，它根据摆动连接件的摆动进行水平直线运动。

4.如权利要求3所述的断电器，其特征在于摆动连接件包括：

一连接接头，它固定在旋转轴上并随旋转轴摆动；

一第一摆杆，它连接到连接接头一端并随连接接头摆动；以及

一第二摆杆，其一端连接到第一摆杆，另一端连接到直线连接件，用来将第一摆杆的摆动传送到直线连接件。

5.如权利要求3所述的断电器，其特征在于直线连接件包括：

一对直杆，具有两个彼此之间有一预定间隙平行设置的长杆；以及

导向连接件，它位于直杆的两个长杆之间，用来将直杆的动力传送到旋转连接件并将旋转连接件朝一个方向压缩，借此保持可动触点和固定触点的接触。

6.如权利要求5所述的断电器，其特征在于导向连接件包括：

一导向棒，其一端与直杆相连，另一端与旋转连接件相连，还包括一个孔，以便旋转连接件在相对有限的长度内水平移动；以及

一弹性装置，它由导向棒支撑为旋转连接件提供朝一个方向的弹力，以保持可动触点和固定触点之间的接触。

7.如权利要求1所述的断电器，其特征在于旋转连接件包括：

两个“L”形的侧板；以及

一旋转接头，它位于两个侧板之间，并在连接到开关机构单元连接部分的状态下相对旋转。

Images