CN110660609A - 一种户内真空断路器 - Google Patents

Abstract

一种户内真空断路器，箱体为台阶状结构，台阶状结构的低端内设置有永磁体，台阶状结构的高端内设置有操动机构拉杆；永磁体包括静铁芯，静铁芯为竖置的圆柱形筒体，圆柱形筒体的顶部和底部设置有封盖，静铁芯的中心设置有动铁芯，静铁芯与动铁芯的连接处从上到下依次设置有分闸线圈、永久磁铁、合闸线圈；动铁芯的顶部设置有顶部杆，动铁芯的底部设置有底部杆，顶部杆与绝缘拉杆连接，底部杆通过拐臂与右侧的输入拐臂的一端连接，输入拐臂的另一端通过连杆与传动臂连接。本发明结构合理，降低了断路器分闸速度，行程中止时运动速度低，冲击小，延长了永磁操动机构的使用寿命，在遇到突发事件时能手动操作，减少了处置时间，降低了损失。

Description

一种户内真空断路器

技术领域

本发明属于电力、电气技术领域，特别涉及一种40.5kV户内真空断路器。

背景技术

高压电器是在高压线路中用来实现关合、开断、保护、控制、调节、量测的设备。通常我们所说的高压电器包括开关电器、量测电器和限流、限压电器。其中，我们所指的高压开关设备是电压在3kV及以上，频率50Hz以下的电力***开关设备。这些设备主要应用在电力***的保护和控制，根据电网的实际运行情况，把部分设备或者线路投入或者退出电网的运行，当设备和电路发生故障时，通过高压开关设备将这些发生故障的部分从线路中快速断开，保证整个电网的安全运行以及设备维修人员的安全。

真空断路器在灭弧室电压等级不断提高的同时，其操动机构也不断改进，经历了从电磁操动机构、弹簧操动机构向永磁操动机构方向发展的过程。电磁操动机构由电磁铁、分闸弹簧以及必要的机械锁扣组成，具有结构简、零件少、制造成本低的特点。虽然电磁操动机构的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求，但是由于其动作时间长，合闸线圈消耗的功率大，因此，逐渐开始退出使用。弹簧操动机构由弹簧储存分合闸所需要的能量，并通过凸轮和连杆机构推动断路器动触头动作，通过调节弹簧的压力可以调节分合闸速度。目前，弹簧操动机构技术发展已经成熟，然而，由于弹簧操动机构的机械零部件多，零件材质、加工精度以及装配精度都可能影响机构的可靠性，而且弹簧机构存在可控性差、效率低的缺点，因此，限制了其在开关智能化领域的应用。

40.5kV户内高压真空断路器适用于三相交流50Hz，额定电压40.5kV电力***中，可供工矿企业，发电厂及变电站做为分合负荷电流、过载电流、短路电流之用，并适用于频繁操作场所。其结构由极柱部分及操动机构、底盘三部分组成，极柱部分由真空灭弧室、真空极柱、静触头、动触头组成，静触头、动触头在真空灭弧室内，动触头与下真空极柱连接，并通过拉杆与操动机构连接，静触头与上真空极柱连接。存在以下技术缺陷：高压真空断路器拐臂在分合闸过程中摆动量很大，造成了真空断路器分合闸过程中弹跳大，弹跳大导致真空断路器重燃，不能有效的分合闸，致使40.5KV户内真空断路器不能可靠运行。

永磁操动机构其优点表现在：(1)由于在合闸时不需要给分闸提供能量，合闸能量较小，合闸线圈线径较细，需要的电源电流较小：(2)机构在合闸位置时，永久磁铁只需要克服触头弹簧的力而不包括分闸弹簧的力；在使用中存在以下技术缺陷：1)、在分闸过程中，因断路器对操动机构要求有较高的刚分速度，这需要在行程一开始就通以较大电流，而且在分闸过程中，由于工作气隙越来越小，激磁电流产生的力越来越大，永久磁铁对分闸速度由原来的阻碍作用变为推动作用，进一步加快断路器分闸速度，导致行程中止时运动速度较高，形成很大的冲击，降低了永磁操动机构的使用寿命；2)、在遇到突发事件时，无法手动操作，延误了最佳处置时间，造成不可弥补的损失。

