專利名稱：一種小型化大電流手車式真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高壓開關(guān)設(shè)備，適用于各種手車式開關(guān)柜，用以關(guān)合、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流，也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流(包括短路電流) 的小型化大電流手車式真空斷路器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的真空斷路器一般為前后布置前面是三相真空斷路，后面為一個(gè)操動機(jī)構(gòu)， 該操動機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)軸、拐臂、連桿等機(jī)械傳動傳遞到三相滅弧室，滅弧室由該操動機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將一個(gè)機(jī)構(gòu)的動能傳遞到真空斷路器的三相動觸頭，該操動機(jī)構(gòu)包含分閘線圈、儲能電機(jī)、 機(jī)械鎖扣、齒輪、鏈條、連桿等部件，結(jié)構(gòu)和傳動過程極其復(fù)雜，體積大，與其相關(guān)的成套設(shè)備的制造成本及運(yùn)行成本高。另外，合間保持都需要采用機(jī)械鎖扣，這些機(jī)械零件在每一次的分合操作過程中都承受機(jī)械沖擊，極易損壞，是斷路器發(fā)生機(jī)械故障的主要原因。由于一個(gè)操動機(jī)構(gòu)帶動三相真空斷路的分合，動力大，損耗高，且如果操動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題，三相真空斷路均沒法工作，給生產(chǎn)帶來較大的損失。此外，波紋管是真空滅弧室的核心部件之一，使用時(shí)將其與滅弧室的動觸頭焊接在一起并在分合閘過程中與動觸頭一起作往復(fù)運(yùn)動。由于波紋管屬彈性密封原理，因此在與滅弧室的動觸頭在一定范圍內(nèi)運(yùn)動的同時(shí)，還保證了真空滅弧室的高真空度，真空滅弧室的機(jī)械壽命主要是由波紋管的壽命決定的。常見的波紋管位于滅弧室的內(nèi)部，采用不銹鋼薄壁管沖壓成型。沖壓成型的波紋管在滅弧室的分合過程中，極高的加速度會對波紋管產(chǎn)生巨大壓力，長期操作后，波峰處容易疲勞，造成滅弧室慢性泄漏，使得真空滅弧室真空度下降，而不能正常工作。為了能夠解決由于體積過大所帶來的相關(guān)成本增加及由于制造工藝等原因造成的其他成本的提高的問題，需要研發(fā)一種工作穩(wěn)定、壽命長的小型化大電流的真空斷路器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種體積小、重量輕、壽命長、免維護(hù)的小型化大電流手車式真空斷路器。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種小型化大電流手車式真空斷路器，包括框架主體、三相真空斷路極柱、同步軸及同步軸的輔助接點(diǎn)，所述三相真空斷路極柱設(shè)置在框架主體的上部，所述同步軸及其輔助接點(diǎn)設(shè)置在框架主體內(nèi)，所述三相真空斷路極柱內(nèi)均縱向從上而下依次設(shè)有真空滅弧室、絕緣拉桿、永磁操動機(jī)構(gòu)，所述真空滅弧室包括上接線端、下接線端、波紋管及陶瓷室， 所述波紋管設(shè)置在陶瓷室的外部與陶瓷室的下端連接；所述絕緣拉桿一端與動觸頭連接， 該動觸頭與波紋管配合，另一端與永磁操動機(jī)構(gòu)連接；所述三相真空斷路極柱的三相永磁操動機(jī)構(gòu)分別與同步軸連接。