CN201060786Y - 真空开关和真空开关管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空开关和真空开关管，该真空开关包括开关框架，真空开关管和驱动装置，真空开关管包括绝缘外壳，设置在绝缘外壳两端的第一端盖和第二端盖，一端具有触头的第一导电杆和第二导电杆，第一导电杆滑动穿设在第一端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，其中：第二导电杆滑动穿设在第二端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，第二导电杆伸出第二端盖的一端通过弹性装置与开关框架连接，第二导电杆周向设有制止其断开时弹性运动的凸起；第一导电杆伸出第一端盖的一端与驱动其运动的驱动装置刚性相连。本实用新型的真空开关和真空开关管，两电极触头分断迅速、连贯，不易出现熔斑、尖端，真空开关设备不易损坏。

Description

真空开关和真空开关管

技术领域

本实用新型涉及一种真空开关和真空开关管，尤其是一种能够有效地防止触头损坏的真空开关和真空开关管，属于电器技术领域。

背景技术

真空开关是一种用于控制和保护电力系统的电器设备，它通过控制真空开关管内的两个电极触头的闭合、分离来实现电路电流的关合和断开，从而达到控制电力系统的目的。真空开关管是真空开关的核心部件，它是通过密封在真空容器中的触头来控制、熄灭电弧的装置。

目前常见的真空开关管的结构如图1所示，真空开关管的管体由绝缘外壳103，及设置在绝缘外壳103上、下两端的上端盖102和下端盖109组成，在绝缘外壳103内设有两个导电杆，第一导电杆，即动导电杆1011，其一端设有动触头106，动导电杆1011通过导向套1010滑动穿设在下端盖109的通孔之中，导向套1010固定设置在下端盖109的通孔中，并设有通孔供动导电杆1011滑动穿设，在动导向杆1011外还套设有波纹管108，动导向杆1011通过波纹管108连接在导向套1010上，第二导电杆，即静导电杆101，其一端设有静触头105，静导电杆101固定在上端盖102上，并通过螺钉固定连接在真空开关的开关框架上，保持静止，在静触头105和动触头106外还设有中间屏蔽罩104，波纹管108与中间屏蔽罩104之间设有波纹管屏蔽罩，波纹管108因其可伸缩性，所以可以保证动导向杆1011运动时真空开关管的密封性。动导电杆1011露出下端盖109的一端通过压簧1012与真空开关的绝缘拉杆300，即开关装置连接。

上述结构的真空开关管，通过改变绝缘拉杆300的位置来改变静触头105和动触头106的分合状态，当需要接通电路时，真空开关的绝缘拉杆300通过压簧1012推动动导电杆1011沿着真空开关管的轴线朝静触头105运动，最后静触头105与动触头106接触，电路接通；当需要断开电路时，真空开关的绝缘拉杆300通过压簧1012拉动动导电杆1011沿着真空开关管的轴线朝着远离静触头105的方向运动，静触头105与动触头106分离，从而达到断开电路电流的目的。

上述结构的真空开关管进行分闸操作时，因为真空开关的绝缘拉杆300通过压簧1012拉动动导电杆1011，继而带动动触头106运动，压簧1012会有恢复原形，再惯性伸长的过程，所以动触头106刚与静触头105脱离接触时的速度为零，其初始分离速度比较慢；另外在真空开关进行分闸操作时，首先是真空开关的驱动装置驱动绝缘拉杆朝离开真空开关管静触头的方向运动，同时压簧进行伸长运动，在此过程中主要是压簧伸长过程起主导作用。在压簧伸长终了时，其拉动仍处于静止状态的动导电杆，因而会带动动导电杆及绝缘拉杆有一个速度的突变过程。此时，真空开关驱动绝缘拉杆的运动与压簧带动真空开关管动导电杆的运动会有一个过渡过程。这就使动触头106刚离开静触头105一小段距离时产生一个停顿。当开断大电流时，因有足够的电动排斥力存在，这种停顿可能不会存在；当开断小电流时，因没有足够的电动力存在，就会有明显的停顿。这种短暂维持的小间隙会使电弧产生的金属蒸汽呈高气压，从而具有大电流电弧的特性。因此即使是几百安培的小电流电弧的作用，动、静触头表面也会出现熔斑，这种熔斑在凝固瞬间受到外力作用时可能出现尖端，当触头间隙出现较高的恢复耐压后这些尖端就会发生场致发射导致断口击穿。当现有的真空开关用于电压等级较高(40.5kV以上)的电力系统中时，断开容性负载小电流电路时，真空开关管中两个触头间隙会有很高的恢复电压，因而触头间就经常发生电弧重燃甚至重新击穿的现象，造成电力系统设备的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的问题，提供一种真空开关，实现其两电极触头分断时初始速度大于零，且分断动作连贯、迅速，避免分断时发生电弧重燃和击穿现象，降低真空开关设备的损坏率。

