CN108648939A - 一种高压真空断路器 - Google Patents

一种高压真空断路器 Download PDF

Info

Publication number
CN108648939A
CN108648939A CN201810671446.5A CN201810671446A CN108648939A CN 108648939 A CN108648939 A CN 108648939A CN 201810671446 A CN201810671446 A CN 201810671446A CN 108648939 A CN108648939 A CN 108648939A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole
conductive rod
circuit breaker
phase
vaporization chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810671446.5A
Other languages
English (en)
Inventor
孙益源
孙志忠
邱卫东
季小刚
季胜蓝
蒋志融
瞿鹏程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongyuan Nantong New Energy Technology Development Co Ltd
Nantong Dongyuan Electric Intelligent Co Ltd
Original Assignee
Dongyuan Nantong New Energy Technology Development Co Ltd
Nantong Dongyuan Electric Intelligent Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongyuan Nantong New Energy Technology Development Co Ltd, Nantong Dongyuan Electric Intelligent Co Ltd filed Critical Dongyuan Nantong New Energy Technology Development Co Ltd
Priority to CN201810671446.5A priority Critical patent/CN108648939A/zh
Publication of CN108648939A publication Critical patent/CN108648939A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52—Cooling of switch parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52—Cooling of switch parts
    • H01H2009/526—Cooling of switch parts of the high voltage switches

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高压真空断路器，它包括断路器支架、断路器操作机构，固封极柱；固封极柱为三个，三个固封极柱均垂直设置于断路器支架的上端；固封极柱的底端均与断路器操作机构相连接；固封极柱的内部上方设置有用于完成三相电网三相电路开断的真空灭弧室、中部设置有散热机构；散热机构的下方设置有拉杆压力簧；散热机构的左侧、右侧关于动导电杆对称；散热机构的右侧设置有冷凝室、蒸发室；蒸发室设置于动导电杆的右侧；蒸发室的右侧设置有冷凝室；蒸发室的上端通过热气通道与冷凝室的上端相连接，蒸发室的下端通过液流通道与冷凝室的下端相连接。本设计开断能力强、少维护，可广泛应用于126kV高电压***的开关设备。

