專利名稱：真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機工程，尤其涉及真空斷路器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
公知的真空斷路器具有真空電弧-淬火室(VAQC)、電磁驅(qū)動器、開口簧(opening spring)以及壓簧[1]。
該真空斷路器的動力系統(tǒng)包括帶負載的大量摩擦裝置(frictionassemblies)，其導(dǎo)致設(shè)備的可靠性降低并且工作壽命縮短。
最近的設(shè)計是電話線的真空斷路器，包括具有磁性開關(guān)(magnetic latch)和同步軸的隔離相位排列(segregated-phase arrangement)的驅(qū)動器[2]。
這種設(shè)計的缺點包括牽引絕緣體(traction insulator)的長度相當大、活動導(dǎo)電元件(柔性集電器)的電阻相對較高、磁性驅(qū)動系統(tǒng)復(fù)雜、由于接觸端子的受阻自然冷卻造成的電流參數(shù)低、手動斷開(deenergization)困難以及主要接觸位置的遠程機械指示困難、接通插座接觸件(socket contact)困難以及用于各種變電站工程的聯(lián)鎖機構(gòu)的設(shè)計困難。
本發(fā)明解決了提供一種具有減小的尺寸和成本同時提高主要性能參數(shù)的真空斷路器的問題。
應(yīng)用所要求的本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果包括減小牽引絕緣體的長度、減小活動導(dǎo)電元件的電阻、簡化磁性驅(qū)動系統(tǒng)并且降低其成本、由于改善接觸端子的冷卻而提高真空斷路器的電流參數(shù)、減小手動斷開所需的作用力、解決主要接觸位置的遠程機械指示的問題、接通插座接觸件并且簡化其設(shè)計、促進完成接通聯(lián)鎖機構(gòu)的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的真空斷路器的特征在于，其中牽引絕緣體是以如下方式具體實施的以不同電位通電的組件覆蓋有絕緣體，絕緣體的固定部分具體實施為位于絕緣套管內(nèi)且與其同軸的管狀部件(fragment)，所述絕緣套管為所述牽引絕緣體的一部分，并且彈性的導(dǎo)電螺管用作在表面之間能夠旋轉(zhuǎn)(rolling)的活動導(dǎo)電元件，至少一個所述表而具有朝向運動方向的齒，所述螺管的兩匝位于所述齒之間，磁性驅(qū)動系統(tǒng)包括兩個由高矯頑磁性材料制成的碗(bowl)形組件，其內(nèi)部設(shè)置有線圈，一個碗形組件與斷路器的基體(base)相連接，另一個碗形組件與所述牽引絕緣體相連接；接觸端子是由鋁合金利用擠壓過程以及隨后的機械整飾(finishing)制成的；手動斷開(deenergization)發(fā)生器構(gòu)成能夠機械開啟的閉合磁性系統(tǒng)，其包括與斷路器驅(qū)動器的線圈電連接的永磁體和線圈；以及手動斷開按鈕，其以操作方向與磁性系統(tǒng)的開啟方向相一致的方式剛性連接于磁性系統(tǒng)元件；該真空斷路器裝配有主要接觸位置的遠程指示器，其通過具體為封裝線纜的柔性連接而與同步軸的機構(gòu)相連接；該真空斷路器還裝配有插座接觸件，其具有由鋁合金利用擠壓過程制成的分離器；該真空斷路器還裝備有聯(lián)鎖軸，其具有用于在斷電狀態(tài)下機械開啟并聯(lián)鎖所述驅(qū)動器的凸輪和用于電力聯(lián)鎖的桿。
本發(fā)明的實質(zhì)在于牽引絕緣體和固定絕緣管狀部件以如下方式在高電位與地之間提供曲徑式密封(labyrinth)的空氣隙，即以空氣中的擊穿路徑具有與電場方向相反指向的部分的方式。
在真空斷路器工作過程中在活動和固定表面之間旋轉(zhuǎn)的螺旋導(dǎo)電元件提供永久的多點接觸，因為每半周都是分立的導(dǎo)體，由此就能夠得到較低值的瞬態(tài)電阻。
通過包括兩個由高矯頑磁性材料制成的碗形組件的磁性驅(qū)動系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單可靠的具有磁性開關(guān)的驅(qū)動器。
通過擠壓過程以及隨后從型材(profile)上切割下所需長度的部分而制造接觸端子，與其它零件加工過程如鑄造相比較，這顯著地減小了成品的成本。
采用手動斷開發(fā)生器有助于設(shè)計分配器，因為該發(fā)生器并不機械連接于真空斷路器，而是類似于主要接觸位置的遠程指示器那樣可安裝在任何便利的地方。
