CN204464214U - 一种直流断路器变转轴触头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流断路器变转轴触头结构，包括动触头、静触头出线铜排、下出线铜排和推杆组合，动触头上设有动触头银点，静触头出线铜排上设有相对应的静触头银点；动触头的中部设置中部轴销，中部轴销通过分闸弹簧与第一弹簧安装座连接；动触头的下部设置下部轴销，下出线铜排上安装第二弹簧安装座，下部轴销与第二弹簧安装座通过触头压力弹簧连接；动触头的下方还设有腰形孔，腰形孔中设有轴销；推杆组合包括金属推杆、绝缘推杆和金属拨叉推杆，金属推杆上设有推杆转轴，绝缘推杆上设有相应的轴孔，可绕推杆转轴上下转动。本实用新型所述的触头结构具有较好的良好的电动斥力补偿，提高断路器的短时耐受能力，且可快速脱扣提高分闸速度。

Description

一种直流断路器变转轴触头结构

技术领域

本实用新型属于直流断路器技术领域，涉及一种直流断路器变转轴触头结构，具体是一种既可实现电动斥力补偿又可快速脱扣的断路器触头系统结构。

背景技术

随着轨道交通、新能源和直流配网技术的发展，直流供电系统应用越来越广泛，其中，作为直流供电系统的关键设备，大容量直流断路器为了提高断路器的短时耐受能力和短路开断能力，需增加断路器触头间的触头压力，并需提高断路器分闸速度，则断路器合闸功率大幅增加，导致对材料的性能要求大大提高，结构越来越复杂，进而影响大电流开断设备的整体开发、应用。

实用新型内容

针对中压直流断路器短时耐受和短路开断能力问题，本实用新型设计一种基于电动力补偿原理的变转轴动触头系统结构，其目的在于显著地提高断路器的短时耐受能力，可快速脱扣提高分闸速度的断路器触头系统结构。

同时，利用断路器触头系统弹簧结构的独特设计，使得整个触头系统能够在分闸过程初期获得高的分闸速度，满足了较高的电气特性要求，简化了结构设计，提高了设备运行可靠性。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种直流断路器变转轴触头结构，包括动触头、静触头出线铜排、第一弹簧安装座、下出线铜排、轴销和推杆组合，所述动触头上部固定设有动触头银点，所述静触头出线铜排上固定设有与所述动触头银点相对应的静触头银点；所述动触头的中部设置有中部轴销，所述中部轴销通过分闸弹簧与所述第一弹簧安装座连接；所述动触头的下部设置有下部轴销，所述下出线铜排上固定安装有第二弹簧安装座，所述下部轴销与所述第二弹簧安装座通过触头压力弹簧连接；所述动触头的下方还设有腰形孔，所述轴销置于所述腰形孔中；所述推杆组合包括金属推杆、绝缘推杆和金属拨叉推杆，所述金属推杆上设有推杆转轴，所述绝缘推杆上设有与推杆转轴相对应的轴孔，且所述绝缘推杆可绕推杆转轴上下转动。

进一步的，所述金属推杆末端与绝缘推杆之间设有竖直放置的推杆复位弹簧。

进一步的，所述下出线铜排的下方固定连接柔性连接装置，所述柔性连接装置的另一端固定在所述动触头的下端。

进一步的，所述分闸弹簧和触头压力弹簧位于动触头的同侧。

进一步的，所述分闸弹簧属于压缩弹簧。

进一步的，所述触头压力弹簧属于压缩弹簧。

进一步的，所述柔性连接装置为铜箔式或铜编织带式软连接。

进一步的，所述静触头出线铜排、第一弹簧安装座、下出线铜排均固定在断路器的壳架上，轴销位置固定，不可移动。

进一步的，所述第一弹簧安装座、第二弹簧安装座均为绝缘材料。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过推杆组合、分闸弹簧、触头压力弹簧等部件施力位置的合理设置，充分利用动触头运动过程中转轴的动态变化，使触头系统在合闸状态下具有良好的电动斥力补偿，保证触头间在短路电流通过时仍能保持一定的接触压力，提高断路器的短时耐受能力。同时，整个装置能够在分闸时获得高的分闸速度，简化了机械结构，从而提高直流断路器的开断性能和可靠性。

(2)在触头闭合时能利用触头压力弹簧等进行缓冲，减小弹跳，在触头分闸时利用触头弹簧力使动触头获得一定的初始的动能，拉断熔焊点，提高初始分闸速度，减小燃弧时间，从而提高介质恢复的速度；推杆组合可在动力装置驱动下自动进行旋转与恢复的状态变化，以促进断路器的合闸、分闸动作的顺利进行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例的合闸初始过程状态结构示意图。

