CN102117712B

CN102117712B - 真空断路器

Info

Publication number: CN102117712B
Application number: CN2010106223679A
Authority: CN
Inventors: 李东植
Original assignee: LS Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-12-30
Also published as: JP5123372B2; JP2011138778A; US8642912B2; CN102117712A; US20110155697A1; EP2341518A1; KR101037027B1

Abstract

本发明公开了一种真空断路器。当主电路单元的多个部件通过利用环氧树脂模制而整体地形成为一个模块时，可容易地制造主电路单元，并且可防止装配误差。由于所述主电路单元基于所述驱动单元而彼此对称布置，因此无需增大开关装置的尺寸即可获得开关装置和主电路单元之间的绝缘距离。这允许根据开关装置的绝缘状态使主电路单元容易地布置在右侧或左侧处。

Description

真空断路器

技术领域

本发明涉及真空断路器，尤其涉及能够利用环氧树脂模制真空断续器且将主电路单元对称布置在驱动单元的中心部分的真空断路器。

背景技术

开关装置用来监视或控制或保护用于将从发电站或变电站接收到的电力传递或分配给住宅的电气系统。这种开关装置包括用于支撑或保护连接于其上的整体设备(断路器、保护继电器等)的结构和用于将所述整体设备连接到彼此上的导线。而且，根据其中的绝缘方法将所述开关装置归类到气体绝缘开关装置和空气绝缘开关装置中。在功能方面，开关装置可分类到用于监视电气系统的开关装置、用于接通和断开电气系统的开关装置、用于通过半导体设备转换电力的开关装置等诸如此类中。

断路器是一种电气保护装置，其能够保护负载设备和线路免受由于可能在在电路中发生的短路、地面事故等而产生的故障电流的影响。根据灭火剂，断路器被分类到利用油作为灭火剂的油断路器，利用六氟化硫(SF₆)、惰性气体的气体断路器，利用空气作为灭火剂的空气断路器，利用真空状态的真空断路器等中。在下文中，将说明用于接通和断开电气系统的开关装置的真空断路器。

图1为根据传统技术的真空断路器的立体图，而图2为以不同于图1的角度示出的图1的真空断路器的主电路单元的立体图。

如图所示，传统的真空断路器包括：驱动单元10，其被构造为产生驱动力；主电路单元20，其被构造为利用从驱动单元10产生的驱动力切断电路；以及框架单元30，其安装在驱动单元10和主电路单元20之间，并且被构造为将从所述驱动单元10产生的驱动力传递给所述主电路单元20。

用于传递驱动力的旋转轴11安装在驱动单元10处。并且，连接构件12和转换连接13接合到旋转轴11上，所述连接构件12和转换连接13用于将旋转轴11的旋转运动转换成下面将要说明的传送连接31的水平运动。连接构件12一体地接合到旋转轴11上，并且转换连接13可旋转地接合到连接构件12上。

主电路单元20包括：环氧树脂外壳21；真空断续器22，其安装在所述环氧树脂外壳21中；上部导体23和下部导体24，它们接合到配置在所述真空断续器22的两侧处的导体上；以及绝缘杆，其接合到所述框架单元30上，并且利用通过框架单元30传送的驱动力来操作真空断续器22。

环氧树脂外壳21形成中空圆柱体形状，并且真空断续器22以距环氧树脂外壳21的内部圆周表面一定间隔垂直安装在外壳21的内部空间中。上部导体23和下部导体24在水平方向上插入在环氧树脂外壳21中，从而将所述上部导体23和下部导体24机械地接合到真空断续器22的导体(未显示)上。在这些构造下，利用上部导体23和下部导体24将真空断续器22支撑在环氧树脂外壳21处。

框架单元30包括：传送连接31、支撑板32、弹簧导向装置33、方向转换连接34、接触压力弹簧35等，并且被构造为将旋转轴11的旋转运动转换成水平运动。

传统的真空断路器利用从驱动单元10产生的驱动力使旋转轴11旋转。

经由连接构件12和转换连接13将旋转轴11的旋转力转换成线性力，然后将所述线性力传送给框架单元30的传送连接31。传送连接31通过转换连接13移动到水平方向。

通过接触压力弹簧35和连接到传送连接31上的方向转换连接34将在前后方向上的水平运动转换成垂直运动。当绝缘杆25和在主电路单元20内的活动触点垂直移动时，活动触点接触固定触点。即使在活动触点已经接触固定触点之后，通过从驱动单元10产生的驱动力旋转的旋转轴11继续受到旋转力。因此，传送连接31受到力而继续水平运动。然而，方向转换连接34不再移动。相应地，弹簧支撑板32沿着弹簧导向装置33水平移动，从而压缩接触压力弹簧35。在触点之间具有恒定接触压力的状态下，完成闭合操作。这可允许接触压力克服在电流流动操作期间的电子排斥力，并且用作电流切断操作期间的能量。

