CN111952111B - 一种双断口快速真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双断口快速真空灭弧室，属于电气技术领域，包括上壳体、下壳体、进线导杆、出线静触头座和导向装置，出线静触头座固定连接有出线静触头基体，出线静触头基体上开设有出线凹槽；进线导杆贯穿上壳体，进线导杆内端连接有进线静触头座；进线静触头座与出线静触头基体间隔设置，进线静触头座上开设有进线凹槽；导向装置一端设有辅助触头，导向装置带动辅助触头移动，辅助触头对进线静触头座与出线静触头基体连通和断开，实现真空灭弧室的电气通断功能；合闸时，进线凹槽、出线凹槽与辅助触头契合接触，减小合闸弹跳次数和幅值；双断口结构，开断能力大，触头开距小，能提高快速分合闸能力，提高整体电气性能和机械寿命。

Description

一种双断口快速真空灭弧室

技术领域

本发明属于电气技术领域，具体地说是一种双断口快速真空灭弧室。

背景技术

在高压电气技术领域，特别是大电流高速断路器中，往往采用真空灭弧室代替传统的机械触头。真空灭弧室中的真空度一般在10-4pa左右，间隙绝缘是很高的，所以真空灭弧室的触头开距可以做到很小，其动触头利用金属制成的波纹管与操动机构联动伸缩操作。

电网负荷特性的日益复杂导致连接在电力系统负荷极易受到来自电力系统扰动的影响，如电压跌落和突升现象，因而对电能质量和运行可靠性提出了愈加严格的要求。为保护敏感性的重要工业负荷以及提高电力系统的电能质量，需要保护性器件-高压断路器具有很高速度的合、分闸特性。

目前与高压断路器配套的真空灭弧室，由于额定电流很大导致动触头质量大，运动部件(绝缘拉杆等)质量也比较大。它们对开关机械特性的限定是平均分闸速度不超过1.3m/s，平均合闸速度不超过0.8m/s。而高速开关一般要求分合闸速度最低在1.8m/s以上，在这种情况下使用现有的真空灭弧室，由于动触头等运动部件质量大，在高速运动的情况下产生非常大的运动动能，容易造成触头撞击损坏且合闸弹跳加剧，使其电气性能和机械寿命都下降。

目前尚无与高速开关性能参数完全配套的真空灭弧室产品，如使用现有常规产品，将导致产品性能不佳，寿命大打折扣，达不到产业化要求。

发明内容

为解决现今的真空灭弧室高速合分闸时，在高速运动的情况下产生非常大的运动动能，容易造成触头撞击损坏且合闸弹跳加剧，使其电气性能和机械寿命都下降，导致产品性能不佳，寿命大打折扣，达不到产业化要求的问题，本发明提供一种双断口快速真空灭弧室。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种双断口快速真空灭弧室，包括上壳体、下壳体、进线导杆、出线静触头座和导向装置，所述出线静触头座固定安装于上壳体与下壳体之间，其内侧固定连接有出线静触头基体，所述出线静触头基体上开设有出线凹槽；所述进线导杆贯穿所述上壳体，且与上壳体固定连接，所述进线导杆的内端连接有进线静触头座；所述进线静触头座与出线静触头基体间隔设置，且进线静触头座上开设有进线凹槽；所述导向装置滑动安装在下壳体上，且靠近所述进线导杆的一端设有与所述进线凹槽和出线凹槽契合的辅助触头，所述导向装置带动辅助触头移动，对出线静触头基体与进线静触头座连通或断开。

本发明的进一步改进还有，上述进线凹槽和出线凹槽均呈V型的圆周槽，且两者在同一平面的圆周上；所述辅助触头呈与所述圆周槽契合的环形结构。

本发明的进一步改进还有，上述圆周槽的开口为直角形状，所述辅助触头呈与所述圆周槽契合的直角折弯板状结构。

本发明的进一步改进还有，上述出线静触头座呈环形结构，所述静触头基体至少设置为两个，且间隔均匀的分布于所述出线静触头座的环形内壁上。

本发明的进一步改进还有，上述进线静触头座通过定位销与所述上壳体固定连接。

本发明的进一步改进还有，上述进线凹槽和出线凹槽表面均覆有触头层。

本发明的进一步改进还有，上述导向装置包括依次固定连接的辅助触头基体、辅助托架和动导杆，所述辅助托架为陶瓷绝缘材质，所述辅助触头覆于所述辅助触头基体表面，所述动导杆贯穿所述下壳体，并通过下壳体导向滑动。

