断路器及其灭弧室和灭弧室用弧触头组件、弧触头传动杆

摘要

本发明涉及一种断路器及其灭弧室和灭弧室用其弧触头组件、弧触头传动杆，弧触头传动杆包括用于传动设置于灭弧室中的拨叉与弧触头之间的杆体，杆体上设有用于与所述拨叉上设有的顶推凸柱顶推配合的驱动长槽，驱动长槽具有用于与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，驱动槽段具有与所述杆体延伸方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在杆体延伸方向上错开布置。本发明所提供的驱动槽段的两端在上下方向上错开布置可利用顶推凸柱与驱动长槽在上下方方向上的相对移动，有效提高了弧触头组件的移动速度，缩短了分合闸时间，缩短了绝缘建立时间，提高了开断能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器及其灭弧室和灭弧室用其弧触头组件、弧触头传动杆。

背景技术

随着国家经济建设及电力科学技术的快速发展，工业、生活电气化程度高，对电力需要量及电能质量的要求日益提高。我国能源集中分布在西北、西南地区，负荷中心主要位于东南沿海地区，为适应高国家发展对电能需求量及质量的要求，超大容量高压输电系统是实现资源优化配置，提高线路利用率及输送功率是既可靠又经济的选择。断路器作为高压输电系统用设备，其可靠、安全运行具有非常重要的意义。

随着输电线路的增加，输电成本日益增加，要求输电设备小型化。为保证电能质量及输电系统安全可靠运行，对设备的可靠性要求进一步提高。输送容量的增加，要求提升断路器开断容量，满足系统要求。提升断路器开断容量，对断路器灭弧室的灭弧性能提出了更高的要求。

现有技术中存在一种双动灭弧室，这种双动灭弧室中,动触头的移动会通过连杆、拨叉、静弧触头传动杆驱动静弧触头动作，实现静弧触头与动弧触头的导通与断开。如授权公告号为CN204905146U的中国实用新型专利中所公开的双动灭弧室，包括静触头组件、位于静触头组件下方的动触头组件及驱动动触头组件相对静触头组件上下移动的操动机构，静触头组件包括静弧触头、触头座及带动静弧触头上下移动的拨叉，拨叉通过铰接轴铰接在触头座上，静弧触头的上端固连有连接件，连接件的远离静弧触头的一端与拨叉转动连接，拨叉与连接件相连的一端可沿连接件上设有的驱动长槽移动，驱动长槽具体为与左右方向垂直的竖向长孔，竖向长孔的延伸方向与连接件的长度方向即静弧触头的移动方向相垂直。动触头组件包括动弧触头、套设于动弧触头上端的喷口及与动弧触头下端固连的拉杆，拉杆与相应操动机构传动连接，喷口上设有牵引杆，拨叉的远离上述连接件的一端设有开口槽，牵引杆上设有与开口槽顶推配合的驱动销。当操动机构通过拉杆驱动喷口移动时，喷口通过牵引杆、驱动销同时驱动拨叉转动，拨叉通过连接件驱动静弧触头移动，实现分合闸操作。

现有的双动灭弧室中，静弧触头实际上是由牵引件驱动的弧触头，牵引件为弧触头传动杆，用于实现拨叉与弧触头的传动连接。拨叉上设有与驱动长槽插配的顶推凸柱，在拨叉绕着相应铰接轴转动时，顶推凸柱顶推驱动长槽带着弧触头传动杆移动。由于拨叉在分合闸操作时的往复摆动，顶推凸柱在驱动长槽中对应的往复移动，使得驱动长槽具有与顶推凸柱的往复移动行程相对应的驱动槽段。实际上，顶推凸柱的往复移动行程包括对应断路器分闸的分闸移动行程和对应断路器合闸的合闸移动行程，驱动槽段的两端在分闸移动行程和合闸移动行程上互为始端、末端。现有的驱动长槽为沿着与弧触头移动方向相垂直的方向延伸的竖向长孔，驱动槽段的两端在弧触头移动方向上重合，在进行分合闸操作时，顶推凸柱在弧触头移动方向上的位移与弧触头传动杆在弧触头移动方向上的位移相同。当需要提高弧触头移动速度来提高分合闸速度时，只能提高操作机构输出的操作功，提高了对断路器操作机构的要求，由此带来的操作冲击也较大，影响设备的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弧触头传动杆，以解决现有技术中只能通过提高操作机构输出功来提高弧触头移动速度的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述弧触头传动杆的灭弧室用弧触头组件和灭弧室及使用该灭弧室的断路器。

