一种真空断路器及其控制方法

技术领域

本发明涉及真空断路器领域，具体是涉及一种真空断路器及其控制方法。

背景技术

真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。现有的真空断路器一般包括静触头和动触头，动触头有驱动臂驱动上下动作实现分合闸的操作，而驱动板一般都是与绝缘拉杆垂直设置，采用现有的这种结构，由于需要在两个垂直部件之间传递动力，不可避免的在两个部件的交点处造成比较大的应力集中，因此实践中常常需要对此部分部件进行检修更换，既耽误工时，又造成资金成本的浪费，且在此过程中，动触头与静触头的硬性接触会对二者造成一定程度的损坏，不利于真空断路器的的长久使用，影响真空断路器的使用寿命。

由于真空灭弧室内为负压，在无外力作用时，真空灭弧室内的动触头在压力差的作用下，对内腔产生一个闭合力使其与静触头闭合，该力成为自闭力，较大的自闭力为真空断路器的分闸操作产生了阻碍作用，增加了分闸时所需要做的功，从而影响真空断路器的分闸速度，同时还加大了工作人员的劳动强度。

对此，我们有必要提供并设计一种真空断路器及其控制方法。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种真空断路器及其控制方法。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种真空断路器，包括：

绝缘外壳，呈竖直状态设置；

定端盖板，同轴线固定设置在绝缘外壳的内部且与绝缘外壳的上壁固定连接；

静触头，与定端盖板同轴线固定连接；

动端盖板，同轴线固定设置在绝缘外壳的内部且与绝缘外壳的下端固定连接；

动触头，与动端盖板同轴线滑动连接；

波纹管，同轴线固定套设在动触头的外部；

还包括：

承托机构，设置在绝缘外壳的下方，包括承托箱和承托支架，承托支架与绝缘外壳的下端固定连接，承托箱与承托支架的下端固定连接；

止动机构，与承托箱相连，包括衔接长轴、卡接底座和触压底座，衔接长轴与动触头同轴线固定连接，卡接底座与衔接长轴滑动连接，触压底座设置在卡接底座的下方且与衔接长轴键连接；

拨动机构，与衔接长轴相连，包括拨动卡板，转接支杆、第一衔接轴、第二衔接轴、第三衔接轴、按压销轴和定位套管，拨动卡板设置在卡接底座和触压底座之间，转接支杆的一端与拨动卡板的一端铰接，第一衔接轴呈竖直状态设置在转接支杆另一端的上端，第二衔接轴同轴线设置在第一衔接轴的上端，第三衔接轴同轴线设置在第二衔接轴的上端，定位套管同轴线设置在第二衔接轴的外部，按压销轴呈水平状态滑动设置在定位套管的中下部；

提拉组件，包括衔接拉杆和牵拉机构，衔接拉杆的一端与第三衔接轴的一端铰接，牵拉机构与衔接拉杆的另一端铰接，牵拉机构包括把手，把手呈竖直状态设置；

承托机架，起承托作用且与承托箱固连。

进一步的，承托箱的内部成型有呈竖直状态设置的阀门通道和呈水平状态设置的定位通道，止动机构还包括推进弹簧、弧形卡块、定位触杆和衔接套管，衔接长轴与阀门通道同轴线设置，弧形卡块与衔接长轴的上部键连接，衔接套管与衔接长轴的下部同轴线滑动连接，衔接套管还与卡接底座的上端相连，推进弹簧的一端与弧形卡块相抵，另一端与衔接套管相抵，定位触杆与定位通道滑动连接，定位触杆靠近衔接长轴的一端成型有卡接平面和卡接斜面，卡接平面与弧形卡块的上端相抵。

进一步的，止动机构还包括触压弹簧、活动触杆、复位弹簧和定位支座，触压弹簧套设在衔接套管的外部，触压弹簧的上端与承托箱的下端相抵，下端与卡接底座相抵，卡接底座上成型有三角连接部，活动触杆与三角连接部相连，活动触杆的上端成型有曲向斜面，定位触杆的中部成型有触发凹槽，曲向斜面与触发凹槽相抵，定位支座与定位通道同轴线设置，复位弹簧的一端与定位触杆相抵，另一端与定位支座相抵。

进一步的，拨动卡板的中部成型有卡接通孔，卡接通孔与衔接长轴滑动连接，拨动机构还包括两个叉形连杆和两个卡接销轴，承托机构还包括两个第一定位架，两个第一定位架呈对称状态设置在承托箱的下端，两个叉形连杆分别与两个第一定位架固定连接，两个叉形连杆上均成型有限位通孔，两个卡接销轴分别与拨动卡板的两侧固定连接，且两个卡接销轴分别与限位通孔滑动连接。