图2是本实用新型实施例的合闸末端转动轴变化状态结构示意图。

图3是本实用新型实施例的合闸状态结构示意图。

图4是本实用新型实施例的快速脱扣分闸状态结构示意图。

图5为本实用新型推杆组合结构示意图。

附图标记说明如下：

1-动触头；2-金属拨叉推杆；3-绝缘推杆；4-中部轴销；5-下部轴销；6-轴销；7-腰形孔；8-柔性连接装置；9-下出线铜排；10-第二弹簧安装座；11-触头压力弹簧；12-第一弹簧安装座；13-分闸弹簧；14-静触头出线铜排；15-静触头银点；16-动触头银点；17-推杆转轴；18-金属推杆；19-推杆复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本实用新型的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种直流断路器变转轴触头结构，包括可活动的动触头1、固定设置在断路器的壳架上的静触头出线铜排14和下出线铜排9；所述动触头1下端通过由铜箔式或铜编织带式软连接组成的柔性连接装置8与下出线铜排9相连，使结构更加合理，安全可靠，形成柔性驱动，提高工作效率和质量。

所述动触头1上部前侧设置有与静触头出线铜排14上的静触头银点15配合的动触头银点16；所述动触头1中部的前方设有第一弹簧安装座12，所述第一弹簧安装座12与动触头1之间通过分闸弹簧13连接，分闸弹簧13为压缩弹簧，动触头1的中部设置有一个中部轴销4，动触头1通过中部轴销4与分闸弹簧13相配合；所述动触头1下部的前方设有第二弹簧安装座10，所述第二弹簧安装座10与动触头1之间通过触头压力弹簧11连接，触头压力弹簧11为压缩弹簧，动触头1的下部设置有一个下部轴销5，动触头1通过下部轴销5与触头压力弹簧11相配合。所述分闸弹簧13安装于第一弹簧安装座12内，第一弹簧安装座12固定在断路器的壳架上。所述动触头1的中部设置有一个中部轴销4，分闸弹簧13通过中部轴销4对动触头1形成向后作用力。所述触头压力弹簧11安装于第二弹簧安装座10上，第二弹簧安装座10固定在下出线铜排9上。所述动触头1的下部设置有一个下部轴销5，触头压力弹簧11通过下部轴销5形成对动触头1向后的作用力。动触头1的下部还开有一个前后方向的腰形孔7，并通过该腰形孔7与一个固定的轴销6配合，使动触头1的下部能够在腰形孔7的限位下前、后移动以及转动。

如图5所示，所述动触头1中部后侧设置有能够对动触头1施加向前作用力的推杆组合，推杆组合包括绝缘推杆3、金属拨叉推杆2和金属推杆18，推杆组合由动力装置驱动；所述金属推杆18上设有推杆转轴17，所述绝缘推杆3上设有相应轴孔，可绕推杆转轴17上下转动。金属推杆18末端设有推杆复位弹簧19，推动绝缘推杆3有向上运动的趋势，使得推杆组合在力F2的作用下可绕推杆转轴17向下旋转，力F2消失后，推杆组合在复位弹簧19的作用下，绝缘推杆组合可恢复水平状态。所述的推杆组合与中部轴销4碰撞接触，可在动力装置操作力作用下对动触头1形成向前作用力。

本实用新型所述结构的工作原理为：

如图1所示，在合闸初始过程中，动力装置驱动推杆组合，推杆组合对动触头1中部施加向前的作用力，同时，触头压力弹簧11通过下部轴销5施加作用力于动触头1下部，使腰形孔7的前侧紧贴于轴销6上，形成以轴销6为支点轴的转动轴，在向前的作用力下动触头1以轴销6为转动轴作顺时针转动，直至动触头银点16的上部与静触头银点15接触，如图2所示初始状态。

如图2所示，在合闸末端过程中，动触头银点16上部与静触头银点15接触，动力装置驱动推杆组合继续向前运动，此时形成以动触头银点16和静触头银点15的接触处为支点的转动点，动触头1以此转动点作逆时针转动，腰形孔7在轴销6的限位下向前移动，并压缩触头压力弹簧11，超程到位后完成合闸过程，如图3所示状态。

