专利名称：12kV真空发电机出口保护专用断路器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备中使用的断路器，特别是一种发电机用的发电机型断路器。
背景技术：
早期在发电机型断路器标准未实施之前，因为没有专门的发电机保护断路器产
品，人们对于发电机断路器设计选型，只是考虑额定电流、短路开断电流，，用通用型断路器应用于发电机回路；我国过去常用于小容量水电站的发电机保护断路器主要是少油SN3-10型和SN4-10型，这些产品的结构比较简单、技术落后、额定参数低、运行极不可靠、满足不了当前发展中的小型水力发电站的技术要求；在中小型水力发电站设计中，当前应根据已经执行国家标准规定的相关技术参数，合理配置发电机保护断路器，应该是科学的、规范的、有益的最佳选择。而当前小容量发电机真空断路器的研制在我国处于空白，不能为快速发展的小容量水电站的发电机保护断路器提供设计选型。发电机型断路器与通用型断路器之异同发电机型断路器与通用型断路器在机械特性、绝缘特性和电气特性的表述方式上基本相同。如对短路开断电流均以交流分量有效值和直流分量百分数(DC% )表示；绝缘性能均以工频和雷电冲击耐压水平考核；机械特性考核项目等也基本相同。发电机型断路器与通用型断路器的不同之处，是前者对某些技术性能的技术参数要求要苛刻得多。因为发电机的电感值较系统相对要大，作为保护断路器在瞬间所承受的直流分量和衰减时间常数均大得多。GB/T14824-1993中规定在断路器分闸时间加O. Ols时，直流分量(DC% )约为68%，衰减时间常数为60ms，显然较通用型断路器的直流分量20%和衰减时间常数45ms要大；同时，额定短路关合电流也不相同，发电机型断路器因为直流分量较大，额定短路关合电流(峰值)为额定短路电流的2. 74倍，而通用型断路器此值仅为2. 5倍；在表述方式上，发电机型断路器的铭牌除标有额定短路电流值外，同时还注明有直流分量(DC% )值，而通用型断路器则仅标有额定短路电流值。根据已执行的标准，发电机型断路器与通用型断路器也存在很大不同发电机型断路器的主要型式依据当前国际通用的ANSI/IEEEC37-013以对称电流为基础的交流高压发电机断路器标准规定，对发电型断路器型式试验考核内容主要是系统源短路的开断与关合、发电机源短路开断和失步开断与关合。其它的型式试验考核与通用型断路器内容基本相同。(I)系统源短路的开断与关合试验。发电机型断路器是在非自动重合闸操作顺序下进行。直流分量分DC%< 20%及DC%> 20%两种条件；瞬态恢复电压(峰值)为I. 7倍发电机最高工作电压；瞬态恢复电压的上升率为3. 5kV/ μ s ;关合试验按2. 74倍额定短路电流(峰值)合并进行的。国外西屋和西门子公司在进行此项试验时，直流分量(DC% )均按75%额定短路电流考核。[0010]通用型断路器一般都是在自动重合闸操作顺序下进行的。直流分量(DC% )< 20% ;瞬态恢复电压(峰值)为I. 71倍额定工作电压；瞬态恢复电压上升率为O. 34kV/μ s ;关合试验是按2. 5倍额定短路电流(峰值)与对称开断试验合并进行。当断路器的分闸时间彡60ms时，则不必进行非对称开断试验。上述两种类型断路器的试验考核，均相当于三相试验时首开相或者单相试验时的条件。相比之下，即便是开断电流的数值相同，而发电机型断路器则是在高直流分量和瞬态恢复电压下进行开断，开断条件较通用型断路器苛刻得多。(2)发电机源短路的开断试验。发电机源短路的开断试验条件则更为苛刻，该试验具有更高的直流分量。对于这一试验考核，通用型断路器则是无法胜任的。(3)失步开断与关合试验。发电机型断路器失步开断与关合试验是在合、分条件下进行的。外施电压和首相开断工频恢复电压为I. 22倍发电机最高电压；开断电流为50%的交流分量有效值；直流分量(DC% )分< 20%和彡50%两种条件；瞬态恢复电压峰值为2. 5倍发电机最高电压；瞬态恢复电压上升率为3. 3kV/ys ;关合试验按2. 5倍对称开断电流交流分量值(峰值)与开断试验合并进行；通用型断路器的合、分失步开断与关合试验，外施电压和首相开断工频恢复电压为I. 44倍系统最高电压；开断电流为25%的交流分量有效值；直流分量(DC% ) < 20% ；瞬态恢复电压峰值为2. 55倍额定工作电压；瞬态恢复电压上升率为O. 26kV/ μ s ;而对关合电流不作规定。