为实现上述目的，本发明所提供的弧触头传动杆的技术方案是：一种灭弧室用弧触头传动杆，包括用于传动设置于灭弧室的拨叉与弧触头之间的杆体，杆体上设有用于与所述拨叉上的顶推凸柱顶推配合的驱动长槽，驱动长槽具有用于与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，所述驱动槽段具有与所述杆体延伸方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在杆体延伸方向上错开布置。

所述驱动长槽呈V形，V形的驱动长槽具有尾部相互连通的两导向槽臂，所述驱动槽段的两端一一对应的布置在两导向槽臂上，至少一个导向槽臂为具有所述斜槽段的斜槽臂。

所述两导向槽臂均为具有所述斜槽段的斜槽臂，两导向槽臂在与所述杆体延伸方向相垂直的方向上位于两导向槽臂的尾部连通处的同一侧。

本发明所提供的使用上述弧触头传动杆的灭弧室用弧触头组件的技术方案是：一种灭弧室用弧触头组件，包括弧触头和与弧触头传动连接的弧触头传动杆，弧触头传动杆包括用于传动设置于所述弧触头与灭弧室的拨叉之间的杆体，杆体上设有用于与所述拨叉上的顶推凸柱顶推配合的驱动长槽，驱动长槽具有用于与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，所述驱动槽段具有与所述杆体延伸方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在杆体延伸方向上错开布置。

所述驱动长槽呈V形，V形的驱动长槽具有尾部相互连通的两导向槽臂，所述驱动槽段的两端一一对应的布置在两导向槽臂上，两导向槽臂均为具有所述斜槽段的斜槽臂，两导向槽臂在与所述杆体延伸方向相垂直的方向上位于两导向槽臂的尾部连通处的同一侧。

本发明所提供的使用上述弧触头组件的灭弧室的技术方案是：一种灭弧室，包括沿上下方向布置的静支座和动弧触头，静支座上通过铰接轴装配有与动弧触头传动连接的拨叉，静支座上沿上下方向导向移动装配有弧触头组件，弧触头组件包括与所述动弧触头对应的弧触头和与弧触头传动连接并沿上下方向延伸的弧触头传动杆，弧触头传动杆上设有与所述拨叉上设有的顶推凸柱顶推配合的驱动长槽，驱动长槽具有与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，所述驱动槽段具有与上下方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在上下方向上错开布置，在进行分合闸操作时，驱动槽段的两端为相应的始端和末端，顶推凸柱由始端向末端移动的方向与所述弧触头移动的方向相反。

所述驱动长槽呈V形，驱动长槽具有尾部相互连通的两导向槽臂，所述驱动槽段的两端一一对应的布置在两导向槽臂上，至少一个导向槽臂为具有所述斜槽段的斜槽臂，当顶推凸柱在驱动长槽中移动至所述两导向槽臂的尾部连通处时顶推凸柱与所述铰接轴的连线垂直于所述上下方向。

所述两导向槽臂均为具有所述斜槽段的斜槽臂，两导向槽臂在与所述上下方向相垂直的左右方向上位于所述尾部连通处的朝向所述铰接轴的一侧。

本发明所提供的使用上述灭弧室的断路器的技术方案是：一种断路器，包括灭弧室和操动机构，包括沿上下方向布置的静支座和动弧触头，静支座上通过铰接轴装配有与动弧触头传动连接的拨叉，静支座上沿上下方向导向移动装配有弧触头组件，弧触头组件包括与所述动弧触头对应的弧触头和与弧触头传动连接并沿上下方向延伸的弧触头传动杆，弧触头传动杆上设有与所述拨叉上设有的顶推凸柱顶推配合的驱动长槽，驱动长槽具有与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，所述驱动槽段具有与上下方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在上下方向上错开布置，在进行分合闸操作时，驱动槽段的两端为相应的始端和末端，顶推凸柱由始端向末端移动的方向与所述弧触头移动的方向相反。

