CN204516677U - 一种单极真空断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力系统高压断路器设备技术领域，具体涉及一种单极真空断路器，包括固封极柱，固封极柱内设有真空灭弧室，真空灭弧室内设有静触头和动触头，动触头与绝缘拉杆连接，还包括控制绝缘拉杆移动，实现分合闸的操作机构，操作机构包括，与绝缘拉杆连接的传动轴，以及控制传动轴移动的永磁机构，电动分闸时永磁机构的分闸线圈得电，驱动永磁机构内动铁芯拉动传动轴及绝缘拉杆使断路器分闸，断路器处于分闸状态时，永磁机构合闸线圈得电，驱动永磁机构内动铁芯推动传动轴及绝缘拉杆使断路器合闸。通过永磁机构代替传统断路器中采用弹簧结构实现分合闸过程，使断路器整体结构简单、占用空间小，机械寿命次数多、性能可靠。

Description

一种单极真空断路器

技术领域

本实用新型涉及一种单极真空断路器，属于电力系统高压断路器设备技术领域。

背景技术

户外高压真空断路器主要用于开断、关合电力系统中的负荷电流、过载电流及短路电流；适用于电力系统的控制和保护，在城市配电网及农网应用最为广泛，高压真空断路器设备近年发展趋势为加大节能环保、加强结构的简单化、操作的可靠性、免维护开关设备方面开发；其中核心部分是分、合闸操作机构的高效、安全及可靠性运作。

目前，国内的高压真空断路器大都采用三极共箱式，三极断路器的结构包括导电回路、灭弧室和弹簧操作机构，其中弹簧操作机构通常为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能；整个结构由合闸弹簧，储能系统，合、分闸系统，过流脱扣器，分合闸线圈、连杆传动等部件组成，整个机构复杂、部件装配工序多，体积大、使用寿命较短，容易出现故障，而且此断路器只能实现三极同时投、切线路，不能单独分相投、切线路，无法应用于以单相为主的铁路、普通用电等电力系统中。

为解决上述技术问题，中国专利文献CN202258991公开一种单相单极户内铁道固封极柱式真空断路器，包括操作机构、互感器、固封极柱，操作机构和固封极柱之间设有传动结构和减力结构，所述的减力结构包括绝缘拉杆、上拐臂和下拐臂，绝缘拉杆左端与传动结构传动连接，绝缘拉杆的右端与上拐臂和下拐臂的一端相铰接，下拐臂的另一端固定于导电支座上，上拐臂的另一端可滑动地设置在导电支座所开的竖向槽中且与固封极柱的动触头传动导电连接。合闸过程中，拉杆向右移动，在支撑拐臂的作用下拉着推板旋转，绝缘拉杆向右运动，带动由上拐臂、下拐臂组成的减力结构运动，推动拉杆向上运动，从而压缩超程压簧使灭弧室中的动静触头面充分重合，主回路处于连接状态。相反，当拉杆向左移动时，实现分闸状态，主回路处于断开状态。

上述专利文献公开的单相真空断路器，通过在操作机构与固封极柱之间设有传动结构和减力结构实现单相断路器的分闸、合闸过程，但增加的减力结构和传动结构使整个断路器的体积较大，使用时占用空间大；同时整个操作机构的结构仍然采用连杆传动结构实现的，操作机构的部件较多，结构复杂，不便于加工制造和装配，后续的安装与维修，断路器的整体使用寿命短。

发明内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中单相真空断路器的结构复杂、使用寿命短的缺陷，从而提供一种结构简单、使用寿命长的单极真空断路器。

为此，本实用新型提供一种单极真空断路器，包括固封极柱，所述固封极柱内设有真空灭弧室，所述真空灭弧室内设有静触头和动触头，所述动触头与绝缘拉杆连接，还包括控制所述绝缘拉杆移动，实现分合闸的操作机构，其特征在于：所述操作机构包括，与所述绝缘拉杆连接的传动轴，以及控制所述传动轴移动的永磁机构，电动分闸时所述永磁机构的分闸线圈得电，永磁机构内动铁芯拉动所述传动轴及所述绝缘拉杆使断路器分闸，断路器处于分闸状态时，所述永磁机构合闸线圈得电，永磁机构内动铁芯推动所述传动轴及所述绝缘拉杆使断路器合闸。

