一种真空灭弧室装配及真空断路器的制作方法

1.本发明涉及真空断路器的技术领域，具体涉及一种真空灭弧室装配及真空断路器。


背景技术：

2.高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，目前，高电压等级的断路器几乎全部为sf6断路器，然而sf6气体是被国际公约限制使用的最强温室效应气体，因此，开发环境友好型开关设备来代替sf6断路器已成为高压开关领域的必然趋势。
3.实际上，现有技术中除了sf6断路器之外，使用较多的是真空断路器，真空断路器的结构如申请公布号为cn112216552a的中国发明专利申请所示，真空断路器包括动支座(即该专利中的导电支撑筒)，动支座上支撑安装有灭弧室，灭弧室下端为灭弧室动端，灭弧室动端包括下伸的动导电杆，动导电杆的上端设有动触头，动导电杆的下端传动连接有绝缘拉杆，绝缘拉杆用于传动连接操动机构，使用时，操动机构通过绝缘拉杆驱动动导电杆上下往复动作，控制灭弧室进行合闸、分闸操作。
4.目前真空断路器适用的电压等级低于sf6断路器的电压等级，为提高真空断路器的适用电压等级，除了需要提高触头的开断能力之外，还需要配备较大操作功的操动机构，并配备相应的缓冲结构，以最大程度减小分合闸过程中动触头的弹跳，实现开断单元有效关合和开断。
5.现有技术中，操动机构所配备的缓冲结构多如授权公告号为cn2476091y的实用新型专利所示，该专利提供了一种防止真空断路器合闸弹跳的装置，该装置通过在绝缘拉杆(即该专利中的导杆)的下端设有防弹跳弹簧和弹簧挡板，借助防弹跳弹簧的阻尼作用，以消除产生合闸弹跳的因素。但是由于该装置将弹跳弹簧和弹簧挡板布置在绝缘拉杆的下端，使得在绝缘拉杆的传动方向上会增大整个装置的尺寸。另外，将弹跳弹簧和弹簧挡板外露突出布置，十分影响美观。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种真空灭弧室装配，以解决现有技术中防合闸弹跳的真空断路器存在尺寸较大且美观性不足的技术问题。同时，本发明还提供一种真空断路器，以解决上述问题。
7.本发明提供的真空灭弧室装配采用如下技术方案：
8.该真空灭弧室装配包括动支座和支撑安装在所述动支座上的真空灭弧室，所述真空灭弧室上朝向动支座的一端为灭弧室动端，所述灭弧室动端包括动端导电杆，所述动端导电杆朝向所述动支座的一端连接有导电座，所述导电座滑动装配在所述动支座中并与所述动支座导电连通；所述动支座中还滑动装配有弹簧筒，所述弹簧筒内导向安装有导向块，所述导向块的一端由弹簧筒中穿出，所述导向块与所述弹簧筒之间压装有弹簧，所述弹簧筒和所述导向块中的其中一个与所述动端导电杆或所述导电座相连，另一个连接有用于与
操动机构相连的拉杆，所述导电座和所述弹簧筒中的至少一个导向装配在动支座中。
9.有益效果：在本发明提供的真空灭弧室装配在使用中，通过将弹簧筒、导向块以及弹簧布置在动支座中，合理利用了动支座的内部空间，在不增加真空断路器尺寸的前提下，利用弹簧提供的压紧力解决了动触头容易发生弹跳的问题；同时利用导电座与动支座导电连通，可实现动端导电杆与动支座的导电连通；此外，使导电座和弹簧筒与动支座导向装配，可保证导电座和弹簧筒在动支座中导向移动时不容易发生卡滞。
10.进一步地，所述动端导电杆与所述导电座的连接的一端包括大径段和小径段，所述大径段与所述小径段之间形成台阶面，所述小径段贯穿所述导电座并穿入所述弹簧筒中，所述小径段上螺纹装配有螺母，所述螺母与所述台阶面配合以压紧所述导电座和弹簧筒。
11.有益效果：利用挡块和台阶面压紧导电座，可使得大径段能够紧邻导电座，一方面可提高通流面积；另一方面，由于小径段较细，在传动过程中可通过导电座直接将力传动到大径段上，避免小径段直接受力，对小径段起到保护作用。
12.进一步地，所述导电座中朝向所述大径段的一侧布置有凹槽，所述动端导电杆的大径段适配穿入所述凹槽中并与凹槽的槽壁导电连通。
13.有益效果：大径段穿入凹槽并与凹槽导电连通可增加导电座与动端导电杆接触面积，使得导电座与动端导电杆之间可实现较大的通流。
14.进一步地，所述导电座、弹簧筒和拉杆与所述动支座之间均设有导向环，以使所述导电座、弹簧筒和拉杆同轴装配在所述动支座中且可沿所述动支座的轴线方向导向滑动。
15.有益效果：在导电座、弹簧筒和拉杆与动支座之间设有导向环，能够使得导电座、弹簧筒和拉杆在动支座中导向移动更加稳定，不容易发生偏摆，使得整个断路器能够稳定运行。
