CN201156497Y - 一种断路器中的合闸缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：它包括一上框架和一下框架，在所述上框架和下框架之间固定连接一弹簧，在所述上框架的顶部固定一上螺杆，在所述下框架的底部设置一下螺杆；在所述下螺杆顶部设置一缓冲器油缸，所述缓冲器油缸通过螺纹固定连接在所述下框架上；所述缓冲器油缸的上端穿过所述上框架，通过一螺母连接定位；一限位板通过一吊挂装置吊设在所述缓冲器油缸的上方，所述吊挂装置固定在断路器箱体上。所述下螺杆可以下框架固定连接成一体，也可以活动穿设，还可以与缓冲器油缸制作成一体后直接插设在下框架中。本实用新型由于设置了缓冲器油缸，吸收了碰撞动能，使得动、静触头合闸平稳，可推广于其他断路器的设计中。

Description

一种断路器中的合闸缓冲装置

技术领域

本实用新型涉及一种断路器，特别是关于一种断路器中的合闸缓冲装置。

背景技术

为保护敏感性的重要工业负荷免受来自电力***的短时干扰，如电压跌落和电压突升现象的影响，以及提高电力***的电能质量，需要保护性器件如高压断路器具有很高速度的合、分闸特性。目前高压断路器普遍采用的弹簧操动机构、电磁操动机构、永磁操动机构或液压操动机构的合闸速度范围为0.4m/s～0.6m/s，分闸速度范围为0.8m/s～1.0m/s，合闸时间范围为40ms～60ms，分闸时间范围为20ms～40ms，难以达到快速合、分闸的要求。

目前一种新型的配以电磁斥力操动机构的高压快速真空断路器，其合闸速度为1.6m/s～2.0m/s，分闸速度为2.8m/s～3.0m/s，合闸时间小于等于6ms，分闸时间小于等于2ms，实现了断路器的快速合、分闸。因为快速断路器不同于普通断路器的最突出特点是速度极快，所以不可避免的在合闸过程中动、静触头接触时刻，运动部件会对静止部件产生巨大的冲击，产生合闸弹跳，对断路器的性能和寿命以及电网中的用电设备造成严重损害。为弥补上述缺陷，就需要对合闸动作过程及能量分配进行分析，找出合理的解决办法。

发明内容

针对以上问题，本实用新型的目的是提供一种用于减小断路器合闸冲击，抑制合闸弹跳的缓冲装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：它包括一上框架和一下框架，在所述上框架和下框架之间固定连接一弹簧，在所述上框架的顶部固定一上螺杆，在所述下框架的底部设置一下螺杆；在所述下螺杆顶部设置一缓冲器油缸，所述缓冲器油缸通过螺纹固定连接在所述下框架上；所述缓冲器油缸的上端穿过所述上框架，通过一螺母连接定位；一限位板通过一吊挂装置吊设在所述缓冲器油缸的上方，所述吊挂装置固定在断路器箱体上。

所述下螺杆可以与所述下框架固定连接成一体。

所述下螺杆滑动穿设在所述下框架中，所述缓冲器油缸坐在所述下螺杆顶部。

所述下螺杆滑动穿设在所述下框架中，且与所述缓冲器油缸固定连接成一体。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于将缓冲器油缸与弹簧两个功能单元合并为一个结构单元，设计巧妙、结构新颖、节省了空间。2、本实用新型由于在弹簧装置中设置了一个缓冲器油缸，实现了轴向缓冲，缓冲更直接、更平稳，避免了侧向安装时动触头的倾斜。3、本实用新型由于缓冲器油缸在向上运动过程中产生了缓冲作用，吸收了部分动能，所以减小了对静止部件的冲击，抑制了合闸弹跳，实现了平稳合闸。4、本实用新型的由于设置了弹簧装置，因此为动、静触头的可靠接触提供了保持力。本实用新型可广泛应用于断路器中。

附图说明

图1是本实用新型触头簧装置的一个实施例结构示意图

图2是本实用新型触头簧装置设置在快速断路器中的示意图

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型进行详细地说明。

针对断路器合闸时动、静触头接触时刻的物理现象，以及从能量转换和分配的角度进行分析得知：

1、快速真空断路器在合闸操作时，由于合闸速度很快，动触头及运动部件归算到动触头处的动能W很大，这一能量在动触头与静触头碰撞后转换成三部分，即碰撞损失Wp、触头弹簧压缩后储能Ws和触头弹跳时的动能Wt，即：

W＝Wp+Ws+Wt    (1)