发明内容本实用新型的目的就在于根据发电机断路器的技术要求，提供一种可满足发电机型断路器在开断、关合条件等“苛刻”要求的12kV真空发电机出口保护专用断路器。其技术解决方案如下12kV真空发电机出口保护专用断路器，包括操动机构机构和真空灭弧室，其特征在于，所述操动机构包括联接的销2，限位杆3，滑块4，拐臂储能传动轮5，储能传动轮6，储能轴7，滚轮8，储能保持挚子9，合闸弹簧10，手动储能蜗杆11，合闸电磁铁12,手动储能传动蜗轮13,电机传动链轮14,电机输出轴15,储能电机16,联锁传动弯板17，传动链条18，储能保持轴19，闭锁电磁铁20，拐臂21，凸轮22，储能传动链轮23，连板24，储能指示牌25，上支架26，上出线座27，真空灭弧室28，绝缘筒29，下支架30，下出线座31，蝶簧32，绝缘拉杆33，传动拐臂34，分闸弹簧35，传动连板36，主轴传动拐臂37，合闸保持挚子38，连板39，分闸电磁铁40，半轴41，手动分闸顶杆42，凸轮43，分合指示牌连板44。I、弹簧机构；操动机构为弹簧储能操作机构，断路器框架内装有合闸单元，由一个或数个脱扣电磁铁组成的分闸单元，辅助开关，指示装置等部件；前方设有合、分闸按钮，手动储能操作孔，弹簧储能状态指示牌，合分指示牌等。I. I 储能断路器合闸所需能量由合闸弹簧储能提供，储能既可由外部电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成。储能操作由固定在框架上的储能电机16进行，或者将储能手柄插入手动储能孔中逆时针摇动进行。电动储能时由电机输出轴15带动链轮传动系统(14、23、18)，手动储能时通过蜗轮、蜗杆(11、13)带动链轮传动系统。链轮23转动时，销2推动轮6上的滑块4使储能轴7跟随转动并通过拐臂5和21拉伸合闸弹簧进行储能。到达储能位置时，框架上的限位杆3压下滑块使储能轴与链轮传动系统脱开，储能保持挚子9顶住滚轮8保持储能位置，同时储能轴上连板24带动储能指 示牌25翻转显示“已储能”标记，并切换辅助开关切断储能电机供电电源，此时断路器处于合闸准备状态。I. 2 合闸在合闸操作中，不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作，均可使储能保持轴19转动，使挚子9松开滚轮8，合闸弹簧收缩同时通过拐臂5、21使储能轴7和轴上的凸轮22转动，凸轮又驱动连杆机构(34、36、37、38、39)带动绝缘拉杆33和动触头进入合闸位置，并压缩触头弹簧32，保持触头所需的接触压力。合闸动作完成后合闸保持挚子38与半轴41保持合闸位置，同时储能指示牌、储能辅助开关复位，电机供电回路接通。若外接电源也接通则再次进入储能状态，连杆44拉动合/分指示牌，显示出“合”的标记，传动连杆拉动主辅助开关切换。I. 3 分闸即可按“分闸”按钮，也可靠接通外部电源使分闸脱扣电磁铁或过流脱扣电磁铁动作，使合闸保持挚子38与半轴41解锁而实现分闸操作。由触头弹簧和分闸弹簧35储存的能量使灭弧室28动静触头分离。在分闸过程后段，由液压缓冲器吸收分闸过程剩余能量并限定分闸位置。由连杆44拉动合/分指示牌显示出“分”的标记，同时拉动计数器，实现计数器计数，由传动连杆拉动辅助开关切换。2.复合绝缘的一次导电回路；断路器主体部分设置在由环氧树脂采用APG工艺浇注而成的绝缘筒内，这种结构能有效地防止包括外力冲击、污秽环境等外部因素对真空灭弧室的影响。断路器主体安装在断路器框架后部，与操动机构接成一个整体。断路器在合闸位置时主回路电流路径(参见图2)上出线座27经固定在灭弧室的上支架26，到真空灭弧室内部静触头，经动触头及其联接的导电夹、软连接，至下支架30到下出线座31。本实用新型主要按装在发电机和变压器之间用于发电机的控制和保护，可以实现简化厂用电切换程序以及为机组的调试和维护提供便利，从而提高设备的保护能力和系统的稳定性。其配有专用弹簧操作机构、操作功能齐全，可靠性高，设计先进合理，维护量少；本断路器具有闻开断能力、闻的关合和动、热稳定性能。
图I是本实用新型操动机构的结构示意图；图2为图I中A-A视图；图3为图I中B-B视图；[0038]图4为图I中C-C视图；图5为图I中D-D视图；图6为本实用新型操动机构储能部分结构示意图；图7为操动机构与真空灭弧室结合状态示意图。图中，储能到位切换用微动开关1，销2，限位杆3，滑块4，拐臂储能传动轮5，储能传动轮6，储能轴7，滚轮8，储能保持挚子9，合闸弹簧10，手动储能蜗杆11，合闸电磁铁12，手动储能传动蜗轮13，电机传动链轮14，电机输出轴15，储能电机16，联锁传动弯板17，传动链条18，储能保持轴19，闭锁电磁铁20，拐臂21，凸轮22，储能传动链轮23，连板24，储能指示牌25，上支架26，上出线座27，真空灭弧室28，绝缘筒29，下支架30，下出线座31，蝶簧32，绝缘拉杆33，传动拐臂34，分闸弹簧35，传动连板36，主轴传动拐臂37，合闸保持挚子38，连板39，分闸电磁铁40，半轴41，手动分闸顶杆42，凸轮43，分合指示牌连板44。