本发明的进一步改进还有，上述下壳体上固定安装有导向套，所述动导杆滑动贯穿所述导向套。

本发明的进一步改进还有，上述导向套内侧设有沿所述动导杆轴向方向的导向条，所述动导杆上设有与所述导向条匹配的滑槽。

本发明的进一步改进还有，上述动导杆上套设有波纹管，所述波纹管一端与下壳体固定连接，另一端与动导杆靠近辅助托架的一端固定连接。

从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：1、导向装置通过外部的操动机构驱动，使辅助触头上下移动，辅助触头对进线静触头座与出线静触头基体连通和断开，实现真空灭弧室的电气通断功能；连通时，进线凹槽、出线凹槽分别与辅助触头契合接触，可有效减小合闸弹跳次数和幅值；且为双断口结构形式，开断能力提升，触头开距减小，导向装置运行距离大大缩短，分合闸时间缩短，能提高快速分合闸能力，有效保证快速分合闸中的辅助触头的使用寿命，并对合闸时的弹跳进行抑制和抵消，提高整体电气性能和机械寿命。2、通过环形结构的辅助触头对同一平面的圆周上的进线凹槽和出线凹槽连通，在合闸导流的状态下无线圈磁场产生，温升低；电场对称均匀分布，V型结构的圆周槽的合理性，有利于提高电气寿命。3、辅助触头整体呈直角折弯板状结构，仅连接出线静触头基体与进线静触头座导电用，其质量可以做到最轻，操动机构同样的出力，相比现有的质量大的动触头会得到更快的初始速度，并且合闸碰撞动能减小，降低对触头的损坏程度，有利于提高触头寿命，并可使导向装置运行距离大大缩短，且合闸时弹跳惯性能小，可有效的减小合闸弹跳次数和幅值。4、辅助触头的V型结构以及功率弧流的磁场作用，会形成扩散性真空电弧，会大大降低电弧对触头的烧损，负载能力强，分断能力显著增强。5、定位销对进线静触头座进行定位，保证其固定的稳定性和牢靠性。6、触头层的设置可增强电气性能，保证较好的耐弧性。7、高强低密度陶瓷绝缘材质的辅助托架的设置，可以大大减小导向装置的整体重量，操动机构同样的出力，会得到更快的初始速度，合闸碰撞动能减小，降低对触头的损坏程度，有利于提高触头寿命；分闸状态时，保证辅助触头为一个悬浮电位，具有良好的电气性能。8、通过导向套对动导杆进行滑动导向，实现辅助触头的上下移动，从而实现对进线静触头座与出线静触头基体的连通和断开，导向精密、平稳。9、导向条对动导杆的水平转动方向进行限位，防止辅助触头旋转。10、辅助触头在波纹管弹力作用下，与进线静触头座和出线静触头基体接触连通，具有一定的压力，即触头自闭力，此时进线静触头座和出线静触头基体处于导通状态；仅在分闸时，操动机构带动动导杆克服波纹管弹力下移，能减小操动机构的做功，节省能源消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖面结构示意图。

图3为图2中B-B的剖面结构示意图。

图4为本发明具体实施方式的进线静触头座结构示意图。

图5为本发明具体实施方式的出线静触头座结构示意图。

图6为本发明具体实施方式的辅助触头结构示意图。

图7为本发明具体实施方式的导向装置结构示意图。

附图中：1、进线导杆，2、上壳体，3、定位销，4、进线静触头座，41、进线凹槽，5、触头层，6、出线静触头座，61、出线静触头基体，62、出线凹槽，7、下壳体，8、辅助触头，9、辅助触头基体，10、辅助托架，11、波纹管，12、导向套，13、动导杆。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如附图所示，一种双断口快速真空灭弧室，包括上壳体2、下壳体7、进线导杆1、出线静触头座6和导向装置，所述出线静触头座6固定安装于上壳体2与下壳体7之间，其内侧固定连接有出线静触头基体61，所述出线静触头基体61上开设有出线凹槽62；所述进线导杆1贯穿所述上壳体2，且与上壳体2固定连接，所述进线导杆1的内端连接有进线静触头座4；所述进线静触头座4与出线静触头基体61间隔设置，两者间隔一段安全距离，防止电击穿，且进线静触头座4上开设有进线凹槽41；所述导向装置滑动安装在下壳体7上，且靠近所述进线导杆1的一端设有与所述进线凹槽41和出线凹槽62契合的辅助触头8，所述导向装置带动辅助触头8移动，对出线静触头基体61与进线静触头座4连通或断开。

