本发明涉及具有双分闸系统集成化高可靠的真空柱上断路器。
背景技术:
1、现有用于电网等输电线缆的柱上断路器多采用真空断路器,通过拉杆(或称驱动拉杆)动作,带动动触头动作,进而实现分合闸,机构内设置分闸簧和合闸簧/储能弹簧,用于分合闸时的拉杆驱动或辅助驱动。例如,中国专利文献cn205487932u公开了一种户外交流高压永磁真空断路器,包括操作机构箱设置在所述操作机构箱上的三相支柱;所述三相支柱上设置有真空灭弧室;所述三相支柱顶端设置有接线端子;所述操作机构箱上设置有分/合闸手柄、储能手柄和分/合闸指示结构,所述真空断路器的分/合闸手柄包括手动控制机构、电动控制机构和/或遥控控制机构;手动分闸轴连接有手动分闸手柄;所述驱动杆靠近永磁机构的一端连接有分闸簧,且该分闸簧远离永磁机构的一端与操作机构箱相连接;所述手动合闸机构设置有输出拐臂、分闸半轴连板,所述输出拐臂与驱动杆相连接,并分别固定在所述手动合闸机构的两侧板之间。中国专利文献cn114783820a公开了一种可以同时闭锁手动电动分合闸功能的柱上真空断路器,包括:壳体;安装板,其设置有两个,两个安装板均固定连接于壳体的上内壁;真空断路器,其设置有多个,多个真空断路器均设置于壳体的上端;分合闸转动机构,设于壳体上;合分闸拐臂,其设置于分合闸转动机构上;定位销机构,设于壳体上,行程开关,其设置有两个,每个行程开关均固定连接于每个安装板的侧端;传动机构,设于壳体和两个安装板上。中国专利文献cn220020979u公开了一种真空断路器弹簧操动机构,包括有轴承座和永磁直流储能电机,所述轴承座上下对称布置,轴承座上端面安装有永磁直流储能电机,永磁直流储能电机右方布置有储能拐臂,储能拐臂右侧端面安装有合闸簧,轴承座底部安装有微动开关,轴承座上端面安装有合闸脱扣线圈,轴承座底部安装有分闸脱扣线圈。中国专利文献cn117410131a公开了一种磁控柱上真空断路器保护系统,包括电动储能机构、手动储能机构、合闸传动机构、分闸传动机构、断路器执行传动机构、灭弧机构、支撑架体机构;通过设置分闸电磁推块、电压传感器,当电压出现波动异常时,将信号传递给所述分闸电磁动力器,实施快速分闸切断,以实现保护线路和断路器本身的作用。中国专利文献cn210110629u公开了一种真空柱上断路器结构,其箱体内装有可往复运动的传动杆,传动杆的首端通过连接杆伸入真空绝缘柱内能够与动触头接触,箱体的右侧固定有垫片,垫片能够与传动杆的尾端接触,即当传动杆向右动作,拉动真空绝缘柱内的动触头远离静触头,传动杆的尾端通过垫片与箱体连接,此时真空绝缘柱内动静触头处于非接触状态,断路器断开处于分闸状态,传动杆没电,而垫片的作用是用来缓冲传动杆与箱体之间的碰撞:当传动杆向左动作,使动触头接触静触头,灭弧室导通,此时断路器处于合闸状态,箱体内还装有分闸簧,分闸簧一端通过长销连接传动杆,另一端连接箱体右侧,即分闸簧通过长销带动传动杆动作,实现分闸。这些现有技术各有特色,分别适用于各自的使用场合,但也存在一定的局限性或缺陷,例如,仅设置一组相同的分闸簧,合闸簧的能量大部分都用于给分闸系统储存能量,另一小部分用于机械传动过程的损耗,分闸能量不足会影响分闸速度或降低分闸可靠性,而要加大分闸能量势必会造成合闸系统的负担,严重时会产生拒合或者合闸不到位的现象。
技术实现思路
1、本发明的目的是在不增加合闸簧力值的情况下,提高分闸簧力值,进而提高分闸速度和分闸可靠性。