上述的一种单极真空断路器，所述固封极柱通过连接板固定于箱体的外侧，所述操作机构通过所述连接板固定于所述箱体的内侧。

上述的一种单极真空断路器，所述永磁机构通过永磁固定板固定于所述连接板上。 

上述的一种单极真空断路器，所述操作机构还包括分闸弹簧，所述分闸弹簧一端勾在与所述传动轴固定的轴上，另一端勾在与所述永磁机构固定连接的所述永磁固定板上。

上述的一种单极真空断路器，所述操作机构还包括手动分闸机构，所述手动分闸机构包括，可转动地连接于所述箱体上的分闸转轴，位于所述箱体外侧并固定连接于所述分闸转轴上的手动分闸手柄，所述分闸转轴上固定连接有转动臂，所述传动轴对应设置有凸缘，以及用于使所述转动臂与所述凸缘分离的分闸复位弹簧；所述分闸转轴在所述手动分闸手柄的扳动下转动，带动所述转动臂压靠于所述凸缘上，断路器分闸，松开所述手动分闸手柄后，在所述分闸复位弹簧的作用下，所述转动臂与所述凸缘分离，手动分闸手柄复位到合闸位置。

上述的一种单极真空断路器，所述分闸复位弹簧为拉簧，其一端勾在所述永磁固定板上的销上，另一端勾在所述转动臂上。

上述的一种单极真空断路器，还包括用于检测断路器分合闸位置的检测机构，其包括设置于所述传动轴上的传动板，以及分别位于传动板两侧并沿所述传动轴移动方向设置的行程开关，所述行程开关安装于所述永磁固定板上。

上述的一种单极真空断路器，所述绝缘拉杆的两端分别嵌设有连接螺栓，一端与所述动触头螺纹连接，另一端螺纹连接于轴，所述轴另一端外壁上套设拉杆并通过销连接，所述拉杆另一端与所述传动轴固定连接。

上述的一种单极真空断路器，所述轴沿轴向上设有长条形销孔，所述拉杆可沿所述长条形销孔相对所述轴移动，在所述拉杆与所述绝缘拉杆端部之间还设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的初始弹力使所述销位于所述长条形销孔的最低端。

上述的一种单极真空断路器，所述拉杆与所述传动轴通过调节螺杆连接，所述调节螺杆一端与所述拉杆螺纹连接，另一端沿径向开设通孔，所述轴穿过所述调节螺杆的通孔，并沿径向穿过所述传动轴实现固定连接。

本实用新型提供的一种单极真空断路器，与现有技术中单极真空断路器相比具有以下优点：

（1）本实用新型提供的一种单极真空断路器，通过永磁机构控制传动轴移动来实现断路器的分合闸，即电动分闸时所述永磁机构的分闸线圈得电，由线圈的励磁电流产生的磁场直接驱动永磁机构动铁芯拉动所述传动轴及所述绝缘拉杆移动，使所述动触头与所述静触头分断，断路器分闸，断路器处于分闸状态时，所述永磁机构合闸线圈得电，由线圈的励磁电流产生的磁场直接驱动永磁机构动铁芯推动所述传动轴及所述绝缘拉杆移动，使所述动触头与所述静触头接触，断路器合闸。永磁机构代替了传统断路器中采用弹簧结构实现分合闸过程，断路器中无需再设置现有技术中的减力机构和复杂的连杆传动机构，使断路器整体结构简单、操作简单，机械寿命次数多、性能可靠，减少故障的发生，提高断路器的使用寿命。

（2）本实用新型提供的一种单极真空断路器，固封极柱通过连接板固定于箱体的外侧，所述操作机构通过所述连接板固定于所述箱体的内侧。所述箱体将断路器的固封极柱与操作机构连接成一体，使断路器的整体占用空间较小，便于加工制造及装配，搬运也方便，避免了现有技术中在固封极柱与操作机构之间单独设有减力机构及传动机构，占用空间大的缺陷。

