CN1417823A - 带有传动装置的混合断路器 - Google Patents

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Abstract

混合断路器，有至少两个串联的灭弧室，该灭弧室由一个共同的驱器通过一个装在该驱动器前面的传动装置(29)进行操作。该设计使得传动装置(29)可以很容易地安装到混合断路器的内部。这一点主要是由于传动装置(29)是由至少两个可相连接的传动部分组成的，其中第一传动部分与至少一个第一灭孤室固定连接，第二传动部分与至少一个第二灭弧室固定连接。传动装置(29)还有一些机构使至少两个灭弧室的运动能够技术上有利地相互协调一致、并且能够根据时序和开关速度进行优化。

Description

带有传动装置的混合断路器
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的带有传动装置的混合断路器。
背景技术
文献EP 0 847 586 B1公开了一种可用在高压电网中的混合断路器。这种断路器有两个串联的灭弧室，其中一个灭弧室内充满了SF6气作为灭弧和绝缘的介质，另一个灭弧室是真空灭弧室。第二个灭弧室外部被SF6气体包围。两个灭弧室的主接触点是由一个共同驱动器经过简单的杠杆传动装置驱动。两个灭弧室各有一个功率电流通道，抗侵蚀的主接触点就位于其中，平行于通道有一条只有一个单断点的额定电流通道。在切断的过程中，额定电流通道始终是最先断开的，然后要被切断的电流便被整流到功率电流通道上。该通道将继续承载电流，直到它确实被切断。
通常像这样的简单杠杆传动装置很难和混合断路器运动的轨迹相吻合。同时由于支撑点承受很大的机械应力，所以通常支撑点在机械设计与实施上非常复杂和昂贵，从而提高整个断路器的造价。然而如果取消支撑点，则由于维护频率需更高而使时间花费更多，从而不利地限制了混合断路器的应用。此外，由于接触该部位不方便，将这个杠杆传动装置安装到混合断路器内部也是非常复杂的一项工作。
发明内容
如独立权利要求所述特征，本发明提供了带有一个易于安装到断路器内部的传动装置的混合断路器。
混合断路器有至少两个串联的灭弧室，并且通过共同的驱动装置进行操作。灭弧室前部有一个公用的传动装置。这个传动装置至少有两部分，二者能够接插到一起，其中第一部分与至少第一灭弧室固定相连，第二部分与至少第二灭弧室固定相连。传动装置还有一些机构，能使两个灭弧室技术上有利地相互协调、并且能够根据时序和开关速度进行优化。如果传动装置能够在接通和断开位置时都具有自锁定功能，那么这个设计就特别有利，因为这意味着不需要另外的锁定装置或者衔接装置。而且，驱动装置也不需要在两个极限位置施加特别的夹持力，从而可以使用简单和极低造价的驱动装置。传动装置可以很容易地进行安装，从而在维护时安装所需要的时间被有利地缩短了。这种被简化的安装需要相对更少的时间，从而使得混合断路器的可操作性大大增强了。
在混合断路器的一种优选实施形式中，两个灭弧室的纵轴处于一个平面，彼此间成一个大小为α的夹角，其中α小于90度，最好在68度到80度之间。灭弧室的这种结构上的安排使得混合断路器在轴向上相对不至于太长，混合断路器的尺寸也同时可以比较小巧。
本发明的其它设计方案是从属权利要求的内容。
下文中将结合附图对本发明的技术方案以及由此获得的优点进行详细的叙述，其中附图只示出了一种实施例。
附图说明
在图中：
图1所显示的是经过大幅度简单化和原理化后的传动装置第一个实施例的截面，此图中混合断路器处于接通状态。
图2所显示的是传动装置第一个实施例的示意图，此图中处于断开状态。
图3所显示的是经过大幅度简单化和原理化的传动装置的第二个实施例的截面，此图中混合断路器处于接通状态。