Description

一种高压真空断路器
技术领域
本发明涉及一种断路器，尤其涉及一种高压真空断路器。
背景技术
目前的高压电力开关设备中，广泛使用的是六氟化硫开关设备。126kV高电压***的带充气金属外壳的断路器均为六氟化硫断路器，使用六氟化硫灭弧室，这类断路器的灭弧介质为高压力(0.4～0.5MPa)的六氟化硫气体，虽然SF6气体具有优异的灭弧和绝缘性能，但是SF6气体是一种强温室效应气体，在1997年通过的《京都议定书》中所指出的6种温室效应气体中，SF6气体是温室效应最强的一种，它的地球温暖化系数是CO2的23900倍，它在大气中的寿命是3200年，因此限制使用SF6气体是一种必然趋势；六氟化硫断路器在整个开断过程中，电弧一直在电弧触头上的固定点燃烧，触头烧蚀较严重，需要定期维护；高压断路器在工作过程中，会产生大量热量，如果热量没有及时散发，时间久了，会降低设备的使用寿命。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种高压真空断路器。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高压真空断路器，包括断路器支架、断路器操作机构，固封极柱、冷凝室、蒸发室；固封极柱为三个，三个固封极柱均垂直设置于断路器支架的上端；固封极柱的底端均与断路器操作机构相连接；
固封极柱的内部上方设置有用于完成三相电网三相电路开断的真空灭弧室、中部设置有散热机构；散热机构的下方设置有拉杆压力簧；
真空灭弧室包括静导电杆、静触头、动触头、动导电杆；真空灭弧室的外部包裹有硅橡胶材料的绝缘套管；动导电杆竖直设置于真空灭弧室的中部并穿过真空灭弧室的底部，动导电杆向下贯穿散热机构的中部并与拉杆压力簧接触相接；动导电杆起导通电流的作用；动导电杆的外部设置有导向套；导向套用于使真空灭弧室的动导电杆在分合闸运动过程中沿着真空灭弧室的轴线做直线运动；
散热机构的左侧、右侧关于动导电杆对称；散热机构的右侧设置有冷凝室、蒸发室；蒸发室设置于动导电杆的右侧；蒸发室的右侧设置有冷凝室；蒸发室的上端通过热气通道与冷凝室的上端相连接，蒸发室的下端通过液流通道与冷凝室的下端相连接；冷凝室与蒸发室形成一个散热介质的循环流动，并在吸热及冷却工作过程中，通过相变，使得吸热及散热效果更好；
断路器操作机构包括三相机械联动连接机构、弹簧储能机构；弹簧储能机构设置于断路器支架的下端中部并通过导向支架与三相机械联动连接机相连接；三相机械联动连接机构的三个单相连杆机构的输出端分别与三个固封极柱三个对应的输入端相连接；单相连杆机构通过拉杆与固封极柱内的拉杆压力簧相连接，弹簧储能机构将扭矩输出至三个单相连杆机构，使拉杆压力簧压缩，推动真空灭弧室内的动触头，使动触头、静触头闭合，从而实现断路器的分、合闸操作。
固封极柱的上端设置有上出线座、中部设置有下出线座。
散热机构还包括法兰散热器；法兰散热器设置于固封极柱上法兰轴承的外部。
静导电杆与静触头相连接；静触头与动触头接触相接；动触头与动导电杆相连接。
断路器支架的下方设置有断路器底座。
本发明不仅采用真空灭弧室作为主回路开断元件，取代SF6气体灭弧技术，通过硅橡胶固封极柱工艺取代SF6气体绝缘工艺，避免了温室气体SF6的消耗及其对环境的影响，电弧在真空介质中开断，提高了断路器开断短路电流的能力，真空灭弧能力强、电寿命长，实现了断路器免维护；而且以具有憎水性能的硅橡胶材料绝缘套管取代陶瓷质地的绝缘套管，具有电离特性好、机械强度高、可耐冲击、防碰撞的优点，提高了供电的连续性和安全性；同时采用相变材料改善产品散热情况，优化设计了散热结构，增强了散热性能。此外，本设计开断能力强、少维护，可广泛应用于126kV高电压***的开关设备。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为固封极柱的整体结构示意图。
图中：1、固封极柱；2、断路器支架；3、三相机械联动连接机构；4、弹簧储能机构；5、拉杆压力簧；6、真空灭弧室；7、冷凝室；8、蒸发室；9、上出线座；10、下出线座；11、动导电杆；12、导向套；13、法兰散热器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示的一种高压真空断路器，包括断路器支架2、断路器操作机构，固封极柱1、冷凝室7、蒸发室8；固封极柱1为三个，三个固封极柱均垂直设置于断路器支架2的上端；固封极柱1的底端均与断路器操作机构相连接；断路器支架2的下方设置有断路器底座。
固封极柱1的内部上方设置有用于完成三相电网三相电路开断的真空灭弧室6、中部设置有散热机构；散热机构的下方设置有拉杆压力簧5；真空灭弧室6通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。固封极柱1的上端设置有上出线座9、中部设置有下出线座10。电流从126KV真空断路器上出线座9引入，经过真空灭弧室6的静导电杆、静触头，动触头，动导电杆11、滑动触头、动触座，再到下出线座10引出，当大电流流经上述部件，产生大量热量，需要采取措施进行降温，特别是由于动导电杆11采用滑动接触，动触座及下出线座10部位发热量最大。
真空灭弧室6包括静导电杆、静触头、动触头、动导电杆11；真空灭弧室6的外部包裹有硅橡胶材料的绝缘套管；真空灭弧室6的电弧在真空介质中开断，提高了断路器开断短路电流的能力，真空灭弧能力强、电寿命长，实现了断路器免维护。静导电杆与静触头相连接；静触头与动触头接触相接；动触头与动导电杆11相连接。外部通过硅橡胶材料绝缘套管对真空灭弧室使用液态硅橡胶进行包封固化，真空灭弧室的波纹管用于动导电杆11上下运动，同时保持真空灭弧室6真空腔体与外部的隔离密封。硅橡胶材料绝缘套管具有电离特性好、机械强度高、可耐冲击、防碰撞、憎水性能，提高了供电的连续性和安全性。动导电杆11竖直设置于真空灭弧室6的中部并穿过真空灭弧室6的底部，动导电杆11向下贯穿散热机构的中部并与拉杆压力簧5接触相接；动导电杆11起导通电流的作用；动导电杆11的外部设置有导向套12；导向套12用于使真空灭弧室6的动导电杆11在分合闸运动过程中沿着真空灭弧室6的轴线做直线运动；
散热机构的左侧、右侧关于动导电杆11对称；散热机构的右侧设置有冷凝室7、蒸发室8；蒸发室8设置于动导电杆11的右侧；蒸发室8的右侧设置有冷凝室7；蒸发室8的上端通过热气通道与冷凝室7的上端相连接，蒸发室8的下端通过液流通道与冷凝室7的下端相连接；冷凝室7与蒸发室8形成一个散热介质的循环流动，并在吸热及冷却工作过程中，通过相变，使得吸热及散热效果更好；液体在转变成气体时，可以吸收大量的热能，在气体在转变成液体时，可释放大量热能，所以该结构比常规金属导热、冷却液导热进行散热的效果更好。散热机构还包括法兰散热器13；法兰散热器13设置于固封极柱1上法兰轴承的外部。
