CN202996687U - 小型化侧装式户内高压真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于输配电技术领域中小型化侧装式户内高压真空断路器，其由框架、固封极柱、二次接线端子、面板、操动机构组成，且操动机构整体位于框架内，多个固封极柱和二次接线端子均位于框架上部并且与操动机构连接，同时操动机构采用模块化组合结构。本实用新型采用模块化机构，精简了机构零件数，提升了机构工作的稳定性和可靠性，工作特性一致性高。特别简化了机构输出传动环节，提高了传动效率，有效降低了断路器的输出功，提高了断路器使用寿命。断路器整体布局合理，外观简单，体积减小，使用面更广，便于在城市中心黄金地段配套使用。
Description
技术领域
本实用新型技术涉及到一种小型化侧装式户内高压真空断路器，配套使用于6~12kV输配电系统中三相交流50（60）Hz环网柜及箱式变电站，较传统侧装式高压断路器更能体现使用面广，零件数少，性能稳定可靠，结构紧凑等特点。
背景技术
高压断路器在高压供配电系统中担负着电力设备的过载、短路等保护及控制的重任。目前，在6~12kV户内配电系统中，城市供电已陆续实现了环网供电，环网柜及箱式变电站已广泛应用，因而与其配套使用的侧装式高压真空断路器也被大面积普及。
目前国内配电系统中广泛使用的侧装式户内高压真空断路器，其不足之处是：
（1）断路器弹簧操动机构传动复杂，零部件数量多，传动效率低机构所需功较大，以上确实存在的问题导致了断路器在制作过程中各零部件加工质量及工厂装配人员的装配技能要求很高。另外传动复杂及零部件增加导致机构输出特性存在的分散性因素增加，在用户使用过程中问题较多。
（2） 断路器本身的体积较大，使得设计时选用环网柜及箱变相应的体积增大，断路器及柜体的制造成本相应增加，对安装地点面积要求大，不利于城市中心布置。
发明内容
本实用新型技术的目的，是针对目前市场广泛使用的侧装式户内高压真空断路器，从结构紧凑、体积小的角度进行改进，推出小型化侧装式户内高压真空断路器。
小型化侧装式户内高压真空断路器，其由框架、固封极柱、二次接线端子、面板、操动机构组成，且操动机构整体位于框架内，多个固封极柱和二次接线端子均位于框架上部并且与操动机构连接，同时操动机构采用模块化组合结构。
所述操动机构中合闸输出机构为四连杆机构，该四连杆机构由滚轮、凸轮、连板构成，滚轮、 凸轮通过滚轮安装在在框架上，拐臂通过合闸滚轮安装在凸轮下部，连板上端与拐臂连接，另外一端与绝缘拉杆相连接。
所述操动机构中有辅助开关，且该辅助开关由辅助开关模块、垫块、轴承、拐臂构成，辅助开关模块一端通过轴承安装在垫块上。
本实用新型主要是作出如下改进：
（1）采用一种模块化机构，在该机构基础上将其内部零件进行
合理化压缩。（见附图1）
（2）简化机构合闸输出四连杆设计。（见附图2）
（3）合理缩小断路器外形尺寸。（详见附图3）
上述方案的特点是：采用模块化机构，精简了机构零件数，提升了机构工作的稳定性和可靠性，工作特性一致性高。特别简化了机构输出传动环节，提高了传动效率，有效降低了断路器的输出功，提高了断路器使用寿命。断路器整体布局合理，外观简单，体积减小，使用面更广，便于在城市中心黄金地段配套使用。
附图说明
图1-3分别为本实用新型中小型化模块式操动机构结构图。其中图1为主视图，图2为图1左视图，图3为后视图。
图中图号说明：
1、储能弹簧 2、分、合闸指示 3、分、合闸电磁铁模块 4、手动储能 5、储能电机 6、凸轮 7、合闸打板 8、连扳 9、合闸挚子 10、储能轴 11、合闸连锁 12、分闸打板 13、分闸挚子
图4为本实用新型中小型化侧装式机构合闸输出四连杆结构图。
图号说明：4-1滚轮、 4-2凸轮、 4-3合闸滚轮、4- 4拐臂 、4-5连板
图5-6为小型化侧装式断路器外形图。
其中图5为主视图，图6为侧视图。
图号说明：5-1框架 、5-2固封极柱、5- 3二次接线端子、5-4面板、5-5操动机构。
图7为本实用新型断路器操作原理结构示意图，图8为图7侧面视图。
图号说明：7-1连杆 、7-2储能电机、7-3过渡齿轮、 7-4 过渡齿轮轴、7-5齿轮、 7-6储能轴、 7-7连板、7-8储能手柄、7-9齿轮轴、7-10超越离合器、7-11 凸轮、7-12保持机构、7-13 合闸保持掣子、7-14 储能保持掣子、7-15 拐臂、7-16 连板、 7-17 拐臂、7-18 分闸弹簧、7-19 绝缘拉杆。
图9为辅助开关动作合闸原理结构示意图。 图10为辅助开关动作分闸原理结构示意图。图号说明：9-1辅助开关模块、9- 2垫块 、9-3轴承 、9-4、拐臂。
具体实施方式
（1）主要结构简述（见附图3）
小型化侧装式户内高压真空断路器主要由1框架、2固封极柱、3二次接线端子、4面板、5操动机构等组成。
（2）主要原理简述（见附图4）
储能操作：
断路器合闸所需能量由合闸簧储能提供。储能既可由外部电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成。储能操作由固定在机构侧板上的储能电机2进行，或者利用储能手柄8进行。电动储能时由电机带动齿轮传动系统（3、4、5），手动储能时通过电机齿轮轴带动齿轮3。齿轮3转动时，通过齿轮轴4，带动齿轮5，通过超越离合器 10使储能轴6跟随转动拉伸合闸弹簧进行储能。到达储能位置时，机构上的储能保持掣子14顶住凸轮11上的滚子，超越离合器脱开，同时连板7带动储能指示牌翻转显示“已储能”标记并切换辅助开关切断储能电机供电电源，此时断路器处于合闸准备状态。
合闸操作：