图4所显示的是传动装置第二个实施例的示意图，此图中处于断开状态。
在所有的图中，凡是有同样效果的零件都使用了同样的附图标记。只有那些对直接理解本发明必需的零件示出并描述。为了使图更加清晰简洁，大部分视图的边缘(viewing edge)都没有在图中画出。
具体实施方式
图1显示了第一实施例中传动装置29的截面图，该图经过了大幅度的简化，混合断路器处于接通状态。该混合断路器有两个串联的灭弧室，图中并未示出该灭弧室，但在这里例如彼此间安置成一个特定的角度。第一个灭弧室，比如是充满绝缘气体的灭弧室，会沿着第一纵轴1延伸和集中；第二个灭弧室，比如是真空灭弧室，会沿着第二纵轴的方向延伸和集中。在这里，两个轴交叉成α角，该角最好取值在68度到80度之间。两个轴一般位于同一个平面。但也常常被设计在两个平行的平面内部，或者在对设计目的有利的两个相交平面内。
混合断路器由一个图中未示出的但是通常处于接地状态的驱动器通过驱动连接杆(3)驱动，该驱动连接杆的一部分为电绝缘材料。驱动连接杆3通过螺钉4和管状接触杆5相连。管状接触杆5可以在第一纵轴1的纵向运动，它根据绝缘气灭弧室的状态决定产生接触。如前所述，灭弧室没有在图中示出。管状接触杆5安置成与第一纵轴1同轴，被导向部件导向在固定机壳6内滑动(导向部件未在图中示出)。管状接触杆5上有缝槽7，该缝槽和附图平面方向平行。一个滚轮8支承在缝槽7中，可以沿着和管状接触杆5相连的螺钉9旋转，此时旋转轴10处在和第一纵轴成特定夹角的位置。
滚轮8从缝槽7中向上伸出，并向上压可以旋转的导向盘12的平坦表面11。在图中的接通位置，表面11和纵轴1处于平行位置。月牙导向盘12被支撑在螺栓13上，而螺栓13固定在刚性连接于机壳6上的导向壳14中。导向壳14有一个轴槽15，在轴槽里月牙导向盘12可以相对第一纵轴1向径向运动。月牙导向盘12的旋转轴16和滚轮8的旋转轴10平行。滚轮8和月牙导向盘12的支承点设计为一个滑动轴承，在此处通常给它提供一个绝缘部分，在图中没有示出，由此可以防止干扰电流从轴承处流过，从而在操作中产生破坏性的结果。导向壳14在驱动侧过渡到绝缘壳体17。机壳6在驱动侧过渡到图中示出的绝缘壳体18。绝缘壳体17、18支撑混合断路器的活动部件。围绕混合断路器活动部件的机壳同时密封了混合断路器的内部的气体，在图中没有显示。
另一个螺栓19支承在导向盘12上并且可以旋转，同双杠杆20的一端相铰连。双杠杆20的另外一端可以旋转地连接到螺栓21上。螺栓21固定在接触杆22上，后者操作移动图中所没有标示的真空灭弧室。在此例中，接触杆22与第二纵轴2同轴延伸。一个法兰23与机壳6固定连接，法兰23支承真空灭弧室，并且导向接触杆22。止挡部件24插在法兰23中并且和接触杆22共轴。接触杆22的领部25支撑了一个弹簧组26。弹簧组26接触杆22的柱状凸缘27同心导向。弹簧组26在领部25的另一侧由止挡部件24上的肩部24a支撑。弹簧组26在图中被预压在接通位置，以保证连接着的真空灭弧室总是有压力保持其连接。
第一箭头28在图中是向右的方向，即未示出的驱动器推动驱动连接杆3，并且通过驱动连接杆3推动接触杆5，使充满绝缘气的灭弧室接通。传动装置29将接触杆5的轴向运动转变为接触杆22向第二个箭头30方向的运动，在此图例中，是倾斜向上朝着第二纵轴2的方向。以下部件和传动装置29有相互作用：接触杆5以及插入在其中的滚轮8，月牙导向盘12，螺栓13、19，双杠杆20，螺栓21，接触杆22。传动装置29由驱动连接杆3操作。传动装置29连接了两个灭弧室的运动，并且使得二者在运动时序上相互协调。在设计中，传动装置29在连接位置时是自锁定的，即使在意外的振动时，混合断路器也可以不需要通过其他锁定装置或者施加作用力以保持这个状态。
