專利名稱：一種40.5kv的戶外高壓真空斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種40. 5KV級別的戶外高壓真空斷路器。
背景技術：
目前，在現(xiàn)有技術中，40.5KV級別的戶外高壓真空斷路器，其產(chǎn)品結構都是三相聯(lián)動式的彈簧操動機構斷路器。最新版的《高壓電器產(chǎn)品手冊》(中國西安高壓電器研究院2008年出版)中，公布了 ZW30-40. 5型等典型戶外高壓真空斷路器的性能參數(shù)和整體結構等產(chǎn)品信息。采用彈簧操動機構的戶外高壓真空斷路器，由于其操動機構的結構特性，決定了其運動部件不僅易于磨損，使其維護工作量較大、可靠性較差和壽命較短；而且配有這種彈簧操動機構的高壓真空斷路器，其合分閘時間的一致性較差，特別是合分閘時間的重復性較差。因此，這種戶外高壓真空斷路器只能應用于要求不高的輸配電系統(tǒng)中，而不能應用 于要求較高的，具有精確快速合分閘時間控制的輸配電系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種采用永磁操動機構的40. 5KV的戶外高壓真空斷路器，以減少斷路器的操動機構維護工作量，提高其操動機構的工作可靠性和運行壽命；提高斷路器分合閘時間的一致性和重復性，使之可以應用在具有精確快速合分閘時間控制要求的輸配電系統(tǒng)中。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種40. 5KV的戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套內(nèi)裝有真空滅弧室、導電觸頭，下瓷套內(nèi)裝有觸頭彈簧和絕緣拉桿，上瓷套的頂部由端板、上接線板及聯(lián)接件封住，上下瓷套的聯(lián)接處由下接線板及上、下聯(lián)接件聯(lián)接后封住，下瓷套的下端部聯(lián)接著一個傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平輸出軸及其分合閘拐臂等組成，三相瓷套支柱裝在一個共同的機架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機架的內(nèi)部，機架的兩端裝有兩個底腳支架，三個傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩沖拐臂，三個傳動拐臂由兩組水平連桿聯(lián)接起來，其中間相的傳動拐臂和操動機構的輸出拐臂相聯(lián)，而操動機構位于機架下部的操作箱內(nèi)，其特征在于(a)操動機構是一個由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂、輸出拐臂和拉簧拐臂等構成的傳動機構和裝在支架中部的永磁機構以及裝在支架外側的分閘彈簧所組成的永磁操動機構；(b)永磁操動機構可以采用一個永磁機構而單獨工作，也可以采用兩個或兩個以上的永磁機構而同時工作；(C)永磁操動機構上的傳動機構與其永磁機構相聯(lián)接的拐臂可以是一套，也可以是兩套或兩套以上；(d)永磁操動機構上的永磁機構與傳動機構上的分合閘驅動拐臂是通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺桿及聯(lián)接頭和一個固定連桿聯(lián)接在一起的。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是I)采用永磁操動機構代替彈簧操動機構以后，由于永磁操動機構采用的是永磁鎖扣裝置，無機械磨損，相比于彈簧操動機構中的機械鎖扣裝置來說，永磁操動機構工作起來更穩(wěn)定，性能參數(shù)不易變化，維護工作量大大減小，而工作可靠性大大增加，機械壽命因此也更長些。2)采用永磁操動機構代替彈簧操動機構以后，由于永磁操動機構的性能非常穩(wěn)定，因此，斷路器的分合閘時間的一致性非常好，重復性也非常好。使斷路器可以應用于具有精確快速時間控制要求的 系統(tǒng)中。


圖I是40. 5KV戶外聞壓真空斷路器的結構不意圖。圖2是三相瓷套支柱的傳動機構結構示意圖。圖3是永磁操動機構(單永磁機構)及瓷套支柱的結構示意圖。圖4是永磁操動機構(雙永磁機構)及瓷套支柱的結構示意圖。圖5是傳動箱的結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其總體結構與現(xiàn)有產(chǎn)品相似，為三相分立瓷套支柱式。三相瓷套支柱裝在一個共同的機架10上，機架10的下部聯(lián)接有一個操作箱11，機架的兩端裝有兩個底腳支架12。每一相瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套4的上端部用端蓋I和上接線板2及其聯(lián)接件3封住，上瓷套4的下部和下瓷套8的上部用下接線板6及其聯(lián)接件5和聯(lián)接件7聯(lián)接起來，上下瓷套內(nèi)依次裝有真空滅弧室13、導電觸頭14、觸頭彈簧15和絕緣拉桿16。下瓷套8的下端部用聯(lián)接件9和傳動箱17聯(lián)接起來。傳動箱17嵌裝在機架10上。絕緣拉桿16的下端伸到了傳動箱17的內(nèi)部。