[发明专利]一种小型化大电流手车式真空断路器

说明书

 

技术领域

本发明属于高压开关设备，适用于各种手车式开关柜，用以关合、承载、开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流（包括短路电流）的小型化大电流手车式真空断路器。

背景技术

传统的真空断路器一般为前后布置：前面是三相真空断路，后面为一个操动机构，该操动机构通过转轴、拐臂、连杆等机械传动传递到三相灭弧室，灭弧室所需的操作功由一个该传动机构负责将一个机构的动能传递到真空断路器的三相动触头，该传动系统包含分闸线圈、储能电机、机械锁扣、齿轮、链条、连杆等部件，结构和传动过程极其复杂，体积大，与其相关的成套设备的制造成本及运行成本高。另外，合闸保持都需要采用机械锁扣，这些机械零件在每一次的分合操作过程中都承受机械冲击，极易损坏，是断路器发生机械故障的主要原因。

由于一个操动机构带动三相真空断路的分合，动力大，损耗高，且如果操动机构出现问题，三相真空断路均没法工作，给生产带来较大的损失。

此外，波纹管是真空灭弧室的核心部件之一，使用时将其与灭弧室的动触头焊接在一起并在分合闸过程中与动触头一起作往复运动。由于波纹管属弹性密封原理，因此在与灭弧室的动触头在一定范围内运动的同时，还保证了真空灭弧室的高真空度，真空灭弧室的机械寿命主要是由波纹管的寿命决定的。

常见的波纹管位于灭弧室的内部，采用不锈钢薄壁管冲压成型。冲压成型的波纹管在灭弧室的分合过程中，极高的加速度会对波纹管产生巨大压力，长期操作后，波峰处容易疲劳，造成灭弧室慢性泄漏，使得真空灭弧室真空度下降，而不能正常工作。

为了能够解决由于体积过大所带来的相关成本增加及由于制造工艺等原因造成的其他成本的提高的问题，需要研发一种工作稳定、寿命长的小型化大电流的真空断路器。

发明内容

 本发明要解决的技术问题在于，提供一种体积小、重量轻、寿命长、免维护的小型化大电流手车式真空断路器。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种小型化大电流手车式真空断路器，包括框架主体、三相真空断路极柱、同步轴及其辅助接点，所述三相真空断路极柱设置在金属框架主体的上部，所述同步轴及其辅助接点设置在框架主体内，所述三相真空断路极柱内均纵向从上而下依次设有真空灭弧室、绝缘杆、永磁操动机构，所述真空灭弧室包括上接线端、下接线端、波纹管及陶瓷室，所述波纹管设置在陶瓷室的外部与陶瓷室的下端连接；所述绝缘杆一端与动触头连接，该动触头与波纹管配合，另一端与永磁操动机构连接；所述三相真空断路极柱的三相永磁操动机构分别与同步轴连接。

进一步地，所述永磁操动机构包括线圈、动铁芯、分闸弹簧、上磁轭、下磁轭和触头压力弹簧，所述动铁芯设置在中部，其内设有分闸弹簧，分闸弹簧与上磁轭连接；该机构外圈设置线圈，上磁轭和下磁轭分别固定设置于框架主体；所述触头压力弹簧一端与绝缘杆连接，另一端与动铁芯连接。

进一步地，所述灭弧室的波纹管采用若干不锈钢环片内外交替焊接而成。

进一步地， 所述磁轭由环形软磁性合金材料制成，可提供超过230公斤的锁扣压力。

进一步地，所述三相真空断路极柱的三相永磁操动机构与同步轴通过齿条、齿轮实现动态连接。

本发明具有以下优点：

1）本发明最大程度地简化了断路器的操动机构：ISM真空断路器使用了三相单线圈的永磁操动机构，每相真空断路极柱使用一个单线圈的永磁操动机构；三相永磁操动机构安装在一个金属框架内，一个同步轴与三相永磁操动机构相连，此处的同步轴只是起到辅助协调的作用，每相永磁操动机构可以分别带动每相真空断路器真空灭弧室动触头，与之配套的整体开关设备的可靠性大大提高。

2）本发明每相真空断路极柱配有一相永磁操动机构，且真空灭弧室与操动机构为上下布置，所有零件轴向对称设计，机械运动全部为上下直线运动，因此可有效地减小体积。

3）本发明每相真空断路极柱仅有几个活动部件，去掉了传统断路器中的易损部件：如储能电机、机械锁扣、齿轮、链条、连杆、拐臂等，体积缩小，重量减轻，安装起来更加灵活方便，安装方式非常灵活，可以正装、倒装、侧装、水平安装，可以方便地装在任何型号的开关柜内；且机械部件的磨损小，出现机械故障的几率大大降低，很长时间内达到免维护的效果，实用性高，可靠性好。