图2是简化后的传动装置29的第一实施例的草图。此图中混合断路器处于断开状态。箭头31指示了断开运动的方向，此例中是向左。驱动器(图中没有标明)推动驱动连接杆3，并且通过驱动连接杆3推动接触杆5，接触杆5将造成充满绝缘气的灭弧室的断开运动。传动装置29将接触杆5的轴向运动转变为接触杆22如第二个箭头32方向的运动，在此图例中，是倾斜向下朝着第二纵轴2的方向。当接触杆22的领部25触及止挡部件24的肩部24b时，断开运动完成，弹簧组26接近没有压力。
在断开运动的开始，滚轮8沿着月牙导向盘12的平的表面11运动，其中弹簧组26对月牙导向盘12施加向滚轮8方向的压力。曲率半径为R的弯曲表面33与平滑表面11切线相接。曲率半径R略大于滚轮8的半径，因此滚轮8到达这个位置的时候不会被卡住。一旦滚轮8到达弯曲表面33，它将把驱动力施加到弯曲表面33上，月牙导向盘12开始顺时针方向围绕旋转轴16旋转。旋转的能量由弹簧组26提供。月牙导向盘12的旋转运动和事先确定的真空灭弧室的线性行程相协调一致。当真空灭弧室就要到达断开位置之前，月牙导向盘12的弯曲表面33过渡到平滑表面34，后者与滚轮8相切。到达断开位置时，滚轮8通过月牙导向盘12以及联结在其上的其他元件保持真空灭弧室的打开位置。传动装置29从而在设计上可以使得其在断开位置也能自锁，即使在意外的振动时，混合断路器也可以不需要通过其他锁定装置或者施加作用力以保持这个状态。
通过月牙导向盘12的外部形状设计，真空灭弧室的运动顺序被优化地和充满绝缘气的灭弧室相匹配。另外，月牙导向盘12控制了真空灭弧室的运动相对于充满绝缘气的灭弧室运动的时序，这样，比如说，如果要改变这个时序，就可以通过在第一纵轴方向移动滚轮8很容易地实现。
图3是简化后的传动装置29的第一实施例的草图，此时混合断路器处于连接状态。充满绝缘气的灭弧室沿着第一纵轴1方向伸展，并且与之共轴，其他灭弧室，比如真空灭弧室，沿着第二纵轴2的方向伸展，并且与之共轴。在此例中，两个纵轴相交为α角。通常两轴在一个平面中，但也有可能处于两个平行的平面中，或者处于以结构上有利的角度相交的两个平面中。充满绝缘气的灭弧室通过接触杆5操作。灭弧室的其他活动部分，除了导向管35之外都没有在图中标注。导向管35固定在灭弧室中，在上面有一个轴向朝上延伸的插槽36。接触杆5上的领部37可以在导向管35中滑动。
在驱动器的一侧，柱状月牙导向部件38连接着领部37，有一个轴向延伸的槽39向上指向槽36的区域。月牙导向部件38的前后均设有导向槽40。柱状螺栓41在两个导向槽40中被导向并在两个导向槽40之间的中点支承真空灭弧室的接触杆22。接触杆22在槽36和39之间被打磨的非常平滑，从而槽36、39可以设计的相对较窄，从而它们对导向管35和导向部件38的承载能力不会造成太大的影响。螺栓41的轴线和图纸平面垂直，在开关动作时它可以沿着动作虚线42的轨迹运动。其中虚线42也是导向槽40的中心线。动作虚线42开始时和第一纵轴1平行，在42a处下降并且和第一纵轴1成β角，最后在42b处重新和第一纵轴1平行。β角越大，真空灭弧室断开和接通的速度越快。如果将动作虚线42从平行部分到倾斜部分42a的过渡轴向移动，那么两个灭弧室开关时刻将相互一致。
在驱动器的一侧，两个导向槽40是敞开的，因而在安装传动装置29时，螺栓41可以从这一侧插入到月牙导向部件38的两个导向槽40中。从驱动器的一侧也可以将导向槽40拓宽，从而使得螺栓41的插入更容易。一旦螺栓41被插入，驱动连接杆3也从驱动器一侧被插入，螺栓4和其支架43可旋转地支承在驱动连接杆3的面向月牙导向部件38的各端部。支架43安装在月牙导向部件38的中心，通过一个拧在月牙导向部件38上的锁紧螺母44力连接地压在月牙导向部件38上，从而保持其位置。在驱动器的一侧，锁紧螺母44的安装非常牢固。这使得传动装置29的安装大大简单化了。传动装置29内部不再需要复杂的安装以及调整工作，从而安装的速度可以大大加快。