16.进一步地，所述弹簧筒的端部设有防止导向块从弹簧筒中滑出的端盖，所述导向块从所述端盖中穿出，所述导向块与所述端盖之间设有导向环。
17.有益效果：导向块通过端盖压装在弹簧筒中，能更方便导向块的拆装；导向块与端盖之间设有导向环科使得导向块与端盖之间的导向更加顺畅。
18.本发明提供的真空断路器采用如下技术方案：
19.该真空断路器包括操动机构和真空灭弧室装配，所述真空灭弧室装配包括动支座和支撑安装在所述动支座上的真空灭弧室，所述真空灭弧室上朝向动支座的一端为灭弧室动端，所述灭弧室动端包括动端导电杆，所述动端导电杆朝向所述动支座的一端连接有导电座，所述导电座滑动装配在所述动支座中并与所述动支座导电连通；所述动支座中滑动装配有弹簧筒，所述弹簧筒内导向安装有导向块，所述导向块的一端由弹簧筒中穿出，所述导向块与所述弹簧筒之间压装有弹簧，所述弹簧筒和所述导向块中的其中一个与所述动端导电杆或所述导电座相连，另一个通过拉杆与所述操动机构相连，所述导电座和所述弹簧筒中的至少一个导向装配在动支座中。
20.有益效果：在本发明提供的真空断路器中，通过将弹簧筒、导向块以及弹簧布置在动支座中，合理利用了动支座的内部空间，在不增加真空断路器尺寸的前提下，利用弹簧提供的压紧力解决了动触头容易发生弹跳的问题；同时利用导电座与动支座导电连通，可实现动端导电杆与动支座的导电连通；此外，使导电座和弹簧筒与动支座导向装配，可保证导
电座和弹簧筒在动支座中导向移动时不容易发生卡滞。
21.进一步地，所述动端导电杆与所述导电座的连接的一端包括大径段和小径段，所述大径段与所述小径段之间形成台阶面，所述小径段贯穿所述导电座并穿入所述弹簧筒中，所述小径段上螺纹装配有螺母，所述螺母与所述台阶面配合以压紧所述导电座和弹簧筒。
22.有益效果：利用挡块和台阶面压紧导电座，可使得大径段能够紧邻导电座，一方面可提高通流面积；另一方面，由于小径段较细，在传动过程中可通过导电座直接将力传动到大径段上，避免小径段直接受力，对小径段起到保护作用。
23.进一步地，所述导电座中朝向所述大径段的一侧布置有凹槽，所述动端导电杆的大径段适配穿入所述凹槽中并与凹槽的槽壁导电连通。
24.有益效果：大径段穿入凹槽并与凹槽导电连通可增加导电座与动端导电杆接触面积，使得导电座与动端导电杆之间可实现较大的通流。
25.进一步地，所述导电座、弹簧筒和拉杆与所述动支座之间均设有导向环，以使所述导电座、弹簧筒和拉杆同轴装配在所述动支座中且可沿所述动支座的轴线方向导向滑动。
26.有益效果：在导电座、弹簧筒和拉杆与动支座之间设有导向环，能够使得导电座、弹簧筒和拉杆在动支座中导向移动更加稳定，不容易发生偏摆，使得整个断路器能够稳定运行。
27.进一步地，所述弹簧筒的端部设有防止导向块从弹簧筒中滑出的端盖，所述导向块从所述端盖中穿出，所述导向块与所述端盖之间设有导向环。
28.有益效果：导向块通过端盖压装在弹簧筒中，能更方便导向块的拆装；导向块与端盖之间设有导向环科使得导向块与端盖之间的导向更加顺畅。
附图说明
29.图1是本发明提供的真空断路器的结构示意图；
30.图2是图1中单极的结构示意图；
31.图3是图2中真空灭弧室装配的结构示意图；
32.图4是图3中去掉动支座、灭弧室套管后的结构示意图；
33.图5是图4中真空灭弧室的结构示意图。
34.图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：
35.100、横梁；200、支架；300、操动机构；301、相间拉杆；302、拐臂盒；303、传动轴；304、拐臂；305、绝缘拉杆；306、拉杆；400、单极；401、支柱套管；402、真空灭弧室装配；500、动支座；501、第四导向环；502、弹簧筒；503、第二导向环；504、弹簧；505、导向块；506、端盖；507、第三导向环；508、导电座；509、表带触指；510、第一导向环；511、凹槽；600、真空灭弧室；601、灭弧室动端；602、动端导电杆；603、小径段；604、螺母；605、垫块；606、大径段；607、动触头；608、导向套；609、波纹管；610、灭弧室静端；611、静端导电杆；612、静触头；613、陶瓷外壳；614、灭弧室套管；615、屏蔽罩；700、静支座；701、散热帽。
具体实施方式
36.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
42.本发明中真空断路器的实施例1：
