戶內高壓交流真空斷路器的製作方法

2023-10-04 02:47:14

專利名稱：戶內高壓交流真空斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶有電動或手動儲能機構的戶內高壓交流真空斷路器。
背景技術：
已有的真空斷路器，結構複雜操作不便，斷電的情況下更是不易操作，在此提出一 種帶有電動或手動儲能機構的真空斷路器，其操作簡單，安全程度高。另外，其中所採用的 真空斷路器為斷路器(ZBP型)採用環氧樹脂自動壓力凝膠成型工藝(APG工藝)將真空滅 弧室和上下出線座等載流元件封裝成一個整體。由於選用性能優異的環氧樹脂，保證了產 品的機械、電氣和耐熱老化等性能。

實用新型內容本發明的目的是提供一種帶有電動或手動儲能機構的真空斷路器；本發明的另一目的是提供一種帶有在動、靜觸頭之間產生縱向磁場的戶內高壓交 流真空斷路器。一種戶內高壓交流真空斷路器，包括斷路器機構和分合閘操作機構，所述斷路器 機構是採用環氧樹脂自動壓力凝膠成型工藝將真空滅弧室和上下出線座封裝成一個整體 形成的，所述斷路器包括依次連結的上出線座觀、位於真空滅弧室內部的靜觸頭和動觸頭、 軟連接30和下出線座31，真空滅弧室的開合是絕緣拉杆33與觸頭壓力彈簧40推動的。所述分合間機構帶有手動或電動儲能機構，所述儲能機構包括彈簧儲能減速箱1、 儲能拐臂22、儲能彈簧21、合閘線圈4、分閘線圈12、儲能電機18、輔助開關6、彈簧儲能指 示器20和分/合間指示器16，儲能電機18帶動儲能拐臂22轉動，拉長儲能彈簧21進行儲 能，彈簧儲能指示器20指示儲能情況，合閘線圈4和分閘線圈12控制儲能彈簧21是否釋 放。斷路器配用的真空滅弧室，真空滅弧室中設置在動、靜觸頭之間產生適宜的縱向 磁場的動、靜觸頭。有益效果該ZBP型戶內高壓交流真空斷路器是用於12KV電力系統的戶內開關 設備，是最新一代12KV固封式真空斷路器；採用模塊化彈簧操作機構，具有維護方便，更快 捷，機械可靠性高。將小型化低阻值滅弧室及一次主導電迴路澆注在環氧樹脂內，使斷路器絕緣性更 可靠；採用電流通風技術，配合低阻型真空滅弧室極大的降低了真空斷路器長期工作下的 溫升並減少電能的損耗。採用操作機構與斷路器本體一體式設計，既可以作為固定安裝單 元，也可以配用專用推進機構，組成手車單元使用。該斷路器因其特殊的優越性，尤其適用於進行要求額定工作電流頻繁操作或開斷 短路電流的場合。斷路器完全滿足自動重合閘的要求並具有極高的操作可靠性與使用壽 命。該斷路器通過GB、JB、DL等標準要求完成型式試驗，並通過國家級鑑定。該斷路器可廣 泛用於電廠、電網、冶金、石化等行業及城市基礎設施建設。
圖1該戶內高壓交流真空斷路器的剖面示意圖；圖2是真空斷路器及開合閘操作機構示意圖；圖3是動、靜觸頭接觸狀態示意圖；圖4是動、靜觸頭脫離狀態示意圖；圖5是動、靜觸頭接觸面示意圖；圖6是動、靜觸頭之間磁力線示意圖。1減速箱2手動儲能操作孔3聯鎖杆4合閘線圈5合閘按鈕6輔助開關 7殼體 8分閘按鈕 9分閘彈簧 10主軸 11油緩衝 12分閘線圈13合閘保持掣子 14扣板軸15分閘半軸16合分閘指示17合閘杆18儲能電機19微動開關20儲 能指示21儲能彈簧22儲能拐臂23滾輪M凸輪25合間連板沈儲能保持掣子 27固封極柱觀上出線座四真空滅弧室30軟連接31下出線座32環氧樹脂絕緣體 33絕緣拉杆34傳動拐臂35三相傳動拐臂36連板37傳動大拐臂38底盤車39 梅花觸頭40觸頭壓力彈簧
