CN203339095U - 真空断路器及负荷开关 - Google Patents

Abstract

一种真空断路器及负荷开关，解决了现有技术的体积大、供电连续性差以及SF6气体污染环境等问题，包括小型模块化的极柱和操动机构，其技术要点是：极柱包括封装在外壳绝缘腔内的真空灭弧室、表链触指连接座、静触头、导电软连接及绝缘拉杆；操动机构包括极柱安装架和零件标准化程度高，装卸更换容易的机构本体，通过调整储能电机或分、合闸电磁铁、预储能分、合闸挚子及更换真空灭弧室等部件，可以实现手动、电动操作，完成分、合闸的转化，断路器及负荷开关的转化，其结构紧凑，设计合理，绝缘强度高，互换性好，便于现场安装、调试，具有不同开断电流的分、合闸能力，能够实现快速平稳分、合闸，使用安全可靠，显著延长使用寿命。

Description

真空断路器及负荷开关

技术领域

本实用新型涉及一种用于固体绝缘开关设备的单元，特别是一种适用于12～24Kv，50Hz三相交流电网中用的小型模块化全固体绝缘真空断路器及负荷开关。主要适于构成模块化的固体绝缘环网柜用固体组合单元。

背景技术

目前，在城市建筑、商场、公用事业、机场、铁路、交通、煤炭、化工、钢铁、工矿企业及输变电站和发电厂等三相交流电网的固体绝缘环网柜中，真空断路器已获得了广泛的应用。现有的真空断路器按绝缘介质可分为：空气、充气和固体绝缘。空气绝缘的开关设备一次各电器元件及导电回路暴漏在空气中，体积大并且耐环境差，适用于一般的运行环境。充气断路器各电器元件及导电回路封闭在六氟化硫（SF6）气体中，体积小，绝缘水平高，环境优良，适用于要求较高的运行场所，如轨道交通，高层建筑等。但SF6气体是“京都议定书”明确的温室气体之一，对环境影响极大，正在限制使用。近几年，技术先进国家都推出了各种形式的中压固体绝缘断路器。在灭弧断口方面，都选用真空灭弧室。但是现有的固体绝缘断路器，其固封极柱安装时，要么是敞开的，要么是封闭不严，一旦其绝缘表面被异物和潮气等污染，就会发生漏电甚至短路事故，危及运行安全。如公布号为CN102664363A记载的“固体绝缘真空环网柜”，采用的结构是将标准电缆头、标准硅橡胶干式母线通过螺钉安装在柜体中的真空开关单元上；标准电缆头、标准硅橡胶干式母线分别安装在固封极柱的电缆插头和母线插头上。采用的三工位真空灭弧室，其自身具有合闸、分闸隔离、接地共三个工作位置，简化了开关的结构；尽管其所有带电体均浇注或安装在环氧树脂内，不会受到外部环境对环网柜的电气性能的影响，减少了设备的维护、延长了使用寿命，但是，由于采用真空灭弧室做隔离开关，其断口不可见，一但发生机械故障或者真空灭弧室漏气，将危及人身安全，且不符合标准要求。其真空灭弧室水平放置，瓷壳受横向力作用，易破裂，且操作绝缘子导向套摩擦阻力大。断路器进线存在不密封或密封不严的问题。如公告号为CN202230967U的“户内高压真空断路器、隔离和接地开关组合电器”，所公开的结构复杂，实际操作中，对中心很难控制，且隔离开关为单纯的空气绝缘，没有固体绝缘，不具备快速合闸功能，不具有关合短路电流的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小型模块化全固体绝缘的真空断路器及负荷开关，解决了现有断路器及负荷开关存在的体积大、供电连续性差以及SF6气体污染环境等问题，其结构紧凑，设计合理，部件容易实现小型模块化，绝缘强度高，互换性好，便于现场安装、调试，具有不同开断电流的分、合闸能力，能够实现快速平稳分、合闸，使用安全可靠，显著延长使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案是：该真空断路器及负荷开关包括极柱和操动机构，其技术要点是：所述极柱和操动机构均采用小型模块化结构，全绝缘模块化极柱包括采用环氧树脂制成的绝缘外壳，封装在外壳绝缘腔内的真空灭弧室、出线端表链触指连接座和安装静触头的输出静触座，导电软连接及绝缘拉杆；极柱表链触指连接座的左、右出线端的连接法兰结构相同，安装静触头的输出静触座的出线端法兰与三工位隔离接地开关极柱上、下出线端的连接法兰结构相同；小型多功能操动机构包括组装有传输轴及输出连杆组的极柱安装架和机构本体，机构本体的夹板框架通过输出连杆组支架与极柱安装架组装在一起，实现空合空分操作的储能合闸簧和分闸簧位于同一夹板框架内，固定在传输轴端部的传输轴拐臂利用连杆与输出轴拐臂铰接，输出轴拐臂另一端连接储能分闸簧；自动手动一体化储能电机轴上同轴固定小链轮和棘轮，小链轮通过链条连接大链轮，与大链轮同轴组装的凸轮轴组件的拉杆通过双排链连接储能合闸簧；合、分闸电磁铁或合、分闸按钮分别推动合、分闸半轴转动的同时，带动扣锁储能合、分闸簧的合、分闸挚子脱扣，释放能量的合、分闸簧分别带动输出轴转动，在输出轴转动的同时，带动通过连杆和传输轴拐臂铰接的传输轴转动，传输轴带动输出连杆组实现断路器及负荷开关的合、分闸操作。

