高壓真空斷路器的製作方法

2023-09-19 22:30:25

專利名稱：高壓真空斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及高壓開關領域，尤指一種高壓真空斷路器。
背景技術：
在專利200720128983. 2《一種高壓真空斷路器的主迴路結構》中，如圖6所示，主迴路包括出線51、觸頭簧59、真空滅弧室52、上波紋管582、上導電桿53、上觸頭54、下觸頭56、下波紋管581及下導電桿57，真空滅弧室52內設有磁殼55，磁殼55固定在出線51上，觸頭簧59上端固定在出線51上，其下端固定於上導電桿53上端，上觸頭54固定於上導電桿53下端，下觸頭56固定於下導電桿57的上端，上波紋管582設置於上導電桿53上，下波紋管581設置於下導電桿57上，下導電桿57與斷路器的操作迴路連接。
上述主迴路結構在分閘過程中的缺陷主要表現為由於觸頭簧59隻是壓縮在上部，導電桿的導向部分較短，所以上觸頭54和上導電桿53運動時常在軸向發生左右晃動，在開斷大電流時，會產生較大的電動力，引起軸向側向力，造成在真空滅弧室中上、下觸頭54、 56接觸不佳。同時，如圖5所示，現有技術中上、下觸頭結構是上、下觸頭54、 56接觸面為平面接觸，由於觸頭之間不能很好地接觸，產生偏移，熄弧能力差，甚至會導致開斷失敗，這些都使斷路器不能獲得良好的分閘特性。
另外，目前，高壓真空斷路器首開相燃弧時間一般為4-6ms，後開相滅弧將為9-llms，分閘到底的時間一般為8 12ms，後開相燃弧時間要比首開相多5ms。這樣後開相在滅弧區便進入了分閘到底的機械震動區，滅弧環境極為惡劣，觸頭燒損自然嚴重一些。從圖7的分閘特性曲線可清楚地看到其不利於後開相的開斷，a為已知技術的分閘特性曲線，在觸頭運動時間為tl=l-3ms的階段，其分開距離只有sl=0. 5咖，特性曲線呈平緩過渡狀態，分閘時對觸頭的表面燒損嚴重。同時，現有斷路器在兩觸頭分開6mm左右以後才能接觸上分閘緩衝器，而分閘緩衝器活塞杆的動作行程一般為18 im左右，造成分閘速度較高，分閘到底的時間較短，一般為8 12ms，導致後開相滅弧時開距太大，截流水平高，不利於開斷電感小電流；分閘到底時機械震動區和後開相的滅弧區重疊，對後開相熄弧不利，對單相開斷尤為嚴重，這更是斷路器不能獲得良好分閘特性的重要原因。

發明內容
本發明的目的是克服以上缺陷，提供一種可以減少上觸頭和上導電桿的晃動，改善其上下運動的軸向特徵，同時可以減少觸頭的燒損和獲得平穩的分閘特性,保證斷路器分斷電流可靠性的高壓真空斷路器。
為達到上述目的，本發明提供的高壓真空斷路器，包括框架、主軸、操作機構及其四連杆組件、主迴路和分閘緩衝器，所述主軸與所述四連杆組件的一端連接；所述主迴路包括上支架、上出線、軟連接、觸頭簧、上導電桿、上觸頭、下觸頭及下導電桿，所述上導電桿穿過所述上支架，所述軟連接的一端固定於所述上導電桿的上端，另一端與所述上出線連接，所述觸頭簧的下端抵在所述軟連接上，所述上觸頭固定於所述上導電桿下端，所述下觸頭固定於所述下導電桿的上端，所述下導電桿的下端與所述四連杆組件的另一端連接；所述分閘緩衝器包括活塞杆，所述主迴路還包括用於內置所述觸頭簧的彈簧罩和位於所述觸頭簧中的導向杆，所述導向杆下端與所述上導電桿固定在一起，所述彈簧罩頂部中心設有與所述導向杆活動配合的導向孔，所述觸頭簧的上端壓在所述彈簧罩的頂端；
所述下觸頭的上端面為一球形弧面，所述上觸頭的下端面為一與所述球形弧面相配合的凹形弧面；
所述分閘緩衝器安裝在所述框架的底部，所述活塞杆的行程為21-24mm，所述主軸上安裝有與所述活塞杆相配合的拐臂。
本發明高壓真空斷路器，其中所述球形弧面具有一球缺面，所述球缺面與所述凹形弧面之間形成間隙。
本發明高壓真空斷路器，其中所述活塞杆的行程為22.5mm。
本發明高壓真空斷路器，其中所述導向杆下端設有外螺紋，上導電桿上端設有內螺紋，導向杆與上導電桿通過內、外螺紋固定在一起。 '