所述驱动长槽呈V形，驱动长槽具有尾部相互连通的两导向槽臂，所述驱动槽段的两端一一对应的布置在两导向槽臂上，两导向槽臂均为具有所述斜槽段的斜槽臂，两导向槽臂在与所述上下方向相垂直的左右方向上位于所述尾部连通处的朝向所述铰接轴的一侧，当顶推凸柱在驱动长槽中移动至所述两导向槽臂的尾部连通处时顶推凸柱与所述铰接轴的连线垂直于所述上下方向。

本发明的有益效果是：本发明所提供的灭弧室中，拨叉的顶推凸柱与驱动长槽顶推配合，在进行分合闸操作时，随着拨叉的往复摆动，顶推凸柱在驱动长槽中往复移动进而驱动弧触头传动杆和弧触头在上下方向上往复移动而实现分合闸，由于驱动槽段的两端在上下方向上错开布置，这样一来，当顶推凸柱由驱动槽段的一端移动至另一端时，顶推凸柱在上下方向上必然与弧触头传动杆存在相对位移，而且，由于在进行分合闸操作时，顶推凸柱由始端向末端移动的方向与所述弧触头移动的方向相反，这就使得在进行分闸、合闸操作时，顶推凸柱在上下方向上相对于静支座的位移加上驱动槽段的两端在上下方向上的间距才等于驱动槽段即弧触头传动杆在上下方向上相对于静支座的位移，换句话说，如果拨叉摆动角度不变即顶推凸柱在上下方向上相对于静支座的位移不变的情况下，相对于现有技术中的驱动槽段的两端在上下方向上重合布置，本发明所提供的驱动槽段的两端在上下方向上错开布置可利用顶推凸柱与驱动长槽在上下方向上的相对移动，有效提高弧触头组件的移动速度，缩短分合闸时间，缩短绝缘建立时间，提高了开断能力。相应的，在不需要提高弧触头组件移动速度时，可以相对降低操作机构的输出功，降低成本，减少输出冲击。

进一步地，驱动长槽呈V形，具有尾部相互连通的两导向槽臂，而且，顶推凸柱在驱动长槽中移动至所述两导向槽臂的尾部连通处时顶推凸柱与所述铰接轴的连线垂直于所述上下方向，这样可以在保证提出的前提下，减小整个驱动长槽在与上下方向相垂直的方向上占用的空间。

进一步地，两导向槽臂均为斜槽臂，有效保证弧触头传动杆在分合闸过程中均具有急回特性，提高分合闸速度。

附图说明

图1为本发明所提供的断路器的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中弧触头传动杆的结构示意图；

图3为图1所示断路器分闸动作时弧触头传动杆与拨叉运动轨迹图；

图4为在断路器分闸动作时拨叉在弧触头传动杆的V形导槽中的运动路径图；

图5为图1所示断路器合闸动作时弧触头传动杆与拨叉运动轨迹图；

图6为在断路器合闸动作时拨叉在弧触头传动杆的V形导槽中的运动路径图；

（图4和图6中箭头所示为拨叉的顶推凸柱在驱动长槽中的移动方向）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的断路器的具体实施例，如图1至图6所示，该实施例中的断路器包括开断部分、操动和传动部分以及绝缘部分，开断部分包括导电和触头系统以及灭弧室，本实施例中的断路器与现有技术中的断路器的区别主要在于灭弧室结构，其他部分与现有技术中的断路器结构相同，在此不再赘述。

本实施例中的灭弧室包括灭弧室套管1，在灭弧室套管1中设有沿上下方向布置的静支座2和动触头组件，动弧触头组件包括动支座12，动支座12上设有动触头11、动弧触头10及相应的喷口9，动触头组件的结构与现有技术中的断路器灭弧室中的动触头组件的结构相同，在此不再过多赘述。使用时，由断路器操动机构通过拉杆驱动动触头组件往复移动以实现相应的分合闸操作。

灭弧室套管1的静支座2上沿上下方向导向移动装配有弧触头组件，在灭弧室套管1中于弧触头组件外侧还套装有喷口9，上述的弧触头组件包括与动弧触头对应的弧触头8和与该弧触头8传动连接并沿上下方向延伸的弧触头传动杆6，实际上，弧触头传动杆6通过导向支撑结构7沿上下方向导向移动装配在静支座上，而且，在静支座上通过铰接轴50铰接装配有拨叉5，拨叉5通过连杆3与动弧触头10传动连接，连杆3由静支座上设有的连杆导向结构4提供上下方向上的导向限位，在拨叉的朝向连杆3的一端设有开口槽，连杆3上设有与开口槽滑动配合的驱动销轴，在拨叉的朝向弧触头传动杆的一端设有顶推凸柱，对应的，弧触头传动杆6上设有驱动长槽60，顶推凸柱与驱动长槽60对应插接配合。当断路器操动机构驱动动触头组件移动时，通过连杆、拨叉对应驱动弧触头组件同步移动，实现双动操作，这种双动传动关系与现有技术中的双动灭弧室中的双动传动关系基本相同，在此不再赘述。