相反，当通过从驱动单元10移除用于保持闭合状态的闭锁而使活动触点与固定触点分离时，在与闭合操作相反的方向上执行断开操作。

传统的真空断路器具有下述问题。

首先，通过将环氧树脂外壳21、真空断续器22、上部导体23和下部导体24装配到彼此上来实现一个主电路单元20。这会增加制造时间并且可能导致装配误差。

其次，将框架单元30偏心地安装到相对于驱动单元10的右侧或左侧。因此，当安装在主电路单元20的侧表面上的上部导体23和下部导体24旋转180度时，上部导体23和下部导体24不能得到距开关装置面板的足够的绝缘距离。这会增加开关装置面板的宽度，从而增大开关装置的尺寸。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种真空断路器，所述真空断路器能够通过将主电路单元整体地形成为一个模块来提高绝缘特性、简化装配过程并且减小装配误差。

本发明的另一个目的是提供一种真空断路器，当将所述真空断路器布置在右侧或者左侧时，所述真空断路器能够在主电路单元和开关装置的面板之间获得足够的绝缘距离而无需增加开关装置的宽度。

如本文具体表达和概括描述的，为了实现这些和其它的优点，以及根据本发明的目的，提供一种真空断路器，包括：驱动单元，其被构造为产生必要的驱动力以执行切断操作；框架单元，其水平接合到所述驱动单元上，并且被构造为传送驱动单元的驱动力；以及主电路单元，其垂直接合到所述框架单元上，并且具有利用从框架单元接收到的驱动力来执行切断操作的真空断续器，其中所述主电路单元包括：外壳，其被构造为容纳真空断续器于其中；第一导体，其机械地接合到真空断续器上，以便使所述真空断续器电性地连接到其上，并且电性地连接到开关装置的一根母线上；以及绝缘杆，其具有接合到真空断续器和框架单元上的两个端部，并且被构造为利用通过框架单元传送的驱动力来操作真空断续器，其中所述外壳设置有通过模制整体接合到真空断续器上的密封部和空间部，所述空间部具有开放的下端，以便可移动地容纳形成在所述密封部的下端处的绝缘杆于其中。

从下文结合附图对本发明的详细描述中，本发明的前述的和其它的目的、特征、方案和优点都将变得显而易见。

附图说明

提供对本发明的更进一步地理解并被结合到说明书中且构成说明书的一部分的附图，图示说明了本发明的实施方式且与说明书一起用来说明本发明的原理。

在附图中：

图1为根据传统技术的真空断路器的立体图；

图2为以不同于图1的角度示出的图1的真空断路器的主电路单元的立体图；

图3为根据本发明的优选实施例的真空断路器的立体图；

图4为以不同于图3的角度示出的图3的真空断路器的立体图；

图5为沿着图4中的线‘I-I’剖切的图4中的真空断路器的主电路单元的剖视图；以及

图6为图3的真空断路器的平面图。

具体实施方式

现在参照附图，给出对本发明的详细描述。

为了参照附图简洁的描述，给相同或等同的部件提供相同的附图标记，并且其描述将不被重复。

在下文中，将参照附图更详细地说明根据本发明的真空断路器。

图3为根据本发明的优选实施例的真空断路器的立体图，图4为以不同于图3的角度示出的图3的真空断路器的立体图，图5为沿着图4中的线‘I-I’剖切的图4中的真空断路器的主电路单元的剖视图；以及图6为图3的真空断路器的平面图。

如图所示，根据本发明的真空断路器100包括：驱动单元110；主电路单元120，其配置在驱动单元110的后侧处；以及框架单元130，其接合到驱动单元110的后表面上并且具有位于其上表面上的主电路单元120。

驱动单元110具有利用弹簧弹力产生驱动能量的结构，并且设置有安装于其中的旋转轴111以传送旋转运动。用于将旋转轴111的旋转运动转换成线性运动的连接构件112和转换连接113接合到旋转轴111上。连接构件112整体接合到旋转轴111上，并且转换连接113可旋转地接合到连接构件112上。