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明如圖1中所示，示出了該斷路器的基本結構。該斷路器配用了模塊化彈簧操作機 構，操作機構置於滅弧室前的機構箱內，該機構具有手動儲能和電動儲能功能。本斷路器將 固封極柱與操作機構前後布置組成統一的整體，使操作機構的操作性能於滅弧室開合所需 要性能更為吻合，減少不必要的之間傳動環節，降低了能耗，使斷路器的性能更為可靠。如圖2中所示，該斷路器在合閘狀態時主迴路電流路徑是從上出線座28，到位於 真空滅弧室內部的動、靜觸頭，而後流過動、靜觸頭及軟連接30，至下出線座31流出。真空 滅弧室的開合是依靠絕緣拉杆33與觸頭壓力彈簧40推動的。該斷路器設計有新型電動彈簧儲能機構。儲能機構組成部分包括彈簧儲能減速箱 1、儲能彈簧21、合閘線圈4、分閘線圈12、儲能電機18、輔助開關6、彈簧儲能指示器20和分 /合閘指示器16。該操作機構可按預期開關功能加裝兩隻脫扣器，一隻閉鎖器，一隻切斷開 關，一隻限位開關，用來閉合彈簧加載信號、電氣局部閉合器和加長輔助開關。脫扣的合閘 彈簧由電動機自動重新加載，並能按「開一合一開」順序完成開關動作，當自動再閉合動作 未能成功時，就必須完成該動作。真空滅弧室牢固地安裝在絕緣支架和支座上，因此可以承 受並開關動作和觸頭壓力所產生的外力。合閘以後所必要的觸頭壓力來自觸頭預壓彈簧和 大氣壓力。儲能動作儲能可以有外部電源驅動儲能電機18或人力通過儲能杆旋轉扳動手 動儲能操作孔2，輸出扭矩通過減速箱1，齒輪傳動帶動儲能拐臂22轉動，從而拉長儲能彈 簧21，達到儲能目的。當儲能彈簧儲能完成後，能量由儲能保持摯子沈保持住，同時儲能拐 臂22推動聯動連板帶動限位開關19動作，連動儲能指示牌指示「已儲能」狀態，切斷儲能 電機電源，完成整個儲能動作。合閘動作機構儲能完畢後，操作者用手按下合閘按鈕5或遠方操作使合閘線圈4動鐵心被吸合，向前運動，通過按鈕帶動合間連鎖板轉動，解除儲能保持掣子沈對儲能的 保持，合間彈簧21快速釋放能量，並帶動凸輪M沿逆時針方向轉動，通過合間杆17使主軸 上的傳動拐臂帶動主軸10轉動，再帶動三相傳動拐臂35，通過連板36使傳動大拐臂37動 作，使極柱內的絕緣拉杆32運動拉動真空滅弧室動觸頭和靜觸頭接觸及觸頭壓力彈簧40 儲能，同時傳動大拐臂運動帶動分間彈簧9儲能完畢，由合間保持掣子13儲能保持，儲能牌 指示20 「未儲能」狀態，傳動連杆拉動輔助開關6進行電源切換，使斷路器完成合閘操作。分閘操作機構合閘完成後，操作者按下分閘按鈕8或遠方操作使分閘線圈12動 作，向上運動，分閘半軸15在分閘線圈通過按鈕推動移動，使扣板軸14上扣板脫扣，解除合 閘保持掣子13儲能保持，使主軸在分間彈簧力和絕緣拉杆33上的觸頭壓力彈簧40力共同 作用下轉動，使傳動拐臂運動。絕緣拉杆運動拉動真空滅弧室動觸頭背離靜觸頭，同時傳動 連杆拉動輔助開關6復位，完成分閘動作。該斷路器中採用環氧樹脂自動壓力凝膠成型工藝(APG工藝)將真空滅弧室和上 下出線座等載流元件封裝成一個整體。由於選用性能優異的環氧樹脂，保證了產品的機械、 電氣和耐熱老化等性能。其主要特徵如下1.真空密封性能好真空滅弧室採用可靠的金屬化工藝和釺焊結構，一次封排技 術，特殊老練，加壓檢漏等先進工藝，保證產品在整個壽命期內都能保持可靠的真空度；2.絕緣性能可靠緩衝材料和真空滅弧室以及環氧樹脂的界面結合緊密，產品具 有非常低的局放值和高的耐壓水平，保證產品長期帶電運行的可靠性；3.耐高低溫衝擊和機械衝擊性能好由於在真空滅弧室和環氧樹脂之間有彈性 緩衝材料，產品承受高低壓衝擊和機械衝擊後不宜受損；4.免維護固封極柱增加了真空滅弧室的外絕緣水平，使用過程中真空滅弧室可 以做到免維護；5.小型化由於真空滅弧室由外部有可靠的絕緣材料保護，大大縮小了絕緣距 離，可以相應減少真空斷路器和開關櫃體積；6.易安裝由於固封極柱已經將真空滅弧室、導電迴路絕緣件和機械支撐件集為 一個模塊，大大減少了真空斷路器的零件數量，易安裝，且減少了真空斷路器出故障的機率。