在合闸操作中，不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作，均可使储能保持掣子14转动，使掣子松开凸轮11
上的滚子，合闸弹簧收缩，同时通过储能轴6和超越离合器带动凸轮11转动，凸轮又驱动连杆机构（15、16、17）带动绝缘拉杆19和动触头进入合闸位置，并压缩触头弹簧，保持触头所需接触压力。合闸动作完成后合闸保持掣子13与保持机构12上的滚子保持合闸位置，同时储能指示牌、储能辅助开关复位，电机供电回路接通。若外接电源也接通则再次进入储能状态，连杆1拉动合/分指示牌，显示出“合”的标记，传动连杆拉动主辅助开关切换。
分闸操作：
即可按“分闸”按钮，也可靠接通外部电源使分闸脱扣电磁铁或过流脱扣电磁铁动作，使合闸保持掣子13与保持机构12上的滚子解锁而实现分闸操作。由触头弹簧和分闸簧18储存的能量使固封极柱内灭弧室动静触头分离。在分闸过程后段，由液压缓冲器吸收分闸过程剩余能量并限定分闸位置。
辅助开关动作原理（见附图5）
断路器在合闸状态下，此时辅助开关为6组常开及6组常闭节点，处于自由状态，当断路器分闸后，主轴带动拐臂4顺时针转动，拐臂4驱动轴承3推动辅助开关驱动杆，此时辅助开关常开及常闭接点切换，以控制断路器二次回路通断。
（3）主要技术参数：
| 序号 | 名称 | 单位 | 数据 |
| 1 | 额定电压 | kV | 12 |
| 2 | 额定电流 | A | 630、1250 |
| 3 | 额定频率 | Hz | 50 |
| 4 | 额定短路开断电流 | kA | 20、25、31.5 |
| 5 | 额定短路关合电流 | kA | 50、63、80 |
| 6 | 额定峰值耐受电流 | kA | 50、63、80 |
| 7 | 额定短时耐受电流 | kA | 20、25、31.5 |
| 8 | 额定短路持续时间 | s | 4 |
| 9 | 额定操作顺序 | O-0.3s-CO-180s-CO | |
| 10 | 机械寿命 | 次 | 10000 |
| 11 | 工频耐压（对地/断口） | kV | 42/48 |
| 12 | 雷电冲击耐受电压（峰值） | kV | 75 |
| 13 | 触头开距 | mm | 11±1 |
| 14 | 接触行程 | 3.5±1 | |
| 15 | 合闸弹跳 | ms | ≤2 |
| 16 | 合、分闸不同期 | ||
| 17 | 平均分闸速度(分开后6mm) | m/s | 0.9～1.3 |
| 18 | 平均合闸速度（全程） | 0.4～0.8 | |
| 19 | 分闸时间 | ms | 20~50 |
| 20 | 合闸时间 | 30~70 | |
| 21 | 回路电阻 | μΩ | ≤45 |
| 22 | 触头压力（3mm） | N | 3100±200 |
综上所述，经对传统侧装式高压断路器进行小型化改进，使得断路器体积大大减小，机构更加紧凑，一方面降低了断路器及配套设备的制造成本，更利于成套设备在城市中心的布置；另一方面降低了断路器输出功率，提高了机构寿命。
Claims (3)
1.小型化侧装式户内高压真空断路器，其特征是由框架（5-1）、固封极柱（5-2）、二次接线端子（5-3）、面板（5-4）、操动机构（5-5）组成，且操动机构（5-5）整体位于框架（5-1）内，多个固封极柱（5-2）和二次接线端子（5-3）均位于框架（5-1）上部并且与操动机构（5-5）连接，同时操动机构（5-5）采用模块化组合结构。
2.根据权利要求1所述的小型化侧装式户内高压真空断路器，其特征是所述操动机构（5-5）中合闸输出机构为四连杆机构，该四连杆机构由滚轮（4-1）、 凸轮（4-2）、连板（4-5）构成，滚轮（4-1）、 凸轮（4-2）通过滚轮（4-1）安装在在框架（5-1）上，拐臂（4-4）通过合闸滚轮（4-3）安装在凸轮（4-2）下部，连板（4-5）上端与拐臂（4-4）连接，另外一端与绝缘拉杆相连接。
3.根据权利要求1所述的小型化侧装式户内高压真空断路器，其特征是所述操动机构（5-5）中有辅助开关，且该辅助开关由辅助开关模块（9-1）、垫块（9- 2）、轴承（9-3）、拐臂（9-4）构成，辅助开关模块（9-1）一端通过轴承（9-3）安装在垫块（9- 2）上。
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|---|---|---|---|---|
| CN103956295A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 何华斌 | 一种侧装式真空断路器 |
| CN105070580A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-11-18 | 常州市明及电气技术开发有限公司 | 一种侧装式高压真空断路器 |
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| CN103956295B (zh) * | 2014-05-14 | 2017-05-17 | 何华斌 | 一种侧装式真空断路器 |
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| CN105070580B (zh) * | 2015-07-15 | 2017-04-26 | 江苏明及电气股份有限公司 | 一种侧装式高压真空断路器 |
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