专利名称：一种40.5kv的单相户外高压真空断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种40. 5KV级别的户外高压真空断路器。
背景技术：
目前，在现有技术中，40.5KV级别的户外高压真空断路器，都是配有弹簧操动机构的、三相一体的断路器。采用弹簧操动机构的户外高压真空断路器，由于其操动机构的结构特点，决定了其运动部件不仅易于磨损，使其维护工作量较大、可靠性较差和寿命较短；而且配有这种弹簧操动机构的高压真空断路器，其合分闸时间的一致性较差，特别是合分闸时间的重复性较差；而这种断路器的结构又都是三相一体的，工作方式也是三相联动的。因此，这种户外高压真空断路器只能整台应用于三相联动操作方式的输配电系统中，而不能拆开应用于单相线路，或具有精确快速合分闸时间控制要求的、特别是具有三相分动工作方式要求的输配电系统中。
发明内容
本发明的目的就是提供一种采用永磁操动机构的、单相结构的40. 5KV户外高压真空断路器，以减少断路器的操动机构维护工作量，提高其操动机构的工作可靠性和运行寿命；提高断路器分合闸时间的一致性和重复性，使之可以应用于一相、两相或三相线路中、且可以应用于具有精确快速合分闸时间控制要求的、特别是具有三相分动工作方式要求的输配电系统中。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现一种40. 5KV的户外高压真空断路器，其总体结构为单相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分为上下两部分，上瓷套内装有真空灭弧室、导电触头，下瓷套内装有触头弹簧和绝缘拉杆，上瓷套的顶部由端板、上接线板及联接件封住，上下瓷套的联接处由下接线板及上、下联接件联接后封住，下瓷套的下端部联接着一个传动箱，传动箱由箱体、端盖及轴承和水平传动轴及其分合闸拐臂等组成，瓷套支柱装在一个机架上，瓷套支柱底部的传动箱伸到了机架的内部，机架上装有两个底脚支架，传动箱的传动轴上分别装有传动拐臂和缓冲拐臂，其传动拐臂和操动机构的输出拐臂相联，而操动机构位于机架下部的操作箱内，其特征在于(a)瓷套支柱位于机架上部的中心，而操作箱位于机架下部的中心，底脚支架位于机架下部的两侧；(b)操动机构是一个由支架以及装在支架上部的由轴承、花键轴、分合闸驱动拐臂、输出拐臂和拉簧拐臂等构成的传动机构和装在支架中部的永磁机构以及装在支架外侧的分闸弹簧所组成的永磁操动机构； (C)永磁操动机构上的永磁机构与传动机构上的分合闸驱动拐臂是通过一个两端带有正反扣螺纹的螺杆及联接头和一个固定连杆联接在一起的。与现有技术相比，本发明的优点是
I)采用永磁操动机构代替弹簧操动机构以后，由于永磁操动机构采用的是永磁锁扣装置，无机械磨损，相比于弹簧操动机构中的机械锁扣装置来说，永磁操动机构工作起来更稳定，性能参数不易变化，维护工作量大大减小，而工作可靠性大大增加，机械寿命因此也更长些。2)采用永磁操动机构代替弹簧操动机构以后，由于永磁操动机构的性能非常稳定，因此，断路器的分合闸时间的一致性非常好，重复性也非常好。使断路器可以应用于具有精确快速时间控制要求的系统中。3)由于该断路器采用了单相结构方式，因此，该断路器可以灵活地应用于一相、两相或三相的线路中，也可以三台组合在一起应用于具有三相分动工作方式要求的输配电系统中。
图I是40. 5KV单相户外闻压真空断路器的结构不意图。图2是瓷套支柱及永磁操动机构的结构示意图。图3是传动箱的结构示意图。