所述上壳体2、下壳体7分别与出线静触头座6的上下两侧均钎焊为一体，形成密封的壳体结构，导向装置通过外部的操动机构驱动，在下壳体7上下滑动导向，使辅助触头8上下移动，辅助触头8对进线静触头座4与出线静触头基体61连通和断开，实现真空灭弧室的电气通断功能。连通时，进线凹槽41、出线凹槽62分别与辅助触头8契合接触，其契合接触面大，在合闸时，可有效减小合闸弹跳次数和幅值；且为双断口结构形式，相对于单断口，其开断能力提升一倍，触头开距减小一半，导向装置运行距离大大缩短，分合闸时间缩短，能大大提高快速分合闸能力。有效保证快速分合闸中的辅助触头8的使用寿命，并对合闸时的弹跳进行抑制和抵消，提高整体电气性能和机械寿命。

所述下壳体7优选为铜材质，具有导电载流、真空壳套、触头蒸汽飞溅冷却等的作用；上壳体2优选为绝缘陶瓷材料，具有良好的绝缘密封屏蔽作用。进线导杆1为进线端，下壳体7与出线静触头座6整体形成出线端，优选下壳体7底面为功率导出的静态接线端，其底面设置有螺纹孔，用于安装出线铜排，相比传统功率输出端节省软铜排，接电更可靠且减轻运动部件的质量，对提高合分闸速度有显著意义。

所述进线凹槽41和出线凹槽62均呈V型的圆周槽，且两者在同一平面的圆周上；所述辅助触头8呈与所述圆周槽契合的环形结构。通过环形结构的辅助触头8对同一平面的圆周上的进线凹槽41和出线凹槽62连通，在合闸导流的状态下无线圈磁场产生，温升低；电场对称均匀分布，V型结构的圆周槽的合理性，有利于提高电气寿命。

所述圆周槽的开口为直角形状，所述辅助触头8呈与所述圆周槽契合的直角折弯板状结构。辅助触头8整体呈直角折弯板状结构，仅连接出线静触头基体61与进线静触头座4导电用，其质量可以做到最轻，操动机构同样的出力，相比现有的质量大的动触头会得到更快的初始速度，并且合闸碰撞动能减小，降低对触头的损坏程度，有利于提高触头寿命，并可使导向装置运行距离大大缩短，且合闸时弹跳惯性能小，可有效的减小合闸弹跳次数和幅值。

所述出线静触头座6呈环形结构，所述静触头基体61至少设置为两个，且间隔均匀的分布于出线静触头座6的环形内壁上。根据负载大小可定制多个导流支路。以静触头基体61数量为两个为例说明，如图3-7所示，辅助触头8将负载分为四路载流，具有8个导流支路，每路功率流又具备四个导电接触面，由于辅助触头8的V型结构以及功率弧流的磁场作用，理想状态下可有16个弧面。并且这16个弧柱会形成扩散性真空电弧，这样就大大降低了电弧对触头的烧损，负载能力强，分断能力显著增强。

所述进线静触头座4通过定位销3与所述上壳体2固定连接。定位销3对进线静触头座4进行定位，保证其固定的稳定性和牢靠性。

所述进线凹槽41和出线凹槽62表面均覆有铜钨材质的触头层5。触头层5厚度2-3mm，其可增强电气性能，保证较好的耐弧性。

所述导向装置包括依次钎焊固定的辅助触头基体9、辅助托架10和动导杆13，所述辅助托架10为高强低密度陶瓷绝缘材质，所述动导杆13为轻质金属材质，所述辅助触头8覆于所述辅助触头基体9表面，所述动导杆13贯穿所述下壳体7，并通过下壳体7导向滑动。辅助触头基体9、辅助托架10和动导杆13钎焊固定在一起；高强低密度陶瓷绝缘材质的辅助托架10的设置，可以大大减小导向装置的整体重量，操动机构同样的出力，会得到更快的初始速度，并且合闸碰撞动能减小，降低对触头的损坏程度，有利于提高触头寿命；分闸状态时，保证辅助触头8为一个悬浮电位，具有良好的电气性能。

所述下壳体7上固定安装有导向套12，所述动导杆13滑动贯穿所述导向套12。通过导向套12对动导杆13进行滑动导向，实现辅助触头8的上下移动，从而实现对进线静触头座4与出线静触头基体61的连通和断开，导向精密、平稳。

