专利名称：高压交流真空断路器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压交流真空断路器，具体来说涉及40.5kV、三相交流50Hz电力系统中所使用的断路器。
背景技术：
随着我国国民经济的发展，企业对配电系统要求的容量不断增加，目前额定电压40.5kV的交流高压真空断路器，大都已不能完全满足市场对该类产品在体积要求缩小，性能尽量提高的要求。因而制约了我公司相应的成套产品的发展。经多方面的市场调研和了解，国内市场对结构造型合理、操作机构简单可靠，并且与成套设备配套性强的额定电流及额定短路开断容量较大的交流高压真空断路器产品需求量很大。因此，我们按DL402-1999《12kV～40.5kV高压交流真空断路器订货技术条件》及GB1984-2003《高压交流真空断路器》的要求，开发设计了ZN85A-40.5/T1600-31.5kA交流高压真空断路器(以下简称产品)。此产品综合国外当代同类产品先进技术，能够适应当今电器工业对大容量、高可靠配电设备的要求，以及国内企业面对国外厂商激烈市场竞争的形势，有利于振兴民族工业。
产品适用于额定电压交流40.5kV，频率50Hz，额定电流1600A，额定短路开断电流31.5kA的户内高压供电系统中。适用于工矿企业、住宅小区、高层建筑、学校、公园等场所，并适用于频繁操作的场所。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种操动机构与断路器实现一体化的断路器；本实用新型的目的是提供一种机械可靠性高，使用寿命长而且体积小重量轻的断路器；本实用新型的目的是提供一种一次电气部分压注在绝缘筒内，能够防止一次事故的产生和扩大的断路器。
一种高压交流真空断路器，其中断路器的一次电气部分、操作机构和安装底架连成一个整体；一次电气部分由绝缘筒、上下出线臂、真空灭弧室14、软连接和绝缘拉杆19组成，绝缘筒中容纳真空灭弧室还支撑上下出线臂，软连接连接真空灭弧室和绝缘拉杆；操作机构由支架、储能系统、传动系统、分合闸保持释放装置及二次控制系统组成；底架连接电气部分与操作机构并将其支撑在工作位置上。
灭弧室具有可动导电部分并通过软连接与下出线臂联接，绝缘拉杆与可动导电杆相连。
操作机构采用夹板式结构，机构的储能系统设置在左侧板内侧；传动系统和机械联锁处在中、右侧板间。
储能系统包括储能电机、二级齿轮减速器、凸轮、涡轮、棘轮、合闸弹簧和行程开关，储能电机经二级齿轮减速器带动凸轮转动，涡轮带动摇板使得棘轮转动，从而使得储能轴上的拐臂压缩合闸弹簧并同时切断储能电机。
该断路器具有以下优点
本产品采用操动机构与断路器一体化结构；操动机构与断路器均采用国内外先进技术设计、制造，产品不仅机械可靠性高，使用寿命长，且产品体积小，重量轻，是40.5kV小型化开关柜首选断路器。
一次电气部分装在采用先进工艺压注的绝缘筒内，绝缘性能可靠，并能有效防止一次事故的产生和扩大，影响操动机构及二次电气部分。
图1所示为断路器主视图；图2所示为断路器内部结构侧视图；图3所示为断路器内部结构简视图；图4所示为断路器电气结构示意图。
具体实施例下面根据附图1-4来描述本实用新型断路器采用整体式结构，被整合到带有手车轮子27和导向轮9的手车机架26上，在手车机架26上设置有推进拉板和手车面板8。在手车面板8的前方有名牌1，合闸按钮2，手动储能轴孔3，计数器4，分闸按钮5，手动储能轴孔6和分、合闸指示7。