传动装置29在第二实施例中不仅能够在接通位置，同时也能在断开位置自锁。其他复杂的锁定装置或者由驱动装置施加的额外保持力都是不需要的，从而降低了混合断路器的价格。
图4是简化后的传动装置29的第二实施例的草图，图中混合断路器处于断开状态。箭头31指示了断开运动的方向，在此例中是向左。驱动器(图中没有标明)推动驱动连接杆3，并且通过驱动连接杆3推动接触杆5，接触杆5将造成充满绝缘气的灭弧室的断开运动。传动装置29将接触杆5的轴向运动转变为接触杆22如第二个箭头32方向的运动，在此例中，是倾斜向下朝着第二纵轴2的方向。在断开运动的开始，螺栓41沿着图中运动虚线42向右滑动。由于运动虚线42开始和第一纵轴1平行，被压缩的弹簧组26的压力在开始时不会使接触杆22沿箭头32方向运动。螺栓41一旦到了倾斜部分42a处时，真空灭弧室就将朝着断开的方向运动。当接触杆22的领部25触及止挡部件24的时候，断开运动结束，此时弹簧组26将没有压力。螺栓41此时到达虚线42的部分42b的位置。此后真空灭弧室由接触杆22保持断开位置。
由于传动装置29可以非常容易的安装，因而在维护时就为安装工作节省了大量时间，安装的过程大大简化，操作实用性也得到了大大提高。在传动装置29的两个实施例中，传动装置29不仅可以在接通的位置自锁，也可以在断开的位置自锁。这样就不需要其他复杂的锁定装置或者由驱动装置施加额外的保持力，从而减少了混合断路器的造价。

Claims (7)

1、一种具有至少两个串联且沿两个纵轴1、2方向延伸的灭弧室的混合断路器，该混合断路器由一个共同的驱动器通过一个连接在它前面的传动装置29操作，其特征在于：
-传动装置(29)由可以接插到一起的至少两个传动部分组成，第一个传动部分与至少一个第一灭弧室固定连接，第二个传动部分与至少一个第二灭弧室固定连接，
-传动装置(29)具有一些机构，可以使至少两个灭弧室的运动技术上有利地相互协调，并且能够根据时序和开关速度进行优化。
2、根据权利要求1所述的混合断路器，其特征在于
-传动装置(29)可以在接通和断开位置均可自锁。
3、根据权利要求1或者2所述的混合断路器，其特征在于
-两个纵轴(1、2)处于一个平面，相互之间呈α夹角。
-α角小于90度。
4、根据权利要求1到3之一所述的混合断路器，其特征在于
a)在传动装置(29)的第一实施例中，有一个可旋转支承的月牙导向盘(12)，和一个与该月牙导向盘啮合的滚轮(8)，其中滚轮(8)与至少一个第一灭弧室固定连接，导向盘(12)与至少一个第二灭弧室固定连接；
b)导向盘(12)的旋转轴(16)和滚轮(8)的旋转轴(10)相互平行。
5、根据权利要求1到3之一所述的混合断路器，其特征在于
a)在传动装置(29)的第二实施例中，有一个月牙导向件(38)，其至少带一个导向槽(40)，还有一个嵌入到该至少一个导向槽的螺栓(41)，其中月牙导向件(38)与至少一个第一灭弧室固定连接，螺栓(41)与至少一个第二灭弧室固定连接。
6、根据权利要求5所述的混合断路器，其特征在于
a)至少提供了一个安全元件，其保证嵌入到导向槽的螺栓不致滑落。
7、根据权利要求6所述的混合断路器，其特征在于
a)所述安全元件设计为锁紧螺母(44)。
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