（3）本实用新型提供的一种单极真空断路器，所述操作机构还设有分闸弹簧，分闸弹簧一端勾在与所述传动轴固定的轴上，另一端勾在与所述永磁机构固定连接的所述永磁固定板上。分闸时，传动轴带动轴向永磁机构方向移动释放分闸弹簧能量，实现分闸；分闸向合闸过渡时，传动轴带动轴向远离永磁机构方向移动，分闸弹簧被拉伸，对轴施加作用力，促进传动轴向远离永磁机构方向移动，加快动触头与静触头闭合的速度，实现快速的合闸过程。

（4）本实用新型提供的一种单极真空断路器，所述操作结构还包括手动分闸机构，所述手动分闸机构，通过扳动手动分闸手柄带动分闸转轴上的转动臂压靠所述传动轴，使传动轴向永磁机构方向移动，实现分闸过程；放开手动分闸手柄，在复位弹簧的拉伸作用下，将分闸转轴的转动臂与传动轴分离，传动轴向远离永磁机构方向移动，手动分闸手柄复位到合闸位置。设置的手动分闸机构，以防当永磁机构电动分合闸出现异常情况或故障时，启动手动分闸机构对断路器进行分闸控制，进一步提高断路器的可靠性，避免故障的发生。

（5）本实用新型提供的一种单极真空断路器，还设有用于检测断路器分合闸位置的检测机构，其包括设置于所述传动轴上的传动板，以及分别位于传动板两侧并沿所述传动轴移动方向设置的行程开关，所述行程开关安装于所述永磁固定板上。通过行程开关的设置便于远程监测断路器的工作状态。

（6）本实用新型提供的一种单极真空断路器，在绝缘拉杆一端螺纹连接于轴，所述轴另一端外壁上套设拉杆并通过销连接，所述拉杆另一端与所述传动轴固定连接，所述轴沿轴向上设有长条形销孔，所述拉杆可沿所述长条形销孔相对所述轴移动，在所述拉杆与所述绝缘拉杆端部之间还设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的初始弹力使所述销位于所述长条形销孔的最低端。在分闸时，销处于长条形销孔的最低端，传动轴移动带动拉杆移动，拉杆将作用力直接施加在绝缘拉杆端部设有的轴上，进而使动触头与静触头分断，实现分闸；合闸时，传动轴移动使拉杆在销孔内相对轴移动，对压缩弹簧施加压力，压缩弹簧受压后作用于绝缘拉杆上，同时当拉杆移动到销孔端部时对绝缘拉杆也施加力，双重的作用力施加在绝缘拉杆上，使动触头与静触头快速的接触，实现合闸。

附图说明

图1是实施例1提供的一种单极真空断路器的结构示意图。

图2是实施例1提供的一种单极真空断路器的局部结构示意图。

图3是实施例1提供的一种单极真空断路器的固封极柱与绝缘拉杆装配结构示意图。

图4是本实施1提供的一种单极真空断路器的外形结构左视图。

图5是本实施1提供的一种单极真空断路器的外形结构正视图。

图中标记表示为：1-箱体，2-手动分闸手柄，3-固封极柱，4-上出线端子，5-下出线座，6-电流互感器，7-永磁机构，8-永磁固定板，9-分闸转轴，91-转动臂，10-分闸复位弹簧，11-导向座，12-绝缘拉杆，121-轴，13-真空灭弧室，131-静触头，132-动触头，14-连接板，15-行程开关，16-轴，17-分闸弹簧，18-传动轴，181-凸缘，19-拉杆，20-导电夹，21-调节螺杆，22-传动板，23-销，24-压缩弹簧。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种单极真空断路器包括固封极柱3，所述固封极柱3内设有真空灭弧室13，所述真空灭弧室13内设有静触头131和动触头132，所述动触头132与绝缘拉杆12连接，还包括控制所述绝缘拉杆12移动，实现分合闸的操作机构，所述操作机构包括，与所述绝缘拉杆12连接的传动轴18，以及控制所述传动轴18移动的永磁机构7，电动分闸时所述永磁机构7的分闸线圈得电，永磁机构7内动铁芯拉动所述传动轴18及所述绝缘拉杆12使断路器分闸，断路器处于分闸状态时，所述永磁机构7合闸线圈得电，永磁机构7内动铁芯推动所述传动轴18及所述绝缘拉杆12使断路器合闸。