如图2-4所示，断路器的主要结构采用整体式结构设计，将断路器的一次电气部分与操动机构以及安装底架三者联成一个统一整体。断路器的一次电气部分由绝缘筒、上下出线臂、真空灭弧室、软联接以及绝缘子组成；操动机构由支架、储能系统、传动系统、合分闸保持释放装置以及二次控制系统；底架将电气部分与操动机构相连并以通过它将断路器安装在工作位置上。梅花触头11、手车触臂12和绝缘筒13都安装在容纳真空管14的静支架15上。在真空管14的下方是动支架18和绝缘拉杆19。二次插头插座16安置在弹簧操作机构17的顶部。
断路器的工作原理真空断路器是利用特殊设计的触头在高度真空的灭弧室内闭合与分开来达到关合与分断线路电流的目的，由于高度的真空具有极高的绝缘强度，因而在分闸位置，只需很小的触头开距就能满足绝缘的要求，当断路器接到合闸信号，在操动机构的作用下，动触头向上运动，并与静触头接触动，完成合闸过程。在断路器回路通电流的情况下，当接到分闸信号，在操动机构的作用下，动触头向下运动，离开静触头，动、静触头分离瞬间产生了电弧，与此同时，电弧电流流经特殊结构的触头产生了径向磁场，该磁场与电弧相互作用，使得电弧沿着跑弧道高速运动因而电弧对触头表面的烧损不集中在较小的范围内，触头表面的烧损较轻而且均匀。在交流电流过零瞬间，由于真空介质的弧后绝缘强度恢复极快，在一定的触头开距下，交流电弧从此熄灭，达到开断电流的目的。
根据图2中的弹簧操作机构17及图4中所示详细情况，断路器的开断、接通功能是由该部分来实现，其中绝缘筒13不仅作为骨架用以安装支持高压带电功能元件、同时由于采用圆形结构，使得高压部分三相互相隔离，减少了因一相事故而影响其它相的可能性；上、下出线臂作为断路器与外界一次线路相联系的中间环节，还起到传递、散发断路器内部热量的作用；真空灭弧室是断路器的心脏部分，一次线路的分断、接通都在该部件里完成；灭弧室的可动导电部分通过软联接下出线臂联接，而动导电杆的运动则是通过绝缘子与接受操动机构的动作。
该机构采用夹板式结构，机构的储能驱动部分布置在左侧板内侧，传动部分及机械联锁处在中、右侧板间。合、分闸弹簧分别布置在左、右侧板外边；手车上装有辅助开关，中部侧板上装有切换电机回路的行程开关、合闸线圈，过流脱扣器及分闸磁铁则装在中、右侧板间，这样使结构合理、简单明了，各转轴受力合理、稳定性好。该机构合、分闸弹簧采用压缩弹簧，驱动部分采用棘轮棘爪驱动；机构在合闸位置仍能储能。因而具有重合闸功能；采用机械及电气联锁，以防止在合闸状态下空合操作。
储能系统可以分为电动储能和手动储能a)电动储能是储能电机32接到储能信号后开始高速旋转，经二级齿轮减速器33带动凸轮34转动，通过涡轮59带动摇板60摆动，经红驱动棘爪38带动棘39转动，棘轮与储能轴37是固定连接，从而带动储能轴37转动，由储能轴上的拐臂36压缩合闸弹簧31合闸弹簧31受到压缩的最短距离即为拐臂转动的死点位置刚过死点位置，储能轴上的拐臂43推动行程开关42切断储能电源，同时驱动棘爪到达棘轮39的光滑面，让电机空转；此时，拐臂36在合闸弹簧作用力下，具有顺时针方向转动的趋势，凸轮45及拐臂36和储能轴37；固定连接，因而凸轮45也是顺时针转动的趋势，由于凸轮45上的销44被拐臂46顶住，因而凸轮不能继续顺时针转动，也就是合闸弹簧31被储能并保持住了。b)手动储能当需要手动储能时，将储能手柄套在储能曲轮轴35上，顺时针方向转动，由于手柄的特殊结构，储能曲轮轴能随手柄一起顺时针转动，从而带动凸轮转动，机构进入储能过程(同电动储能过程)，学储能结束时“咔嚓”声响，这时应停止手动储能。