所述极柱的外壳外表面喷涂金属漆层或半导电层，并直接接地。

所述机构本体包括夹板框架，组装在夹板框架上的自动手动一体化储能电机，输出轴及拐臂，凸轮轴组件，链轮组件，分、合闸簧，分、合闸半轴，分、合闸挚子，分、合闸电磁铁，分、合闸按钮，棘轮和棘爪。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型采用整体小型模块化结构的极柱和操动机构，全绝缘模块化极柱采用环氧树脂制成的绝缘外壳，真空灭弧室封装在极柱内，所以其结构紧凑，设计合理，绝缘强度高。因极柱的表链触指连接座的左、右出线端的连接法兰结构相同，安装静触头的输出静触座的出线端法兰与三工位隔离接地开关极柱上、下出线端的连接法兰结构相同。这种通用互换性较强的连接法兰，有利于采用硅橡胶密封，进行螺栓连接，从而配合柜间连接母线及与与三工位隔离接地开关实现全密封连接。上述全绝缘模块化极柱可以根据实际需要，与三工位隔离接地开关出线端法兰连接，多种方案任意组合，组成上隔离开关下断路器的上隔离型组合单元，或组成上断路器下隔离开关的下隔离型组合单元，模块化安装，降低了安装难度，便于现场安装、调试。机构本体的储能合闸簧和分闸簧位于同一夹板框架内，可以实现空合空分操作，显著延长使用寿命。因固定在传输轴端部的传输轴拐臂利用连杆与输出轴拐臂铰接，输出轴拐臂另一端连接储能分闸簧，自动手动一体化储能电机轴上同轴固定小链轮和棘轮，小链轮通过链条连接大链轮，与大链轮同轴组装的凸轮轴组件的拉杆通过双排链连接储能合闸簧，只要更换合闸簧与分闸簧就可实现不同开断电流的合闸功。因此，该操动机构的机构本体零件标准化程度高，装卸更换容易，只需要调整自动手动一体化储能电机或分、合闸电磁铁、预储能分、合闸挚子及更换真空灭弧室等部件，就可以实现手动、电动操作，完成分、合闸的转化，断路器及负荷开关的转化，其操作安全可靠。另外，极柱外壳还可喷导电漆层或半导电层，并可靠接地，可触摸，有效地保护了操作及维修人员的人身安全。