上述结构的单极真空断路器，通过采用永磁机构控制传动轴18移动来实现断路器的分合闸，即电动分闸时所述永磁机构7的分闸线圈得电，由线圈的励磁电流产生的磁场直接驱动永磁机构7内动铁芯拉动所述传动轴18及所述绝缘拉杆12移动，使所述动触头132与所述静触头131分断，断路器分闸，断路器处于分闸状态时，所述永磁机构7合闸线圈得电，由线圈的励磁电流产生的磁场直接驱动永磁机构7内动铁芯推动所述传动轴18及所述绝缘拉杆12移动，使所述动触头132与所述静触头131接触，断路器合闸。永磁机构7代替了传统断路器中采用弹簧结构实现分合闸过程，断路器中无需再设置现有技术中的减力机构和复杂的连杆传动机构，使断路器整体结构简单、占用空间小，操作简单，机械寿命次数多、性能可靠，减少故障的发生，提高断路器的使用寿命。

具体地，所述固封极柱3通过连接板14固定于箱体1的外侧，所述操作机构通过所述连接板14固定于所述箱体1的内侧。断路器的整体占用空间较小，便于加工制造及装配，安装或搬运均方便。 

进一步，所述永磁机构7通过永磁固定板8固定在所述连接板14上，使永磁机构7与所述箱体1固定连接，其中，所述永磁固定板8整体上呈 “几”字型，其包括与所述永磁机构7螺纹连接的底板，与所述连接板14螺纹连接的顶板，以及连接于所述顶板与所述底板之间的两个侧壁，其中，传动轴18设置于两个侧壁之间的空间内，结构紧凑，传动稳定性好。更具体地，所述两侧壁，一侧壁上设有用于固定所述分闸复位弹簧10的销23，另一侧壁上设有用于固定连接所述行程开关15的螺纹孔，所述底板上开设有适于所述传动轴18穿过的通孔。更进一步地，在所述传动轴18两侧设有导向座11，所述导向座11固定连接在所述连接板14上。

所述操作机构还包括手动分闸机构，所述手动分闸机构包括，可转动地连接于所述箱体1上的分闸转轴9，位于所述箱体1外侧并固定连接于所述分闸转轴9上的手动分闸手柄2，所述分闸转轴9上固定连接有转动臂91，所述传动轴18对应设置有凸缘181，以及用于使所述转动臂91与所述凸缘181分离的分闸复位弹簧10；所述分闸转轴9在所述手动分闸手柄2的扳动下转动，带动所述转动臂91压靠于所述凸缘181上，断路器分闸，松开所述手动分闸手柄2后，在所述分闸复位弹簧10的作用下，所述转动臂91与所述凸缘181分离，手动分闸手柄2复位到合闸位置。设置的手动分闸机构，以防当永磁机构7电动分合闸出现异常情况或故障时，启动手动分闸机构对断路器的分闸进行控制，即电动分合闸与手动分闸机构的双重控制机构，来控制断路器的分合闸，进一步提高断路器的可靠性，避免故障的发生，也提高断路器的使用寿命。

具体而言，优选的所述分闸复位弹簧10为拉簧，其一端勾在所述永磁固定板8上的销23上，另一端勾在所述转动臂91上。整个手动分闸机构设置于所述永磁固定板8内侧，使整个操作机构结构紧凑，传动稳定。

更佳地，所述操作机构还包括用于检测断路器分合闸位置的检测机构，其包括设置于所述传动轴18上的传动板22，以及分别位于传动板22两侧并沿所述传动轴18移动方向设置的行程开关15，所述行程开关15安装于所述永磁固定板8上。行程开关15的设置便于远程监测断路器的工作状态。