本实用新型的再一目的是提供一种真空开关管，其闭合和分断动作迅速、可靠，且电极触头不易损坏。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种真空开关，包括开关框架，真空开关管和驱动装置，真空开关管包括绝缘外壳，设置在绝缘外壳两端的第一端盖和第二端盖，一端各自具有第一触头、第二触头的第一导电杆和第二导电杆，第一导电杆滑动穿设在第一端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，其中：第二导电杆滑动穿设在第二端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，第二导电杆伸出第二端盖的一端通过弹性装置与开关框架连接，第二导电杆伸出第二端盖之外的部分周向设有制止其断开时弹性运动的凸起；第一导电杆伸出第一端盖的一端与驱动其运动的驱动装置刚性相连。

当真空开关合闸时，真空开关的绝缘拉杆，即驱动装置推动第一导电杆带动第一触头朝第二触头方向运动，当两个触头接触后继续运动，从而推动第二导电杆朝后运动，使弹性装置压缩，从而得到触头压力，此时开关闭合，两个触头紧密接触，从而实现电路导通；当真空开关分闸时，真空开关的绝缘拉杆拉动第一导电杆带动第一触头朝着远离第二触头的方向运动，弹性装置释放的压力推动第二触头在同第一触头保持接触的情况下同第一触头一起运动，此时电路仍然闭合，当第二触头运动一段距离后，第二导电杆的凸起被挡住，所以第二触头瞬间停止运动，第一触头与第二触头分离，这时第一触头已经具有一定的速度，同时第一导电杆与绝缘开关装置刚性连接，所以第一触头在与第二触头分离的过程中不会出现停顿的现象，即触头不易出现熔斑、尖端，从而使本实用新型真空开关不容易被损坏。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种真空开关管，包括绝缘外壳，设置在绝缘外壳两端的第一端盖和第二端盖，一端各自具有第一触头、第二触头的第一导电杆和第二导电杆，第一导电杆滑动穿设在第一端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，其中：第二导电杆滑动穿设在第二端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，第二导电杆伸出第二端盖之外的部分周向设有制止其断开时运动的凸起。