综上所述，本实用新型真正实现了全绝缘全密封的小型模块化固体绝缘真空断路器及负荷开关，解决了现有断路器存在的体积大、供电连续性差以及SF6气体污染环境等问题。

附图说明

以下结合附图对本实用新型做进一步的描述。

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3沿A-A线的剖视图；

图5是图3沿B-B线的剖视图；

图6是图3沿C-C线的剖视图。

图中序号说明：1极柱安装架、2传输轴、3传输轴拐臂、4连杆、5输出轴、6分闸按钮、7分闸半轴、8夹板框架、9自动手动一体化储能电机、10合闸半轴、11合闸按钮、12合闸电磁铁、13凸轮轴组件、14输出连杆组支架、15输出连杆组、16油压缓冲器、17极柱、18输出轴拐臂、19分闸挚子、20分闸簧、21棘轮、22棘爪、23合闸挚子、24合闸簧、25导向轮、26双排链、27分闸电磁铁、28小链轮、29链条、30大链轮、31绝缘拉杆、32导电软连接、33外壳、34表链触指连接座、35真空灭弧室、36静触头。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本实用新型的具体结构。该真空断路器及负荷开关包括极柱17和操动机构。其中极柱17和操动机构均采用小型模块化结构。所采用的全绝缘模块化结构的极柱17包括采用环氧树脂制成的绝缘外壳33，封装在外壳33绝缘腔内的真空灭弧室35、表链触指连接座34和安装静触头36的输出静触座，导电软连接32及绝缘拉杆31等件。极柱17的表链触指连接座34的左、右出线端的连接法兰结构相同，安装静触头36的输出静触座的出线端法兰与三工位隔离接地开关极柱上、下出线端的连接法兰结构相同。极柱17的绝缘外壳33，外表面均喷金属漆层或半导电层，并直接接地。这样不仅可触摸，而且不会对人体产生伤害，以进一步提高隔离的安全可靠性。

操动机构采用的是小型多功能操动机构。它包括组装有传输轴2及输出连杆组15的极柱安装架1和机构本体等件。其中极柱安装架1是安装极柱17和机构本体的固定部件。极柱安装架1可以根据不同的极柱设计成不同的结构样式，以便于组成不同的真空断路器及负荷开关。机构本体包括夹板框架8，组装在夹板框架8上的自动手动一体化储能电机9，输出轴5及输出轴拐臂18，由凸轮、凸轮轴和拉杆等构成的凸轮轴组件13，由大链轮30、小链轮28和链条29构成的链轮组件，分、合闸簧20、24，分、合闸半轴7、10，分、合闸挚子19、23，分、合闸电磁铁27、12，分、合闸按钮6、11，棘轮21和棘爪22等件。

机构本体的夹板框架8通过输出连杆组支架14与极柱安装架2组装在一起。输出轴5通过连杆4与传输轴2端部上的传输轴拐臂3铰接。传输轴拐臂3和输出连杆组15组成连杆机构用于拉动绝缘拉杆31。储能合闸簧24和分闸簧20位于同一夹板框架8内，可以实现空合空分操作。固定在传输轴2端部的传输轴拐臂3利用连杆4与输出轴拐臂18铰接，输出轴拐臂18的另一端连接储能分闸簧20。自动手动一体化储能电机9的轴上同轴固定小链轮28和棘轮21，小链轮28通过链条29连接大链轮30，与大链轮30同轴组装的凸轮轴组件13的拉杆，通过导向轮25支撑的双排链26连接储能合闸簧24。利用合、分闸电磁铁12、27或合、分闸按钮11、6分别推动合、分闸半轴10、7转动，合、分闸半轴10、7带动扣锁储能合、分闸簧24、20的合、分闸挚子23、19脱扣，使合、分闸簧24、20松开释放能量。释放能量的合、分闸簧24、20分别带动输出轴5转动，在输出轴5转动的同时，带动通过连杆4和传输轴拐臂3铰接的传输轴2转动，传输轴2带动输出连杆组15实现断路器及负荷开关的合、分闸操作。