具体实施例方式参见图I、图2和图3，本发明的40. 5KV单相户外高压真空断路器，其总体结构为单相分立瓷套支柱式。瓷套支柱装在一个机架10上，瓷套支柱分为上下两部分，上瓷套4的上端部用端盖I和上接线板2及其联接件3封住，上瓷套4的下部和下瓷套8的上部用下接线板6及其联接件5和联接件7联接起来，上下瓷套内依次装有真空灭弧室13、导电触头14、触头弹簧15和绝缘拉杆16。下瓷套8的下端部用联接件9和传动箱17联接起来。传动箱17嵌装在机架10上。绝缘拉杆16的下端伸到了传动箱17的内部。传动箱17的腔体内有一根水平传动轴29，传动轴29上有一个分合闸拐臂27，分合闸拐臂27的端部有一个孔，伸到此处的绝缘拉杆16的下端部也有一个孔，这个孔和分合闸拐臂27上的孔用一个销轴30联在了一起。传动轴29的两端从传动箱17的两个端盖28上的轴承31中穿出去。传动轴29的两端分别装有传动拐臂22和缓冲拐臂18。机架10上对应着缓冲拐臂18的地方装有缓冲器。体现本发明特征的结构在于该断路器的瓷套支柱位于机架10上部的中心，用螺栓固定在机架10上。而操作箱11则位于机架10下部的中心，也是用螺栓固定在机架10上。该断路器有两个底脚支架12，底脚支架12位于机架10下部的两侧。在操作箱11中有一个永磁操动机构。该永磁操动机构有一个“H”形的机构支架，而为了增加结构强度，整个机构支架焊装在了另一块铁板上。在机构支架的两个侧壁的上部各有一个孔，孔上装有轴承。轴承上穿有一根花键轴，花键轴上装有一个分合闸驱动拐臂19、输出拐臂24和拉簧拐臂20。这些轴承、花键轴、分合闸驱动拐臂19、输出拐臂24和拉簧拐臂20等构成了永磁操动机构的传动机构。其中输出拐臂24与瓷套支柱的传动拐臂22，通过一根可以调节长短的活动联杆23联接起来；拉簧拐臂20上联着一根分闸弹簧21，分闸弹簧21的另一端挂在了永磁操动机构支架的侧壁上。在“H”形的机构支架中部的横向支架板上，吊装着一个永磁机构26,永磁机构26的输出顶杆从横向支架板中部的孔中向上伸了出来，并通过一个两端带有正反扣螺纹的螺杆25及联接头和一个固定长度的连杆，与分合闸驱动拐臂19联接起来。永磁机构 采用的是现有技术中的成熟产品，它可以是双稳态型的永磁机构，也可以是单稳态型的永磁机构；而永磁机构内部的线圈，即可以是双线圈方式的，也可以是单线圈方式的。这种结构形式的永磁机构在很多专业刊物上都有详细的介绍和设计计算。本发明的40. 5KV单相户外高压真空断路器，其电气控制装置是以IGBT器件为核心的电力电子控制装置。IGBT器件的功率以能够满足永磁操动机构所需要的电压电流为准，再配以市售的相应驱动电路板和+15V稳压电源。而IGBT器件的集电极工作电源采用的是储能电源，由若干个直流电解电容器和相应的整流电路板所组成。如果永磁机构采用的是单线圈方式工作的，其电气控制系统中的IGBT器件就要采用四只且要接成“H”形的桥式电路，永磁机构线圈接在桥路的中间；如果永磁机构采用的是双线圈方式工作的，其电气控制系统中的IGBT器件就只要采用两只，且每只IGBT与永磁机构的一个线圈接成普通的串联电路就可以了。本发明的40. 5KV单相户外高压真空断路器，其工作过程是这样的当断路器的电气控制装置接到合闸指令时，就通过相应的驱动电路板驱动合闸回路的IGBT器件，使断路器的永磁机构合闸线圈得电，永磁机构开始动作。这时，永磁机构26的输出顶杆通过螺杆25及联接头和固定连杆带动分合闸驱动拐臂19、拉簧拐臂20向上运动，而输出拐臂24向下运动。输出拐臂24通过活动联杆23带动传动拐臂22也向下运动，而传动拐臂22通过传动箱17的水平传动轴29带动其上的分合闸拐臂27和瓷套支柱中的绝缘拉杆16、触头弹簧15向上运动，直至真空灭弧室13闭合并依靠永磁机构的永磁保持力，稳定地保持在合闸位置上，至此，合闸过程结束。而此时，分闸弹簧21由于受到拉簧拐臂20的向上拉力而储能。当断路器的电气控制装置接到分闸指令时，就通过相应的驱动电路板驱动分闸回路的IGBT器件，使断路器的永磁机构分闸线圈得电，永磁机构开始动作。这时,永磁机构26的输出顶杆通过螺杆25及联接头和固定连杆带动分合闸驱动拐臂19、拉簧拐臂20向下运动，而输出拐臂24向上运动。