進(jìn)一步地，所述永磁操動機(jī)構(gòu)包括線圈、動鐵芯、分間彈簧、上磁軛、下磁軛和觸頭壓力彈簧，所述動鐵芯設(shè)置在中部，其內(nèi)設(shè)有分間彈簧，分間彈簧與上磁軛連接；該機(jī)構(gòu)外圈設(shè)置線圈，上磁軛和下磁軛分別固定設(shè)置于框架主體；所述觸頭壓力彈簧一端與絕緣拉桿連接，另一端與動鐵芯連接。 進(jìn)一步地，所述滅弧室的波紋管采用若干不銹鋼環(huán)片內(nèi)外交替焊接而成。進(jìn)一步地，所述磁軛由環(huán)形軟磁性合金材料制成，可提供超過230公斤的鎖扣壓力。進(jìn)一步地，所述三相真空斷路極柱的三相永磁操動機(jī)構(gòu)與同步軸通過齒條、齒輪實(shí)現(xiàn)動態(tài)連接。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本實(shí)用新型最大程度地簡化了斷路器的操動機(jī)構(gòu)ISM真空斷路器使用了三相單線圈的永磁操動機(jī)構(gòu)，每相真空斷路極柱使用一個(gè)單線圈的永磁操動機(jī)構(gòu)；三相永磁操動機(jī)構(gòu)安裝在一個(gè)金屬框架內(nèi)，一個(gè)同步軸與三相永磁操動機(jī)構(gòu)相連，此處的同步軸只是起到輔助協(xié)調(diào)的作用，每相永磁操動機(jī)構(gòu)可以分別帶動每相真空斷路器真空滅弧室動觸頭，與之配套的整體開關(guān)設(shè)備的可靠性大大提高。2)本實(shí)用新型每相真空斷路極柱配有一相永磁操動機(jī)構(gòu)，且真空滅弧室與操動機(jī)構(gòu)為上下布置，所有零件軸向?qū)ΨQ設(shè)計(jì)，機(jī)械運(yùn)動全部為上下直線運(yùn)動，因此可有效地減小體積。3)本實(shí)用新型每相真空斷路極柱僅有幾個(gè)活動部件，去掉了傳統(tǒng)斷路器中的易損部件如儲能電機(jī)、機(jī)械鎖扣、齒輪、鏈條、連桿、拐臂等，體積縮小，重量減輕，安裝起來更加靈活方便，安裝方式非常靈活，可以正裝、倒裝、側(cè)裝、水平安裝，可以方便地裝在任何型號的開關(guān)柜內(nèi)；且機(jī)械部件的磨損小，出現(xiàn)機(jī)械故障的幾率大大降低，很長時(shí)間內(nèi)達(dá)到免維護(hù)的效果，實(shí)用性高，可靠性好。4)本實(shí)用新型真空滅弧室的波紋管為外置，因此縮小了滅弧室的體積，12KV的真空滅弧室開距只有6mm，為同容量的真空斷路器中體積最小的真空滅弧室，由于外型尺寸大大減小，從而可以設(shè)計(jì)出比使用傳統(tǒng)斷路器更加緊湊的開關(guān)柜。5)本實(shí)用新型波紋管設(shè)置在真空滅弧室的最底部，起到密封和運(yùn)動的作用，其觸頭開距小，絕緣拉桿的運(yùn)動幅度大大縮小，節(jié)約能耗，且減小損耗，機(jī)械壽命及電壽命長，使得本產(chǎn)品具有更長的生命周期。6)本實(shí)用新型的波紋管采用膜片焊接，由一組不銹鋼環(huán)片在內(nèi)側(cè)和外側(cè)交替焊接而成，焊接波紋管對材料和焊接工藝要求都非常嚴(yán)格，但成品的可靠性非常高，在分合操作過程中機(jī)械應(yīng)力均勻分布到整個(gè)環(huán)片上，單點(diǎn)收到的壓力大大減小，這相技術(shù)的應(yīng)用，不僅使真空滅弧室實(shí)現(xiàn)外型小巧，而且其額定機(jī)械壽命可達(dá)到15萬次，大大提高了滅弧室的機(jī)械壽命。7)本實(shí)用新型采用永磁操動機(jī)構(gòu)操控，整個(gè)系統(tǒng)的分合操作次數(shù)不再因?yàn)檫B接聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)而受到限制，永磁操動機(jī)構(gòu)的中心部分有環(huán)形軟磁性合金材料制成的磁軛，可提供超過MO公斤的鎖扣壓力；合閘位置時(shí)，依靠閉合磁路產(chǎn)生的磁力將機(jī)構(gòu)可靠保持在合閘位置，靈活度高，使用方便。