在此需要说明的是，上述的动弧触头为由操动机构通过拉杆驱动的主动弧触头，而上述弧触头组件中的弧触头则是由动触头组件通过连杆、拨叉及弧触头传动杆驱动被动弧触头。

本实施例中，弧触头传动杆6上的驱动长槽60与拨叉5上设有的顶推凸柱顶推配合，在拨叉往复摆动时，顶推凸柱在驱动长槽60中往复移动从而顶推弧触头组件在上下方向上往复移动。需要说明的是，此处的驱动长槽60具有与顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程相对应的驱动槽段，驱动槽段具有与上下方向倾斜设置的斜槽段以使得驱动槽段的两端在杆体延伸方向上错开布置距离L，在进行分合闸操作时，驱动槽段的两端为相应的始端和末端，顶推凸柱由始端向末端移动的方向与所述弧触头移动的方向相反。

实际上，此处的驱动长槽60整体呈V形，驱动长槽60具有尾部相互连通的两导向槽臂，分别为上导向槽臂61和下导向槽臂62，驱动槽段的两端一一对应的布置在两导向槽臂上，驱动槽段的两端对应为上导向槽臂61的上端610和下导向槽臂的下端620，两导向槽臂均为具有上述斜槽段的并与上下方向倾斜布置的斜槽臂。而且，两导向槽臂在与上下方向相垂直的左右方向上位于驱动长槽60的尾部连通处63的朝向上述铰接轴50的一侧。在此需要说明的是，当顶推凸柱在驱动长槽60中移动至上述两导向槽臂的尾部连通处63时顶推凸柱与所述铰接轴的连线垂直于上下方向。

需要说明的是，本实施例中，V形的驱动长槽60的两导向槽臂相互对称布置。上述驱动槽段的两端一一对应的设置于两导向槽臂上。而且，此处的两导向槽臂均为圆弧结构，这样可以减少拨叉造成的传动冲击，更方便顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动。

实际上，拨叉上的顶推凸柱在驱动长槽中的往复移动行程包括分闸移动行程和合闸移动行程，此处的分闸移动行程和合闸移动行程一致，仅是驱动槽段的两端互为始端和末端。具体就本案来讲，动触头组件位于拨叉5和连杆3的下方，当断路器进行分闸操作时，顶推凸柱在驱动长槽60中的移动行程即为分闸移动行程，此时，驱动槽段的上端610为始端、下端620为末端，顶推凸柱由上向下的从始端移动至末端，顶推凸柱在驱动长槽中由始端向末端移动的方向为由上向下，这正好与弧触头传动杆在分闸时的由下向上的移动方向相反。相反的，当进行合闸操作时，顶推凸柱在驱动长槽60中的移动行程即为合闸移动行程，此时，驱动槽段的下端620为始端、上端为610末端，顶推凸柱由下向上的从始端移动至末端，顶推凸柱在驱动长槽中由始端向末端移动的方向为由下向上，这正好与弧触头传动杆在合闸时的由上向下的移动方向相反。

并且，需要说明的是，当顶推凸柱在驱动长槽60中移动至上述两导向槽臂的尾部连通处63时顶推凸柱与上述拨叉5的铰接轴50的连线垂直于上下方向，此时，主要依靠弧触头传动杆的惯性实现顶推凸柱在两导向槽臂之间的过渡。

本实施例中，当断路器进行分闸操作时，动触头组件带着连杆3向下移动，此时，拨叉5绕铰接轴50摆动，拨叉5的顶推凸柱将顶推弧触头传动杆6向上移动，弧触头传动杆6带着弧触头8向上移动以实现分闸操作。由于驱动长槽60为V形结构，在两导向槽臂的尾部连通处63未越过拨叉的铰接轴50时，拨叉5的顶推凸柱位于上导向槽臂61中，并逐渐朝向两导向槽臂的尾部连通处63移动，当拨叉5摆动至于上下方向相垂直的位置时，顶推凸柱移动至尾部连通处63，此时，移动的弧触头传动杆6在惯性作用下将继续向上移动，使得顶推凸柱顺势进入下导向槽臂62中，拨叉继续摆动，直至顶推凸柱移动至下导向槽臂62的下端620即驱动槽段的相应端部位置处。

