一种真空断路器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及断路器技术领域，尤其是一种真空断路器，包括框架和可拆卸地安装在框架上的隔离刀组、接地刀组和真空灭弧室组，所述隔离刀组、接地刀组和真空灭弧室组分别由隔离刀组操作机构、接地刀组操作机构和断路器操作机构驱动分合闸，所述隔离刀组操作机构和接地刀组操作机构的操控部分集成在机箱内，所述机箱可拆卸地安装在所述框架上，所述机箱的底部可拆卸地安装有开关柜，所述开关柜内设置断路器操作机构的操控部分。本发明的真空断路器为模块化组合结构，各个模块相互独立，便于拆装维护，而且其机械联锁结构简化成本低且安全性高。
【专利说明】
一种真空断路器
技术领域
[0001]本发明涉及断路器技术领域，尤其是一种真空断路器。
【背景技术】
[0002]断路器是高压配电系统中经常使用的电器设备，其通常包括有断路器和隔离刀组闸，断路器的作用在于合闸接通电路和分闸断开电路，而其用于合闸接通电路或分闸断开电路的触头安装在真空灭弧室内，当触头合闸或分闸时不易发生电弧，安全性能很高。隔离刀组闸的作用在于能够建立可靠的绝缘间隙，将线路用一个明显的断开点隔开，以保证操作人员和设备的安全。操作真空断路器分闸时，需要首先操作断路器分闸，然后再操作隔离刀组闸分闸，当操作真空断路器合闸时，需要先操作隔离刀组闸合闸，再操作断路器合闸。
[0003]在操作断路器合闸时，如果隔离刀组闸没有完全合闸，那么当断路器合闸后，隔离刀组闸未完全合闸的位置就会产生电弧，这些电弧不仅损坏设备，还会带来极大的安全隐患。现实中，无论是某些高压真空断路器产品自身的缺陷，还是工人操作时的失误，都有可能造成隔离刀组闸意外导通电路，势必会损坏设备或者引发危险。
[0004]此外，现有的断路器的真空灭弧室的动触头一般是由绝缘拉杆驱动，绝缘拉杆竖向运动驱动动触头，绝缘拉杆行程较大，控制精度较低，而且在断路器操作机构操动动触头时，绝缘拉杆竖直上下运动，主体框架不仅要承受绝缘拉杆的重力，还要承受绝缘拉杆运动时的应力，主体框架易变形，此外，真空灭弧室是安装固定在主体框架上，主体框架的主支撑柱承受真空灭弧室的重量，长期承压容易变形。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种真空断路器，整体为模块化组合结构，结构简单便于拆装。
[0006]为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是:
[0007]本发明的真空断路器包括框架和可拆卸地安装在框架上的隔离刀组、接地刀组和真空灭弧室组，所述隔离刀组、接地刀组和真空灭弧室组分别由隔离刀组操作机构、接地刀组操作机构和断路器操作机构驱动分合闸，其特征在于:所述隔离刀组操作机构和接地刀组操作机构的操控部分集成在机箱内，所述机箱可拆卸地安装在所述框架上，所述机箱的底部可拆卸地安装有开关柜，所述开关柜内设置断路器操作机构的操控部分。
[0008]本发明所述机箱内可转动地安装有驱动隔离刀组的操作轴I和驱动接地刀组的操作轴Π，所述操作轴I上固定有具有限位槽的限位盘，所述限位盘的下方设有竖向滑动的销轴，所述操作轴Π上设有凸轮，接地刀组合闸时所述凸轮将所述销轴顶靠在所述限位槽内。