43.如图1所示，本实施例提供的真空断路器包括真空灭弧室装配402和操动机构300，真空灭弧室装配402包括动支座500和真空灭弧室600，真空灭弧室600内设有动端导电杆602，动端导电杆602通过动支座500内的导电座508和弹簧筒502与拉杆306相连，其中，拉杆306与操动机构300相连。在真空灭弧室600合闸时，操动机构300通过拉杆306带动动端导电杆602动作完成合闸。在合闸时，弹簧筒502中的弹簧504处于压缩状态并向动端导电杆602施加压紧力，以达到防止动触头607弹跳的效果。
44.具体来讲，真空断路器包括三相单极400，三相单极400呈一字形布置在横梁100上，并通过螺栓与横梁100固定连接。相邻单极400之间的间距为1100mm。横梁100的下侧布置有两个支撑横梁100的支架200。两支架200之间布置有操动机构300，该操动机构300通过相间拉杆301带动三个单极400同时实现分合闸。本实施例中，三个单极400与相间拉杆301的联动为现有技术，在此不再重复赘述，且本实施例中的三个单极400结构相同，固下文仅以其中一个为例进行详细介绍。
45.本实施例中，如图2所示，操动机构300包括拐臂盒302，拐臂盒302安装在横梁100内，拐臂盒302内部设有传动轴303和拐臂304，拐臂304与相间拉杆301之间通过传动轴303
传动连接，拐臂304与绝缘拉杆305的下端传动连接，绝缘拉杆305沿上下方向延伸，绝缘拉杆305的上端通过拉杆306与动端导电杆602连接，绝缘拉杆305布置在支柱套管401中，支柱套管401沿上下方向延伸，支柱套管401的上端支撑安装有真空灭弧室装配402，支柱套管401的下端支撑在横梁100上且位于对应拐臂盒304的上侧。
46.本实施例中，如图3所示，真空灭弧室装配402包括灭弧室套管614、动支座500和支撑安装在动支座500上的真空灭弧室600，真空灭弧室600沿上下方向延伸并位于灭弧室套管614中，动支座500固定在灭弧室套管614上，动支座500用来进行动端接线。真空灭弧室600包括陶瓷外壳613，真空灭弧室600朝向动支座500的一端为灭弧室动端601，真空灭弧室600的另一端为灭弧室静端610。灭弧室动端601包括动端导电杆602，动端导电杆602沿上下方向延伸，动端导电杆602的下端与导电座508相连，陶瓷外壳613的下端设有导向套608和波纹管609，导向套608位于陶瓷外壳613的外侧，波纹管609位于陶瓷外壳613的内侧，波纹管609与陶瓷外壳613共同形成密闭空间，动端导电杆602的上端依次穿过导向套608和波纹管，使得动端导电杆602上端的动触头607位于陶瓷外壳613中。
47.本实施例中，灭弧室套管614上端支撑安装有静支座700，静支座700的上侧布置有散热帽701，静支座700中主要起到支撑、导电和导热的作用。当静支座700无法完成散热时，多余的热量通过散热帽701与外界空气通过对流的方式进行热交换，以达到动态平衡，真空灭弧室600朝向静支座700的一端为灭弧室静端610，灭弧室静端610包括静端导电杆611，静端导电杆611通过螺栓连接在静支座700的下侧，静端导电杆611的下端伸入陶瓷外壳613中，使得静端导电杆611下端的静触头612位于陶瓷外壳613中，如图5所示，动触头607和静触头612均位于陶瓷外壳613中，动触头607与静触头612的外侧罩设有屏蔽罩615，屏蔽罩615主要用于改善真空灭弧室600内部电场分布，防止触头在燃弧过程中产生大量的金属蒸汽和液滴喷溅，对陶瓷外壳613的内壁造成污染，同时也避免造成陶瓷外壳613的绝缘强度下降或产生闪络。并且屏蔽罩615还可吸收一部分电弧能量和冷凝电弧生成物，特别是真空灭弧室600在开断短路电流时，电弧所产生的热量大部分被屏蔽罩615吸收，有利于提高触头间的介质恢复强度。屏蔽罩615吸收的电弧生成物的量越大，说明它吸收的能量也越大，有助于真空灭弧室600大容量开断。
