CN205016450U - 一种户外柱上高压真空断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种户外柱上高压真空断路器，包括真空灭弧室，真空灭弧室包括定导电杆和动导电杆，在真空灭弧室内安装有第一锥体和第二锥体，第一锥体与定导电杆连接，第二锥体与动导电杆连接，第一锥体罩在第二锥体上，第一锥体的内表面与第二锥体外表面配合，在第一锥体和第二锥体上设有偶数条螺旋槽，每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，动导电杆上套有螺旋线圈，螺旋线圈套在第二锥体内。本实用新型可以在提供横向磁场的同时，又产生纵向磁场的作用，更加有利于电弧能量的逸散，电弧温降块，绝缘性能好，开断能力强，安装维护方便，运行可靠性高。

Description

一种户外柱上高压真空断路器

技术领域

本实用新型涉及电气领域，特别是指一种户外柱上高压真空断路器。

背景技术

真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。1893年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室，并获得了设计专利。1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关。1926年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不能投入实际使用。随着真空技术的发展，50年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关，分断电流尚停在4千安的水平。由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破，1961年，美国通用电气公司开始生产15千伏、分断电流为12.5千安的真空断路器。1966年试制成15千伏、26千安和31.5千安的真空断路器，从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力***。80年代中期，真空断路器的分断能力已达100千安。中国从1958年开始研制真空开关，1960年西安交通大学和西安开关整流器厂共同研制成第一批6.7千伏、分断能力为600安的真空开关；随后又制成10千伏、分断能力为1.5千安的三相真空开关。1969年华光电子管厂和西安高压电器研究所制成了10千伏、2千安单相快速真空开关。70年代以后，中国已能独立研制和生产各种规格的真空开关。

真空灭弧室触头结构的改进主要经历了圆盘形平板触头、横向磁场触头及纵向磁场触头三个阶段。

(1)圆盘形平板触头：圆盘形平板触头结构简单，机械强度高，通常用于真空负荷开关或真空接触器中。对于圆盘形平板触头来说，当开断电流较大时，阳极将会出现斑点，真空电弧将产生强烈的收缩现象，金属蒸气电弧将由扩散型转变为收缩型，进而导致开断失败。

(2)横向磁场触头：触头片上开有螺旋槽并且当有电流流过触头时将会产生一个与弧柱轴线方向垂直的磁场。横向磁场触头与电弧电流相互作用而产生的洛伦兹力使电弧沿圆周方向运动，横向磁场会将运动时的电弧弯曲拉长，使电弧电压及电弧能量变大，导致开断能力受到限制，并且电弧集聚时对触头的烧蚀程度仍比电弧扩散时强烈，弧隙中剩余等离子体在电流过零时的密度仍较高，恢复电压较高时仍会发生重燃现象。

(3)纵向磁场触头：纵向磁场触头结构它的磁力线与电弧电流流向一致，可以抵抗电弧的收缩，提高电弧由扩散型转变为收缩型的临界值。当电流过零后，纵向磁场对等离子体及中性粒子的扩散和衰减十分不利。涡流的存在不仅减小触头间纵向磁场强度，且使纵向磁场滞后于电流变化，使电流过零时触头间仍有剩余纵向磁场。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种户外柱上高压真空断路器，其可以在提供横向磁场的同时，又产生纵向磁场的作用，更加有利于电弧能量的逸散，电弧温降块，绝缘性能好，开断能力强，安装维护方便，运行可靠性高。

一方面，本实用新型提供了一种户外柱上高压真空断路器，包括真空灭弧室，真空灭弧室包括定导电杆和动导电杆，在真空灭弧室内安装有第一锥体和第二锥体，第一锥体与定导电杆连接，第二锥体与动导电杆连接，第一锥体罩在第二锥体上，第一锥体的内表面与第二锥体外表面配合，在第一锥体和第二锥体上设有偶数条螺旋槽，每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，动导电杆上套有螺旋线圈，螺旋线圈套在第二锥体内。