[0009]本发明所述限位盘上设有三个限位槽分别为分闸工位槽、合闸工位槽和接地工位槽，所述限位盘的下方固定有销轴座，所述销轴座包括上板、下板和侧板，所述上板和下板固定在所述侧板上，所述销轴滑动安装在上板和下板上，所述销轴的一端为限位端，所述限位端穿过所述上板并朝向所述限位盘，所述销轴的另外一端为自由端，所述自由端穿过所述下板并朝向所述凸轮，所述销轴上还设有销钉且销轴的外周套设有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的一端抵靠在所述销钉上，所述伸缩弹簧的另外一端抵靠在下板上。
[0010]本发明所述侧板上铰接有手动杆，所述侧板上还设有竖向腰孔，所述销钉的一端穿过所述竖向腰孔并与所述手动杆的一端铰接，所述手动杆的另外一端伸出到机箱的外部。
[0011]本发明所述操作轴Π上还安装有拨板，机箱内滑动安装有竖杆，竖杆的一端固定安装有与拨板配合的压板，竖杆的另外一端伸出到机箱的外部，机箱的外部设有挡杆，竖杆通过连接块与挡杆的上端固定连接，挡杆的下端伸入到所述开关柜内并位于断路器分闸板的一侧。
[0012]本发明所述隔离刀组通过传动组件驱动所述隔离刀组，所述传动组件包括安装在所述操作轴I端部的主动齿轮、与主动齿轮啮合的从动齿轮和套接在从动齿轮轮孔内的刀轴，所述刀轴驱动所述隔离刀组偏转，所述框架上还固定有隔离刀座，所述隔离刀组在操作轴I的驱动下与所述隔离刀座咬合。
[0013]本发明所述接地刀组操作机构通过连杆机构驱动所述接地刀组，所述连杆机构包括依次相互铰接的第一连动块、连杆和第二连动块，所述第一连动块与所述操作轴Π端部固定连接，所述第二连动块固定连接有转轴，所述转轴上安装所述接地刀组，所述接地刀组下部的活动端的一侧设有接地触头，所述接地刀组在所述操作轴Π的驱动下与所述接地触头相接。
[0014]本发明所述真空断路器还包括接地刀组合分闸保持装置，接地刀组合分闸保持装置包括安装在转轴端部的拐臂、与拐臂连接的滑动套和套接在滑动套内的导向杆，所述导向杆安装在固定板的轴孔内，所述导向杆上套设有压簧，所述压簧的一端与所述滑动套固定连接，所述压簧的另外一端固定在所述固定板上。
[0015]本发明所述框架的一侧固定安装真空灭弧室组，所述框架的侧面设有安装座，所述安装座上固定有两个绝缘子，两个所述绝缘子的端部设有固定架，所述真空灭弧室的上下两端分别由两个所述固定架固定，两个所述绝缘子和真空灭弧室构成三角固定结构。
[0016]本发明所述框架靠近真空灭弧室组的一侧可转动地安装有驱动轴，所述驱动轴由所述断路器操作机构的操控部分驱动，所述驱动轴上铰接着绝缘拉杆，所述绝缘拉杆的一端通过转动臂铰接在驱动轴上，所述绝缘拉杆的另外一端通过连接板与所述真空灭弧室组下方的固定架铰接，所述连接板还铰接有连接杆，所述连接杆与真空灭弧室组内的动触头刚性连接，所述绝缘拉杆驱动所述连接板偏转，所述连接板通过所述连接杆驱动所述动触头上下运动。
[0017]本发明的真空断路器的有益效果是:
[0018]1、本发明的真空断路器为模块化组合结构，各个模块相互独立，便于拆装维护；
[0019]2、本发明的真空断路器的机械联锁结构简化成本低且安全性高；
[0020]3、本发明的真空断路器尤其适应于风电专用预装箱式变电站中高压侧的控制及保护，适用高海拔、草原、荒漠等运行环境，此外，本发明的真空断路器为模块化箱体结构，可直接安装在欧变高压仓位内，联锁完善可靠，性能完全满足风电场使用要求；
[0021]4、本发明的真空断路器的真空灭弧室组借助绝缘子固定在框架的一侧，框架不用承受真空灭弧室竖直向下的重力，三角固定结构进一步分散了真空灭弧室的重力减小了框架受力，框架不易变形；