储能操作时，自动手动一体化储能电机9通过小链轮28驱动链条29，带动大链轮30转动，从而带动凸轮轴组件13中的凸轮转动，带动凸轮上的拉杆通过双排链26，导向轮25拉合闸簧24。当凸轮轴组件13转过死点后，合闸簧24拉开最大距离时，合闸挚子23顶住凸轮上的限位装置，凸轮停止转动。此时，大链轮30上的棘爪22抬起，大链轮30空转，完成储能。储能后，也可通过行程开关（图中未示出）控制自动手动一体化储能电机9，使自动手动一体化储能电机9停止转动。棘爪22和棘轮21是使小链轮28单向转动的棘轮组件，可以防止自动手动一体化电机9倒转。

合闸操作在储能完成后进行。合闸时，通过合闸电磁铁12或通过合闸按钮11推动合闸半轴10转动，合闸挚子23脱扣，合闸簧24拉动凸轮轴转动，凸轮撞击位于输出轴拐臂18上的滚轮移动，输出轴5转动，通过连杆4，输出轴拐臂18的移动，通过连杆4推动传输轴2转动，传输轴2通过固定在输出连杆组支架14上的输出连杆组15压极柱17的压绝缘拉杆31，实现真空断路器及负荷开关的平稳合闸操作。同时，分闸簧20被压缩，实现分闸储能。

分闸操作时，通过分闸电磁体27或分闸按钮6推动分闸半轴7转动，分闸半轴7转动后，分闸挚子19脱扣，分闸簧20推动输出轴拐臂18移动，通过连杆4推动传输轴2转动，传输轴2通过固定在输出连杆组支架14上的输出连杆组15拉动极柱17的绝缘拉杆31，拉开真空灭弧室35实现真空断路器及负荷开关的分闸操作。油压缓冲器16用于真空断路器及负荷开关的平稳分闸和防止回弹。

Claims (3)

1.一种真空断路器及负荷开关，包括极柱和操动机构，其特征在于：所述极柱和操动机构均采用小型模块化结构，全绝缘模块化极柱包括采用环氧树脂制成的绝缘外壳，封装在外壳绝缘腔内的真空灭弧室、出线端表链触指连接座和安装静触头的输出静触座，导电软连接及绝缘拉杆；极柱表链触指连接座的左、右出线端的连接法兰结构相同，安装静触头的输出静触座的出线端法兰与三工位隔离接地开关极柱上、下出线端的连接法兰结构相同；小型多功能操动机构包括组装有传输轴及输出连杆组的极柱安装架和机构本体，机构本体的夹板框架通过输出连杆组支架与极柱安装架组装在一起，实现空合空分操作的储能合闸簧和分闸簧位于同一夹板框架内，固定在传输轴端部的传输轴拐臂利用连杆与输出轴拐臂铰接，输出轴拐臂另一端连接储能分闸簧；自动手动一体化储能电机轴上同轴固定小链轮和棘轮，小链轮通过链条连接大链轮，与大链轮同轴组装的凸轮轴组件的拉杆通过双排链连接储能合闸簧；合、分闸电磁铁或合、分闸按钮分别推动合、分闸半轴转动的同时，带动扣锁储能合、分闸簧的合、分闸挚子脱扣，释放能量的合、分闸簧分别带动输出轴转动，在输出轴转动的同时，带动通过连杆和传输轴拐臂铰接的传输轴转动，传输轴带动输出连杆组实现断路器或负荷开关的合、分闸操作。

2.根据权利要求1所述的真空断路器及负荷开关，其特征在于：所述极柱的外壳外表面喷涂金属漆层或半导电层，并直接接地。

3.根据权利要求1所述的真空断路器及负荷开关，其特征在于：所述机构本体包括夹板框架，组装在夹板框架上的自动手动一体化储能电机，输出轴及拐臂，凸轮轴组件，链轮组件，分、合闸簧，分、合闸半轴，分、合闸挚子，分、合闸电磁铁，分、合闸按钮，棘轮和棘爪。

Images