2、本发明的技术方案是:具有双分闸系统集成化高可靠的真空柱上断路器,设有操作机构,操作机构设有机架(通常采用箱体状结构)、内基板(通常可为设置于机架内的模块化机构的基板)、驱动拉杆以及第一分闸簧(或称分闸簧)和合闸簧(或称储能簧),还设有第二分闸簧,内基板固定安装在机架内,驱动拉杆横向(左右方向)导向装配(允许横向移动的活动连接方式连接)于内基板顶部(顶部附近区域)的一侧(纵向或称前后方向的一侧),第一分闸簧的右端连接于机架(机架右侧部位),左端连接于驱动拉杆(例如,通过驱动拉杆上相应的弹簧连接结构连接),合闸簧右端连接于合闸簧拐臂,左端连接于内基板(包括机架及与内基板固定在一起的其他件或结构,下同),第二分闸簧右端连接于连板(通常可以为长条形板或呈杆状)的上端,左端连接于驱动拉杆(例如,通过驱动拉杆上相应的弹簧连接结构连接),连板的下端铰接(转动连接)于内基板(例如,通过第一销轴与内基板铰接),中部与凸轮配合,凸轮位于连接板的左侧,与合闸簧拐臂一同固定安装。
3、优选地,合闸簧的储能能力或力值(实际工作过程中的储能能力或力值,下同)大于第一分闸簧的储能能力或力值。
4、优选地,第二分闸簧的储能能力或力值小于第一分闸簧的储能能力或力值。
5、进一步地,这种真空柱上断路器设有合闸簧储能驱动装置,合闸簧储能驱动装置为电动机构和/或手动机构。
6、优选地,用作合闸簧储能驱动装置的电动机构设有与第一销轴单向驱动连接(例如,采用单向传动的传动机构)的储能电机,能够驱动第一销轴在储能方向(能够使合闸簧拉伸的方向)上转动,通过第一销轴传动同时使合闸簧和第二分闸簧拉伸储能。
7、优选地,用作合闸簧储能驱动装置的手动机构设有与第一销轴单向驱动连接的手动储能操动杆,可以通过手动储能操动杆带动第一销轴在储能方向上转动。
8、优选地,储能电机(储能电机的控制电路上)设有用于启停储能电机的位置开关,当合闸簧未到达设定位置(未储能状态下),位置开关呈导通状态,使储能电机通电/启动,在合闸簧达到设定的拉伸储能状态时,触发位置开关,使储能电机断电/关停。
9、优选地,输出拐臂的下端通过输出拐臂轴铰接于内基板,上端通过第二销轴与驱动拉杆铰接。第一销轴可以与输出拐臂轴单向驱动连接,当合闸簧收缩时,通过合闸簧拐臂带动输出拐臂转动,通过第二销轴的连接带动驱动拉杆左移,进而通过连杆实施合闸。
10、优选地,机架采用不锈钢焊接而成。
11、优选地,机架的内壁焊接碳钢冷板,用于加强。
12、优选地,机架内设有分闸限位(分闸限位结构/限位件)。
13、优选地,分闸限位采用固定安装在机架右侧内壁上的缓冲垫。
14、优选地,连板上设有与第一销轴平行的带帽销轴,带帽销轴上安装有滚针轴承,滚针轴承的外圈与凸轮配合,由此实现连板中部与凸轮的配合,凸轮转动时带动滚针轴承的外圈转动,且依据凸轮曲面的渐近线设计推动连板,由此,至少在凸轮一定的转动角度范围内,使连板能够在凸轮的作用下绕第一销轴的轴线转动。凸轮曲面形状及安装角度的设置应与合闸簧拐臂的设置相适应,也就是,在合闸簧拐臂带动合闸簧拉伸的过程(储能过程)中,凸轮通过对连板的作用带动第二分闸簧同步拉伸,在合闸簧不被合闸簧拐臂拉伸时,第二分闸簧也不被连板拉伸。
15、优选地,所述凸轮曲面为渐开线设计,曲面圆滑过渡,且凸轮表面采用镀镍钝化处理。
16、本发明的有益效果是:由于本发明设置了两套分闸系统,分别为第一分闸簧和第二分闸簧,第一分闸簧需要靠合闸过程中合闸簧释放来拉伸弹簧进而蓄能,第二分闸簧与合闸簧一同依靠电动或手动方式储能,储能后与第一分闸簧一同实施分闸,由此允许在不增加合闸簧力值的情形下,有效地提高分闸簧力值,进而不仅提高了分闸过程的可靠性,同时还提高了分闸刚分速度,避免出现因为提高分闸能量而影响合闸的情形。