[0022]5、本发明的转动臂、绝缘拉杆、连接板和连杆构成四连杆操动机构用以驱动动触头的分合，驱动轴只需旋转较小的角度便可控制动触头的分合，能承受较大的水平力而且容易获得较高的控制精度，四连杆操动机构是以接近平行的驱动力进行驱动，框架不会承受驱动动触头的竖向应力，进一步减小了框架的受力。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0024]图1是本发明的真空断路器的结构示意图；
[0025]图2是本发明的真空断路器的另外一个视角的结构示意图；
[0026]图3是本发明的机械联锁结构示意图；
[0027]图4是本发明的销轴安装结构示意图；
[0028]图5是本发明的挡杆安装结构示意图；
[0029]图6是本发明的接地刀安装结构示意图；
[0030]图7是本发明的压簧安装结构示意图；
[0031 ]图8是本发明的隔离刀安装结构示意图；
[0032]图9是本发明的真空灭弧室安装结构示意图；
[0033]图10是本发明的绝缘拉杆安装结构示意图。
[0034]其中:框架I;
[0035]隔离刀组2，主动齿轮21，从动齿轮22，刀轴23;
[0036]接地刀组3，第一连动块31，连杆32，第二连动块33，转轴34，拐臂35，滑动套36，导向杆37，压簧38;
[0037]真空灭弧室组4，固定架41，绝缘子42，驱动轴43，转动臂44，绝缘拉杆45，连接板46，连接杆47;
[0038]机箱5，操作轴151，操作轴Π 52，限位盘53，凸轮54，销轴55，手动杆56，拨板57，压板58;
[0039]开关柜6，挡杆61，分闸板62。
【具体实施方式】
[0040]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0041]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0042]如图1-10所示，本实施例的真空断路器包括框架I和可拆卸地安装在框架I上的隔离刀组2、接地刀组3和真空灭弧室组4，隔离刀组2、接地刀组3和真空灭弧室组4分别由隔离刀组操作机构、接地刀组操作机构和断路器操作机构驱动分合闸，隔离刀组操作机构和接地刀组操作机构的操控部分集成在机箱5内，机箱5可拆卸地安装在框架I上，机箱5的底部可拆卸地安装有开关柜6，开关柜6内设置断路器操作机构的操控部分。本实施例的真空断路器为模块化组合结构，各个模块相互独立，便于拆装维护，其中，隔离刀组2包括三只隔离刀，接地刀组3包括三只接地刀，真空灭弧室组4包括三个真空灭弧室，隔离刀组2、接地刀组3和真空灭弧室组4都为常规的断路器组成单元，当检修断路器时为了保证检修人员的安全，需要先将真空灭弧室组4内的动触头和静触头断开，切断供电电路，然后将断路器上游的隔离刀组2断开，使电路具有明显的断点保证安全，为了防止误操作，在隔离刀组2断开后要将接地刀组3合闸，这样即便误操作导致电路接通也会发生短路跳闸。
[0043]本实施中的隔离刀组2、接地刀组3和真空灭弧室组4为机械联锁结构，在检修断路器时通过机械联锁结构确保隔离刀组2和真空灭弧室组4处于断开状态，而接地刀组3处于合闸状态，本实施中的机械联锁结构【具体实施方式】如下，机箱5内可转动地安装有驱动隔离刀组2的操作轴151和驱动接地刀组3的操作轴Π 52，操作轴151上固定有具有限位槽的限位盘53，限位盘53的下方设有竖向滑动的销轴55，操作轴Π 