CN1305090C - 纵向真空断路器传动机构 - Google Patents

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纵向真空断路器传动机构，包括前连杆、后连杆、分闸弹簧和A相、B相、C相拉杆机构。前连杆与后连杆铰接。A、B、C相拉杆机构在结构上相同，均包括拉杆、上连杆、下连杆和灭弧室拐臂。拉杆下端与灭弧室拐臂铰接。灭弧室拐臂一端与固定支点铰接，另一端与上连杆的上端铰接，上连杆的下端与下连杆的上端铰接，下连杆的下端与固定支点铰接。合闸时，上连杆上端和下连杆下端的连线与上连杆之间的夹角为3°-10°。分闸弹簧的一端与后连杆固定连接，其另一端通过一连杆与弹簧座连接。本发明的真空断路器合闸弹跳小，开断性能可靠，合闸功小，且传动结构和分闸弹簧安装在一个很小的框架内，使断路器整体体积小，重量轻。

Description

纵向真空断路器传动机构
(一)技术领域
本发明涉及一种断路器传动机构，特别是涉及一种纵向安装的真空断路器合闸弹跳小、开断性能可靠、减少合闸功的真空断路器传动机构。
(二)背景技术
真空断路器是输配电行业的关键设备，真空断路器正向安装在各种开关柜中。目前，已使用的纵向真空断路器存在体积大、弹簧机构的合闸功偏大，使机构的可靠性能降低，同时合闸时触头弹跳比较大，有些产品弹跳值已超过技术标准的要求值，同时开断性能也不够稳定等缺点。由于真空断路器体积大，导致开关柜体积大，占地面积大，不符合现代化城市建设的需要。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种可使合闸弹跳小、开断性能可靠、可减少合闸功的纵向真空断路器传动机构。
采用的技术方案是：
纵向真空断路器传动机构，包括前连杆、后连杆、分闸弹簧、A相拉杆机构、B相拉杆机构、C向拉杆机构。
前连杆后端与后连杆的前端通过E轴连接。前连杆的前端铰接一机构轴，该机构轴与纵向真空断路器的弹簧机构的输出轴联结。
A相拉杆机构，包括拉杆、上连杆、下连杆和灭弧室拐臂。拉杆下端与灭弧室拐臂铰接，灭弧室拐臂后端与上连杆的上端铰接，灭弧室拐臂前端与固定支点铰接。上连杆的后端与下连杆的上端通过固定在后连杆后端的G轴联结，下连杆的下端与另一固定支点铰接。断路器合闸后，上连杆上端和下连杆下端的连线与上连杆之间的夹角为3°-10°。
B相拉杆机构在结构上与A相拉杆机构完全相同，也包括拉杆、上连杆、下连杆和灭弧室拐臂。B相拉杆机构的拉杆下端与B相拉杆机构的灭弧室拐臂铰接，该灭弧室拐臂后端与B相拉杆机构的上连杆的上端铰接，其前端与固定支点铰接。B相拉杆机构的上拉杆的后端与B相拉杆机构的下连杆的上端通过固定在后连杆中部设定位置上的F轴联结，该下连杆的下端与另一固定支点铰接。断路器合闸后，上连杆上端和下连杆下端的连线与上连杆之间的夹角为3-10°。
C相拉杆机构在结构上与A相拉杆机构相同，也包括拉杆、上连杆、下连杆和灭弧室拐臂。拉杆下端与灭弧室拐臂铰接，灭弧室拐臂后端与上连杆的上端铰接，灭弧室拐臂前端与固定支点铰接。上连杆的后端与下连杆的上端通过E轴联结，下连杆的下端与另一固定支点铰接。断路器合闸后，上连杆上端和下连杆下端的连线与上连杆之间的夹角为3°-10°。
分闸弹簧的前端与F轴固定连接，分闸弹簧后端通过拉杆与弹簧座连接，该弹簧座安装在纵向真空断路器的框架上。
本发明的优点在于：
1、与纵向真空断路器机构连接的拉杆与三相拉杆分开，防止运动时卡滞。
2、采用逐渐增力的连杆结构，且分闸弹簧不直接作用在灭弧室拐臂上，使分闸弹簧刚度由直线型折算到灭弧室上时变为反正弦曲线型。真空断路器合闸弹跳小，开断性能可靠，合闸功小。
3、传动结构和分闸弹簧安装在一个很小的框架内，使断路器整体体积小，且重量轻。
(四)附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。
图2为合闸时图1中力的等效图。
图3为分闸时图1中力的等效图。
图4为处于分闸状态时二种分闸弹簧力折算到触头***时的分闸弹簧力示意图。
(五)具体实施方式
实施例一
纵向真空断路器传动机构，包括前连杆7、后连杆6、分闸弹簧3、A相拉杆机构、B相拉杆机构和C相拉杆机构。
前连杆7的前端铰接一机构轴1，前连杆7的后端与后连杆6的前端通过轴E联结。在后连杆6上的设定位置分别固定有轴F和轴G。
A相拉杆机构，包括拉杆11、上连杆12、下连杆13和灭弧室拐臂14。拉杆11下端与灭弧室拐臂14铰接，灭弧室拐臂14的一端与固定支点15铰接，另一端与上连杆12的上端铰接。上连杆12的下端与下连杆13的上端通过轴G联结，下连杆13的下端与固定支点16铰接。合闸后，上连杆12和下连杆13的连线与上连杆12的夹角为10°。
B相拉杆机构，包括拉杆17、上连杆5、下连杆4和灭弧室拐臂2。拉杆17的下端与灭弧室拐臂2铰接，灭弧室拐臂2的前端与固定支点18铰接，其后端与上连杆5的上端铰接，上连杆5的下端与下连杆4的上端通过固定在后连杆6上的轴F联结，下连杆4的下端与固定支点19铰接。合闸后，上连杆5和下连杆4的连线与上连杆5之间的夹角为10°。
C相拉杆机构，包括拉杆20、上连杆21、下连杆22、灭弧室拐臂23。拉杆20的下端与灭弧室拐臂23铰接，灭弧室拐臂23的前端与固定支点24铰接，灭弧室拐臂23的后端与上连杆21的上端铰接，上连杆21的下端与下连杆22的上端通过轴E联结，下连杆22的下端与固定支点8铰接，分闸弹簧3的一端与轴F固定连接，其另一端通过连杆9与弹簧座10固定连接。合闸后，上连杆21和下连杆22的连线与上连杆21之间的夹角为10°。
机构轴1与纵向真空断路器弹簧机构的输出轴拐臂连接，弹簧座10安装在纵向真空断路器的框架上。固定支点15、16、18、19、8、24分别固定在纵向真空断路器的框架上。拉杆11、17、20分别与纵向真空断路器的A、B、C相动触头连接。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：合闸后上连杆12与下连杆13的连线与上连杆12的夹角为3°；合闸后上连杆5和下连杆4的连线与上连杆5之间的夹角为3°；合闸后上连杆21和下连杆22的连线与上连杆21之间的夹角为3°。
下面对合闸、分闸力的特性进行分析：
A、合闸力的特性分析：
参见图2。当连杆4与连杆5等长时，由计算得知：
 F1＝2SinαF2′
本结构合闸后α角控制在3°
 F1＝2Sin3°F2′
   ＝0.1F2′
当α角控制在10°
F1＝2Sin10°F2′
  ＝0.35F2′
从关系式中看出α角太小，触头压力换算到横向力F1很小，尽管这时机构受力很小，但从另一方面看不利于分闸。α角过大F1与F2′力的变比效果不明显。结论：合闸后α角取3°～10°时，触头压力弹簧折算到F2′，时(一般断路器压力弹簧在2000～4000N之间)而合闸连杆的拉力是很小的。减小机构的合闸功，由于受力小提高了机构的可靠性和耐磨性。同时由于机构连杆7为横向运动，机构内部的运动连杆件间隙对纵向运动的触头影响很小，导致触头弹跳很小。
B、分闸力的特性分析：
见图3，当连杆4与连杆5等长时，由计算得知：F2′＝F3/2SinαF4为常规断路器连杆结构分闸弹簧力，将两种分闸弹簧力折算到触头***时见图4，由图上曲线可以看出在保证断路器开距可靠打开时使F终相等，那么在断路器灭弧室刚离开瞬间，即超行程终了时，曲线1F刚′比直线2F刚得到更大的力值。这种新型结构可以获得更大的刚分力，使触头获得更快的刚分速度，另一方面在合闸过程，这种结构比常规结构储存更多的分闸能量，见图4阴影部分。真空灭弧室由合闸后运动到触头刚离开瞬间(距离通常为3mm)在几毫秒的时间内速度的变化是很大的，就会产生一个很大的加速度。由F＝ma得知：这部分能量在刚分瞬间也要产生附加力，使刚分速度更快，那么断路器的开断性能就更稳定可靠。