由于顶推凸柱在拨叉摆动时在上下方向上与弧触头传动杆存在相对移动，并且，顶推凸柱相对于弧触头传动杆的移动方向与弧触头传动杆的移动方向相反，这使得，当顶推凸柱在上下方向上相对于静支座移动距离为S时，弧触头传动杆在上下方向上相对于静支座移动了S+L距离，此处的距离L为驱动长槽的驱动槽段的上端和下端在上下方向上的错开间距。这种结构使得在不增加操作功的情况下，提高了弧触头的移动速度。当然，如果在相同的弧触头移动速度下，可以降低操作功来减少成本，减轻操作冲击，增加设备可靠性。

当需要断路器进行合闸操作时，动触头组件带着连杆3向上移动，此时，拨叉绕铰接轴50摆动，拨叉的顶推凸柱将顶推弧触头传动杆向下移动，弧触头传动杆带着弧触头向下移动以实现合闸操作。由于驱动长槽为V形结构，在两导向槽臂的尾部连通处未越过拨叉的铰接轴50时，拨叉的顶推凸柱位于下导向槽臂中，并逐渐朝向两导向槽臂的尾部连通处移动，当拨叉摆动至于上下方向相垂直的位置时，顶推凸柱移动至尾部连通处，此时，移动的弧触头传动杆在惯性作用下将继续向下移动，使得顶推凸柱顺势进入上导向槽臂中，拨叉继续摆动，直至顶推凸柱移动至上导向槽臂的上端即驱动槽段的相应端部位置处。

由于顶推凸柱在拨叉摆动时在上下方向上与弧触头传动杆存在相对移动，并且，顶推凸柱相对于弧触头传动杆的移动方向与弧触头传动杆的移动方向相反，这使得，当顶推凸柱在上下方向上相对于静支座移动距离为S时，弧触头传动杆在上下方向上相对于静支座移动了S+L距离，此处的距离L为驱动长槽的驱动槽段的两端在上下方向上的错开间距。这种结构使得在不增加操作功的情况下，提高了弧触头合闸移动速度。

本实施例中，通过使弧触头传动杆上的驱动长槽的驱动槽段的两端在上下方向上错开布置，提高了弧触头组件在分合闸时的移动速度，缩短了绝缘建立时间，提高了开断能力。相同速度的要求小，降低了对机构输出速度及操作功的要求，减少生产成本。

本实施例中，驱动长槽为V形结构，且两导向槽臂对称布置，在其他实施例中，也可以使其中一个导向槽臂为与上下方向垂直的直槽臂，另一个槽臂为与上下方向倾斜布置的斜槽臂，只需要使得驱动槽段的两端在上下方向上错开布置即可，而且，在进行分合闸操作时，驱动槽段的两端为相应的始端和末端，顶推凸柱由始端向末端移动的方向与所述弧触头移动的方向相反。

当然，在其他实施例中，也可使驱动长槽为与所述杆体延伸方向倾斜布置以使得所述驱动槽段的两端错开布置的倾斜长槽，驱动长槽在上下方向上位于所述铰接轴的一侧。这样一来，实际上，在拨叉摆动以驱动弧触头传动杆移动时，驱动长槽并不越过拨叉的铰接轴。

本实施例中，V形的两导向槽臂为圆弧形，在其他实施例中，两导向槽臂也可以为沿直线延伸的斜槽臂，只要注意尾部连通处的过渡即可。

本发明还提供一种灭弧室的实施例，该实施例中的灭弧室的结构与上述断路器实施例中的灭弧室的结构相同，在此不再赘述。

本发明还提供一种灭弧室用弧触头组件的实施例，该实施例中的弧触头组件的结构与上述断路器实施例中的弧触头组件的结构相同，在此不再赘述。

本发明还提供一种灭弧室用弧触头传动杆的实施例，该实施例中的弧触头传动杆的结构与上述断路器实施例中的弧触头传动杆的结构相同，在此不再赘述。

需要说明的是，弧触头传动杆的延伸方向与相应弧触头移动方向一致。