52上设有凸轮54，接地刀组3合闸时凸轮54将销轴55顶靠在限位槽内，其中，限位盘53上设有三个限位槽分别为分闸工位槽、合闸工位槽和接地工位槽，限位盘53的下方固定有销轴座，销轴座包括上板、下板和侧板，上板和下板固定在侧板上，销轴55滑动安装在上板和下板上，销轴55的一端为限位端，限位端穿过上板并朝向限位盘53，销轴55的另外一端为自由端，自由端穿过下板并朝向凸轮54，销轴55上还设有销钉且销轴55的外周套设有伸缩弹簧，伸缩弹簧的一端抵靠在销钉上，伸缩弹簧的另外一端抵靠在下板上，当隔离刀组2分闸时，销轴55会在伸缩弹簧的作用下顶靠在分闸工位槽内，然后接地刀组3合闸，此时凸轮54的凸起部会向上偏转，直至凸轮54顶住销轴55的下方，销轴55卡死在限位盘53的分闸工位槽内，操作轴151无法操动，从而实现隔离刀组2和接地刀组3的联锁。
[0044]本实施例还提供一种隔离刀组2解锁结构，具体地，侧板上铰接有手动杆56，侧板上还设有竖向腰孔，销钉的一端穿过竖向腰孔并与手动杆56的一端铰接，手动杆56的另外一端伸出到机箱5的外部，检修完成后先将接地刀组3分闸，此时凸轮54的凸起部远离销轴55，向上拨动手动杆56，手动杆56驱动销轴55向下运动直至销轴55脱离分闸工位槽，此时可以自由操动操作轴151，隔离刀组2解锁。
[0045]本实施例中的接地刀组3和真空灭弧室组4的联锁结构如下，操作轴Π52上还安装有拨板57，机箱5内滑动安装有竖杆，竖杆的一端固定安装有与拨板57配合的压板58，竖杆的另外一端伸出到机箱5的外部，机箱5的外部设有挡杆61，竖杆通过连接块与挡杆61的上端固定连接，挡杆61的下端伸入到开关柜6内并位于断路器分闸板62的一侧，当接地刀组3合闸时，拨板57会带动压板58下行，压板58带动挡杆61下行，挡杆61的下端卡住分闸板62使得断路器无法进行分闸操作，从而实现接地刀组3和真空灭弧室组4的联锁，而与此同时隔离刀组2和接地刀组3也处于联锁状态，从而实现隔离刀组2、接地刀组3和真空灭弧室组4的机械联锁。
[0046]本实施例中的隔离刀组2通过传动组件驱动隔离刀组2，传动组件包括安装在操作轴151端部的主动齿轮21、与主动齿轮21啮合的从动齿轮22和套接在从动齿轮22轮孔内的刀轴23，刀轴23驱动隔离刀组偏转，框架I上还固定有隔离刀座，隔离刀组2在操作轴151的驱动下与隔离刀座咬合。
[0047]本实施例中的接地刀组操作机构通过连杆机构驱动接地刀组3，连杆机构包括依次相互铰接的第一连动块31、连杆32和第二连动块33，第一连动块31与操作轴Π 52端部固定连接，第二连动块33固定连接有转轴34，转轴34上安装接地刀组3，接地刀组3下部的活动端的一侧设有接地触头，接地刀组3在操作轴Π 52的驱动下与接地触头相接。
[0048]本实施例中的真空断路器还包括接地刀组合分闸保持装置，接地刀组合分闸保持装置包括安装在转轴34端部的拐臂35、与拐臂35连接的滑动套36和套接在滑动套36内的导向杆37，导向杆37安装在固定板的轴孔内，导向杆37上套设有压簧38，压簧38的一端与滑动套36固定连接，压簧38的另外一端固定在固定板上。当接地刀组3由分闸工位切换到合闸工位时，通过操作轴Π 52驱动转轴34转动，转轴34会带动拐臂35转动，拐臂35在转动的同时，会带动滑动套36滑动，滑动套36挤压压簧38，当到达合闸工位后，压簧38伸张开并将转轴34顶靠在相应位置，如果分闸转轴34必须克服压簧38的压力才能转动，因此接地刀组3在压簧38的作用下保持在合闸位置，防止接地刀弹起或异动，保证电器的安全性。