由以上技术方案可知，本实用新型的真空开关和真空开关管具有以下优点：

1、两电极触头分断时，在分断瞬间的相对速度大于零，分断迅速；

2、分断动作连贯，不会出现小间隙的停顿；

3、两电极触头间的电弧产生的金属蒸汽不易呈高气压，减少了触头出

现熔斑、产生尖端的可能性，降低了真空开关设备的损坏率。

下面通过附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有的真空开关管的结构示意图；

图2为本实用新型真空开关具体实施例的结构示意图；

图3为本实用新型真空开关管具体实施例的结构示意图。

图4A、4B、4C和4D为本实用新型真空开关管具体实施例的局部结构图。

具体实施方式

本实用新型真空开关一个优选具体实施例中，如图2所示，包括开关框架100，真空开关管和驱动装置，即绝缘拉杆300，真空开关管包括绝缘外壳7，设置在绝缘外壳7两端的第一端盖13和第二端盖3，一端具有第一触头10的第一导电杆15和一端具有第二触头9的第二导电杆1，第一触头10和第二触头9均位于绝缘外壳7内，且相对设置，第一触头10和第二触头9外还设有有中间屏蔽罩8。第一端盖13上设有通孔，第一导向套14固定在第一端盖13上，且有一部分插在第一波纹管12内。第一导电杆15滑动穿设在第一导向套14的通孔中，并通过第一波纹管12与所述第一端盖13密封连接，即第一波纹管12的一端固定连接在第一端盖13上，并通过第一波纹管屏蔽罩11与第一导电杆15相连，在第一导向杆15轴向运动时，第一波纹管12可伸缩运动，保证真空开关管的密闭性。该第一导电杆15伸出第一端盖13的一端与绝缘拉杆300刚性相连。该第二导电杆1通过第二导向套2滑动穿设在与第二端盖3固定相连的固定座4的通孔中，通过第二小波纹管屏蔽罩6与第二波纹管5密封相连，第二波纹管5的另一端又与固定座4密封相连。从而起到密封作用。第二导电杆1与固定座4通孔配合的部分设有与第二导杆1进行螺纹连接的第二导向套2，第二导向套2随第二导电杆1伸出第二端盖3的部分具有凸起部。螺纹弹簧16的一端套过第二导电杆1伸出部分，抵顶在第二导向套2上，另一端抵顶在真空开关的开关框架100上。该螺纹弹簧16也可以用蝶簧代替。真空开关管通过设置在固定座4上的螺纹与开关框架100进行螺纹连接，从而实现固定的目的。

上述实施中当真空开关合闸时，真空开关的绝缘开光装置300，即绝缘拉杆推动第一导电杆15带动第一触头10朝第二触头9方向运动，当两个触头接触后继续运动，从而推动第二导电杆1朝上运动，使螺纹弹簧16压缩，得到触头压力，此时开关闭合，两个触头紧密接触，从而实现电路导通；当真空开关分闸时，真空开关的绝缘拉杆300拉动第一导电杆15带动第一触头10朝着远离第二触头9的方向运动，此时螺纹弹簧16释放的压力推动第二触头9在同第一触头10保持接触的情况下同第一触头10一起运动，此时电路仍然闭合，当第二触头9运动一段距离后与第二导电杆1相连的第二导向套2的凸起部被固定座4挡住，所以第二触头9瞬间停止运动，第一触头10与第二触头9分离，这时第一触头10已经具有一定的速度，即两电极触头9和10在分开瞬间的相对速度大于零，同时第一导电杆15与绝缘拉杆装置300是刚性连接的，所以第一触头10在与第二触头9分离的过程中，速度不会降低，与第一导电杆1的相对速度不可能等于零，即不会出现停顿的现象，不会使电弧产生的金属蒸汽呈高气压，不会具有大电流电弧的特性，电极触头不易出现熔斑、尖端，真空开关不容易被损坏。

在上述实施例中，设置固定座4，可以便于利用螺钉将真空开关管装设在真空开关的开关框架100上。上述第二导向套2，起到导向作用，使第二导电杆1的轴向运动更加可靠，其凸起部在开关触头分断动作中起到阻挡第二导电杆1运动的作用，第二导向套2可以钎焊固定，也可以通过螺纹固定在第二导电杆1上，便于装配，或者第二导向套2与第二导电杆1一体设置，只要第二导电杆1可以与第二端盖3滑动连接，且具有一个周向凸起，保证其在分断动作中被阻挡瞬间停止运动即可。该凸起可以位于第二导电杆1伸出第二端盖3的部分上，在分断动作中，被第二端盖3或固定座4挡住，从而制止第二导电杆1分断时的弹性运动。上述螺纹弹簧16也可以抵顶在第二导电杆1的顶端，并且，在第二导向套2凸起部或第二导电杆1顶端上，抵顶螺纹弹簧16的端部可以设置定位柱或定位槽，用于将螺纹弹簧16套设在定位柱上，或嵌设在定位槽中，以定位螺纹弹簧16。或者可以将螺纹弹簧16与第二导向套2凸起部或第二导电杆1固定连接。第二导电杆1与开关框架100是弹性相连的，也可以采用其他弹性连接的方式，能满足第二导电杆1具有一定的弹性运动行程且有足够的压缩力即可。

