專利名稱：一種40.5kv的三相分動式戶外高壓真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，40.5KV級別的戶外高壓真空斷路器，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都是三相聯(lián)動式的彈簧操動機(jī)構(gòu)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 ZW7-40. 5型、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(jié)構(gòu)等產(chǎn)品信息。采用彈簧操動機(jī)構(gòu)的戶外高壓真空斷路器，由于其操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其運(yùn)動部件不僅易于磨損，使其維護(hù)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(jī)構(gòu)的高壓真空斷路器，其合分閘時(shí)間的一致性較差，特別是合分閘時(shí)間的重復(fù)性較差。因此，這種戶外高壓真空斷路器只能應(yīng)用于要求不高的輸配電系統(tǒng)中，而不能應(yīng)用于具有精確快速合分閘時(shí)間控制要求的、特別是要求合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用永磁操動機(jī)構(gòu)的、具有三相分動工作方式的40. 5KV的戶外高壓真空斷路器，以減少斷路器的操動機(jī)構(gòu)維護(hù)工作量，提高其操動機(jī)構(gòu)的工作可靠性和運(yùn)行壽命；提高斷路器分合閘時(shí)間的一致性和重復(fù)性，使之可以應(yīng)用在具有精確快速合分閘時(shí)間控制要求的、特別是合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統(tǒng)中。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(gè)傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平傳動軸及其分合閘拐臂等組成，三相瓷套支柱裝在一個(gè)共同的機(jī)架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機(jī)架的內(nèi)部，機(jī)架上裝有底腳支架，三個(gè)傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩沖拐臂，其傳動拐臂和操動機(jī)構(gòu)的輸出拐臂相聯(lián)，而操動機(jī)構(gòu)位于機(jī)架下部的操作箱內(nèi)，其特征在于(a)機(jī)架的下部共聯(lián)接有三個(gè)操作箱，而每個(gè)操作箱都位于其相應(yīng)的瓷套支柱下面，每個(gè)操作箱里都裝有一個(gè)操動機(jī)構(gòu)，每個(gè)操動機(jī)構(gòu)只和它上面的瓷套支柱的傳動拐臂相聯(lián)接；(b)操動機(jī)構(gòu)是一個(gè)由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅(qū)動拐臂、輸出拐臂和拉簧拐臂等構(gòu)成的傳動機(jī)構(gòu)和裝在支架中部的永磁機(jī)構(gòu)以及裝在支架外側(cè)的分閘彈簧所組成的永磁操動機(jī)構(gòu)；(C)永磁操動機(jī)構(gòu)上的永磁機(jī)構(gòu)與傳動機(jī)構(gòu)上的分合閘驅(qū)動拐臂是通過一個(gè)兩端帶有正反扣螺紋的螺桿及聯(lián)接頭和一個(gè)固定連桿聯(lián)接在一起的；
(d)機(jī)架上共有四個(gè)底腳支架，其分別位于機(jī)架的兩端和中間操作箱的兩側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I)采用永磁操動機(jī)構(gòu)代替彈簧操動機(jī)構(gòu)以后，由于永磁操動機(jī)構(gòu)采用的是永磁鎖扣裝置，無機(jī)械磨損，相比于彈簧操動機(jī)構(gòu)中的機(jī)械鎖扣裝置來說，永磁操動機(jī)構(gòu)工作起來更穩(wěn)定，性能參數(shù)不易變化，維護(hù)工作量大大減小，而工作可靠性大大增加，機(jī)械壽命因此也更長些。2)采用永磁操動機(jī)構(gòu)代替彈簧操動機(jī)構(gòu)以后，由于永磁操動機(jī)構(gòu)的性能非常穩(wěn)定，因此，斷路器的分合閘時(shí)間的一致性非常好，重復(fù)性也非常好。使斷路器可以應(yīng)用于具有精確快速時(shí)間控制要求的系統(tǒng)中。3)由于該斷路器采用了三相分動工作方式，因此，該斷路器可以應(yīng)用在具有選相控制要求的輸配電系統(tǒng)中。