[0049]为了减小框架I的受力，框架I的一侧固定安装真空灭弧室组4，框架I的侧面设有安装座，安装座上固定有两个绝缘子42，两个绝缘子42的端部设有固定架41，真空灭弧室的上下两端分别由两个固定架41固定，两个绝缘子42和真空灭弧室构成三角固定结构，这样真空灭弧室组4借助绝缘子42固定在框架I的一侧，框架I不用承受真空灭弧室竖直向下的重力，三角固定结构进一步分散了真空灭弧室的重力减小了框架I受力，框架I不易变形。
[0050]框架I靠近真空灭弧室组4的一侧可转动地安装有驱动轴43，驱动轴43由断路器操作机构的操控部分驱动，驱动轴43上铰接着绝缘拉杆45，绝缘拉杆45的一端通过转动臂44铰接在驱动轴43上，绝缘拉杆45的另外一端通过连接板46与真空灭弧室组4下方的固定架41铰接，连接板46还铰接有连接杆47，连接杆47与真空灭弧室组4内的动触头刚性连接，绝缘拉杆45驱动连接板46偏转，连接板46通过连接杆47驱动动触头上下运动，具体地，连接板46包括横板和竖板，横板和竖板的连接部为拐点，竖板的端部与绝缘拉杆45铰接，横板的端部与固定架41铰接，拐点与连接杆47铰接，从而转动臂44、绝缘拉杆45、连接板46和连接杆47构成四连接杆操动机构用以驱动动触头的分合，驱动轴43只需旋转较小的角度便可控制动触头的分合，能承受较大的水平力而且容易获得较高的控制精度，四连接杆操动机构是以接近平行的驱动力进行驱动，框架I不会承受驱动动触头的竖向应力，进一步减小了框架I的受力。
[0051]本实施例中的真空断路器尤其适应于风电专用预装箱式变电站中高压侧的控制及保护，适用高海拔、草原、荒漠等运行环境，此外，本发明的真空断路器为模块化箱体结构，可直接安装在欧变高压仓位内，联锁完善可靠，性能完全满足风电场使用要求。
[0052]应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种真空断路器，包括框架(I)和可拆卸地安装在框架(I)上的隔离刀组(2)、接地刀组(3)和真空灭弧室组(4)，所述隔离刀组(2)、接地刀组(3)和真空灭弧室组(4)分别由隔离刀组操作机构、接地刀组操作机构和断路器操作机构驱动分合闸，其特征在于:所述隔离刀组操作机构和接地刀组操作机构的操控部分集成在机箱(5)内，所述机箱(5)可拆卸地安装在所述框架(I)上，所述机箱(5)的底部可拆卸地安装有开关柜(6)，所述开关柜(6)内设置断路器操作机构的操控部分。2.根据权利要求1所述的真空断路器，其特征在于:所述机箱(5)内可转动地安装有驱动隔离刀组(2)的操作轴1(51)和驱动接地刀组(3)的操作轴Π (52)，所述操作轴1(51)上固定有具有限位槽的限位盘(53)，所述限位盘(53)的下方设有竖向滑动的销轴(55)，所述操作轴Π (52)上设有凸轮(54)，接地刀组(3)合闸时所述凸轮(54)将所述销轴(55)顶靠在所述限位槽内。3.根据权利要求2所述的真空断路器，其特征在于:所述限位盘(53)上设有三个限位槽分别为分闸工位槽、合闸工位槽和接地工位槽，所述限位盘(53)的下方固定有销轴座，所述销轴座包括上板、下板和侧板，所述上板和下板固定在所述侧板上，所述销轴(55)滑动安装在上板和下板上，所述销轴(55)的一端为限位端，所述限位端穿过所述上板并朝向所述限位盘(53)，所述销轴(55)的另外一端为自由端，所述自由端穿过所述下板并朝向所述凸轮(54)，所述销轴(55)上还设有销钉且销轴(55)的外周套设有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的一端抵靠在所述销钉上，所述伸缩弹簧的另外一端抵靠在下板上。4.