主电路单元120包括：外壳121；真空断续器122，其安装在所述外壳121中；第一导体123，其接合到所述真空断续器122的一侧上并且被电性地连接到所述真空断续器122的内部导体(未显示)上；以及绝缘杆124，其可旋转地接合到下文将要说明的位于所述真空断续器122的下端处的方向转换连接上，并且通过驱动单元110的驱动力操作真空断续器122的活动电极(未显示)。

在所述真空断续器122和第一导体123连接到彼此上的状态下，通过利用环氧树脂的模制形成外壳121。如图5所示，外壳121包括密封部121a和空间部121b，所述密封部121a用于从所述真空断续器122的上端到所述第一导体123的下端模制真空断续器122的外圆周表面，而所述空间部121b配置在所述密封部121a的下方，即，从第一导体123的下端到所述外壳121的下端，以使绝缘杆124能够在上、下方向上移动。

为了牢固的模制所述真空断续器122和所述第一导体123，优选地将所述密封部121a形成为使其上端覆盖真空断续器122的上端，并且使其下端覆盖在所述第一导体123下方的真空断续器122的底表面或外圆周表面。用于密封所述第一导体123的导体密封部121e在水平方向上从密封部121a的外圆周表面突出。通过所述导体密封部121e，第一导体123部分地暴露于外侧。

用于插入开关装置的一根母线的母线插入凹部121c在外壳121的上端凹下预定深度。在母线插入凹部121c的底表面上形成了导体孔121d，穿过所述导体孔121d从安装在真空断续器122中的固定电极延伸出的第二导体125向上突出而暴露于外面。更具体地，与通过附加的导体构件将第二导体125机械地连接到真空断续器122上的传统技术不同，本发明利用从真空断续器122延伸出的导体。这可减少加工过程的数量并且降低制造成本。

框架单元130包括传送连接131、支撑板132、弹簧导向装置133、方向转换连接134、接触压力弹簧135等，并且被构造为将旋转轴111的旋转运动转换成水平运动。

框架单元130连接到驱动单元的宽度(A)的中间部分。将参照图6说明本发明的断路器在开关装置上的安装状态。框架单元130接合到驱动单元的中间部分上，并且从框架单元的两个侧表面到驱动单元110的距离(S 1和S2)是彼此近似相等的。

在适当范围内形成主电路单元120的第一导体123的暴露的长度。更具体地，在从框架单元的一个侧表面到驱动单元的一个侧表面于宽度方向上的长度(S1)和从框架单元的另一个侧表面到驱动单元另一个侧表面于宽度方向上的长度(S2)之间的长度比(S1/S2)为2或更小的位置处，将框架单元130和驱动单元110接合到彼此上。相应地，在第一导体123从驱动单元110的一端于宽度方向上突出第一导体123的暴露长度的1/2或更少的位置处，将框架单元130和驱动单元110接合到彼此上。

根据本发明的真空断路器具有下述优点。

首先，旋转轴111利用从驱动单元110产生的驱动力而旋转。经由连接构件112和转换连接113将旋转轴111的旋转力转换成线性力，然后将所述线性力传送给框架单元130的传送连接131。传送连接131通过转换连接113移动到水平方向。

通过接触压力弹簧135和连接到传送连接131上的方向转换连接134将传送连接131的水平运动转换成垂直运动。当绝缘杆125和在主电路单元120内的活动触点垂直移动时，活动触点接触固定触点。即使在活动触点已经接触固定触点之后，通过从驱动单元110产生的驱动力旋转的旋转轴111继续受到旋转力。因此，传送连接131受到力而继续水平运动。然而，方向转换连接134不再移动。相应地，弹簧支撑板132沿着弹簧导向装置133水平移动，从而压缩接触压力弹簧135。在触点之间具有恒定接触压力的状态下，完成闭合操作。这可允许接触压力克服在电流流动操作期间的电子排斥力，并且用作电流切断操作期间的能量。相反，当通过从驱动单元110移除用于保持闭合状态的闭锁而使活动触点与固定触点分离时，在与闭合操作相反的方向上执行断开操作。

当通过利用环氧树脂模制而密封真空断续器122和导体123时，真空断路器的主电路单元120可具有减小的尺寸。此外，由于主电路单元120通过利用环氧树脂模制而处于固体绝缘状态，因此可提高绝缘可靠性。