Claims (1)

1、纵向真空断路器传动机构，包括前连杆(7)、后连杆(6)、分闸弹簧(3)、A相拉杆机构、B相拉杆机构和C相拉杆机构，其特征在于所述的前连杆(7)的前端铰接一机构轴(1)，前连杆(7)的后端与后连杆(6)的前端通过轴E联结；在后连杆(6)上的设定位置分别固定有轴F和轴G；A相拉杆机构，包括拉杆(11)、上连杆(12)、下连杆(13)和灭弧室拐臂(14)；拉杆(11)下端与灭弧室拐臂(14)铰接，灭弧室拐臂(14)的一端与固定支点(15)铰接，另一端与上连杆(12)的上端铰接；上连杆(12)的下端与下连杆(13)的上端通过轴G联结，下连杆(13)的下端与固定支点(16)铰接；合闸后，上连杆(12)和下连杆(13)的连线与上连杆(12)的夹角为3°-10°；B相拉杆机构，包括拉杆(17)、上连杆(5)、下连杆(4)和灭弧室拐臂(2)；拉杆(17)的下端与灭弧室拐臂(2)铰接，灭弧室拐臂(2)的前端与固定支点(18)铰接，其后端与上连杆(5)的上端铰接，上连杆(5)的下端与下连杆(4)的上端通过固定在后连杆(6)上的轴F联结，下连杆(4)的下端与固定支点(19)铰接；合闸后，上连杆(5)和下连杆(4)的连线与上连杆(5)之间的夹角为3°-10°；C相拉杆机构，包括拉杆(20)、上连杆(21)、下连杆(22)、灭弧室拐臂(23)；拉杆(20)的下端与灭弧室拐臂(23)铰接，灭弧室拐臂(23)的前端与固定支点(24)铰接，灭弧室拐臂(23)的后端与上连杆(21)的上端铰接，上连杆(21)的下端与下连杆(22)的上端通过轴E联结，下连杆(22)的下端与固定支点(8)铰接；合闸后，上连杆(21)和下连杆(22)的连线与上连杆(21)之间的夹角为3°-10°；分闸弹簧(3)的一端与轴F固定连接，其另一端通过连杆(9)与弹簧座(10)固定连接。
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