一種40.5kv的三相分動式戶外高壓真空斷路器的製作方法
2023-09-22 18:15:40 1
專利名稱：一種40.5kv的三相分動式戶外高壓真空斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種40. 5KV級別的戶外高壓真空斷路器。
背景技術：
目前，在現有技術中，40.5KV級別的戶外高壓真空斷路器，其產品結構都是三相聯動式的彈簧操動機構斷路器。最新版的《高壓電器產品手冊》(中國西安高壓電器研究院2008年出版)中，公布了 ZW7-40. 5型、ZW30-40. 5型等典型戶外高壓真空斷路器的性能參數和整體結構等產品信息。採用彈簧操動機構的戶外高壓真空斷路器，由於其操動機構的結構特點，決定了其運動部件不僅易於磨損，使其維護工作量較大、可靠性較差和壽命較短；而且配有這種彈簧操動機構的高壓真空斷路器，其合分閘時間的一致性較差，特別是合分閘時間的重複性較差。因此，這種戶外高壓真空斷路器只能應用於要求不高的輸配電系統中，而不能應用於具有精確快速合分閘時間控制要求的、特別是要求合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統中。
發明內容
本發明的目的是提供一種採用永磁操動機構的、具有三相分動工作方式的40. 5KV的戶外高壓真空斷路器，以減少斷路器的操動機構維護工作量，提高其操動機構的工作可靠性和運行壽命；提高斷路器分合閘時間的一致性和重複性，使之可以應用在具有精確快速合分閘時間控制要求的、特別是合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統中。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案實現一種40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套內裝有真空滅弧室、導電觸頭，下瓷套內裝有觸頭彈簧和絕緣拉杆，上瓷套的頂部由端板、上接線板及聯接件封住，上下瓷套的聯接處由下接線板及上、下聯接件聯接後封住，下瓷套的下端部聯接著一個傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平傳動軸及其分合閘拐臂等組成，三相瓷套支柱裝在一個共同的機架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機架的內部，機架上裝有底腳支架，三個傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩衝拐臂，其傳動拐臂和操動機構的輸出拐臂相聯，而操動機構位於機架下部的操作箱內，其特徵在於(a)機架的下部共聯接有三個操作箱，而每個操作箱都位於其相應的瓷套支柱下面，每個操作箱裡都裝有一個操動機構，每個操動機構只和它上面的瓷套支柱的傳動拐臂相聯接；(b)操動機構是一個由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂、輸出拐臂和拉簧拐臂等構成的傳動機構和裝在支架中部的永磁機構以及裝在支架外側的分閘彈簧所組成的永磁操動機構；(C)永磁操動機構上的永磁機構與傳動機構上的分合閘驅動拐臂是通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺杆及聯接頭和一個固定連杆聯接在一起的；
(d)機架上共有四個底腳支架，其分別位於機架的兩端和中間操作箱的兩側。與現有技術相比，本發明的優點是I)採用永磁操動機構代替彈簧操動機構以後，由於永磁操動機構採用的是永磁鎖扣裝置，無機械磨損，相比於彈簧操動機構中的機械鎖扣裝置來說，永磁操動機構工作起來更穩定，性能參數不易變化，維護工作量大大減小，而工作可靠性大大增加，機械壽命因此也更長些。2)採用永磁操動機構代替彈簧操動機構以後，由於永磁操動機構的性能非常穩定，因此，斷路器的分合閘時間的一致性非常好，重複性也非常好。使斷路器可以應用於具有精確快速時間控制要求的系統中。3)由於該斷路器採用了三相分動工作方式，因此，該斷路器可以應用在具有選相控制要求的輸配電系統中。
圖I是40. 5KV戶外聞壓真空斷路器的結構不意圖。圖2是傳動箱的結構示意圖。圖3是瓷套支柱及永磁操動機構的結構示意圖。