为提高高压真空断路器的散热性能，在下出线座10的位于断路器内侧位置，设有蒸发室8，在下出线座10的位于断路器外侧位置，设有冷凝室7，冷凝室7与蒸发室8之间通过上下两个通道相连，上通道为热气通道，下通道为液流通道，形成一个散热介质循环流动的回路。采用相变材料作为导热介质，将真空灭弧室6、动导电杆11、滑动触头等载流回路产生的热能快速散发；相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。本方案所采用的相变材料，具有潜热大和稳定性高的特点，使用周期可长达二十年以上。在固封极柱1的内部温度达到80℃左右时，相变材料在蒸发室8吸收大量热能，由液体变为气体，并向上方流动，通过上通道的热气通道，流动到位于断路器固封极柱1外部的散热片部位的冷凝室7，并通过固封极柱1外部的散热片散热；在固封极柱1的内部温度降低后，冷凝室7内的相变材料由气体变为液体，释放出大量的热能，并在重力作用下向下流动，通过下方的液流通道，回流到蒸发室8，这样形成一个散热的循环流动。
断路器操作机构包括三相机械联动连接机构3、弹簧储能机构4；弹簧储能机构4设置于断路器支架2的下端中部并通过导向支架与三相机械联动连接机3相连接；三相机械联动连接机构3的三个单相连杆机构的输出端分别与三个固封极柱三个对应的输入端相连接；单相连杆机构通过拉杆与固封极柱1内的拉杆压力簧5相连接，弹簧储能机构4将扭矩输出至三个单相连杆机构，使拉杆压力簧5压缩，推动真空灭弧室6内的动触头，使动触头、静触头闭合，从而实现断路器的分、合闸操作。
断路器操作机构用于断路器的分合闸操作，弹簧储能机构4的合闸储能弹簧在电机作用下压缩(或拉伸)储能，合闸操作时，合闸弹簧释放能量，通过三相机械联动连接机构3，带动固封极柱1内拉杆向上运动，使拉杆压力簧5压缩，推动真空灭弧室6的动触头，使之动静触头闭合，实现断路器的分、合闸操作；在断路器合闸状态中，拉杆压力簧5被压缩，使真空灭弧室6的动触头与静触头保持在压力下，能可靠接触；分闸时，拉杆压力簧5释放能量，可帮助动触头快速与静触头分离，加大分闸速度，提高开断性能。
本发明采用相变技术，应用相变流体进行散热，散热效果好，使得设备载流能力强，额定电流大；采用真空灭弧技术，开断能力强、少维护，无温室效应气体应用，绿色环保；采用硅橡胶作外绝缘，憎水性能强，抗污秽闪络、潮湿闪络、绝缘性能稳定；以硅橡胶替代陶瓷，重量轻，耐机械冲击，生产制造过程绿色化，是可替代SF6高压断路器应用于126kV高电压***作为电路控制保护的开关设备。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高压真空断路器，包括断路器支架(2)、断路器操作机构，其特征在于：它还包括固封极柱(1)、冷凝室(7)、蒸发室(8)；所述固封极柱(1)为三个，三个固封极柱均垂直设置于断路器支架(2)的上端；固封极柱(1)的底端均与断路器操作机构相连接；
所述固封极柱(1)的内部上方设置有用于完成三相电网三相电路开断的真空灭弧室(6)、中部设置有散热机构；所述散热机构的下方设置有拉杆压力簧(5)；
所述真空灭弧室(6)包括静导电杆、静触头、动触头、动导电杆(11)；真空灭弧室(6)的外部包裹有硅橡胶材料的绝缘套管；所述动导电杆(11)竖直设置于真空灭弧室(6)的中部并穿过真空灭弧室(6)的底部，动导电杆(11)向下贯穿散热机构的中部并与拉杆压力簧(5)接触相接；动导电杆(11)起导通电流的作用；动导电杆(11)的外部设置有导向套(12)；导向套(12)用于使真空灭弧室(6)的动导电杆(11)在分合闸运动过程中沿着真空灭弧室(6)的轴线做直线运动；
所述散热机构的左侧、右侧关于动导电杆(11)对称；所述散热机构的右侧设置有冷凝室(7)、蒸发室(8)；所述蒸发室(8)设置于动导电杆(11)的右侧；蒸发室(8)的右侧设置有冷凝室(7)；蒸发室(8)的上端通过热气通道与冷凝室(7)的上端相连接，蒸发室(8)的下端通过液流通道与冷凝室(7)的下端相连接；冷凝室(7)与蒸发室(8)形成一个散热介质的循环流动，并在吸热及冷却工作过程中，通过相变，使得吸热及散热效果更好；
所述断路器操作机构包括三相机械联动连接机构(3)、弹簧储能机构(4)；所述弹簧储能机构(4)设置于断路器支架(2)的下端中部并通过导向支架与三相机械联动连接机构(3)相连接；所述三相机械联动连接机构(3)的三个单相连杆机构的输出端分别与三个固封极柱三个对应的输入端相连接；单相连杆机构通过拉杆与固封极柱(1)内的拉杆压力簧(5)相连接，弹簧储能机构(4)将扭矩输出至三个单相连杆机构，使拉杆压力簧(5)压缩，推动真空灭弧室(6)内的动触头，使动触头、静触头闭合，从而实现断路器的分、合闸操作。
2.根据权利要求1所述的高压真空断路器，其特征在于：所述固封极柱(1)的上端设置有上出线座(9)、中部设置有下出线座(10)。
3.根据权利要求2所述的高压真空断路器，其特征在于：所述散热机构还包括法兰散热器(13)；所述法兰散热器(13)设置于固封极柱(1)上法兰轴承的外部。
4.根据权利要求3所述的高压真空断路器，其特征在于：所述静导电杆与静触头相连接；所述静触头与动触头接触相接；所述动触头与动导电杆(11)相连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高压真空断路器，其特征在于：所述断路器支架(2)的下方设置有断路器底座。
CN201810671446.5A 2018-06-26 2018-06-26 一种高压真空断路器 Pending CN108648939A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810671446.5A CN108648939A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种高压真空断路器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810671446.5A CN108648939A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种高压真空断路器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108648939A true CN108648939A (zh) 2018-10-12