根据权利要求3所述的真空断路器，其特征在于:所述侧板上铰接有手动杆(56)，所述侧板上还设有竖向腰孔，所述销钉的一端穿过所述竖向腰孔并与所述手动杆(56)的一端铰接，所述手动杆(56)的另外一端伸出到机箱(5)的外部。5.根据权利要求4所述的真空断路器，其特征在于:所述操作轴Π(52)上还安装有拨板(57)，机箱(5)内滑动安装有竖杆，竖杆的一端固定安装有与拨板(57)配合的压板(58)，竖杆的另外一端伸出到机箱(5)的外部，机箱(5)的外部设有挡杆(61)，竖杆通过连接块与挡杆(61)的上端固定连接，挡杆(61)的下端伸入到所述开关柜(6)内并位于断路器分闸板(62)的一侧。6.根据权利要求5所述的真空断路器，其特征在于:所述隔离刀组(2)通过传动组件驱动所述隔离刀组(2)，所述传动组件包括安装在所述操作轴1(51)端部的主动齿轮(21)、与主动齿轮(21)啮合的从动齿轮(22)和套接在从动齿轮(22)轮孔内的刀轴(23)，所述刀轴(23)驱动所述隔离刀组(2)偏转，所述框架(I)上还固定有隔离刀座，所述隔离刀组(2)在操作轴1(51)的驱动下与所述隔离刀座咬合。7.根据权利要求6所述的真空断路器，其特征在于:所述接地刀组操作机构通过连杆机构驱动所述接地刀组(3)，所述连杆机构包括依次相互铰接的第一连动块(31)、连杆(32)和第二连动块(33)，所述第一连动块(31)与所述操作轴Π (52)端部固定连接，所述第二连动块(33)固定连接有转轴(34)，所述转轴(34)上安装所述接地刀组(3)，所述接地刀组(3)下部的活动端的一侧设有接地触头，所述接地刀组(3)在所述操作轴Π (52)的驱动下与所述接地触头相接。8.根据权利要求7所述的真空断路器，其特征在于:所述真空断路器还包括接地刀组合分闸保持装置，接地刀组合分闸保持装置包括安装在转轴(34)端部的拐臂(35)、与拐臂(35)连接的滑动套(36)和套接在滑动套(36)内的导向杆(37)，所述导向杆(37)安装在固定板的轴孔内，所述导向杆(37)上套设有压簧(38)，所述压簧(38)的一端与所述滑动套(36)固定连接，所述压簧(38)的另外一端固定在所述固定板上。9.根据权利要求8所述的真空断路器，其特征在于:所述框架(I)的一侧固定安装真空灭弧室组(4)，所述框架(I)的侧面设有安装座，所述安装座上固定有两个绝缘子(42)，两个所述绝缘子(42)的端部设有固定架(41)，所述真空灭弧室的上下两端分别由两个所述固定架(41)固定，两个所述绝缘子(42)和真空灭弧室构成三角固定结构。10.根据权利要求9所述的真空断路器，其特征在于:所述框架(I)靠近真空灭弧室组(4)的一侧可转动地安装有驱动轴(43)，所述驱动轴(43)由所述断路器操作机构的操控部分驱动，所述驱动轴(43)上铰接着绝缘拉杆(45)，所述绝缘拉杆(45)的一端通过转动臂(44)铰接在驱动轴(43)上，所述绝缘拉杆(45)的另外一端通过连接板(46)与所述真空灭弧室组(4)下方的固定架(41)铰接，所述连接板(46)还铰接有连接杆(47)，所述连接杆(47)与真空灭弧室组(4)内的动触头刚性连接，所述绝缘拉杆(45)驱动所述连接板(46)偏转，所述连接板(46)通过所述连接杆(47)驱动所述动触头上下运动。
【文档编号】H01H33/52GK106024498SQ201610566963
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】蔡坤, 孙阳, 周力, 张程, 梁斌, 华杰
【申请人】江苏明及电气股份有限公司