触头弹跳时的动能Wt随着弹跳幅度衰减而逐渐消耗，直至消耗完毕。Wt越大意味着弹跳时间越长，则在一定范围内加速了触头的磨损，从而导致断路器电寿命的缩短，所以控制并降低合闸弹跳是非常必要的。

2、由动能运算公式可知，断路器在合闸时动能的大小为：

W＝mV²/2       (2)

式中m为合闸操作时动触头及运动部件归算到动触头处的质量，V为触头碰撞时动触头的瞬时速度，显然当快速断路器的合闸速度约为普通断路器的4倍时，则合闸动能约为普通断路器的16倍。由式(1)可知，预控制并降低Wt则必须提高Wp+Ws至16倍。

3、碰撞损失Wp主要是由于触头碰撞产生变形损失的，而如今真空断路器为保证机械寿命以及耐受电烧蚀，触头设计的机械强度很高，因此Wp基本无法增大。

4、触头弹簧压缩后的储能Ws为：

Ws＝kH²/2      (3)

式中k为弹性系数，H为触头弹簧压缩行程。如增大H，则会在释放H的过程中消耗过多时间，无法保证快速分闸的特性，因此H值不宜过大；而k值受工艺和尺寸限制亦无法大幅提高。

综上所述，预控制并降低Wt，基本无法通过增加Wp+Ws来解决，只有在动静触头碰撞前减小总的合闸动能W才是可能。通过分析动、静触头接触时刻能量转换和分配的过程得到，若要减小冲击造成的损害只有在合闸时刻之前吸收大部分能量，从而减小总的合闸动能W。因此，选择在现有技术的触头簧结构基础之上，增加缓冲器装置。

如图1所示，本实用新型包括一上框架1和一下框架2，在上框架1和下框架2之间固定连接一弹簧3，在上框架1的顶部固定一上螺杆4，在下框架2的底部穿设一下螺杆5。将一缓冲器油缸6的下端穿过弹簧3坐在下螺杆5上并通过螺纹固定连接在下框架2上。缓冲器油缸6的上端穿过上框架1，通过一螺母7连接定位。一限位板8通过一吊挂装置9吊设在缓冲器油缸6的上方，吊挂装置9为刚性吊杆，固定在断路器箱体10(如图2所示)上或其它辅助装置上，当上框架1上、下运动时，吊挂装置9不影响其运动。

上述实施例中，下螺杆5可以与下框架2固定连接成一体；下螺杆5也可以活动穿设；下螺杆5还可以与缓冲器油缸6制作成一体，直接插设在下框架2中并固定。

如图2所示，本实用新型使用前，先调节螺母7，给弹簧3施一预压力，缓冲器油缸6中的活塞杆11为完全卸压或半卸压状态，然后将本实用新型竖直放置在快速断路器箱体10中，上螺杆4固定连接断路器的动触头装置12，下螺杆5固定连接断路器的驱动机构13。工作时，当***发出合闸命令后，驱动机构13提供一向上的驱动力，推动下螺杆5向上运动，由此带动下框架2和缓冲器油缸6一起向上运动，同时压缩弹簧3带动上框架1向上运动，当缓冲器油缸6向上运动过程中，活塞杆11碰到限位板8时，停止运动，而此时缓冲器油缸6仍然在向上运动，因此活塞杆10会压缩油缸中的液体，产生缓冲作用，吸收部分动能。此时，上框架1的向上运动使得动触头装置12与其上方的断路器的静触头装置14实现平稳合闸，此时上框架1停止运动，下框架2仍在继续向上运动，压缩弹簧3，因此为动、静触头的可靠接触提供了保持力。当进行分闸操作时，驱动机构13带动下螺杆5向下运动，弹簧3释放其弹性势能，可以帮助提高分闸速度。

Claims (4)

1、一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：它包括一上框架和一下框架，在所述上框架和下框架之间固定连接一弹簧，在所述上框架的顶部固定一上螺杆，在所述下框架的底部设置一下螺杆；在所述下螺杆顶部设置一缓冲器油缸，所述缓冲器油缸通过螺纹固定连接在所述下框架上；所述缓冲器油缸的上端穿过所述上框架，通过一螺母连接定位；一限位板通过一吊挂装置吊设在所述缓冲器油缸的上方，所述吊挂装置固定在断路器箱体上。

2、如权利要求1所述的一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：所述下螺杆与所述下框架固定连接成一体。

3、如权利要求1所述的一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：所述下螺杆滑动穿设在所述下框架中，所述缓冲器油缸坐在所述下螺杆顶部。

4、如权利要求1所述的一种断路器中的合闸缓冲装置，其特征在于：所述下螺杆滑动穿设在所述下框架中，且与所述缓冲器油缸固定连接成一体。

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