本發明高壓真空斷路器，其中所述觸頭簧與軟連接之間安裝有觸頭簧座。本發明高壓真空斷路器，其中所述上導電桿與上支架的通孔之間套裝有絕緣環。本發明高壓真空斷路器由於增設了導向杆，延伸了上導電桿的導向長度，這一結構可以明顯減少上觸頭和上導電桿的晃動，減少了軸向側向力的影響，改善了其上下運動的軸向特徵；而上、下觸頭接觸面改為球面接觸，使觸頭接觸表面增大，分閘時更有利於熄弧；同時，通過更改傳統分閘緩衝器活塞杆的行程，使主軸拐臂在兩觸頭分開2咖後接觸上分閘緩衝器，降低分閘速度，使分閘到底的時間為20ms左右，這些都使高壓真空斷路器獲得了平穩的分閘特性,保證了高壓真空斷路器分斷電流的可靠性，使分閘運動更符合高壓真空斷路器對電氣性能的要求。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。


圖1是本發明高壓真空斷路器的主視圖2是本發明高壓真空斷路器的右側局部剖視圖3是圖1中A—A局部放大剖視圖4是上、下觸頭的結構剖視圖(合閘狀態)；
圖5是現有技術中上、下觸頭的結構剖視圖(合閘狀態)；
圖6是現有技術中主迴路合閘狀態的結構原理示意圖7是本發明高壓真空斷路器開關特徵與現有技術斷路器開關特徵比較的分閘特徵曲線圖。
具體實施例方式
參閱圖1及圖2，本發明高壓真空斷路器包括框架l、主軸90、操作機構60及其四連杆組件603、主迴路80和分閘緩衝器10。主軸90與四連杆組件603的一端連接，四連杆組件603的另一端與主迴路80連接。
主迴路80包括上支架800、上出線801、軟連接803、觸頭簧802、用於內置觸頭簧802的彈簧罩804、觸頭簧座8011、上導電桿805、上觸頭806、下觸頭807及下導電桿808和位於觸頭簧802中的導向杆8010。上導電桿805穿過上支架800的通孔，上導電桿805與上支架800的通孔之間套裝有絕緣環8012。軟連接803的一端固定於上導電桿805的上端，另一端與上出線801連接。彈簧罩804固定於上支架800的上面，彈簧罩洲4頂部中心設有與導向杆8010活動配合的導向孔，導向杆8010上端穿過導向孔並與導向孔活動配合。導向杆8010下端設有外螺紋，上導電桿805上端設有內螺紋，導向杆8010與上導電桿805通過內、外螺紋固定在一起。觸頭簧802的下端安裝有觸頭簧座8011並抵裝在軟連接803上，另一端壓在彈簧罩804的頂端。上觸頭806固定於上導電桿805下端，下觸頭807固定於下導電桿808的上端，下導電桿808的下端與四連杆組件603連接。
本發明高壓真空斷路器在合分閘時，導向杆8010在彈簧罩804的導向孔中上下滑動，從而增加了上導電桿805的導向長度。這一結構可以明顯減少上觸頭和上導電桿的晃動，減少了軸向側向力的影響，改善了其上下運動的軸向特徵。
在本發明高壓真空斷路器的實施例中，參閱圖4，下觸頭807的上端面為一球形弧面，上觸頭806的下端面為一與球形弧面相配合的凹形弧面，球形弧面具有一球缺面，球缺面與凹形弧面之間形成間隙809，間隙809更加有利於上、下觸頭接觸面上的電場分布。上、下
觸頭接觸面改為球面接觸，使觸頭接觸表面增大，這對分閘時的熄弧更為有利。
參閱圖3，分閘緩衝器10安裝在框架1的底部，分閘緩衝器10包括活塞杆100,主軸
90上安裝有與活塞杆100相配合的拐臂901，活塞杆100的行程為h=21-24 mm。在本發明高
壓真空斷路器優選的實施例中，活塞杆100的行程為h=22. 5 mra。
在觸頭簧802釋放的過程中，通過更改傳統分閘緩衝器活塞杆的行程，使斷路器在兩觸
頭分開2mm後接觸上分閘緩衝器，降低分閘速度，使分閘到底的時間為20ms左右，減輕了觸
頭的燒損。具體的工作過程和特性曲線的形成過程如下
在高壓真空斷路器分閘時，觸頭簧802的壓縮量先行釋放，在其壓縮力作用下，兩觸頭806、 807同時向下運動，當兩觸頭開始分離而上觸頭806停止運動時，下觸頭807己經獲得
了一定的初速度(V0〉0)而繼續運動，從而保證了兩觸頭在分開0-2mm階段的快速運動，達到迅速熄弧的目的。參閱圖7， b為本發明高壓真空斷路器的分閘特性曲線，在這一過程中，高壓真空斷路器分閘特性曲線b獲得了陡度增大的前段。然後，在操作機構60分閘力作用下，主軸90通過四連杆組件603帶動下觸頭807繼續向下運動，在分開2mm左右的位置，主軸90的拐臂901與分閘緩衝器10的活塞杆100上部接觸。由於高壓真空斷路器通過將行程改進為h=22. 5 mm的活塞杆100來保證在兩觸頭在分開3 4mm階段上降低下觸頭807的運動速度，所以當拐臂901與分閘緩衝器10的活塞杆100上部接觸後，分閘緩衝器10使下觸頭807的運動速度降低，以使分閘到底的時間維持在16 25ms之內，從而使高壓真空斷路器的後開相獲得了比較平穩的分斷環境。在這一過程中，高壓真空斷路器分閘特性曲線b獲得了平穩的後段，保證了高壓真空斷路器分斷電流的可靠性，使分鬧運動更符合高壓真空斷路器對電氣