傳動箱17的腔體內(nèi)有一根水平傳動軸28，傳動軸28上有一個分合閘拐臂26，分合閘拐臂26的端部有一個孔，伸到此處的絕緣拉桿16的下端部也有一個孔，這個孔和分合閘拐臂26上的孔用一個銷軸29聯(lián)在了一起。傳動軸28的兩端從傳動箱17的兩個端蓋27上的軸承30中穿出去。中間相的傳動軸27上兩端分別裝著兩個傳動拐臂18。而其余兩相的傳動軸上，其兩端分別裝著傳動拐臂18和緩沖拐臂。機架10上對應著緩沖拐臂的地方裝有緩沖器。三相傳動軸上的傳動拐臂18用兩組水平連桿聯(lián)接起來(見圖2)，而中間相的傳動拐臂18與操作箱11內(nèi)的操動機構輸出拐臂23，用一個可以調(diào)節(jié)長短的活動聯(lián)桿22聯(lián)接起來。以上所述是本發(fā)明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器的總體結構，而本發(fā)明的特征在于斷路器所配用的操動機構是一種永磁操動機構，其特征體現(xiàn)在如下的兩個實施例里實施例一(見圖3)，是斷路器所配用的永磁操動機構只有一個永磁機構。該永磁操動機構有一個“H”形的機構支架，而為了增加結構強度，整個機構支架焊裝在了另一塊鐵板上。在機構支架的兩個側壁的上部各有一個孔，孔上裝有軸承。軸承上穿有一根花鍵軸，花鍵軸上裝有一個分合閘驅動拐臂19、輸出拐臂23和拉簧拐臂20。這些軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂19、輸出拐臂23和拉簧拐臂20等構成了永磁操動機構的傳動機構。其中輸出拐臂23與中間相的瓷套支柱的傳動拐臂18，通過一根可以調(diào)節(jié)長短的活動聯(lián)桿22聯(lián)接起來；拉簧拐臂20上聯(lián)著一根分閘彈簧21,分閘彈簧21的另一端掛在了永磁操動機構支架的側壁上。在“H”形的機構支架中部的橫向支架板上，吊裝著一個永磁機構25，永磁機構25的輸出頂桿從橫向支架板中部的孔中向上伸了出來，并通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺桿24及聯(lián)接頭和一個固定長度的連桿，與分合閘驅動拐臂19聯(lián)接起來。永磁機構采用的是現(xiàn)有技術中的成熟產(chǎn)品，它可以是雙穩(wěn)態(tài)型的永磁機構，也可以是單穩(wěn)態(tài)型的永磁機構；而永磁機構內(nèi)部的線圈，即可以是雙線圈方式的，也可以是單線圈方式的。這種結構形式的永磁機構在很多專業(yè)刊物上都有詳細的介紹和設計計算。實施例二(見圖4)，其整體結構與實施例之一大同小異，其最大的區(qū)別是該永磁操動機構采用兩個永磁機構25。因此，其相應的傳動機構、分閘彈簧21等都有相應的變動。其具體的結構是該永磁操動機構的支架是在實施例之一的“H”形支架中間再豎向加裝一塊安裝板。該安裝板可以使機構支架形成兩個空間。在每一個空間里，都安裝有一個永磁機構25。而在傳動機構的花鍵軸上，也相應的增加了一個分合閘驅動拐臂19和拉簧拐臂20，同時，也增加了一個帶有正反扣螺紋的螺桿24及聯(lián)接頭和固定連桿以及分閘彈簧21。其增加的分合閘拐臂19、拉簧拐臂20、螺桿24及聯(lián)接頭和固定連桿、分閘彈簧21的聯(lián)接方式和安裝方法都與實施例之一相同。所配用的永磁機構25與實施例一中的也完全相同。本發(fā)明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其電氣控制裝置采用的是以IGBT器件為核心的控制系統(tǒng)。IGBT器件的功率以能夠滿足永磁操動機構所需要的電壓電流為準，再配以市售的相應驅動電路板和+15V穩(wěn)壓電源。而IGBT器件的集電極工作電源采用的是儲能電源，由若干個直流電解電容器和相應的整流電路板所組成。如果永磁機構采用的是單線圈方式工作的，其電氣控制系統(tǒng)中的IGBT器件就要采用四只且要接成“H”形的橋式電路，永磁機構線圈接在橋路的中間；如果永磁機構采用的是雙線圈方式工作的，其電氣控制系統(tǒng)中的IGBT器件就只要采用兩只，且每只IGBT與永磁機構的一個線圈接成普通的串聯(lián)電路就可以了。當采用雙永磁機構時，其相應功能的永磁機構線圈并聯(lián)在一起，也可以按照前述的方法進行接線和安裝。本發(fā)明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其工作過程是這樣的當斷路器的電氣控制裝置接到合閘指令時，就通過相應的驅動電路板驅動合閘回路的IGBT器件，使斷路器的永磁機構合閘線圈得電，永磁機構開始動作。這時，永磁機構的輸出頂桿通過螺桿24及聯(lián)接頭和固定連桿帶動分合閘驅動拐臂19、拉簧拐臂20向上運動，而輸出拐臂23向下運動。輸出拐臂23通過活動聯(lián)桿22帶動傳動拐臂18也向下運動，而傳動拐臂18通過傳動箱17的水平傳動軸28帶動其上的分合閘拐臂26和瓷套支柱中的絕緣拉桿16、觸頭彈簧15向上運動，直至真空滅弧室13閉合并依靠永磁機構的永磁保持力，穩(wěn)定地保持在合閘位置上，至此，合閘過程結束。而此時，分閘彈簧21由于受到拉簧拐臂20的向上拉力而儲能。當斷路器的電氣控制裝置接到分閘指令時，就通過相應的驅動電路板驅動分閘回路的IGBT器件，使斷路器的永磁機構分閘線圈得電，永磁機構開始動作。