具體實施例方式參見圖I、圖2和圖3，本發明的40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結構與現有產品相似，為三相分立瓷套支柱式。三相瓷套支柱裝在一個共同的機架10上，每一相瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套4的上端部用端蓋I和上接線板2及其聯接件3封住，上瓷套4的下部和下瓷套8的上部用下接線板6及其聯接件5和聯接件7聯接起來，上下瓷套內依次裝有真空滅弧室13、導電觸頭14、觸頭彈簧15和絕緣拉杆16。下瓷套8的下端部用聯接件9和傳動箱17聯接起來。傳動箱17嵌裝在機架10上。絕緣拉杆16的下端伸到了傳動箱17的內部。傳動箱17的腔體內有一根水平傳動軸29，傳動軸29上有一個分合閘拐臂27，分合閘拐臂27的端部有一個孔，伸到此處的絕緣拉杆16的下端部也有一個孔，這個孔和分合閘拐臂27上的孔用一個銷軸30聯在了一起。傳動軸29的兩端從傳動箱17的兩個端蓋28上的軸承31中穿出去。每一相的傳動軸29上兩端分別裝有傳動拐臂22和緩衝拐臂18。機架10上對應著緩衝拐臂18的地方裝有緩衝器。以上所述是本發明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器的總體結構，而本發明的特徵在於斷路器的每一相都配有一個獨立的操動機構，而所配用的獨立操動機構是一種永磁操動機構。具體來說，就是在機架10的下部聯接有三個操作箱11，而三個操作箱11分別位於三相瓷套支柱的下面。每一個操作箱11中都裝有一個永磁操動機構。而在機架10上共裝有四個底腳支架12，其中兩個裝在機架10的兩端，另外兩個裝在中間操作箱11的兩側。永磁操動機構有一個「H」形的機構支架，而為了增加結構強度，整個機構支架焊裝在了另一塊鐵板上。在機構支架的兩個側壁的上部各有一個孔，孔上裝有軸承。軸承上穿有一根花鍵軸，花鍵軸上裝有一個分合閘驅動拐臂19、輸出拐臂24和拉簧拐臂20。這些軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂19、輸出拐臂24和拉簧拐臂20等構成了永磁操動機構的傳動機構。其中輸出拐臂24與每一相的瓷套支柱的傳動拐臂22，通過一根可以調節長短的活動聯杆23聯接起來；拉簧拐臂20上聯著一根分閘彈簧21，分閘彈簧21的另一端掛在了永磁操動機構支架的側壁上。在「H」形的機構支架中部的橫向支架板上，吊裝著一個永磁機構26，永磁機構26的輸出頂杆從橫向支架板中部的孔中向上伸了出來，並通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺杆25及聯接頭和一個固定長度的連杆，與分合閘驅動拐臂19聯接起來。永磁機構採用的是現有技術中的成熟產品，它可以是雙穩態型的永磁機構，也可以是單穩態型的永磁機構；而永磁機構內部的線圈，即可以是雙線圈方式的，也可以是單線圈方式的。這種結構形式的永磁機構在很多專業刊物上都有詳細的介紹和設計計算本發明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其電氣控制系統採用的是三套獨立的電氣控制裝置，分別控制每一相的永磁操動機構。該裝置以IGBT器件為核心控制器件組成。IGBT器件的功率以能夠滿足永磁操動機構所需要的電壓電流為準，再配以市售的相應驅動電路板和+15V穩壓電源。而IGBT器件的集電極工作電源採用的是儲能電源，由若干個直流電解電容器和相應的整流電路板所組成。如果永磁機構採用的是單線圈方式工作的，其電氣控制系統中的IGBT器件就要採用四隻且要接成「H」形的橋式電路，永磁機構線圈接在橋路的中間；如果永磁機構採用的是雙線圈方式工作的，其電氣控制系統中的IGBT器件就只要採用兩隻，且每隻IGBT與永磁機構的一個線圈接成普通的串聯電路就可以了。本發明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其工作過程是這樣的當斷路器的每一相電氣控制裝置接到合閘指令時，就通過相應的驅動電路板驅動合閘迴路的IGBT器件，使斷路器的永磁機構合閘線圈得電，永磁機構開始動作。這時，永磁機構26的輸出頂杆通過螺杆25及聯接頭和固定連杆帶動分合閘驅動拐臂19、拉簧拐臂20向上運動，而輸出拐臂24向下運動。