制造中的擠壓過程以及隨后切割下所需長度的部分顯著地減小了插座接觸件分離器的成本。通過采用聯(lián)鎖軸能夠在真空斷路器工作的過程中無需機械加載同步軸而實現(xiàn)聯(lián)鎖。


圖1示出了通常設(shè)計的真空斷路器；圖2示出了真空斷路器在啟用位置出現(xiàn)的一個相位的模塊的剖面；圖3示出了真空斷路器在禁用位置出現(xiàn)的一個相位的模塊的剖面；圖4示出了接觸端子；圖5和圖6示出了在具有一個或兩個有齒表面的情況下螺旋集電器的接觸原理；圖7示出了手動斷開發(fā)生器的剖面；圖8示出了插座接觸件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
具體實施例方式
真空斷路器包括安裝在金屬基體1上的相位模塊(phase module)，具有磁性開關(guān)的驅(qū)動器位于所述金屬基體1中，包括定子2、電樞3和線圈4、開口簧5、同步軸6和聯(lián)鎖軸7、以及多個閉塞觸點(block contact)。凸輪8位于聯(lián)鎖軸7的端部。所述相位模塊包括支撐絕緣體9，位于其內(nèi)的硅橡膠中填埋有真空室10；接觸端子11、12；壓簧13以及牽引絕緣體14。朝向接觸端子11的驅(qū)動器的定子2覆蓋有具有管狀部件16的硬絕緣體15。螺旋導(dǎo)電元件17位于接觸端子11和活動接觸襯套18之間的間隙中。接觸位置指示器19利用封裝的電線軸與同步軸6連接。具有電樞21的手動斷開發(fā)生器20與驅(qū)動線圈4的繞組電連接。插座接觸件22包括分離器23、薄板24和板簧25。
該裝置以如下方式工作。當電流脈沖供至驅(qū)動線圈4時，關(guān)閉定子2和電樞3，同時壓縮了開口簧5和壓簧13；并且關(guān)閉了與真空室10的接觸。由于定子2和電樞3是由高矯頑磁性材料制成，其中保持有剩余的磁通，所以定子2和電樞3可無限期地處于關(guān)閉位置。當負序電流脈沖供至驅(qū)動線圈4時，從驅(qū)動器“復(fù)位”磁性開關(guān)，并且通過開口簧5和壓簧13的作用，驅(qū)動器返回圖3中所示的位置，與真空室10的接觸斷開。在驅(qū)動器工作的過程中，同步軸轉(zhuǎn)到一特定的角度，從而將指示器19從一個位置移動至另一位置。而且，同步軸的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致激活了閉塞觸點(圖3中未顯示)。當真空室10和襯套18的活動觸點發(fā)生移動時，螺旋導(dǎo)電元件17在襯套18和接觸端子11之間旋轉(zhuǎn)，以確保其間的永久接觸。對于在一個有齒表面(圖5)或兩個有齒表面(圖6)的情況下彈性的螺旋導(dǎo)電元件的旋轉(zhuǎn)，在圖5和圖6中以箭頭顯示接觸壓力的作用力。
圖2示出曲徑式密封的絕緣體的原理，其中以箭頭表示在接觸端子11和以地電位通電的組件之間的空氣中的可能擊穿路徑。
當缺少工作電源時，可以使用手動斷開發(fā)生器20通過移動其電樞21進行手動斷開，這樣，導(dǎo)致打開啟用永磁體的磁性系統(tǒng)，并且在手動斷開發(fā)生器20的線圈中感應(yīng)出電流脈沖，該電流脈沖被供至驅(qū)動線圈4，導(dǎo)致從磁性開關(guān)“復(fù)位”后者。
還可以通過轉(zhuǎn)動聯(lián)鎖軸7使定子2與電樞3機械斷開而進行手動斷開，聯(lián)鎖軸7以其凸輪將電樞3與定子2分開。聯(lián)鎖軸7轉(zhuǎn)動90°，并且聯(lián)鎖軸7的設(shè)計使得其可以僅位于圖2和圖3的兩個穩(wěn)定位置中的一個。
緊固(toggling)聯(lián)鎖軸7使其從圖2的位置鎖閉于圖3的位置，同時斷開驅(qū)動電路(電力聯(lián)鎖，圖3中未顯示)，如果驅(qū)動器關(guān)閉，則機械開啟驅(qū)動器，一旦無法電力聯(lián)鎖，則機械聯(lián)鎖驅(qū)動器以防止啟動。
工業(yè)應(yīng)用制造復(fù)雜立體形狀的接觸端子11、12和分離器23的擠壓過程能夠顯著降低所要求權(quán)利的真空斷路器的成本。接觸端子11和12還作為真空斷路器自然對流冷卻的散熱器，這能夠使額定電流增大。
多觸點的螺旋集電器17能夠獲得較低值的瞬態(tài)電阻，而相似尺寸的其它設(shè)計無法獲得。
手動斷開發(fā)生器20和接觸位置指示器19可以安裝在任何方便的位置，因為它們與真空斷路器不是剛性的機械連接。
對于任何類型的工廠組裝的分配器，聯(lián)鎖軸的應(yīng)用都能夠發(fā)展出簡單可靠的聯(lián)鎖系統(tǒng)。
參考資料來源1.SU No.1552250，H01H33/66，1990.