Family

ID=63753452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810671446.5A Pending CN108648939A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种高压真空断路器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108648939A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841448A (zh) * 2019-01-09 2019-06-04 同济大学 一种基于液体冷却的固封极柱

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006066427A1 (de) * 2004-12-20 2006-06-29 Abb Research Ltd Vakuumschalter mit grosser stromtragfähigkeit
CN101430986A (zh) * 2008-11-21 2009-05-13 郑文秀 户外高压永磁式真空断路器
JP2009277386A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Toshiba Corp 真空遮断器
CN103779131A (zh) * 2013-01-22 2014-05-07 上海乐研电气科技有限公司 一种用于寒冷地区的六氟化硫高压电气设备
CN205582810U (zh) * 2016-04-29 2016-09-14 许昌永新电气股份有限公司 一种高压真空断路器极柱

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006066427A1 (de) * 2004-12-20 2006-06-29 Abb Research Ltd Vakuumschalter mit grosser stromtragfähigkeit
JP2009277386A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Toshiba Corp 真空遮断器
CN101430986A (zh) * 2008-11-21 2009-05-13 郑文秀 户外高压永磁式真空断路器
CN103779131A (zh) * 2013-01-22 2014-05-07 上海乐研电气科技有限公司 一种用于寒冷地区的六氟化硫高压电气设备
CN205582810U (zh) * 2016-04-29 2016-09-14 许昌永新电气股份有限公司 一种高压真空断路器极柱

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841448A (zh) * 2019-01-09 2019-06-04 同济大学 一种基于液体冷却的固封极柱
CN109841448B (zh) * 2019-01-09 2020-07-28 同济大学 一种基于液体冷却的固封极柱

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104576175B (zh) 一种高压双断口断路器
CN107359068B (zh) 一种具有复合灭弧性能的塑壳断路器
CN110021495B (zh) 用于直流开断的液体灭弧室、直流断路器及其方法
WO2010031290A1 (zh) 环氧浇注固体绝缘双隔离开关
WO2020151464A1 (zh) 真空灭弧室及真空断路器
KR20060050183A (ko) 고전압 대용량 차단기
CN201868836U (zh) 一种利用组合磁铁的双流体自恢复断路装置
CN109494132B (zh) 一种双触点塑壳断路器
CN108648939A (zh) 一种高压真空断路器
Hoerauf et al. Characteristics and applications of various arc interrupting methods
KR101291789B1 (ko) 가스절연개폐장치
CN105590786A (zh) 一种新型灭弧室
CN101930871B (zh) 一种高压开关设备用高载流能力灭弧室
CN113611550B (zh) 一种承载大电流的快速机械开关
CN100435253C (zh) 一种高速双断口磁吹中压大电流直流限流断路器
CN2746507Y (zh) 126kV单断口户外高压真空断路器
CN207303023U (zh) 一种罩壳式屏蔽灭弧机构
CN204289245U (zh) 一种带永磁机构的双动真空灭弧室
CN100468594C (zh) 瓷柱式断路器
JP2018113189A (ja) ガス遮断器
CN107342196B (zh) 一种高分断塑料外壳式断路器灭弧装置
CN205487926U (zh) 一种新型灭弧室
CN104637734B (zh) 无电弧电力断路器
CN206685309U (zh) 一种高压真空负荷开关断路器
CN207303021U (zh) 一种具有强大分断短路电流能力的塑壳断路器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181012