8)本實(shí)用新型性能穩(wěn)定，可省去大量的維護(hù)成本；其高可靠性最大限度地減小了故障停電時(shí)間，因而降低了運(yùn)行成本；其緊湊的設(shè)計(jì)，不僅節(jié)約了材料成本，同時(shí)由于減小了空間需求因而也降低了相關(guān)成本。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括金屬框架主體1、三相真空斷路極柱3、同步軸2及其輔助接點(diǎn)23，所述三相真空斷路極柱3設(shè)置在金屬框架主體1的上部，所述同步軸2及其輔助接點(diǎn)23設(shè)置在金屬框架主體1的側(cè)部，所述三相真空斷路極柱3內(nèi)均縱向從上之下依次設(shè)有真空滅弧室、絕緣拉桿10、永磁操動機(jī)構(gòu)，所述真空滅弧室包括上接線端16、下接線端 19、波紋管14及陶瓷室20，所述波紋管14采用若干不銹鋼環(huán)片15內(nèi)外交替焊接而成，并設(shè)置在陶瓷室20的外部與陶瓷室20的下端連接；所述絕緣拉桿10 —端與動觸頭17連接，該動觸頭17與波紋管14配合，另一端與永磁操動機(jī)構(gòu)連接；所述三相真空斷路極柱3的三相永磁操動機(jī)構(gòu)分別通過直齒輪、輪動齒輪與同步軸2連接。所述永磁操動機(jī)構(gòu)包括線圈5、動鐵芯7、分閘彈簧8、上磁軛11、下磁軛12和觸頭壓力彈簧9，所述動鐵芯7設(shè)置在中部，其上設(shè)有分閘彈簧8，分閘彈簧8與上磁軛11連接； 該機(jī)構(gòu)外圈設(shè)置線圈5，上磁軛11和下磁軛12分別固定設(shè)置于框架主體1內(nèi)；所述觸頭壓力彈簧9 一端與絕緣拉桿10連接，另一端與動鐵芯7連接。本實(shí)用新型線圈5為機(jī)構(gòu)操作提供能源，產(chǎn)生磁場，作用于動鐵芯7使其運(yùn)動，從而帶動觸頭壓力彈簧9使得絕緣拉桿10上下運(yùn)動，絕緣拉桿10上部的動觸頭17與滅弧室的靜觸頭接觸及分開，實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘與分閘。合閘操作斷路器靠分閘彈簧8使滅弧室動觸頭17保持在分閘位置，需要合閘時(shí)，由控制器內(nèi)的合閘電容器向機(jī)構(gòu)線圈5注入因脈沖電流，線圈5中的電流使得上磁軛和動鐵芯7之間的電磁吸引力加大，最終克服分閘彈簧力，動鐵芯7驅(qū)動絕緣拉桿10及動觸頭17開始向上運(yùn)動；當(dāng)動鐵芯7 —旦開始運(yùn)動，氣隙隨之減小，從而電磁力加速動鐵芯7向上運(yùn)動，此時(shí)合閘速度可達(dá)到lm/s，最佳的合閘速度及出力特性，確保了斷路器在合閘時(shí)真空滅弧室沒有彈跳，從而又減少了真空滅弧室重燃的可能性。當(dāng)動鐵芯7開始運(yùn)動，隨著動鐵芯7和上磁軛之間的間隙減小，電磁力進(jìn)一步加大，動鐵芯7停止運(yùn)動，但是動鐵芯7繼續(xù)運(yùn)動2mm，壓縮觸頭壓力彈簧9 ；此時(shí)線圈5電流進(jìn)一步增大，使磁性材料達(dá)到磁飽和狀態(tài)；此時(shí)，在合閘位置切斷控制模塊發(fā)出的線圈5電流時(shí)，此飽和磁通使動鐵芯7保持在合閘位置，從而實(shí)現(xiàn)合閘操作。在合閘過程中分閘彈簧8儲能，滅弧室動觸頭17由永磁力保持在合閘位置。在動鐵芯7運(yùn)動的同時(shí)，使分閘彈簧8儲能，為下次分閘操作做好了準(zhǔn)備。分閘操作通過控制模塊內(nèi)的分閘電容器向機(jī)構(gòu)線圈5注入一合閘電流方向相反的脈沖電流，時(shí)間為15 20ms，該電流對機(jī)構(gòu)的磁性材料產(chǎn)生部分的消磁作用，減小了合閘保持力，只是已儲能的分閘彈簧8和觸頭壓力彈簧9的反向力使得動鐵芯7釋放，向分閘方向加速運(yùn)動，最終靠分間彈簧8保持在分間位置。