如图3所示，所述绝缘拉杆12的两端分别嵌设有连接螺栓，一端与所述动触头132螺纹连接，另一端螺纹连接于轴121，所述轴121另一端外壁上套设拉杆19并通过销连接，所述拉杆19另一端与所述传动轴18固定连接。具体而言，优选在所述轴121沿轴向上设有长条形销孔，所述拉杆19可沿所述长条形销孔相对所述轴121移动，在所述拉杆19与所述绝缘拉杆12端部之间还设有压缩弹簧24，所述压缩弹簧24的初始弹力使所述销位于所述长条形销孔的最低端。具体地，所述压缩弹簧24套设在所述拉杆19与所述绝缘拉杆12端部之间的轴121上，压缩弹簧24两端通过弹簧座固定。在分闸时，销处于长条形销孔的最低端，传动轴18移动带动拉杆19移动，拉杆19将作用力直接施加在绝缘拉杆12端部设有的轴121上，进而使动触头132与静触头131分断，实现分闸；合闸时，传动轴18移动使拉杆19在销孔内相对轴121移动，对压缩弹簧24施加压力，压缩弹簧24受压后作用于绝缘拉杆12上，同时当拉杆19移动到销孔端部时对绝缘拉杆12也施加力，双重的作用力施加在绝缘拉杆12上，使动触头132与静触头131快速的接触，实现合闸。

为了促进断路器中动触头132与静触头131快速的分合，所述操作机构还设有分闸弹簧17，分闸弹簧17一端勾在与所述传动轴18固定的轴16上，另一端勾在与所述永磁机构7固定连接的所述永磁固定板8上。分闸时，传动轴18带动轴16向永磁机构7方向移动压缩分闸弹簧17，分闸弹簧17释放能量，实现分闸；分闸向合闸过渡时，传动轴18带动轴16向远离永磁机构7方向移动，分闸弹簧17被拉伸，对轴16施加作用力，促进传动轴18向远离永磁机构7方向移动，加快动触头132与静触头131闭合的速度，实现快速的合闸过程。

进一步，在所述拉杆19与所述传动轴18通过调节螺杆21连接，所述调节螺杆21一端与所述拉杆19螺纹连接，另一端沿径向开设通孔，所述轴16穿过所述调节螺杆21的通孔，并沿径向穿过所述传动轴18实现固定连接。

如图4和图5所示，所述静触头131上侧设有上出线端子4，所述动触头132下侧设有下出线端子，下出线端子经固定在所述固封极柱3上的下出线座5，连接于所述固封极柱3外的电流互感器6；更具体地，在所述动触头132与所述绝缘拉杆12之间设置空心导电柱，所述绝缘拉杆12端部内置螺栓穿过所述空心导电柱螺纹连接于所述动触头132，在导电柱上还套设导电夹20和软连接，所述导电夹20螺纹连接于所述软连接，所述下出线端子经所述软连接、与所述软连接固定连接的下出线座5，连接于所述电流互感器6。

实施例2

本实施例提供一种真空断路器，与实施例1的区别在于：所述传动轴18沿径向设有通孔，所述轴16穿过所述传动轴18的通孔，实现所述传动轴18与轴16的固定连接。当然其他的固定连接方式均可，例如将所述轴16与所述传动轴18沿径向采用销或这螺栓连接固定，只要将所述传动轴18与轴16固定连接，在传动轴18的移动下带动所述轴16移动，拉伸或压缩勾挂在所述轴16上的分闸弹簧17，实现断路器快速的分合闸过程的其他固定连接方式即可。