输出拐臂24通过活动联杆23带动传动拐臂22也向上运动，而传动拐臂22通过传动箱17的水平传动轴29带动其上的分合闸拐臂27和瓷套支柱中的绝缘拉杆16、触头弹簧15向下运动，直至真空灭弧室13分开并依靠分闸弹簧21的拉力，稳定地保持在分闸位置上，至此，分闸过程结束。与现有技术相比，本发明的优点是当断路器采用了永磁操动机构代替弹簧操动机构以后，由于永磁操动机构采用的是永磁锁扣装置，无机械磨损，相比于弹簧操动机构中的机械锁扣装置来说，永磁操动机构工作起来更稳定，性能参数不易变化，维护工作量大大减小，而工作可靠性大大增加，机械寿命因此也更长些；采用永磁操动机构代替弹簧操动机构以后，由于永磁操动机构的性能非常稳定，因此，断路器的分合闸时间一致性非常好，重复性也非常好；又由于该断路器采用了单相结构方式，因此，该断路器可以灵活的应用于一相、两相或三相线路中，也可以三台组合在一起，使之可以应用于具有精确快速时间控制要求的场合中，特别是应用在具有三相分动工作方式要求的输配电系统中。
权利要求
1.ー种40. 5KV的单相户外高压真空断路器，其总体结构为单相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分为上下两部分，上瓷套内装有真空灭弧室、导电触头，下瓷套内装有触头弹簧和绝缘拉杆，上瓷套的顶部由端板、上接线板及联接件封住，上下瓷套的联接处由下接线板及上、下联接件联接后封住，下瓷套的下端部联接着一个传动箱，传动箱由箱体、端盖及轴承和水平传动轴及其分合闸拐臂组成，瓷套支柱装在ー个机架上，瓷套支柱底部的传动箱伸到了机架的内部，机架上装有两个底脚支架，传动箱的传动轴上分別装有传动拐臂和缓冲拐臂，其传动拐臂和操动机构的输出拐臂相联，操动机构位于机架下部的操作箱内，其特征在于 (a)瓷套支柱位于机架上部的中心，操作箱位于机架下部的中心，底脚支架位于机架下部的两侧； (b)操动机构是ー个由支架以及装在支架上部的由轴承、花键轴、分合闸驱动拐臂、输出拐臂和拉簧拐臂构成的传动机构和装在支架中部的永磁机构以及装在支架外侧的分闸弹簧所组成的永磁操动机构； (c)永磁操动机构上的永磁机构与传动机构上的分合闸驱动拐臂是通过ー个两端带有正反扣螺纹的螺杆及联接头和ー个固定连杆联接在一起的。
2.根据权利要求I所述的40.5KV的单相户外高压真空断路器，其特征在于所采用的永磁机构为双稳态永磁机构，或单稳态永磁机构。
3.根据权利要求I或2所述的40.5KV的单相户外高压真空断路器，其特征在于所采用的永磁机构为单线圈方式或双线圈方式。
4.根据权利要求I或2所述的40.5KV的单相户外高压真空断路器，其特征在于装在支架外侧的分闸弹簧可以是ー根，也可以是两根或两根以上。
5.根据权利要求3所述的40.5KV的单相户外高压真空断路器，其特征在于装在支架外侧的分闸弹簧可以是ー根，也可以是两根或两根以上。
全文摘要
一种40.5KV的单相户外高压真空断路器。其总体结构为分立瓷套支柱式，瓷套支柱分为上下两部分，其内部装有真空灭弧室、导电触头、触头弹簧和绝缘拉杆，瓷套支柱装在机架上部的中心处，操作箱装在机架下部的中心处。操作箱中装有一个永磁操动机构，永磁操动机构的输出拐臂，通过一个可以调节长短的活动连杆和瓷套支柱的传动拐臂联接在一起。本发明可有效减少断路器的操动机构维护工作量，提高其操动机构的工作可靠性和运行寿命；提高断路器分合闸时间的一致性和重复性，使之可以应用于一相、两相或三相线路中、且可以应用于具有精确快速合分闸时间控制要求的、特别是具有三相分动工作方式要求的输配电系统中。
文档编号H01H33/66GK102664119SQ20121010880
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月14日 优先权日2012年4月14日
发明者何平, 庄小奕, 王忠良, 王春岩 申请人:鞍山北科电气有限公司