图3所示为本实用新型真空开关管具体实施例的结构示意图，与应用在本实用新型真空开关具体实施例中的真空开关管大致相同，包括绝缘外壳7，设置在绝缘外壳7两端的第一端盖13和第二端盖3，一端具有第一触头10的第一导电杆15和一端具有第二触头9的第二导电杆1，第一触头10和第二触头9外还设有有中间屏蔽罩8。第一导电杆15通过第一导向套14滑动穿设在第一端盖13的通孔中，并通过第一波纹管12与第一端盖13密封连接。第二导电杆1滑动穿设在第二端盖3的通孔中，通过第二波纹管5与第二端盖3密封连接，在第二端盖3的通孔中设置具有通孔的固定座4，第二导电杆1可以通过固定座4的通孔与第二端盖3滑动连接，第二波纹管5也通过与固定座4相连而连接在第二端盖3上。第二导电杆1与固定座4通孔配合的部分钎焊套设有第二导向套2，第二导向套2随第二导电杆1伸出第二端盖3的部分具有凸起部。在第二导向套2凸起部或第二导电杆1顶端上，可以设有定位柱20、21，如图4A、4B所示，或定位槽22、23，如图4C、4D所示，用于抵顶螺纹弹簧。

上述实施例中的真空开关管，其工作方式与上述真空开关具体实施例中真空开关管的工作方式相同，可以使真空开关管两电极触头的分断动作迅速、连贯，能有效减少真空开关管的损坏率，并且该真空开关管便于真空开关的组装和真空开关重要部件的替换。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种真空开关，包括开关框架，真空开关管和驱动装置，所述真空开关管包括绝缘外壳，设置在绝缘外壳两端的第一端盖和第二端盖，一端具有触头的第一导电杆和第二导电杆，所述第一导电杆滑动穿设在第一端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，其特征在于：所述第二导电杆滑动穿设在第二端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，所述第二导电杆伸出第二端盖的一端通过弹性装置与所述开关框架连接，所述第二导电杆伸出第二端盖之外的部分周向设有制止其断开时弹性运动的凸起；所述第一导电杆伸出第一端盖的一端与驱动其运动的驱动装置刚性相连。

2.根据权利要求1所述的真空开关，其特征在于：所述凸起为与所述第二导电杆连接的第二导向套的凸起部。

3.根据权利要求2所述的真空开关，其特征在于：所述第二导向套与所述第二导电杆通过螺纹连接或钎焊连接。

4.根据权利要求1所述的真空开关，其特征在于：还包括具有通孔的固定座，固定座连接在所述第二端盖上，所述第二导电杆滑动穿设在所述固定座的通孔中。

5.根据权利要求1所述的真空开关，其特征在于：还包括密封连接所述第二导电杆和第二端盖的第二波纹管。

6.根据权利要求1～5所述的任一真空开关，其特征在于：所述弹性装置为螺纹弹簧或蝶簧，抵顶在所述第二导电杆上或所述凸起上。

7.根据权利要求6所述的真空开关，其特征在于：所述第二导电杆或所述凸起抵顶所述螺纹弹簧的端部设有定位柱或定位槽。

8.一种真空开关管，包括绝缘外壳，设置在绝缘外壳两端的第一端盖和第二端盖，一端具有触头的第一导电杆和第二导电杆，所述第一导电杆滑动穿设在第一端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，其特征在于：所述第二导电杆滑动穿设在第二端盖上并使其触头位于绝缘外壳内，所述第二导电杆伸出第二端盖之外的部分周向设有制止其断开时运动的凸起。

9.根据权利要求8所述的真空开关管，其特征在于：所述凸起为与所述第二导电杆固定连接的第二导向套的凸起部。

10.根据权利要求9所述的真空开关管，其特征在于：所述第二导向套与所述第二导电杆通过螺纹连接或钎焊连接。

11.根据权利要求8所述的真空开关管，其特征在于：还包括具有通孔的固定座，固定座连接在所述第二端盖上，所述第二导电杆滑动穿设在所述固定座的通孔中。

12.根据权利要求8所述的真空开关，其特征在于：还包括密封连接所述第二导电杆和第二端盖的第二波纹管。

13.根据权利要求8～12所述的任一真空开关管，其特征在于：所述第二导电杆或所述凸起的端部设有用于抵顶螺纹弹簧的定位柱或定位槽。

14.根据权利要求8～12所述的任一真空开关管，其特征在于：所述第二导电杆或所述凸起上固定连接有螺纹弹簧或蝶簧。

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