CN1795520A - 真空断路器 - Google Patents
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Abstract
一种真空断路器，其包括安装在金属基体(1)上的相位模块，具有磁性开关(2、3、4)、同步轴(6)、联锁轴(7)以及多个闭塞触点的驱动器位于所述金属基体(1)内部。所述相位模块包括：支撑绝缘体(9)，真空室(10)位于其内部；接触端子(11、12)以及牵引绝缘体(14)。牵引绝缘体(14)和固定绝缘管状部件(16)的形状在接触端子和基体之间提供曲径式密封的空气隙，增大了间隙的电场强度。当断路器工作时，弹性的导电螺管(17)在接触端子(11)和活动接触衬套(18)之间的环形间隙中旋转，提供高导电率的多点接触。磁性驱动系统(2、3)包括两个由高矫顽磁性材料制成的碗形组件。接触端子通过挤压成型制造。手动断开发生器(20)实施为独立的磁性系统，当断开连接时产生电流脉冲，并与驱动线圈(4)电连接。主要接触位置的远程指示器(19)以封装线缆形式的柔性连接而与同步轴的机构相连接。插座接触件分离器(23)是由铝合金利用挤压过程制成的。
Description
技术领域
本发明涉及电机工程，尤其涉及真空断路器结构。
背景技术
公知的真空断路器具有真空电弧-淬火室(VAQC)、电磁驱动器、开口簧(opening spring)以及压簧[1]。
该真空断路器的动力系统包括带负载的大量摩擦装置(frictionassemblies)，其导致设备的可靠性降低并且工作寿命缩短。
最近的设计是电话线的真空断路器，包括具有磁性开关(magnetic latch)和同步轴的隔离相位排列(segregated-phase arrangement)的驱动器[2]。
这种设计的缺点包括牵引绝缘体(traction insulator)的长度相当大、活动导电元件(柔性集电器)的电阻相对较高、磁性驱动系统复杂、由于接触端子的受阻自然冷却造成的电流参数低、手动断开(deenergization)困难以及主要接触位置的远程机械指示困难、接通插座接触件(socket contact)困难以及用于各种变电站工程的联锁机构的设计困难。
本发明解决了提供一种具有减小的尺寸和成本同时提高主要性能参数的真空断路器的问题。
应用所要求的本发明产生的技术效果包括：减小牵引绝缘体的长度、减小活动导电元件的电阻、简化磁性驱动系统并且降低其成本、由于改善接触端子的冷却而提高真空断路器的电流参数、减小手动断开所需的作用力、解决主要接触位置的远程机械指示的问题、接通插座接触件并且简化其设计、促进完成接通联锁机构的任务。
发明内容
本发明提供的真空断路器的特征在于，其中牵引绝缘体是以如下方式具体实施的：以不同电位通电的组件覆盖有绝缘体，绝缘体的固定部分具体实施为位于绝缘套管内且与其同轴的管状部件(fragment)，所述绝缘套管为所述牵引绝缘体的一部分，并且弹性的导电螺管用作在表面之间能够旋转(rolling)的活动导电元件，至少一个所述表而具有朝向运动方向的齿，所述螺管的两匝位于所述齿之间，磁性驱动系统包括两个由高矫顽磁性材料制成的碗(bowl)形组件，其内部设置有线圈，一个碗形组件与断路器的基体(base)相连接，另一个碗形组件与所述牵引绝缘体相连接；接触端子是由铝合金利用挤压过程以及随后的机械整饰(finishing)制成的；手动断开(deenergization)发生器构成能够机械开启的闭合磁性系统，其包括与断路器驱动器的线圈电连接的永磁体和线圈；以及手动断开按钮，其以操作方向与磁性系统的开启方向相一致的方式刚性连接于磁性系统元件；该真空断路器装配有主要接触位置的远程指示器，其通过具体为封装线缆的柔性连接而与同步轴的机构相连接；该真空断路器还装配有插座接触件，其具有由铝合金利用挤压过程制成的分离器；该真空断路器还装备有联锁轴，其具有用于在断电状态下机械开启并联锁所述驱动器的凸轮和用于电力联锁的杆。
本发明的实质在于：牵引绝缘体和固定绝缘管状部件以如下方式在高电位与地之间提供曲径式密封(labyrinth)的空气隙，即以空气中的击穿路径具有与电场方向相反指向的部分的方式。
在真空断路器工作过程中在活动和固定表面之间旋转的螺旋导电元件提供永久的多点接触，因为每半周都是分立的导体，由此就能够得到较低值的瞬态电阻。
通过包括两个由高矫顽磁性材料制成的碗形组件的磁性驱动系统，能够实现简单可靠的具有磁性开关的驱动器。
通过挤压过程以及随后从型材(profile)上切割下所需长度的部分而制造接触端子，与其它零件加工过程如铸造相比较，这显著地减小了成品的成本。
采用手动断开发生器有助于设计分配器，因为该发生器并不机械连接于真空断路器，而是类似于主要接触位置的远程指示器那样可安装在任何便利的地方。
制造中的挤压过程以及随后切割下所需长度的部分显著地减小了插座接触件分离器的成本。通过采用联锁轴能够在真空断路器工作的过程中无需机械加载同步轴而实现联锁。
附图说明
图1示出了通常设计的真空断路器；
图2示出了真空断路器在启用位置出现的一个相位的模块的剖面；
图3示出了真空断路器在禁用位置出现的一个相位的模块的剖面；
图4示出了接触端子；
图5和图6示出了在具有一个或两个有齿表面的情况下螺旋集电器的接触原理；
图7示出了手动断开发生器的剖面；
图8示出了插座接触件的结构设计。
具体实施方式