当要合闸的时候储能后的操作机构，其合闸弹簧被压缩，该弹簧通过拐臂36使凸轮45朝顺进针方向旋转，但这种趋势受拐臂46的阻止，而拐臂46的位置状态受到另一拐臂41的影响，使拐臂46不能顺时针方向旋转，但不需要合闸时，用合闸电磁铁48或手动接钮的拐臂41顺时针转动，则拐臂46得不到拐臂41支持，因而凸轮45在合闸弹簧力的作用下朝顺时针旋转，带动了支持板47朝顺时针方向转动，并使顶杆向上运动，主轴上拐臂52逆时针旋转，拐臂24顺时针旋转，通过绝缘子19使真空灭弧室14中的导电杆、动触头向上运动，从而使断路器合闸。
当要分闸的时候储能器在合闸过程中，由于主轴上拐臂逆时针转动，从而使得分闸弹簧压缩并被保持在压缩状态，由于合闸状态是靠拐臂49来保持，而拐臂49的支持状态则靠轮50来保持，当用分闸电磁铁51或手动按钮使轮50逆时针转动时，拐臂49状态得不到维持在支持板47上的拐臂的力作用下拐臂49朝逆时针转动，这样使支持板47不能处于合闸位置，在合闸弹簧压力的作用下拐臂52逆时针转动，拐臂24逆时针旋转，使触头向下运动，断路器分闸，在接近分闸的最终位置，油缓冲器68开始动作吸收分闸剩余动能。
由于断路器处于合闸位置时机构同样能够储能，因而断路器分闸应能立即合闸，即具有重合闸功能。
断路器能用操作手柄进行动储能合闸及分闸，也能用电动完成上述操作，在正常使用条件下，10～20年内不需检修，但由于广大用户的使用环境条件差异很大，因而通常仍需做必要的检查、维护工作。断路器的机械寿命为10000次合、分操作循环，额定电流开断次数为10000次，额定短路电流开断次数为20次，因而对操作特别频繁的用户，就防止断路器超过上述参数下继续工作。
权利要求1.一种高压交流真空断路器，其中断路器的一次电气部分、操作机构和安装底架连成一个整体；一次电气部分由绝缘筒、上下出线臂、真空灭弧室(14)、软连接和绝缘拉杆(19)组成，其特征是绝缘筒中容纳真空灭弧室还支撑上下出线臂，软连接连接真空灭弧室和绝缘拉杆；操作机构由支架、储能系统、传动系统、分合闸保持释放装置及二次控制系统组成；底架连接电气部分与操作机构并将其支撑在工作位置上。
2.根据权利要求1的高压交流真空断路器，其特征是灭弧室具有可动导电部分并通过软连接与下出线臂联接，绝缘拉杆与可动导电杆相连。
3.根据权利要求2的高压交流真空断路器，其特征是操作机构采用夹板式结构，机构的储能系统设置在左侧板内侧；传动系统和机械联锁处在中、右侧板间。
4.根据权利要求2的高压交流真空断路器，其特征是储能系统包括储能电机、二级齿轮减速器、凸轮、涡轮、棘轮、合闸弹簧和行程开关，储能电机经二级齿轮减速器带动凸轮转动，涡轮带动摇板使得棘轮转动，从而使得储能轴上的拐臂压缩合闸弹簧并同时切断储能电机。
专利摘要一种高压交流真空断路器，其中断路器的一次电气部分、操作机构和安装底架连成一个整体；一次电气部分由绝缘筒、上下出线臂、真空灭弧室(14)、软连接和绝缘拉杆(19)组成，绝缘筒中容纳真空灭弧室还支撑上下出线臂，软连接连接真空灭弧室和绝缘拉杆；操作机构由支架、储能系统、传动系统、分合闸保持释放装置及二次控制系统组成；底架连接电气部分与操作机构并将其支撑在工作位置上。该断路器具有可靠性高，使用寿命长，体积小，重量轻等优点。
文档编号H01H33/666GK2836218SQ20052011366
公开日2006年11月8日 申请日期2005年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者郑世仁, 姜晓东, 洪福贤 申请人:杭州电器开关有限公司