在本发明的真空断路器100中，根据开关装置的绝缘位置可在左侧或右侧实施提供给开关装置的电力。相应地，在框架单元130以完全偏心的方式接合到驱动单元110的一侧上的传统情况下，主电路单元根据其布置状态会被开关装置的面板干扰。这会导致包括真空断路器的开关装置的重新布置。然而，在本发明中，框架单元130接合到驱动单元110的中间部分上。这可使在开关装置的面板的端子和真空断路器的主电路120之间的距离不改变，与主电路单元120的布置状态无关。因此，布置包括真空断路器的开关装置是有利的。此外，这可解决根据供给的电力是在左侧还是在右侧实施而使所述开关装置必须具有不同构造的传统问题。

当主电路单元的部件利用环氧树脂模制而整体地形成为一个模块时，可容易地制造主电路单元，并且可防止装配误差。

此外，由于主电路单元基于驱动单元而彼此对称布置，因此无需增大开关装置的尺寸即可获得开关装置和主电路单元之间的绝缘距离。这允许根据开关装置的绝缘状态使主电路单元容易地布置在右侧或左侧处。

前述的实施方式和优点仅仅是示例性的并且不应理解为对本公开的限定。本教导易于应用到其它类型的装置中。此描述是例证性的，并且不限制权利要求的范围。对本领域的技术人员而言，多种选择、修正和改变都将是明显的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特点都可以多种方式结合，以便获得附加的和/或可选择的示例性实施例。

由于本发明可以体现在不脱离其特征的各种形式中，同样应当理解，上文所述的实施方式不为上述说明的任何细节所限制，除非另有说明，而应当概括性地解释为在所附的权利要求所限定的范围内，因此落入权利要求的公认范围内的所有改变和修改，或者所述公认范围的等同物都由此被确定为包含在所附的权利要求中。

Claims

1.一种真空断路器，包括：

驱动单元，其被构造为产生必要的驱动力以执行切断操作；

框架单元，其水平接合到所述驱动单元上，并且被构造为传送所述驱动单元的驱动力；以及

多个主电路单元，其垂直接合到所述框架单元上，并且具有利用从所述框架单元接收到的驱动力来执行切断操作的真空断续器，

其中所述驱动单元包括：

旋转轴，其被构造为传送电机的旋转力；

连接构件，其具有接合到所述旋转轴的中心部分的一个端部；以及

转换连接，其接合到所述连接构件的另一端部，并且被构造为将所述旋转轴的旋转运动转换成线性运动，

其中所述框架单元包括：

传送连接，其接合到所述转换连接，并且在水平方向上沿所述旋转轴的旋转方向执行线性运动；以及

多个方向转换连接，其接合到所述传送连接，并且被构造为将所述传送连接的水平线性运动转换成垂直线性运动；

所述主电路单元包括：

外壳，其被构造为容纳所述真空断续器于其中；

第一导体，其机械地接合到所述真空断续器上，以便使所述真空断续器电性地连接到其上，并且电性地连接到开关装置的一根母线上；以及

绝缘杆，其具有接合到所述真空断续器和所述框架单元的方向转换连接上的两个端部，并且被构造为利用通过所述框架单元的所述方向转换连接传送的驱动力来操作所述真空断续器，并且

其中，在从所述框架单元的一个侧表面到所述驱动单元的一个侧表面于宽度方向上的长度等于从所述框架单元的另一个侧表面到所述驱动单元另一个侧表面于宽度方向上的长度的位置处，框架单元和驱动单元接合到彼此上。

2.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述外壳设置有密封部和空间部，所述密封部通过模制整体接合到所述真空断续器上，所述空间部具有开放的下端，以便可移动地容纳形成在所述密封部的下端处的绝缘杆于其中，并且

其中，所述外壳的所述密封部被构造为部分地覆盖所述真空断续器的上端和下端，以便在纵向上固定所述真空断续器。

3.根据权利要求2所述真空断路器，其中，导体孔形成在所述密封部的上端上，所述真空断续器的导体穿过所述导体孔被暴露以电性地连接到作为第二导体的开关装置的另一根母线上。

4.根据权利要求3所述的真空断路器，其中，所述密封部被构造为密封处于所述第一导体和所述真空断续器之间的连接部分，导体密封部水平地突出，并且所述第一导体穿过所述导体密封部被部分地暴露。

5.根据权利要求3所述的真空断路器，其中，所述第一导体和所述第二导体被形成为彼此垂直。

6.根据权利要求1所述的真空断路器，其中，所述连接构件接合到所述旋转轴的中心。

7.根据权利要求1至5中的一项所述的真空断路器，其中，在所述第一导体从所述驱动单元的一端于宽度方向上突出所述第一导体的暴露长度的1/2或更少的位置处，将所述框架单元和所述驱动单元接合到彼此上。