2.RU No.2020631，H01H33/66，1992.
權(quán)利要求
1.一種真空斷路器，其包括真空室、支撐絕緣體、牽引絕緣體、具有磁性開關(guān)和普通的同步軸的隔離相位排列的驅(qū)動器，其特征在于為了減小尺寸，所述牽引絕緣體是以如下方式具體實施的以不同電位通電的組件覆蓋有絕緣體，所述絕緣體的固定部分具有位于絕緣套管內(nèi)且與其同軸的管狀部件，所述絕緣套管為所述牽引絕緣體的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于彈性的導(dǎo)電螺管用作在表面之間能夠旋轉(zhuǎn)的活動導(dǎo)電元件，至少一個所述表面具有朝向運動方向的齒，所述螺管的兩匝位于所述齒之間。
3.如權(quán)利要求1、2中任一項所述的真空斷路器，其特征在于磁性驅(qū)動系統(tǒng)包括兩個由高矯頑磁性材料制成的碗形組件，其內(nèi)部設(shè)置有線圈；一個所述碗形組件與所述斷路器的基體相連接，另一個所述碗形組件與所述牽引絕緣體相連接。
4.如權(quán)利要求1、2、3中任一項所述的真空斷路器，其特征在于接觸端子是由鋁合金通過擠壓過程以及隨后的機械整飾制成。
5.如權(quán)利要求1、2、3、4中任一項所述的真空斷路器，其特征在于該真空斷路器裝配有手動斷開發(fā)生器，所述手動斷開發(fā)生器構(gòu)成能夠機械開啟的閉合磁性系統(tǒng)，其包括與斷路器驅(qū)動器的線圈電連接的永磁體和線圈，以及手動斷開按鈕，其以操作方向與磁性系統(tǒng)的開啟方向相一致的方式剛性連接于磁性系統(tǒng)元件。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的真空斷路器，其特征在于該真空斷路器裝配有主要接觸位置的遠程指示器，其借助于封裝線纜形式的柔性連接而與同步軸的機構(gòu)相連接。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的真空斷路器，其特征在于該真空斷路器裝配有插座接觸件，其具有由鋁合金利用擠壓過程制成的分離器。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的真空斷路器，其特征在于該真空斷路器裝配有聯(lián)鎖軸，其具有用于在斷電狀態(tài)下機械開啟并聯(lián)鎖所述驅(qū)動器的凸輪和用于電力聯(lián)鎖的桿。
全文摘要
一種真空斷路器，其包括安裝在金屬基體(1)上的相位模塊，具有磁性開關(guān)(2、3、4)、同步軸(6)、聯(lián)鎖軸(7)以及多個閉塞觸點的驅(qū)動器位于所述金屬基體(1)內(nèi)部。所述相位模塊包括支撐絕緣體(9)，真空室(10)位于其內(nèi)部；接觸端子(11、12)以及牽引絕緣體(14)。牽引絕緣體(14)和固定絕緣管狀部件(16)的形狀在接觸端子和基體之間提供曲徑式密封的空氣隙，增大了間隙的電場強度。當斷路器工作時，彈性的導(dǎo)電螺管(17)在接觸端子(11)和活動接觸襯套(18)之間的環(huán)形間隙中旋轉(zhuǎn)，提供高導(dǎo)電率的多點接觸。磁性驅(qū)動系統(tǒng)(2、3)包括兩個由高矯頑磁性材料制成的碗形組件。接觸端子通過擠壓成型制造。手動斷開發(fā)生器(20)實施為獨立的磁性系統(tǒng)，當斷開連接時產(chǎn)生電流脈沖，并與驅(qū)動線圈(4)電連接。主要接觸位置的遠程指示器(19)以封裝線纜形式的柔性連接而與同步軸的機構(gòu)相連接。插座接觸件分離器(23)是由鋁合金利用擠壓過程制成的。
文檔編號H01H1/58GK1795520SQ200480014469
公開日2006年6月28日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者阿列克謝·米哈伊洛維奇·恰雷, 奧列格·伊戈列維奇·切爾溫斯基 申請人:塔夫里達電動工業(yè)集團公司