如图3所示，合闸状态下，在动触头1的中部轴销4处形成固定支点，这时动触头1在触头压力弹簧11的作用下具有绕中部轴销4作顺时针旋转的趋势，使动触头银点16与静触头银点15接触压紧，并形成触头压力；在断路器通过大的短路大电流时，动触头银点16和静银触点15之间将产生非常大的电动斥力F1，同时短路电流流过动触头1，产生电动斥力F3，电动斥力F1和F3的合力使动触头1有绕着中部轴销4逆时针旋转的趋势，触头压力弹簧11则阻挡这种旋转趋势，补偿电动斥力对动静触点间接触压力的影响，使动触头银点16和静银触点15处保持足够的触头压力，防止动触头1被斥开。本结构的显著特点在于：电动斥力F3分布在中部轴销4的上下两侧，绝大部分互相抵消，使得触头压力弹簧11需克服的斥力大为减小，从而大幅提高断路器触头抗短时耐受电流的能力。同时当短路分闸时，在中部轴销4处形成的支点撤除，所有分闸弹簧13、触头压力弹簧11、电动斥力F1和F3都将推动动触头1向后撤退(绕轴销6逆时针旋转)，最大限度提高分闸速度，有利于提高断路器开断能力。因此本实用新型显著提高了直流断路器的短时耐受能力和分闸速度，特别适合用于短时耐受能力和开断能力要求高的直流断路器。

如图4所示在分闸过程中，脱扣力F2作用于推杆组合的金属拨叉推杆2的拨片上，金属拨叉推杆2与中部轴销4分离，中部轴销4的支点作用消失，此时动触头1在触头压力弹簧11和分闸弹簧13的共同作用下先相对于腰形孔7整体后移，当腰形孔7前侧紧贴轴销6后，触头压力弹簧11与分闸弹簧13共同作用使得动触头1以轴销6为转动轴作逆时针旋转，动触头银点16与静触头银点15迅速分离；本结构的显著特点在于：分闸弹簧13与提供动静触点合闸保持力的触头压力弹簧11位于动触头1的同侧，此结构方案的设计，保证分闸弹簧13在分闸过程中无需克服提供动静触点接触压力的触头压力弹簧11反力作用，且触头压力弹簧11能在分闸过程前期提供向后的辅助驱动力，加快动触头分闸速度，完成断路器的快速分闸，提高了断路器的短路开断性能。

当快速脱扣动作完成后，断路器分闸，脱扣力F2消失，推杆组合可在动力装置后驱力的作用下向后运动，同时推杆复位弹簧19驱动绝缘推杆3绕推杆转轴17向上转动，使金属拨叉推杆2恢复到水平状态，金属拨叉推杆2前端恢复与中部轴销4的碰撞接触状态，准备下一次合闸工作，即图1初始状态，此时断路器可再次进行合闸、分闸动作。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，包括动触头(1)、静触头出线铜排(14)、第一弹簧安装座(12)、下出线铜排(9)、轴销(6)和推杆组合，所述动触头(1)上部固定设有动触头银点(16)，所述静触头出线铜排(14)上固定设有与所述动触头银点(16)相对应的静触头银点(15)；所述动触头(1)的中部设置有中部轴销(4)，所述中部轴销(4)通过分闸弹簧(13)与所述第一弹簧安装座(12)连接；所述动触头(1)的下部设置有下部轴销(5)，所述下出线铜排(9)上固定安装有第二弹簧安装座(10)，所述下部轴销(5)与所述第二弹簧安装座(10)通过触头压力弹簧(11)连接；所述动触头(1)的下方还设有腰形孔(7)，所述轴销(6)置于所述腰形孔(7)中；所述推杆组合包括金属推杆(18)、绝缘推杆(3)和金属拨叉推杆(2)，所述金属推杆(18)上设有推杆转轴(17)，所述绝缘推杆(3)上设有与推杆转轴(17)相对应的轴孔，且所述绝缘推杆(3)可绕推杆转轴(17)上下转动。

2.根据权利要求1所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述金属推杆(18)末端与绝缘推杆(3)之间设有竖直放置的推杆复位弹簧(19)。

3.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述下出线铜排(9)的下方固定连接柔性连接装置(8)，所述柔性连接装置(8)的另一端固定在所述动触头(1)的下端。

4.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述分闸弹簧(13)和触头压力弹簧(11)位于动触头(1)的同侧。

5.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述分闸弹簧(13)属于压缩弹簧。

6.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述触头压力弹簧(11)属于压缩弹簧。

7.根据权利要求3所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述柔性连接装置(8)为铜箔式或铜编织带式软连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述静触头出线铜排(14)、第一弹簧安装座(12)、下出线铜排(9)均固定在断路器的壳架上，轴销(6)位置固定，不可移动。

9.根据权利要求1或2所述的一种直流断路器变转轴触头结构，其特征在于，所述静触头出线铜排(14)、第一弹簧安装座(12)、下出线铜排(9)均为绝缘材料。