所述导向套12内侧设有沿所述动导杆13轴向方向的导向条，所述动导杆13上设有与所述导向条匹配的滑槽。导向条对动导杆13的水平转动方向进行限位，防止辅助触头8旋转，保证使用的稳定性和可靠性。

所述动导杆13上套设有波纹管11，所述波纹管11一端与所述下壳体7内壁固定连接，另一端与所述动导杆13靠近辅助托架10的一端固定连接。辅助触头8在自然状态下由于波纹管11弹力作用下，与进线静触头座4和出线静触头基体61是接触连通的，具有一定的压力，即触头自闭力，此时进线静触头座4和出线静触头基体61处于导通状态。仅在分闸时，操动机构带动动导杆13克服波纹管11弹力下移，能大大减小操动机构的做功，节省能源消耗。

绝缘陶瓷材料的上壳体2与出线静触头座6在钎焊前应进行金属化处理，同样高强低密度陶瓷绝缘材质的辅助托架10与辅助触头基体9、动导杆13在钎焊前均应进行金属化处理，保证其致密牢固连接。

本双断口快速真空灭弧室，导向装置通过外部的操动机构驱动，使辅助触头上下移动，辅助触头对进线静触头座与出线静触头基体连通和断开，实现真空灭弧室的电气通断功能；连通时，进线凹槽、出线凹槽分别与辅助触头契合接触，可有效减小合闸弹跳次数和幅值；且为双断口结构形式，开断能力提升，触头开距减小，导向装置运行距离大大缩短，分合闸时间缩短，能提高快速分合闸能力，有效保证快速分合闸中的辅助触头的使用寿命，并对合闸时的弹跳进行抑制和抵消，提高整体电气性能和机械寿命。辅助触头和导向装置重量小，操动机构同样的出力，相比现有的质量大的动触头会得到更快的初始速度，合闸碰撞动能减小，降低对触头的损坏程度，有利于提高触头寿命，负载能力强，温升低，运行稳定、可靠，具有良好的电气性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种双断口快速真空灭弧室，其特征在于，包括上壳体（2）、下壳体（7）、进线导杆（1）、出线静触头座（6）和导向装置，所述出线静触头座（6）固定安装于上壳体（2）与下壳体（7）之间，其内侧固定连接有出线静触头基体（61），所述出线静触头基体（61）上开设有出线凹槽（62）；所述进线导杆（1）贯穿所述上壳体（2），且与上壳体（2）固定连接，所述进线导杆（1）的内端连接有进线静触头座（4）；所述进线静触头座（4）与出线静触头基体（61）间隔设置，且进线静触头座（4）上开设有进线凹槽（41）；所述导向装置滑动安装在下壳体（7）上，且靠近所述进线导杆（1）的一端设有与所述进线凹槽（41）和出线凹槽（62）契合的辅助触头（8），所述导向装置带动辅助触头（8）移动，对出线静触头基体（61）与进线静触头座（4）连通或断开；所述出线静触头座（6）呈环形结构，所述静触头基体（61）至少设置为两个，且间隔均匀的分布于所述出线静触头座（6）的环形内壁上。

2.根据权利要求1所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述进线凹槽（41）和出线凹槽（62）均呈V型的圆周槽，且两者在同一平面的圆周上；所述辅助触头（8）呈与所述圆周槽契合的环形结构。

3.根据权利要求2所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述圆周槽的开口为直角形状，所述辅助触头（8）呈与所述圆周槽契合的直角折弯板状结构。

4.根据权利要求1所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述进线静触头座（4）通过定位销（3）与所述上壳体（2）固定连接。

5.根据权利要求1所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述进线凹槽（41）和出线凹槽（62）表面均覆有触头层（5）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述导向装置包括依次固定连接的辅助触头基体（9）、辅助托架（10）和动导杆（13），所述辅助托架（10）为陶瓷绝缘材质，所述辅助触头（8）覆于所述辅助触头基体（9）表面，所述动导杆（13）贯穿所述下壳体（7），并通过下壳体（7）导向滑动。

7.根据权利要求6所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述下壳体（7）上固定安装有导向套（12），所述动导杆（13）滑动贯穿所述导向套（12）。

8.根据权利要求7所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述导向套（12）内侧设有沿所述动导杆（13）轴向方向的导向条，所述动导杆（13）上设有与所述导向条匹配的滑槽。

9.根据权利要求6所述的双断口快速真空灭弧室，其特征在于，所述动导杆（13）上套设有波纹管（11），所述波纹管（11）一端与下壳体（7）固定连接，另一端与动导杆（13）靠近辅助托架（10）的一端固定连接。

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