真空断路器包括安装在金属基体1上的相位模块(phase module)，具有磁性开关的驱动器位于所述金属基体1中，包括定子2、电枢3和线圈4、开口簧5、同步轴6和联锁轴7、以及多个闭塞触点(block contact)。凸轮8位于联锁轴7的端部。所述相位模块包括：支撑绝缘体9，位于其内的硅橡胶中填埋有真空室10；接触端子11、12；压簧13以及牵引绝缘体14。朝向接触端子11的驱动器的定子2覆盖有具有管状部件16的硬绝缘体15。螺旋导电元件17位于接触端子11和活动接触衬套18之间的间隙中。接触位置指示器19利用封装的电线轴与同步轴6连接。具有电枢21的手动断开发生器20与驱动线圈4的绕组电连接。插座接触件22包括分离器23、薄板24和板簧25。
该装置以如下方式工作。当电流脉冲供至驱动线圈4时，关闭定子2和电枢3，同时压缩了开口簧5和压簧13；并且关闭了与真空室10的接触。由于定子2和电枢3是由高矫顽磁性材料制成，其中保持有剩余的磁通，所以定子2和电枢3可无限期地处于关闭位置。当负序电流脉冲供至驱动线圈4时，从驱动器“复位”磁性开关，并且通过开口簧5和压簧13的作用，驱动器返回图3中所示的位置，与真空室10的接触断开。在驱动器工作的过程中，同步轴转到一特定的角度，从而将指示器19从一个位置移动至另一位置。而且，同步轴的转动导致激活了闭塞触点(图3中未显示)。当真空室10和衬套18的活动触点发生移动时，螺旋导电元件17在衬套18和接触端子11之间旋转，以确保其间的永久接触。对于在一个有齿表面(图5)或两个有齿表面(图6)的情况下弹性的螺旋导电元件的旋转，在图5和图6中以箭头显示接触压力的作用力。
图2示出曲径式密封的绝缘体的原理，其中以箭头表示在接触端子11和以地电位通电的组件之间的空气中的可能击穿路径。
当缺少工作电源时，可以使用手动断开发生器20通过移动其电枢21进行手动断开，这样，导致打开启用永磁体的磁性系统，并且在手动断开发生器20的线圈中感应出电流脉冲，该电流脉冲被供至驱动线圈4，导致从磁性开关“复位”后者。
还可以通过转动联锁轴7使定子2与电枢3机械断开而进行手动断开，联锁轴7以其凸轮将电枢3与定子2分开。联锁轴7转动90°，并且联锁轴7的设计使得其可以仅位于图2和图3的两个稳定位置中的一个。
紧固(toggling)联锁轴7使其从图2的位置锁闭于图3的位置，同时断开驱动电路(电力联锁，图3中未显示)，如果驱动器关闭，则机械开启驱动器，一旦无法电力联锁，则机械联锁驱动器以防止启动。
工业应用
制造复杂立体形状的接触端子11、12和分离器23的挤压过程能够显著降低所要求权利的真空断路器的成本。接触端子11和12还作为真空断路器自然对流冷却的散热器，这能够使额定电流增大。
多触点的螺旋集电器17能够获得较低值的瞬态电阻，而相似尺寸的其它设计无法获得。
手动断开发生器20和接触位置指示器19可以安装在任何方便的位置，因为它们与真空断路器不是刚性的机械连接。
对于任何类型的工厂组装的分配器，联锁轴的应用都能够发展出简单可靠的联锁系统。
参考资料来源：
1.SU No.1552250，H01H33/66，1990.
2.RU No.2020631，H01H33/66，1992.
Claims (8)
1.一种真空断路器，其包括：真空室、支撑绝缘体、牵引绝缘体、具有磁性开关和普通的同步轴的隔离相位排列的驱动器，其特征在于：为了减小尺寸，所述牵引绝缘体是以如下方式具体实施的：以不同电位通电的组件覆盖有绝缘体，所述绝缘体的固定部分具有位于绝缘套管内且与其同轴的管状部件，所述绝缘套管为所述牵引绝缘体的一部分。
2.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于：弹性的导电螺管用作在表面之间能够旋转的活动导电元件，至少一个所述表面具有朝向运动方向的齿，所述螺管的两匝位于所述齿之间。
3.如权利要求1、2中任一项所述的真空断路器，其特征在于：磁性驱动系统包括：两个由高矫顽磁性材料制成的碗形组件，其内部设置有线圈；一个所述碗形组件与所述断路器的基体相连接，另一个所述碗形组件与所述牵引绝缘体相连接。
4.如权利要求1、2、3中任一项所述的真空断路器，其特征在于：接触端子是由铝合金通过挤压过程以及随后的机械整饰制成。
5.如权利要求1、2、3、4中任一项所述的真空断路器，其特征在于：该真空断路器装配有手动断开发生器，所述手动断开发生器构成能够机械开启的闭合磁性系统，其包括：与断路器驱动器的线圈电连接的永磁体和线圈，以及手动断开按钮，其以操作方向与磁性系统的开启方向相一致的方式刚性连接于磁性系统元件。
6.如权利要求1至5中任一项所述的真空断路器，其特征在于：该真空断路器装配有主要接触位置的远程指示器，其借助于封装线缆形式的柔性连接而与同步轴的机构相连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的真空断路器，其特征在于：该真空断路器装配有插座接触件，其具有由铝合金利用挤压过程制成的分离器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的真空断路器，其特征在于：该真空断路器装配有联锁轴，其具有用于在断电状态下机械开启并联锁所述驱动器的凸轮和用于电力联锁的杆。
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- 2006-12-27 HK HK06114174A patent/HK1093379A1/xx not_active IP Right Cessation
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