這時，永磁機構的輸出頂桿通過螺桿24及聯(lián)接頭和固定連桿帶動分合閘驅動拐臂19、拉簧拐臂20向下運動，而輸出拐臂23向上運動。輸出拐臂23通過活動聯(lián)桿22帶動傳動拐臂18也向上運動，而傳動拐臂18通過傳動箱17的水平傳動軸28帶動其上的分合閘拐臂26和瓷套支柱中的絕緣拉桿16、觸頭彈簧15向下運動，直至真空滅弧室13分開并依靠分閘彈簧21的拉力，穩(wěn)定地保持在分閘位置上，至此，分閘過程結束。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是當斷路器采用了永磁操動機構代替彈簧操動機構以后，由于永磁操動機構采用的是永磁鎖扣裝置，無機械磨損，相比于彈簧操動機構中的機械鎖扣裝置來說，永磁操動機構工作起來更穩(wěn)定，性能參數(shù)不易變化，維護工作量大大減小，而工作可靠性大大增加，機械壽命因此也更長些；采用永磁操動機構代替彈簧操動機構以后，由于永磁操動機構的性能非常穩(wěn)定，因此，斷路器的分合閘時間一致性非常好，重復性也非常好，因此，斷路器可以應用于具有精確 快速時間控制要求的場合中，實現(xiàn)快速精準控制。
權利要求
1.一種40. 5KV的戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，上瓷套內(nèi)裝有真空滅弧室、導電觸頭，下瓷套內(nèi)裝有觸頭彈簧和絕緣拉桿，上瓷套的頂部由端板、上接線板及聯(lián)接件封住，上下瓷套的聯(lián)接處由下接線板及上、下聯(lián)接件聯(lián)接后封住，下瓷套的下端部聯(lián)接著一個傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平輸出軸及其分合閘拐臂組成，三相瓷套支柱裝在一個共同的機架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機架的內(nèi)部，機架的兩端裝有兩個底腳支架，三個傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩沖拐臂，三個傳動拐臂由兩組水平連桿聯(lián)接起來，其中間相的傳動拐臂和操動機構的輸出拐臂相聯(lián)，操動機構位于機架下部的操作箱內(nèi)，其特征在于所述的操動機構是一個由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅動拐臂、輸出拐臂、和拉簧拐臂構成的傳動機構和裝在支架中部的永磁機構以及裝在支架外側的分閘彈簧所組成的永磁操動機構；永磁操動機構上的永磁機構與傳動機構上的分合閘驅動拐臂通過一個兩端帶有正反扣螺紋的螺桿及聯(lián)接頭和一個固定連桿聯(lián)接在一起。
2.根據(jù)權利要求I所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于所述的永磁操動機構可以采用一個永磁機構單獨工作，也可以采用兩個或兩個以上的永磁機構同時工作。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于所述的永磁操動機構上的傳動機構與其永磁機構相聯(lián)接的拐臂可以是一套，也可以是兩套或兩套以上。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于所采用的永磁機構可以是雙穩(wěn)態(tài)永磁機構，也可以是單穩(wěn)態(tài)永磁機構。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于所采用的永磁機構可以是單線圈方式的，也可以是雙線圈方式的。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于裝在支架外側的分閘彈簧可以是一根，也可以是兩根或兩根以上。
7.根據(jù)權利要求I或2所述的40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其特征在于永磁操動機構上的螺桿及聯(lián)接頭和固定連桿可以是一組，也可以是兩組或兩組以上。
全文摘要
一種40.5KV的戶外高壓真空斷路器，其總體結構為三相分立瓷套支柱式，瓷套支柱分為上下兩部分，其內(nèi)部裝有真空滅弧室、導電觸頭、觸頭彈簧和絕緣拉桿，三相瓷套支柱上的傳動拐臂由兩組水平連桿聯(lián)接起來，其中間相的傳動拐臂和永磁操動機構的輸出拐臂，通過一個活動連桿聯(lián)接在一起。永磁操動機構位于機架底部的操作箱內(nèi)，永磁操動機構是由一個支架以及裝在支架上部的傳動機構和裝在支架中部的永磁機構以及裝在支架外側的分閘彈簧所組成，本發(fā)明有效地減少了斷路器的操動機構維護工作量，提高其操動機構的工作可靠性和運行壽命；提高斷路器分合閘時間的一致性和重復性，使之可以應用在具有精確快速合分閘時間控制要求的輸配電系統(tǒng)中。
文檔編號H01H33/666GK102623235SQ20121010879
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月14日 優(yōu)先權日2012年4月14日
發(fā)明者何平, 莊小奕, 王忠良, 王春巖 申請人:鞍山北科電氣有限公司