圖I是40. 5KV戶外聞壓真空斷路器的結(jié)構(gòu)不意圖。圖2是傳動箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是瓷套支柱及永磁操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖I、圖2和圖3，本發(fā)明的40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結(jié)構(gòu)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(gè)共同的機(jī)架10上，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(dǎo)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(jī)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29，傳動軸29上有一個(gè)分合閘拐臂27，分合閘拐臂27的端部有一個(gè)孔，伸到此處的絕緣拉桿16的下端部也有一個(gè)孔，這個(gè)孔和分合閘拐臂27上的孔用一個(gè)銷軸30聯(lián)在了一起。傳動軸29的兩端從傳動箱17的兩個(gè)端蓋28上的軸承31中穿出去。每一相的傳動軸29上兩端分別裝有傳動拐臂22和緩沖拐臂18。機(jī)架10上對應(yīng)著緩沖拐臂18的地方裝有緩沖器。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(jié)構(gòu)，而本發(fā)明的特征在于斷路器的每一相都配有一個(gè)獨(dú)立的操動機(jī)構(gòu)，而所配用的獨(dú)立操動機(jī)構(gòu)是一種永磁操動機(jī)構(gòu)。具體來說，就是在機(jī)架10的下部聯(lián)接有三個(gè)操作箱11，而三個(gè)操作箱11分別位于三相瓷套支柱的下面。每一個(gè)操作箱11中都裝有一個(gè)永磁操動機(jī)構(gòu)。而在機(jī)架10上共裝有四個(gè)底腳支架12，其中兩個(gè)裝在機(jī)架10的兩端，另外兩個(gè)裝在中間操作箱11的兩側(cè)。永磁操動機(jī)構(gòu)有一個(gè)“H”形的機(jī)構(gòu)支架，而為了增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，整個(gè)機(jī)構(gòu)支架焊裝在了另一塊鐵板上。在機(jī)構(gòu)支架的兩個(gè)側(cè)壁的上部各有一個(gè)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(gè)分合閘驅(qū)動拐臂19、輸出拐臂24和拉簧拐臂20。這些軸承、花鍵軸、分合閘驅(qū)動拐臂19、輸出拐臂24和拉簧拐臂20等構(gòu)成了永磁操動機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)。其中輸出拐臂24與每一相的瓷套支柱的傳動拐臂22，通過一根可以調(diào)節(jié)長短的活動聯(lián)桿23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(jī)構(gòu)支架的側(cè)壁上。在“H”形的機(jī)構(gòu)支架中部的橫向支架板上，吊裝著一個(gè)永磁機(jī)構(gòu)26，永磁機(jī)構(gòu)26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(gè)兩端帶有正反扣螺紋的螺桿25及聯(lián)接頭和一個(gè)固定長度的連桿，與分合閘驅(qū)動拐臂19聯(lián)接起來。永磁機(jī)構(gòu)采用的是現(xiàn)有技術(shù)中的成熟產(chǎn)品，它可以是雙穩(wěn)態(tài)型的永磁機(jī)構(gòu)，也可以是單穩(wěn)態(tài)型的永磁機(jī)構(gòu)；而永磁機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式的永磁機(jī)構(gòu)在很多專業(yè)刊物上都有詳細(xì)的介紹和設(shè)計(jì)計(jì)算本發(fā)明的40. 5KV戶外高壓真空斷路器，其電氣控制系統(tǒng)采用的是三套獨(dú)立的電氣控制裝置，分別控制每一相的永磁操動機(jī)構(gòu)。該裝置以IGBT器件為核心控制器件組成。IGBT器件的功率以能夠滿足永磁操動機(jī)構(gòu)所需要的電壓電流為準(zhǔn)，再配以市售的相應(yīng)驅(qū)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(gè)直流電解電容器和相應(yīng)的整流電路板所組成。如果永磁機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)線圈接在橋路的中間；如果永磁機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的一個(gè)線圈接成普通的串聯(lián)電路就可以了。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(dāng)斷路器的每一相電氣控制裝置接到合閘指令時(shí)，就通過相應(yīng)的驅(qū)動電路板驅(qū)動合閘回路的IGBT器件，使斷路器的永磁機(jī)構(gòu)合閘線圈得電，永磁機(jī)構(gòu)開始動作。這時(shí)，永磁機(jī)構(gòu)26的輸出頂桿通過螺桿25及聯(lián)接頭和固定連桿帶動分合閘驅(qū)動拐臂19、拉簧拐臂20向上運(yùn)動，而輸出拐臂24向下運(yùn)動。