进一步地，包括壳体，在壳体内安装有进线导电杆和出线导电杆，在进线导电杆上套有进线绝缘套管，进线绝缘套管内安装有真空灭弧室，进线导电杆和进线绝缘套管及真空灭弧室一起垂直安装在壳体的顶板上；出线导电杆上套有出线绝缘套管，出线导电杆和出线绝缘套管一起水平安装在壳体的侧板上；进线导电杆与定导电杆通过螺纹连接，出线导电杆与动导电杆连接。

进一步地，在壳体上垂直安装有绝缘拉杆，在壳体上安装有操作机构，绝缘拉杆一端与动导电杆连接，绝缘拉杆另一端与操作机构连接。

进一步地，在壳体内安装有电压互感器，电压互感器与两相的出线导电杆连接，且位于真空灭弧室之间。

进一步地，在出线绝缘套管上安装电流互感器。

本实用新型提供的一种户外柱上高压真空断路器，在第一锥体和第二锥体上开设螺旋槽，控制第一锥体和第二锥体上的电流分布来产生横向磁场，这个横向磁场可以驱动收缩电弧进行旋转运动，这样使电弧产生的热量分散，减轻触头烧蚀。在动导电杆上套有螺旋线圈，使其形成纵向磁场，可以抵抗电弧的收缩，提高电弧由扩散型转变为收缩型的临界值。当电流过零后，纵向磁场对等离子体及中性粒子的扩散和衰减十分不利。

第一锥体和第二锥体配合形成触头面，这样明显增加了触头面面积，从而明显增加真空灭弧室的开断容量，也有利于真空断路器小型化，进而降低制造成本和节约安装空间；更有利于起始电弧离开起弧位置；触头面的弯曲使真空灭弧室打开过程中动导电杆的运动可以产生第二锥体在其切向的相对运动，从而进一步避免了触头面局部烧蚀。每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，可以更进一步触头面局部烧蚀，更有利于起始电弧离开起弧位置。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型户外柱上高压真空断路器结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的真空灭弧室的定导电杆和动导电杆结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所述，本实用新型优选的一种户外柱上高压真空断路器，包括壳体6，在壳体6内安装有进线导电杆1和出线导电杆，在进线导电杆1上套有进线绝缘套管2，进线绝缘套管2内安装有真空灭弧室3，进线导电杆1和进线绝缘套管2及真空灭弧室3一起垂直安装在壳体6的顶板上；出线导电杆上套有出线绝缘套管8，出线导电杆和出线绝缘套管8一起水平安装在壳体6的侧板上；进线导电杆1与定导电杆30通过螺纹连接，出线导电杆与动导电杆33连接。在壳体6上垂直安装有绝缘拉杆4，在壳体6上安装有操作机构5，绝缘拉杆4一端与动导电杆33连接，绝缘拉杆4另一端与操作机构5连接。

该结构紧凑、爬电距离长。由于真空灭弧室3安装在进线绝缘套管2内，进线导电杆1与定导电杆30通过螺纹连接，这种结构连接环节少、回路电阻小。真空灭弧室3灭弧室垂直安装在外壳内，高压区仅占外壳的上半区，整体布置合理。

进线绝缘套管2和出线绝缘套管8为环氧树脂，具有抗紫外线照射，耐高、低温等性能。当操作机构5动作，使绝缘拉杆4向上运动，真空灭弧室3闭合，电流从进线导电杆1进入真空灭弧室3，从出线导电杆流出，此为合闸过程。当操作机构5动作使绝缘拉杆4被拉下，则真空灭弧室3内电弧断开，此为分闸过程。

在壳体6内安装有电压互感器9，电压互感器9与两相的出线导电杆连接，且位于真空灭弧室3之间。用于作为操作电源，也可作为配电自动化***开关的电压信号源。

在出线绝缘套管8上安装电流互感器7。可以通过改变外壳的焊接件形状来改变外壳内电流互感器7的安装空间，所需电流互感器7的数量根据用户需要可灵活变动，其数量为1个至4个。