实施例3

本实施例提供一种真空断路器，与实施例1的区别在于：所述绝缘拉杆12一端螺纹连接的轴121，直接固定连接在所述传动轴18上，其可以采用螺栓连接、销连接等的各种固定连接方式均可。在传动轴18轴向移动下直接带动所述绝缘拉杆12移动，使所述动触头132与静触头131分合，实现断路器的分合闸过程。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种单极真空断路器，包括固封极柱（3），所述固封极柱（3）内设有真空灭弧室（13），所述真空灭弧室（13）内设有静触头（131）和动触头（132），所述动触头（132）与绝缘拉杆（12）连接，还包括控制所述绝缘拉杆（12）移动，实现分合闸的操作机构，其特征在于：所述操作机构包括，与所述绝缘拉杆（12）连接的传动轴（18），以及控制所述传动轴（18）移动的永磁机构（7），电动分闸时所述永磁机构（7）的分闸线圈得电，永磁机构（7）内动铁芯拉动所述传动轴（18）及所述绝缘拉杆（12）使断路器分闸，断路器处于分闸状态时，所述永磁机构（7）合闸线圈得电，永磁机构（7）内动铁芯推动所述传动轴（18）及所述绝缘拉杆（12）使断路器合闸。

2.根据权利要求1所述的单极真空断路器，其特征在于：所述固封极柱（3）通过连接板（14）固定于箱体（1）的外侧，所述操作机构通过所述连接板（14）固定于所述箱体（1）的内侧。

3.根据权利要求2所述的单极真空断路器，其特征在于：所述永磁机构（7）通过永磁固定板（8）固定于所述连接板（14）上。

4.根据权利要求3所述的单极真空断路器，其特征在于：所述操作机构还包括分闸弹簧（17），所述分闸弹簧（17）一端勾在与所述传动轴（18）固定的轴（16）上，另一端勾在与所述永磁机构（7）固定连接的所述永磁固定板（8）上。

5.根据权利要求 3所述的单极真空断路器，其特征在于：所述操作机构还包括手动分闸机构，所述手动分闸机构包括，可转动地连接于所述箱体（1）上的分闸转轴（9），位于所述箱体（1）外侧并固定连接于所述分闸转轴（9）上的手动分闸手柄（2），所述分闸转轴（9）上固定连接有转动臂（91），所述传动轴（18）对应设置有凸缘（181），以及用于使所述转动臂（91）与所述凸缘（181）分离的分闸复位弹簧（10）；所述分闸转轴（9）在所述手动分闸手柄（2）的扳动下转动，带动所述转动臂（91）压靠于所述凸缘（181）上，断路器分闸，松开所述手动分闸手柄（2）后，在所述分闸复位弹簧（10）的作用下，所述转动臂（91）与所述凸缘（181）分离，手动分闸手柄（2）复位到合闸位置。

6.根据权利要求5所述的单极真空断路器，其特征在于：所述分闸复位弹簧（10）为拉簧，其一端勾在所述永磁固定板（8）上的销（23）上，另一端勾在所述转动臂（91）上。

7.根据权利要求3所述的单极真空断路器，其特征在于：还包括用于检测断路器分合闸位置的检测机构，其包括设置于所述传动轴（18）上的传动板（22），以及分别位于传动板（22）两侧并沿所述传动轴（18）移动方向设置的行程开关（15），所述行程开关（15）安装于所述永磁固定板（8）上。

8.根据权利要求1所述的一种单极真空断路器，其特征在于：所述绝缘拉杆（12）的两端分别嵌设有连接螺栓，一端与所述动触头（132）螺纹连接，另一端螺纹连接于轴（121），所述轴（121）另一端外壁上套设拉杆（19）并通过销连接，所述拉杆（19）另一端与所述传动轴（18）固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种单极真空断路器，其特征在于：所述轴（121）沿轴向上设有长条形销孔，所述拉杆（19）可沿所述长条形销孔相对所述轴（121）移动，在所述拉杆（19）与所述绝缘拉杆（12）端部之间还设有压缩弹簧（24），所述压缩弹簧（24）的初始弹力使所述销位于所述长条形销孔的最低端。

10.根据权利要求8所述的一种单极真空断路器，其特征在于：所述拉杆（19）与所述传动轴（18）通过调节螺杆（21）连接，所述调节螺杆（21）一端与所述拉杆（19）螺纹连接，另一端沿径向开设通孔，所述轴（16）穿过所述调节螺杆（21）的通孔，并沿径向穿过所述传动轴（18）实现固定连接。