具体实施方式
如图1-7所示，I、弹簧机构；操动机构为弹簧储能操作机构，断路器框架内装有合闸单元，由一个或数个脱扣电磁铁组成的分闸单元，辅助开关，指示装置等部件；前方设有合、分闸按钮，手动储能操作孔，弹簧储能状态指示牌，合分指示牌等。(參见图I)I. I 储能断路器合闸所需能量由合闸弹簧储能提供，储能既可由外部电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成。储能操作由固定在框架上的储能电机16进行，或者将储能手柄插入手动储能孔中逆时针摇动进行。电动储能时由电机输出轴15带动链轮传动系统(14、23、18)，手动储能时通过蜗轮、蜗杆(11、13)带动链轮传动系统。链轮23转动时，销2推动轮6上的滑块4使储能轴7跟随转动并通过拐臂5和21拉伸合闸弹簧进行储能。到达储能位置时，框架上的限位杆3压下滑块使储能轴与链轮传动系统脱开，储能保持挚子9顶住滚轮8保持储能位置，同时储能轴上连板24带动储能指示牌25翻转显示“已储能”标记，并切换辅助开关切断储能电机供电电源，此时断路器处于合闸准备状态。I. 2 合闸在合闸操作中，不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作，均可使储能保持轴19转动，使挚子9松开滚轮8，合闸弹簧收缩同时通过拐臂5、21使储能轴7和轴上的凸轮22转动，凸轮又驱动连杆机构(34、36、37、38、39)带动绝缘拉杆33和动触头进入合闸位置，并压缩触头弹簧32，保持触头所需的接触压力。合闸动作完成后合闸保持挚子38与半轴41保持合闸位置，同时储能指示牌、储能辅助开关复位，电机供电回路接通。若外接电源也接通则再次进入储能状态，连杆44拉动合/分指示牌，显示出“合”的标记，传动连杆拉动主辅助开关切換。I. 3 分闸 即可按“分闸”按钮，也可靠接通外部电源使分闸脱扣电磁铁或过流脱扣电磁铁动作，使合闸保持挚子38与半轴41解锁而实现分闸操作。由触头弹簧和分闸弹簧35储存的能量使灭弧室28动静触头分离。在分闸过程后段，由液压缓冲器吸收分闸过程剩余能量并限定分闸位置。由连杆44拉动合/分指示牌显示出“分”的标记，同时拉动计数器，实现计数器计数，由传动连杆拉动辅助开关切換。2。复合绝缘的一次导电回路； 断路器主体部分设置在由环氧树脂采用APGエ艺浇注而成的绝缘筒内，这种结构能有效地防止包括外力冲击、污秽环境等外部因素对真空灭弧室的影响。断路器主体安装在断路器框架后部，与操动机构接成ー个整体。
权利要求1. 12kV真空发电机出口保护专用断路器，其特征在于包括如下机构 弹黃机构； 操动机构为弹簧储能操作机构，断路器框架内装有合闸单元，由一个或数个脱扣电磁铁组成的分闸单元，辅助开关，指示装置；前方设有合、分闸按钮，手动储能操作孔，弹簧储能状态指示牌，合分指示牌； 储能机构 断路器合闸所需能量由合闸弹簧储能提供，储能既可由外部电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成； 储能电机(16)固定在框架上，或者将储能手柄插入手动储能孔中逆时针摇动进行；电 机输出轴(15)带动链轮传动系统(14、23、18)，销(2)、轮(6)、滑块(4)、储能轴(7)、拐臂(5 )和拉伸合闸弹簧(21)依次传动联接。
专利摘要本实用新型公开了一种12kV真空发电机出口保护专用断路器，其特征在于包括如下机构弹簧机构；操动机构为弹簧储能操作机构，断路器框架内装有合闸单元，由一个或数个脱扣电磁铁组成的分闸单元，辅助开关，指示装置；前方设有合、分闸按钮，手动储能操作孔，弹簧储能状态指示牌，合分指示牌。本实用新型具有机械结构特别简单，零部件比任何其他机构都要少，机械可靠性特别高的特点。
文档编号H01H71/10GK202434440SQ20112009860
公开日2012年9月12日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者孙远海, 张向国, 张永战, 秦成伟, 赵建 申请人:山东泰开真空开关有限公司