如图3所示，真空灭弧室3包括定导电杆30和动导电杆33，在真空灭弧室3内安装有第一锥体31和第二锥体32，第一锥体31与定导电杆30连接，第二锥体32与动导电杆33连接，第一锥体31罩在第二锥体32上，第一锥体31的内表面与第二锥体32外表面配合，在第一锥体31和第二锥体32上设有偶数条螺旋槽，每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，动导电杆33上套有螺旋线圈(图中未示出)，螺旋线圈套在第二锥体32内。

本实用新型提供的一种户外柱上高压真空断路器，由于第一锥体31和第二锥体32上开设螺旋槽，控制第一锥体31和第二锥体32上的电流分布来产生横向磁场，这个横向磁场可以驱动收缩电弧进行旋转运动，这样使电弧产生的热量分散，减轻触头烧蚀。在动导电杆33上套有螺旋线圈，使其形成纵向磁场，可以抵抗电弧的收缩，提高电弧由扩散型转变为收缩型的临界值。当电流过零后，纵向磁场对等离子体及中性粒子的扩散和衰减十分不利。

第一锥体31和第二锥体32配合形成触头面，这样明显增加了触头面面积，从而明显增加真空灭弧室3的开断容量，也有利于真空断路器小型化，进而降低制造成本和节约安装空间；更有利于起始电弧离开起弧位置；触头面的弯曲使真空灭弧室3打开过程中动导电杆33的运动可以产生第二锥体32在其切向的相对运动，从而进一步避免了触头面局部烧蚀。每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，可以更进一步触头面局部烧蚀，更有利于起始电弧离开起弧位置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种户外柱上高压真空断路器，其特征在于：包括真空灭弧室(3)，真空灭弧室(3)包括定导电杆(30)和动导电杆(33)，在真空灭弧室(3)内安装有第一锥体(31)和第二锥体(32)，第一锥体(31)与定导电杆(30)连接，第二锥体(32)与动导电杆(33)连接，第一锥体(31)罩在第二锥体(32)上，第一锥体(31)的内表面与第二锥体(32)外表面配合，在第一锥体(31)和第二锥体(32)上设有偶数条螺旋槽，每条螺旋槽的螺旋角为30至45度，动导电杆(33)上套有螺旋线圈，螺旋线圈套在第二锥体(32)内。

2.根据权利要求1所述的户外柱上高压真空断路器，其特征在于：包括壳体(6)，在壳体(6)内安装有进线导电杆(1)和出线导电杆，在进线导电杆(1)上套有进线绝缘套管(2)，进线绝缘套管(2)内安装有真空灭弧室(3)，进线导电杆(1)和进线绝缘套管(2)及真空灭弧室(3)一起垂直安装在壳体(6)的顶板上；出线导电杆上套有出线绝缘套管(8)，出线导电杆和出线绝缘套管(8)一起水平安装在壳体(6)的侧板上；进线导电杆(1)与定导电杆(30)通过螺纹连接，出线导电杆与动导电杆(33)连接。

3.根据权利要求2所述的户外柱上高压真空断路器，其特征在于：在壳体(6)上垂直安装有绝缘拉杆(4)，在壳体(6)上安装有操作机构(5)，绝缘拉杆(4)一端与动导电杆(33)连接，绝缘拉杆(4)另一端与操作机构(5)连接。

4.根据权利要求3所述的户外柱上高压真空断路器，其特征在于：在壳体(6)内安装有电压互感器(9)，电压互感器(9)与两相的出线导电杆连接，且位于真空灭弧室(3)之间。

5.根据权利要求4所述的户外柱上高压真空断路器，其特征在于：在出线绝缘套管(8)上安装电流互感器(7)。