除了通過控制模塊進(jìn)行電動分間外，斷路器還可以進(jìn)行手動分閘。本實(shí)用新型可用作高壓接觸器，用于電廠、冶金、礦山、石化、建筑等領(lǐng)域，用來控制12KV、7. 2KV等級的高壓電機(jī)，變壓器及容性負(fù)載等用電設(shè)備，特別適用于各種頻繁操作領(lǐng)域。由于體積小、重量輕、安裝靈活，易于安裝在KY^8A-12的回路中，在發(fā)電廠用電設(shè)備具有良好的推廣前景。顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。 凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種手車式真空斷路器，其特征在于，包括框架主體、三相真空斷路極柱、同步軸及其輔助接點(diǎn)，所述三相真空斷路極柱設(shè)置在框架主體的上部，所述同步軸及其輔助接點(diǎn)設(shè)置在框架主體內(nèi)，所述三相真空斷路極柱均縱向從上而下依次設(shè)有真空滅弧室、絕緣拉桿、 永磁操動機(jī)構(gòu)，所述真空滅弧室包括上接線端、下接線端、波紋管及陶瓷室，所述波紋管設(shè)置在陶瓷室的外部，與陶瓷室的下端連接；所述絕緣拉桿一端與動觸頭連接，該動觸頭與波紋管配合，另一端與永磁操動機(jī)構(gòu)連接；所述三相真空斷路極柱的三相永磁操動機(jī)構(gòu)分別與同步軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手車式真空斷路器，其特征在于，所述永磁操動機(jī)構(gòu)包括線圈、動鐵芯、分間彈簧、上磁軛、下磁軛和觸頭壓力彈簧，所述動鐵芯設(shè)置在中部，其內(nèi)設(shè)有分間彈簧，分間彈簧與上磁軛連接；該機(jī)構(gòu)外圍設(shè)置線圈，上磁軛和下磁軛分別固定設(shè)置于框架主體內(nèi)；所述觸頭壓力彈簧一端與絕緣拉桿連接，另一端與動鐵芯連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手車式真空斷路器，其特征在于，所述滅弧室的波紋管采用若干不銹鋼環(huán)片內(nèi)外交替焊接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手車式真空斷路器，其特征在于，所述三相真空斷路極柱的三相永磁操動機(jī)構(gòu)與同步軸通過齒條、齒輪連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種小型化大電流手車式真空斷路器，包括框架主體、三相真空斷路極柱、同步軸及其輔助接點(diǎn)，所述三相真空斷路極柱設(shè)置在框架主體的上部，所述同步軸及其輔助接點(diǎn)設(shè)置在金屬框架內(nèi)，所述三相真空斷路極柱均縱向從上而下依次設(shè)有真空滅弧室、絕緣拉桿、永磁操動機(jī)構(gòu)，所述真空滅弧室包括上接線端、下接線端、波紋管及陶瓷室，所述波紋管設(shè)置在陶瓷室的外部,與陶瓷室的下端連接；所述絕緣拉桿一端與動觸頭連接，該動觸頭與波紋管配合，另一端與永磁操動機(jī)構(gòu)連接；所述三相真空斷路極柱的三相永磁操動機(jī)構(gòu)分別與同步軸連接。本實(shí)用新型體積小、重量輕、壽命長、免維護(hù)，靈活度高，使用方便。
文檔編號H01H33/666GK202018916SQ20112015378
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者徐華云, 林青曄, 王治華, 鄧榮進(jìn) 申請人:中煤電氣有限公司, 特瑞德電氣(北京)有限公司