輸出拐臂24通過活動聯(lián)桿23帶動傳動拐臂22也向下運(yùn)動，而傳動拐臂22通過傳動箱17的水平傳動軸29帶動其上的分合閘拐臂27和瓷套支柱中的絕緣拉桿16、觸頭彈簧15向上運(yùn)動，直至真空滅弧室13閉合并依靠永磁機(jī)構(gòu)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(jié)束。而此時(shí)，分閘彈簧21由于受到拉簧拐臂20的向上拉力而儲能。當(dāng)斷路器的每一相電氣控制裝置接到分閘指令時(shí)，就通過相應(yīng)的驅(qū)動電路板驅(qū)動分閘回路的IGBT器件，使斷路器的永磁機(jī)構(gòu)分閘線圈得電，永磁機(jī)構(gòu)開始動作。這時(shí)，永磁機(jī)構(gòu)26的輸出頂桿通過螺桿25及聯(lián)接頭和固定連桿帶動分合閘驅(qū)動拐臂19、拉簧拐臂20向下運(yùn)動，而輸出拐臂24向上運(yùn)動。輸出拐臂24通過活動聯(lián)桿23帶動傳動拐臂22也向上運(yùn)動，而傳動拐臂22通過傳動箱17的水平傳動軸29帶動其上的分合閘拐臂27和瓷套支柱中的絕緣拉桿16、觸頭彈簧15向下運(yùn)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(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種40. 5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結(jié)構(gòu)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(dǎo)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，上下瓷套和的聯(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(gè)傳動箱，傳動箱由箱體、端蓋及軸承和水平傳動軸及其分合閘拐臂組成，三相瓷套支柱裝在一個(gè)共同的機(jī)架上，每一相瓷套支柱底部的傳動箱均伸到機(jī)架的內(nèi)部，機(jī)架上裝有底腳支架，三個(gè)傳動箱的傳動軸上分別裝有傳動拐臂和緩沖拐臂，其傳動拐臂和操動機(jī)構(gòu)的輸出拐臂相聯(lián)，而操動機(jī)構(gòu)位于機(jī)架下部的操作箱內(nèi)，其特征在于 (a)機(jī)架的下部共聯(lián)接有三個(gè)操作箱，而每個(gè)操作箱都位于相應(yīng)的瓷套支柱下面，每個(gè)操作箱里都裝有一個(gè)操動機(jī)構(gòu)，每個(gè)操動機(jī)構(gòu)只和它對應(yīng)的瓷套支柱的傳動拐臂相聯(lián)接； (b)操動機(jī)構(gòu)是一個(gè)由支架以及裝在支架上部的由軸承、花鍵軸、分合閘驅(qū)動拐臂、輸出拐臂和拉簧拐臂構(gòu)成的傳動機(jī)構(gòu)和裝在支架中部的永磁機(jī)構(gòu)以及裝在支架外側(cè)的分閘彈簧所組成的永磁操動機(jī)構(gòu)； (c)永磁操動機(jī)構(gòu)上的永磁機(jī)構(gòu)與傳動機(jī)構(gòu)上的分合閘驅(qū)動拐臂是通過一個(gè)兩端帶有正反扣螺紋的螺桿及聯(lián)接頭和一個(gè)固定連桿聯(lián)接在一起的； (d)機(jī)架上共有四個(gè)底腳支架，其分別位于機(jī)架的兩端和中間操作箱的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特征在于所采用的永磁機(jī)構(gòu)為雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，或單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特征在于所采用的永磁機(jī)構(gòu)為單線圈方式，或雙線圈方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其特征在于所述的裝在支架外側(cè)的分閘彈簧可以是一根，也可以是兩根或兩根以上。
全文摘要
一種40.5KV的三相分動式戶外高壓真空斷路器，其總體結(jié)構(gòu)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(dǎo)電觸頭、觸頭彈簧和絕緣拉桿，三相瓷套支柱裝在一個(gè)共同的機(jī)架上，機(jī)架上共裝有四個(gè)底腳支架和三個(gè)操作箱，每個(gè)操作箱里都裝有一個(gè)操動機(jī)構(gòu)，每個(gè)操動機(jī)構(gòu)只和它上面的瓷套支柱的傳動拐臂相聯(lián)接；永磁機(jī)構(gòu)可以是雙穩(wěn)態(tài)的，也可以是單穩(wěn)態(tài)的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可減少斷路器的操動機(jī)構(gòu)維護(hù)工作量，提高其操動機(jī)構(gòu)的工作可靠性和運(yùn)行壽命；提高斷路器分合閘時(shí)間的一致性和重復(fù)性，使之可以應(yīng)用在具有精確快速合分閘時(shí)間控制要求的、特別是合分閘工作方式為三相分動的輸配電系統(tǒng)中。
文檔編號H01H33/666GK102623232SQ201210108790
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月14日 優(yōu)先權(quán)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