CN211320001U - 一种组合式真空断路器的联动组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种组合式真空断路器的联动组件，包括驱动轴、驱动拐臂、绝缘拉杆、支撑板和导向杆；所述绝缘拉杆和所述导向杆之间还设置有第一连杆、第二连杆和联动板，所述第一连杆中段铰接于所述支撑板上，所述第一连杆一端铰接于所述绝缘拉杆另一端，所述第一连杆另一端铰接于所述第二连杆一端，所述联动板一端铰接于所述第二连杆另一端，所述联动板另一端铰接于所述支撑板上，所述导向杆后端活动连接于所述联动板上；所述驱动轴转动，并通过所述驱动拐臂、所述绝缘拉杆、所述第一连杆、所述第二连杆和所述联动板的联动，驱动所述导向杆在所述支撑板上进行直线往复运动。具有结构紧凑，安全可靠的优点。

Description

一种组合式真空断路器的联动组件

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及真空断路器。

背景技术

风力发电机把风能通过旋转叶片及发电机变为交流电能(电压为690V)，然后通过35KV箱变内的升压变压器和35KV开关设备送入电力系统，一般按一机一变的原则，每台风机配套设置一台35KV的箱变，每台箱变需配备一台35KV的开关设备。开关设备可以是负荷隔离开关和熔断器集成在一起的真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，也可以是高压交流组合式真空断路器。

其中，中国专利CN2013103060917公开了一种真空负荷开关和熔断器组合电器，真空负荷开关和熔断器组合电器虽然成本较低，但有一定的局限性，例如额定电流一般在125A以下，短路电流的开断依靠熔断器实现，当熔断器熔断后需要到现场进行更换，费事费力，不能及时恢复供电。另外，随着风机单装机容量的不断提高，目前3MW已经非常普及，10MW的风机也已挂网。因此，原有真空负荷隔离开关-熔断器组合电器也由于载流能力小不能满足要求。而组合式真空断路器由于其灭弧功能强大，载流能力大、保护效果更好，维护更加方便的优点，而被广泛应用。

本实用新型的联动组件是指连接操动机构(200)和真空灭弧室(300)之间的连接零件组合，用于传递操动机构(200)的动作，并分合真空灭弧室(300)。如图1所示，现有的联动组件一般包括主轴(400)、拐臂(500)、拉杆(600)、连杆(700)和导杆 (800)，主轴(400)转动连接于框架(100)上，且主轴(400)适于连接操动机构(200)，导杆(800)适于连接真空灭弧室(300)的动触头，其中拐臂(500)、拉杆(600)、连杆(700)和导杆(800)构成四连杆机构，用于将主轴(400)的转动，转换成动触头的直线往复运动，进而开合真空灭弧室(300)。

现有的组合式开关(包括负荷开关、组合电器和断路器)普遍采用了上述联动组件，如中国专利CN2013103060917公开的组合电器，中国专利CN2016207584713公开的断路器等等均为类似结构。但是，负荷开关和断路器的真空灭弧室除了灭弧性能有所区别，其对合闸力的要求也相差很大；在电气参数接近的情况下，断路器真空灭弧室的合闸力要求是负荷开关真空灭弧室的合闸力要求的数倍之多。

在已知负荷开关和断路器合闸力相差巨大的情况下，而采用了相似的联动组件，势必会存在一定安全隐患。

因此，如何对现有的联动组件进行改进，使其能克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型人在对一款组合式真空断路器的机械性能试验中发现，其主轴发生了一定程度的受力变形，包括弯曲变形和扭转变形。再对市面上相似的组合式真空断路器调研发现，也存在主轴受力变形的情况。

根据上述现象可知，主轴的受力已经超过了其承受极限。又对联动组件的四连杆机构进行受力分析可知，主轴的受力与导杆所承受的合闸力呈近似正比例关系。而断路器合闸力远大于负荷开关合闸力，因此在使用相同联动组件的情况下，负荷开关能正常运行，而断路器的主轴会发生变形。