如何设计一种户内真空断路器，如何降低断路器分闸速度、减小冲击，如何在手动操作时使得拐臂能有效的分合闸，成为急需解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种降低断路器分闸速度、减小冲击，在手动操作时拐臂能有效的分合闸的一种户内真空断路器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种户内真空断路器，包括固封极柱、箱体，固封极柱安装在箱体顶部，固封极柱包括上出线座、真空灭弧室、下出线座、绝缘外壳和绝缘拉杆，上出线座和下出线座分别设于真空灭弧室的顶部和底部，绝缘拉杆的上端连接真空灭弧室上的动导电杆，真空灭弧室和绝缘拉杆封闭在绝缘外壳内，其特征在于：所述的箱体为台阶状结构，台阶状结构的低端内设置有永磁体，台阶状结构的高端内设置有操动机构拉杆；

永磁体包括静铁芯，静铁芯为竖置的圆柱形筒体，圆柱形筒体的顶部和底部设置有封盖，静铁芯的中心设置有动铁芯，静铁芯与动铁芯的连接处从上到下依次设置有分闸线圈、永久磁铁、合闸线圈；

动铁芯的顶部设置有顶部杆，动铁芯的底部设置有底部杆，顶部杆与绝缘拉杆连接，底部杆通过拐臂与右侧的输入拐臂的一端连接，输入拐臂的另一端通过连杆与传动臂连接；

输入拐臂包括前后设置的连板，两个连板之间从左到右依次设置有转动块、主轴、轴套，转动块与拐臂连接，连板的前后端面设置有对称布置的支撑板，轴套内的轴与连杆连接；轴套与两个连板的内侧之间采用氩弧焊焊接；主轴与两个连板的外端面采用氩弧焊焊接磨平。

于本发明的一实施例中，所述的拐臂与输入拐臂的连接端设置有触头弹簧。

于本发明的一实施例中，所述的输入拐臂的中部设置有主轴，输入拐臂的另外两端能依次绕着主轴运动。

本发明结构合理，降低了断路器分闸速度，行程中止时运动速度低，冲击小，延长了永磁操动机构的使用寿命，在遇到突发事件时能手动操作，减少了处置时间，降低了损失，拐臂在分合闸过程中摆动量小，能有效的分合闸，户内真空断路器能可靠运行，推广应用具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图。

图2是本发明的输入拐臂主视图。

图3是本发明的输入拐臂俯视图。

图中：1.上出线座；2.真空灭弧室；3.下出线座；4.绝缘外壳；5.绝缘拉杆；6.分闸线圈；7.静铁芯；8.永久磁铁；9.动铁芯；10.合闸线圈；11.拐臂；12.输入拐臂；13.连杆；14.传动臂；15.操动机构拉杆；1201.转动块；1202.主轴；1203.连板；1204.轴套；1205.支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，一种户内真空断路器，包括固封极柱、箱体，固封极柱安装在箱体顶部，固封极柱包括上出线座1、真空灭弧室2、下出线座3、绝缘外壳4和绝缘拉杆5，上出线座1和下出线座3分别设于真空灭弧室2的顶部和底部，绝缘拉杆5的上端连接真空灭弧室2上的动导电杆，真空灭弧室2和绝缘拉杆5封闭在绝缘外壳4内，其特征在于：所述的箱体为台阶状结构，台阶状结构的低端内设置有永磁体，台阶状结构的高端内设置有操动机构拉杆15；

永磁体包括静铁芯7，静铁芯7为竖置的圆柱形筒体，圆柱形筒体的顶部和底部设置有封盖，静铁芯7的中心设置有动铁芯9，静铁芯7与动铁芯9的连接处从上到下依次设置有分闸线圈6、永久磁铁8、合闸线圈10；

动铁芯9的顶部设置有顶部杆，动铁芯9的底部设置有底部杆，顶部杆与绝缘拉杆5连接，底部杆通过拐臂11与右侧的输入拐臂12的一端连接，输入拐臂12的另一端通过连杆13与传动臂14连接；

输入拐臂12包括前后设置的连板1203，两个连板1203之间从左到右依次设置有转动块1201、主轴1202、轴套1204，转动块1201与拐臂11连接，连板1203的前后端面设置有对称布置的支撑板1205，轴套1204内的轴与连杆13连接；轴套1204与两个连板1203的内侧之间采用氩弧焊焊接；主轴1202与两个连板1203的外端面采用氩弧焊焊接磨平；拐臂在分合闸过程中摆动量小，能有效的分合闸，户内真空断路器能可靠运行；