輸出拐臂24通過活動聯杆23帶動傳動拐臂22也向下運動，而傳動拐臂22通過傳動箱17的水平傳動軸29帶動其上的分合閘拐臂27和瓷套支柱中的絕緣拉杆16、觸頭彈簧15向上運動，直至真空滅弧室13閉合併依靠永磁機構的永磁保持力，穩定地保持在合閘位置上，至此，合閘過程結束。而此時，分閘彈簧21由於受到拉簧拐臂20的向上拉力而儲能。當斷路器的每一相電氣控制裝置接到分閘指令時，就通過相應的驅動電路板驅動分閘迴路的IGBT器件，使斷路器的永磁機構分閘線圈得電，永磁機構開始動作。這時，永磁機構26的輸出頂杆通過螺杆25及聯接頭和固定連杆帶動分合閘驅動拐臂19、拉簧拐臂20向下運動，而輸出拐臂24向上運動。輸出拐臂24通過活動聯杆23帶動傳動拐臂22也向上運動，而傳動拐臂22通過傳動箱17的水平傳動軸29帶動其上的分合閘拐臂27和瓷套支柱中的絕緣拉杆16、觸頭彈簧15向下運動，直至真空滅弧室13分開並依靠分閘彈簧21的拉力，穩定地保持在分閘位置上，至此，分閘過程結束。
權利要求
1.一種40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套內裝有真空滅弧室、導電觸頭，下瓷套內裝有觸頭彈簧和絕緣拉杆，上瓷套的頂部由端板、上接線板及聯接件封住，上下瓷套和的聯接處由下接線板及上、下聯接件聯接後封住，下瓷套的下端部聯接著一個傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平傳動軸及其分合閘拐臂組成，三相瓷套支柱裝在一個共同的機架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機架的內部，機架上裝有底腳支架，三個傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩衝拐臂，其傳動拐臂和操動機構的輸出拐臂相聯，而操動機構位於機架下部的操作箱內，其特徵在於 (a)機架的下部共聯接有三個操作箱，而每個操作箱都位於相應的瓷套支柱下面，每個操作箱裡都裝有一個操動機構，每個操動機構只和它對應的瓷套支柱的傳動拐臂相聯接； (b)操動機構是一個由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂、輸出拐臂和拉簧拐臂構成的傳動機構和裝在支架中部的永磁機構以及裝在支架外側的分閘彈簧所組成的永磁操動機構； (c)永磁操動機構上的永磁機構與傳動機構上的分合閘驅動拐臂是通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺杆及聯接頭和一個固定連杆聯接在一起的； (d)機架上共有四個底腳支架，其分別位於機架的兩端和中間操作箱的兩側。
2.根據權利要求I所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特徵在於所採用的永磁機構為雙穩態永磁機構，或單穩態永磁機構。
3.根據權利要求2所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特徵在於所採用的永磁機構為單線圈方式，或雙線圈方式。
4.根據權利要求I至3任一項所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特徵在於所述的裝在支架外側的分閘彈簧可以是一根，也可以是兩根或兩根以上。
全文摘要
一種40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，其內部裝有真空滅弧室、導電觸頭、觸頭彈簧和絕緣拉杆，三相瓷套支柱裝在一個共同的機架上，機架上共裝有四個底腳支架和三個操作箱，每個操作箱裡都裝有一個操動機構，每個操動機構只和它上面的瓷套支柱的傳動拐臂相聯接；永磁機構可以是雙穩態的，也可以是單穩態的。本發明的優點是可減少斷路器的操動機構維護工作量，提高其操動機構的工作可靠性和運行壽命；提高斷路器分合閘時間的一致性和重複性，使之可以應用在具有精確快速合分閘時間控制要求的、特別是合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統中。
文檔編號H01H33/666GK102623232SQ201210108790
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月14日 優先權日2012年4月14日
發明者何平, 莊小奕, 王忠良, 王春巖 申請人:鞍山北科電氣有限公司