如何避免主轴的变形，主要有两种思路：(1)增大主轴强度；(2)减小主轴受力。而增大主轴强度一般是通过加粗主轴实现，主轴直径增大之后，则需要对底架、操动机构结构等等部分作适应性改进，而这些改进会使断路器结构变得臃肿，质量增加，体积变大，而且大大增加了断路器的制造成本。如中国专利CN2016207584713公开的图例可以看到，其底架(框架)、操动机构等有明显的加强结构，必然会存在结构臃肿的问题。

综上可知，增大主轴强度会存在明显弊端。因此，如何在保证合闸力足够大的前提下，减小主轴的受力，是本领域技术人员值得思考的一个问题。

针对上述情况，本实用新型的一个目的在于提供一种结构紧凑，安全可靠的组合式真空断路器的联动组件。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种组合式真空断路器的联动组件，包括驱动轴、驱动拐臂、绝缘拉杆、支撑板和导向杆，所述驱动轴转动设置于框架上，且所述驱动轴适于连接操动机构，所述操动机构可驱动所述驱动轴转动，所述驱动拐臂固定设置于所述驱动轴上，所述绝缘拉杆一端铰接于所述驱动拐臂上，所述支撑板固定设置，所述导向杆沿直线方向滑动设置于所述支撑板上，且所述导向杆前端适于连接真空灭弧室，所述导向杆可进行直线往复运动进而分合所述真空灭弧室；

所述绝缘拉杆和所述导向杆之间还设置有第一连杆、第二连杆和联动板，所述第一连杆中段铰接于所述支撑板上，所述第一连杆一端铰接于所述绝缘拉杆另一端，所述第一连杆另一端铰接于所述第二连杆一端，所述联动板一端铰接于所述第二连杆另一端，所述联动板另一端铰接于所述支撑板上，所述导向杆后端活动连接于所述联动板上；所述驱动轴转动，并通过所述驱动拐臂、所述绝缘拉杆、所述第一连杆、所述第二连杆和所述联动板的联动，驱动所述导向杆在所述支撑板上进行直线往复运动；

所述真空灭弧室从分闸到合闸过程中，所述第一连杆和所述第二连杆之间的夹角α逐渐增大，且所述真空灭弧室处于合闸状态时，夹角α趋于180°。

作为改进，所述联动板和所述支撑板之间设置有分闸簧组件，所述分闸簧组件两端分别铰接于所述联动板和所述支撑板上，所述分闸簧组件可迫使所述联动板带动所述导向杆进行分闸动作。

分闸弹簧是组合式断路器的常用结构，主要作用是提高分闸速度。现有技术中，分闸弹簧是一般设置在驱动轴和框架之间，用于在分闸时拉动驱动轴快速转动，进而提高分闸速度。但是，组合断路器在长期使用过程中，各个联动零件或多或少会发生一定的形变或一定的磨损，可能导致三相真空灭弧室在分闸时存在不同步，存在安全隐患。而本方案将分闸簧组件设置在每相联动组件上，而且分闸簧组件可以直接作用于联动板及导向杆；在操动机构发出分闸指示后，驱动轴失衡，联动板在分闸簧组件弹性势能的作用下，快速动作响应，进而带动导向杆滑动完成分闸动作。通过本方案的分闸簧组件的设置，可以无视三相之间的加工误差，及长期运行后的形变、磨损误差，实现分闸部件的快速响应，尤其是导向杆的快速、同步动作，保证分闸速度及真空灭弧室内动静触头的开距。可以预见的是，通过内置分闸簧组件的设置，使得分闸更加稳定、可靠。另外，当联动组件等传动链失效时，分闸簧组件能自主进行分闸动作，而不需要依靠传动链的联动进行分闸，用于在传动链失效时及时断开断路器，对输电线路起到保护作用。