性能的要求。
以上所述實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，'並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求
1、一種高壓真空斷路器，包括框架(1)、主軸(90)、操作機構(60)及其四連杆組件(603)、主迴路(80)和分閘緩衝器(10)，所述主軸(90)與所述四連杆組件(603)的一端連接；所述主迴路(80)包括上支架(800)、上出線(801)、軟連接(803)、觸頭簧(802)、上導電桿(805)、上觸頭(806)、下觸頭(807)及下導電桿(809)，所述上導電桿(805)穿過所述上支架(800)的通孔，所述軟連接(803)的一端固定於所述上導電桿(805)的上端，所述軟連接(803)的另一端與所述上出線(801)連接，所述觸頭簧(802)的下端抵在所述軟連接(803)上，所述上觸頭(806)固定於所述上導電桿(805)下端，所述下觸頭(807)固定於所述下導電桿(808)的上端，所述下導電桿(808)的下端與所述四連杆組件(603)的另一端連接；所述分閘緩衝器(10)包括活塞杆(100)，其特徵在於所述主迴路(80)還包括用於內置所述觸頭簧(802)的彈簧罩(804)和位於所述觸頭簧(802)中的導向杆(8010)，所述彈簧罩(804)固定於所述上支架(800)的上面，所述導向杆(8010)下端與所述上導電桿(805)固定在一起，所述彈簧罩(804)頂部中心設有與所述導向杆(8010)活動配合的導向孔，所述觸頭簧(802)的上端壓在所述彈簧罩(804)的頂端；所述下觸頭(807)的上端面為一球形弧面，所述上觸頭(806)的下端面為一與所述球形弧面相配合的凹形弧面；所述分閘緩衝器(10)安裝在所述框架(1)的底部，所述活塞杆(100)的行程為21-24mm，所述主軸(90)上安裝有與所述活塞杆(100)相配合的拐臂(901)。
2、 如權利要求1所述的高壓真空斷路器，其特徵在於其中所述球形弧面具有一球缺面，所述球缺面與所述凹形弧面之間形成間隙(809)。
3、 如權利要求l或2所述的高壓真空斷路器，其特徵在於其中所述活塞杆(100)的行程為22. 5 mm 。
4、 如權利要求3所述的高壓真空斷路器，其特徵在於其中所述導向杆(8010)下端設有外螺紋，所述上導電桿(805)上端設有內螺紋，所述導向杆(8010)與所述上導電桿(805)通過內、外螺紋固定在一起。
5、 如權利要求4所述的高壓真空斷路器，其特徵在於其中所述觸頭簧(802)與軟連接(803)之間安裝有觸頭簧座(8011)。
6、如權利要求5所述的高壓真空斷路器，其特徵在於其中所述上導電桿(805)與上支架(800)的通孔之間套裝有絕緣環(8012)。
全文摘要
一種高壓真空斷路器，包括框架、主軸、操作機構及其四連杆組件、主迴路和分閘緩衝器，主迴路設置了觸頭簧的彈簧罩和導向杆，上、下觸頭接觸面改為球面接觸，分閘緩衝器活塞杆的動作行程為21-24mm。本發明高壓真空斷路器的優點是延伸了上導電桿的導向長度，減少了上觸頭和上導電桿的晃動即軸向側向力的影響，改善了運動的軸向特徵；上、下觸頭接觸面為球面接觸，接觸表面增大，分閘時更有利於熄弧；通過更改分閘緩衝器活塞杆的行程，使主軸拐臂在兩觸頭分開2mm後接觸上分閘緩衝器，降低分閘速度，使分閘到底的時間為20ms左右，獲得了平穩的分閘特性，保證了高壓真空斷路器分斷電流的可靠性，使分閘運動更符合高壓真空斷路器對電氣性能的要求。
文檔編號H01H33/664GK101527223SQ20091008257
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者史書軒, 聶崇志, 黃創國 申請人:北京華東森源電氣有限責任公司