所述的拐臂11与输入拐臂12的连接端设置有触头弹簧；

所述的输入拐臂12的中部设置有主轴，输入拐臂12的另外两端能依次绕着主轴运动。

具体实施时，固封极柱包括上出线座1、真空灭弧室2、下出线座3、绝缘外壳4和绝缘拉杆5，上出线座1和下出线座3分别位于真空灭弧室2的顶部和底部，通过加长上出线座1和下出线座3外表面环氧树脂外壳的长度，来实现爬电距离；绝缘拉杆5的上端连接真空灭弧室2上的动导电杆，其下端连接动铁芯9的顶部杆，真空灭弧室2和绝缘拉杆5封闭在绝缘外壳4内。

实施例一、当断路器处于分闸位置时，永久磁铁8的磁场主要作用在动铁芯9上方，所产生的吸引力通过绝缘拉杆5传递到触头***，使之保持在分闸位置；

当收到合闸命令时，合闸线圈10通以相应电流使其在上部工怍气隙产生的磁场方向与永久磁铁8的磁场方向相反，增大动铁芯9下端的磁通，减小上端磁通，当合闸线圈10电流达到某一值时，动铁芯9开始向下运动，并随着底部气隙磁阻的减小向下呈加速运动；动铁芯9到达合闸位置时，位置传感器输出信号切断分闸线圈6电流，由永久磁铁8的吸引力保持合闸位置；

分闸过程与合闸过程相同，只是由分闸线圈6来产生相应的磁场来减小动铁芯9下端面磁通从而达到分闸的目的；动铁芯9带动拐臂11运动，加速的冲击力由拐臂11与输入拐臂12连接端的触头弹簧吸收，并将多余的能量依次通过输入拐臂12、连杆13、传动臂14、操动机构拉杆15释放，降低了断路器分闸速度，行程中止时运动速度低，冲击小，延长了永磁操动机构的使用寿命。

实施例二、在遇到突发事件时的手动操作：通过操动机构拉杆15依次带动传动臂14、连杆13、输入拐臂12，拐臂11、动铁芯9、绝缘拉杆5运动，完成分闸过程或合闸过程，拐臂11与输入拐臂12连接端的触头弹簧能释放或吸收能量，减少了处置时间，降低了损失。

综上所述，本发明结构合理，降低了断路器分闸速度，行程中止时运动速度低，冲击小，延长了永磁操动机构的使用寿命，在遇到突发事件时能手动操作，减少了处置时间，降低了损失，拐臂在分合闸过程中摆动量小，能有效的分合闸，户内真空断路器能可靠运行。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种户内真空断路器，包括固封极柱、箱体，固封极柱安装在箱体顶部，固封极柱包括上出线座(1)、真空灭弧室(2)、下出线座(3)、绝缘外壳(4)和绝缘拉杆(5)，上出线座(1)和下出线座(3)分别设于真空灭弧室(2)的顶部和底部，绝缘拉杆(5)的上端连接真空灭弧室(2)上的动导电杆，真空灭弧室(2)和绝缘拉杆(5)封闭在绝缘外壳(4)内，其特征在于：所述的箱体为台阶状结构，台阶状结构的低端内设置有永磁体，台阶状结构的高端内设置有操动机构拉杆(15)；

永磁体包括静铁芯(7)，静铁芯(7)为竖置的圆柱形筒体，圆柱形筒体的顶部和底部设置有封盖，静铁芯(7)的中心设置有动铁芯(9)，静铁芯(7)与动铁芯(9)的连接处从上到下依次设置有分闸线圈(6)、永久磁铁(8)、合闸线圈(10)；

动铁芯(9)的顶部设置有顶部杆，动铁芯(9)的底部设置有底部杆，顶部杆与绝缘拉杆(5)连接，底部杆通过拐臂(11)与右侧的输入拐臂(12)的一端连接，输入拐臂(12)的另一端通过连杆(13)与传动臂(14)连接；

输入拐臂(12)包括前后设置的连板(1203)，两个连板(1203)之间从左到右依次设置有转动块(1201)、主轴(1202)、轴套(1204)，转动块(1201)与拐臂(11)连接，连板(1203)的前后端面设置有对称布置的支撑板(1205)，轴套(1204)内的轴与连杆(13)连接；轴套(1204)与两个连板(1203)的内侧之间采用氩弧焊焊接；主轴(1202)与两个连板(1203)的外端面采用氩弧焊焊接磨平。

2.根据权利要求1所述的一种户内真空断路器，其特征在于：所述的拐臂(11)与输入拐臂(12)的连接端设置有触头弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种户内真空断路器，其特征在于：所述的输入拐臂(12)的另外两端能依次绕着主轴运动。

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