作为改进，所述导向杆和所述支撑板之间还设置有超程弹簧。超程弹簧的设置既能保证真空灭弧室内的触头在电磨损后仍能保持一定的接触压力，又能在触头闭合时利用超程弹簧的弹簧力缓冲，减小弹跳，还能在触头分闸时，使动触头获得一定的初始的动能，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。

作为一种实施方式，所述真空灭弧室沿横向设置，所述导向杆沿横向滑动设置于所述支撑板上。

作为另一种实施方式，所述真空灭弧室沿纵向设置，所述导向杆沿纵向滑动设置于所述支撑板上。

作为改进，所述联动板中段开设有腰形孔，所述导向杆后端滑动连接于所述腰形孔内。腰形孔的设置是保证联动板和导向杆之间具有良好的联动性，在保证两者有序动作的前提下，避免两者之间发生干涉。

进一步改进，所述支撑板上开设有弧形槽，所述联动板一端和所述第二连杆另一端均沿所述弧形槽运动。弧形槽是根据联动板和第二连杆的铰接处的运动轨迹而开设，用于对联动板和第二连杆进行一定支撑，提高整个联动组件的强度，保证其动作的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本方案通过多连杆机构的设置，在保证合闸力的前提下，减小驱动轴的受力，避免驱动轴发生变形，保证组合式断路器长期运行后的可靠性和稳定性。具体的说，利用多连杆机构机构的特性，在合闸状态时使第二连杆接近死点位置，并利用死点位置的特性，将驱动力“无限”放大，驱动轴只需很小的力就能使真空灭弧室保持很大的合闸力。另外，通过该结构，也无需对组合式断路器的其他结构(主要是框架)进行加强设计，保证其结构的紧凑性，降低其生产成本。

附图说明

图1是本实用新型涉及的现有联动组件的结构示意图；

图2是根据本实用新型的优选实施例一的结构示意图；

图3是根据本实用新型的优选实施例一图1中A处的放大视图；

图4是根据本实用新型的优选实施例一的动作示意图；

图5至图6是根据本实用新型的优选实施例一从分闸状态到合闸状态的运动简图；

图7至图8是根据本实用新型的优选实施例二从分闸状态到合闸状态的运动简图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一：

如图2～6所示，是本实用新型的优选实施例一包括驱动轴1、驱动拐臂2、绝缘拉杆3、第一连杆4、第二连杆5、联动板6、导向杆7和支撑板8。

具体结构如下：驱动轴1转动设置于框架100上，且驱动轴1适于连接操动机构200，操动机构200可驱动驱动轴1转动，驱动拐臂2固定设置于驱动轴1上，绝缘拉杆 3一端铰接于驱动拐臂2上，支撑板8固定设置，导向杆7沿直线方向滑动设置于支撑板 8上，且导向杆7前端适于连接真空灭弧室300，导向杆300可进行直线往复运动进而分合真空灭弧室300。第一连杆4中段铰接于支撑板8上，第一连杆4一端铰接于绝缘拉杆 3另一端，第一连杆4另一端铰接于第二连杆5一端，联动板6一端铰接于第二连杆5另一端，联动板6另一端铰接于支撑板8上，导向杆7后端活动连接于联动板6上；驱动轴 1转动，并通过驱动拐臂2、绝缘拉杆3、第一连杆4、第二连杆5和联动板6的联动，驱动导向杆7在支撑板8上进行直线往复运动。

本实施例一中，真空灭弧室300沿横向设置，导向杆7沿横向滑动设置于支撑板 8上。

另外，为了真空灭弧室300分闸时的同期性和快速性，联动板6和支撑板8之间设置有分闸簧组件10，分闸簧组件10两端分别铰接于联动板6和支撑板8上，分闸簧组件10可迫使联动板6带动导向杆7进行分闸动作。