48.本实施例中，如图3和图4所示，导电座508滑动装配在动支座500中，导电座508与动支座500之间通过表带触指509连接，此处表带触指509共有248片，理论通流为12400a。导电座508与动支座500之间设有第一导向环510，第一导向环510设在导电座508的外周面上，导电座508通过第一导向环510导向装配在动支座500中。另外，动支座500内设有弹簧筒502，弹簧筒502的延伸方向为上下方向，弹簧筒502与动支座500之间设有第二导向环503，第二导向环503位于弹簧筒502下部的外周面上，弹簧筒502通过第二导向环503导向装配在动支座500内。弹簧筒502内导向安装有导向块505，导向块505与弹簧筒502之间压装有弹簧504，导向块505是从弹簧筒502的下端装入弹簧筒502中，弹簧筒502的下端设有端盖506以防止导向块505从弹簧筒502中滑出。导向块505的下端由端盖506穿出并与拉杆306连接，弹簧筒502的上端与动端导电杆602的下端连接。另外，导向块505的下端与端盖506之间设有第三导向环507，端盖506与导向块505通过第三导向环507实现导向配合。拉杆306与动支座500之间设有第四导向环501，拉杆306与动支座500通过第四导向环501实现导向配合。
49.本实施例中，动端导电杆602的下端包括大径段606和小径段602，小径段602与大
径段606之间形成台阶面，小径段602贯穿导电座508并从弹簧筒502的上端穿入，小径段602上螺纹装配有螺母604，螺母604压紧弹簧筒502并通过与台阶面的配合夹紧弹簧筒502和导电座508。另外，导电座508朝向大径段606的一侧设有凹槽511，环形凹陷511的尺寸与大径段606的外周尺寸吻合，环形凹陷511形成避让部，使得大径段606可以伸入导电座508中，增加大径段606与导电座508的接触面积，以实现更大的通流。此外为增大螺母604对弹簧筒502的顶压面积，螺母604与弹簧筒502之间设有垫块605。
50.本实施例中，动触头607与静触头612均采用马蹄铁型纵磁触头结构，在容量开断过程中，两个触头之间构成以铁磁材料为主的磁回路，增强了间隙的磁场强度，提高了开断能力，可以满足短路开断电流40ka的要求。
51.本实施例中，真空断路器在合闸时，操动结构300通过相间拉杆301带动传动轴303和拐臂304动作，再通过拐臂304带动绝缘拉杆305向上动作，绝缘拉杆305通过拉杆306顶推弹簧筒502沿动支座500向上动作，在弹簧筒502的推动下动端导电杆602上行，动端导电杆602上端的动触头607与静触头612接触，此时继续使拉杆306上行，推动导向块505压缩弹簧504，尽量使动触头607与静触头612处于压紧状态，最大程度减小合闸过程中动触头607的弹跳，实现开断单元有效关合。真空断路器在分闸时，操动结构300带动绝缘拉杆305下行，绝缘拉杆305通过拉杆306拉动弹簧筒502，动端导电杆602在弹簧筒502的带动下下行，使得动、静触头分离，完成真空断路器的分闸。
52.本发明中真空断路器的实施例2：
53.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，导向块从弹簧筒的下端伸出并与拉杆连接。而本实施例中，导向块从弹簧筒的上端端伸出并与动端导电杆连接，此时，拉杆与弹簧筒相连。
54.本发明中真空断路器的实施例3：
55.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，导电座和弹簧筒均导向装配在动支座中。而本实施例中，导电座导向在装配在动支座中，弹簧筒与动支座没有导向装配关系。在其他实施例中，弹簧筒导向在装配在动支座中，导电座与动支座没有导向装配关系。
56.本发明中真空断路器的实施例4：
57.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，导电座通过螺母和台阶面配合压紧固定在动端导电杆上。而本实施例中，导电座两侧各设有一个螺母，导电座通过两螺母的夹紧作用固定在动端导电杆上。此时，导电座可以与弹簧筒贴合，也可以独立于弹簧筒布置。当导电座与弹簧筒之间不再贴合时，弹簧筒可以直接固定在动端导电杆上，具体可以采用两螺母夹紧，或螺纹穿装的方式；弹簧筒也可以通过螺杆安装在导电座上。
58.本发明中真空断路器的实施例5：
59.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，导向块与端盖之间设置有导向环。而本实施例中，将导向块和端盖之间的导向环取消，导向块的导向依靠拉杆和动支座的导向以及导向块与弹簧筒的导向。
60.本发明中真空灭弧室装配的实施例：
61.本实施例中的真空灭弧室装配与真空断路器实施例1中的真空灭弧室装配的结构相同，在此不再赘述。
62.在其他实施例中，真空灭弧室装配的结构也可采用上述真空断路器实施例2至5中
任一实施例中真空灭弧室装配的结构，在此也不再赘述。
63.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。