動靜觸頭之間產生縱向磁場的滅弧原理如圖3-6中所示，斷路器配用的真空滅 弧室，具有極高真空度，斷路器在系統中，在正常分閘或短路開斷時，動觸頭在操作機構的 帶動下運動，動、靜觸頭分離並在其間產生電弧，由於動、靜觸頭特殊設計，在動、靜觸頭之 間產生適宜的縱向磁場，控制電弧在觸頭表面均勻，移動燃燒，並維持低的電弧電壓，當電 弧電流自然過零時，殘留的離子電子和蒸汽在電磁場作用下，很快複合或凝聚在觸頭表面 和屏蔽罩上，滅弧室斷口的絕緣強度很快恢復，從而使電弧熄滅，達到分斷目的。觸頭壓縮彈簧能自動補償電弧燒蝕，但該燒蝕量十分細微。觸頭斷開時切斷電流 會在真空中引發金屬蒸氣電弧放電。電流通過金屬蒸氣等離子體，直到出現下一次零點躍 遷。電弧在接近電流零點時熄滅，導電的金屬蒸氣在幾個毫秒內冷凝在金屬表面。因此，觸頭間隙的介質強度迅速恢復。觸頭間隙介質強度的迅速建立有助於安全 滅弧，甚至觸頭分斷髮生在電流零點躍遷之前的瞬間也是如此。因此，迄至末開極分斷的最 長燃弧時間不會超過15毫秒。金屬蒸氣電弧放電只能在一定的最小電流下維持。未達該點的電流可在電流零值前截斷。為了防止在電感電路導通時產生超高過電壓，必須把上述截 斷電流控制在最低點。觸頭幾何形狀和大小按不同的分斷電流和滅弧室類型而分別設計。縱向磁場觸頭縱向磁場可防止電弧集聚，即使電流很大時也是如此。因此，盤形 觸頭表面上的應力可以均勻分布，防止發生擊穿。必須對採用各種常規滅弧方法的電弧進 行冷卻，即使在觸頭未達到最小滅弧距離和引弧能量前也應如此。然而，由於金屬蒸氣具有 極強的導電屬性，而且產生的電弧電壓值僅在20V到200V之間，因此，真空斷路器內引燃的 電弧不會冷卻。由於以上原因以及較短的燃弧時間，斷路器中產生的電弧能量十分微小。這 也是該真空斷路器具有很長使用壽命的原因。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的一個可行性實施例的具體 說明，但是該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等 效實施例或變更，例如，等變化的等效性實施例，均應包含於本案的專利範圍之內。
權利要求1.一種戶內高壓交流真空斷路器，包括斷路器機構和分合閘操作機構，其特徵在於 所述斷路器機構是採用環氧樹脂自動壓力凝膠成型工藝將真空滅弧室和上下出線座08， 31)封裝成一個整體形成的，所述斷路器包括依次連結的上出線座( )、位於真空滅弧室 內部的靜觸頭和動觸頭、軟連接(30)和下出線座(31)，真空滅弧室的開合是絕緣拉杆(33) 與觸頭壓力彈簧GO)推動的。
2.根據權利要求1所述的戶內高壓交流真空斷路器，其特徵在於所述分合閘機構帶 有手動或電動儲能機構，所述儲能機構包括彈簧儲能減速箱(1)、儲能拐臂(22)、儲能彈簧 (21)、合閘線圈(4)、分閘線圈(12)、儲能電機(18)、輔助開關(6)、彈簧儲能指示器(20)和 分/合閘指示器(16)，儲能電機(18)帶動儲能拐臂0 轉動，拉長儲能彈簧進行儲 能，彈簧儲能指示器OO)指示儲能情況，合閘線圈(4)和分閘線圈(1 控制儲能彈簧 是否釋放。
3.根據權利要求2所述的戶內高壓交流真空斷路器，其特徵在於斷路器配用的真空 滅弧室，真空滅弧室中設置在動、靜觸頭之間產生適宜的縱向磁場的動、靜觸頭。
專利摘要一種戶內高壓交流真空斷路器，包括斷路器機構和分合閘操作機構，所述斷路器機構是採用環氧樹脂自動壓力凝膠成型工藝將真空滅弧室和上下出線座(28，31)封裝成一個整體形成的，所述斷路器包括依次連結的上出線座(28)、位於真空滅弧室內部的靜觸頭和動觸頭、軟連接(30)和下出線座(31)，真空滅弧室的開合是絕緣拉杆(33)與觸頭壓力彈簧(40)推動的。
文檔編號H01H33/666GK201886957SQ20092021893
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者金剛鋒, 黃法華 申請人:浙寶電氣(杭州)集團有限公司