作为优化设计，导向杆7和支撑板8之间还设置有超程弹簧9。联动板6中段开设有腰形孔61，导向杆7后端滑动连接于腰形孔61内。支撑板8上开设有弧形槽81，联动板6一端和第二连杆5另一端均沿弧形槽81运动。

根据图5和图6所示的实施例一从分闸状态到合闸状态的运动简图，对所有参与动作的零件进行受力分析(主要根据力矩的特性进行受力分析)，可知第二连杆5的力臂长度对导向杆7和驱动轴1的受力大小起到决定性的作用，而第二连杆的力臂长度由第一连杆和第二连杆的夹角α决定。当在合闸状态时，夹角α趋于180°，第二连杆的力臂长度也就趋于0，可以实现导向杆7的受力(即合闸力，本实施例中合闸力是指真空灭弧室动触头合闸状态下的保持力)很大，驱动轴1的受力很小，在保证合闸力的前提下，减小了驱动轴1的受力。

实施例二：

如图7和图8所示，为本实用新型实施例二的从分闸状态到合闸状态的运动简图，其具体结构与实施例一相似，最大的区别在于本实施例二采用的真空灭弧室300沿纵向设置，导向杆7沿纵向滑动设置于支撑板8上。因此，本实用新型的联动组件可以适用不同布置结构的组合式断路器，具有很强的适用性。当然，实施例二与实施例一在各个零件的具体尺寸、形状上略有区别，以适应其具体安装结构，但是两者的原理完全相同。故本实用新型实施例二的具体结构不再具体描述，但这并不妨碍其具体结构成为本实用新型隐含的技术特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种组合式真空断路器的联动组件，包括驱动轴、驱动拐臂、绝缘拉杆、支撑板和导向杆，所述驱动轴转动设置于框架上，且所述驱动轴适于连接操动机构，所述操动机构可驱动所述驱动轴转动，所述驱动拐臂固定设置于所述驱动轴上，所述绝缘拉杆一端铰接于所述驱动拐臂上，所述支撑板固定设置，所述导向杆沿直线方向滑动设置于所述支撑板上，且所述导向杆前端适于连接真空灭弧室，所述导向杆可进行直线往复运动进而分合所述真空灭弧室；其特征在于：

所述绝缘拉杆和所述导向杆之间还设置有第一连杆、第二连杆和联动板，所述第一连杆中段铰接于所述支撑板上，所述第一连杆一端铰接于所述绝缘拉杆另一端，所述第一连杆另一端铰接于所述第二连杆一端，所述联动板一端铰接于所述第二连杆另一端，所述联动板另一端铰接于所述支撑板上，所述导向杆后端活动连接于所述联动板上；所述驱动轴转动，并通过所述驱动拐臂、所述绝缘拉杆、所述第一连杆、所述第二连杆和所述联动板的联动，驱动所述导向杆在所述支撑板上进行直线往复运动；

所述真空灭弧室从分闸到合闸过程中，所述第一连杆和所述第二连杆之间的夹角α逐渐增大，且所述真空灭弧室处于合闸状态时，夹角α趋于180°。

2.根据权利要求1所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述联动板和所述支撑板之间设置有分闸簧组件，所述分闸簧组件两端分别铰接于所述联动板和所述支撑板上，所述分闸簧组件可迫使所述联动板带动所述导向杆进行分闸动作。

3.根据权利要求2所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述导向杆和所述支撑板之间还设置有超程弹簧。

4.根据权利要求2所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述真空灭弧室沿横向设置，所述导向杆沿横向滑动设置于所述支撑板上。

5.根据权利要求2所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述真空灭弧室沿纵向设置，所述导向杆沿纵向滑动设置于所述支撑板上。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述联动板中段开设有腰形孔，所述导向杆后端滑动连接于所述腰形孔内。

7.根据权利要求6所述的一种组合式真空断路器的联动组件，其特征在于：所述支撑板上开设有弧形槽，所述联动板一端和所述第二连杆另一端均沿所述弧形槽运动。

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