进一步的，承托机构还包括第二定位架，转接支杆的中部与二定位架的下端铰接，拨动机构还包括限位滑块、定位弹簧和两个限位销轴，定位弹簧套设在第一衔接轴的外部，定位弹簧下端与衔接套管相抵，上端与第二衔接轴相抵，转接支杆远离叉形连杆的一端成型有限位滑槽，限位滑块与限位滑槽滑动连接，限位滑块的上端与第一衔接轴的下端铰接，两个限位销轴分别穿过限位滑槽后与转接支杆固定连接，限位滑块与两个限位销轴滑动连接，第一衔接轴的下部成型有定位凸缘，定位凸缘与定位套管的下端相抵。

进一步的，第二衔接轴侧壁上成型有定位滑槽，定位套管的侧壁上成型有第一卡槽和第二卡槽，拨动机构还包括弹簧卡片，弹簧卡片的下端与定位滑槽固定连接，弹簧卡片的上端成型有梯形触压部，梯形触压部能与第一卡槽和第二卡槽交替卡接。

进一步的，拨动机构还包括按压弹簧、定位衔接座和按压圆板，定位衔接座固定设置在第二卡槽的外部且与定位套管固连，定位衔接座的内部成型有容纳内腔，按压销轴与容纳内腔滑动连接，按压圆板与按压销轴伸入容纳内腔的一端固定连接，按压弹簧套设在按压销轴的外部，按压弹簧的一端与按压圆板相抵，另一端与容纳内腔相抵，按压圆板能与梯形触压部相抵。

进一步的，提拉组件还包括固定支座，固定支座与承托机架的上端固定吊装，固定支座与衔接拉杆的中部铰接，牵拉机构还包括第一滚轮、第一拉绳、第二滚轮、第三滚轮和第二拉绳，第一滚轮与衔接拉杆远离第三衔接轴的一端转动连接，第二滚轮转动设置在承托机架的上方，第一拉绳的一端与第二滚轮相连，另一端与第一滚轮相连，第三滚轮与第二滚轮同轴线固连，第二拉绳的一端与第三滚轮相连，另一端与把手相连。

一种真空断路器的控制方法，还包括以下步骤：

S1：在闭阀时，静触头与动触头相抵，在开阀时，动触头与静触头分开；

S2：闭阀时，操作人员向下拉动把手，此时拨动卡板向上移动，动触头向上移动与静触头接触完成闭阀工作；

S3：开阀时，操作人员触压按压销轴，此时拨动卡板向下移动，动触头向下移动与静触头箱分离完成开阀工作。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

其一：本装置中通过拉动把手来实现动触头的上移完成闭阀，触压按压销轴来实现对动触头的下移完成开阀，在此过程中，动触头的上移采用省力滑轮组配合能减少操作人员的操作强度，动触头的下移只需要触压按压销轴即可，此过程极大的减少了操作人员的工作强度。

其二：本装置在闭阀时，衔接长轴向上移动时凭借推进弹簧进行移动，在此过程中，动触头和静触头的接触会经推进弹簧进行缓冲，避免动触头和静触头硬接触影响二者的使用寿命；

其三：本装置在开阀时，定位弹簧的弹力会抵消并中和自闭力，使得动触头的整体受力向下，不仅会加大开阀速度，而且还无需工作人员过多劳动，极大的节省人力。

附图说明

图1是实施例的立体结构轴测图

图2是图1中A处结构放大示意图；

图3是实施例去掉承托机架后的平面视图；

图4是实施例中第一衔接轴、第二衔接轴和第三衔接轴立体结构分解示意图；

图5是实施例中止动机构的立体结构分解示意图；

图6是图5中B处结构放大示意图；

图7是实施例去掉承托机架和提拉组件后的俯视图；

图8是图7中C-C处结构剖视图。

图中标号为：

1、承托机架；2、绝缘外壳；3、静触头；4、定端盖板；5、波纹管；6、动端盖板；7、动触头；8、承托机构；9、承托箱；10、阀门通道；11、定位通道；12、承托支架；13、第一定位架；14、第二定位架；15、止动机构；16、衔接长轴；17、推进弹簧；18、弧形卡块；19、衔接套管；20、卡接底座；21、三角连接部；22、触压弹簧；23、触压底座；24、活动触杆；25、曲向斜面；26、定位触杆；27、卡接平面；28、卡接斜面；29、触发凹槽；30、复位弹簧；31、定位支座；32、拨动机构；33、拨动卡板；34、卡接通孔；35、卡接销轴；36、叉形连杆；37、限位通孔；38、转接支杆；39、限位滑槽；40、限位销轴；41、限位滑块；42、第一衔接轴；43、定位凸缘；44、定位弹簧；45、第二衔接轴；46、定位滑槽；47、弹簧卡片；48、梯形触压部；49、第三衔接轴；50、按压销轴；51、按压弹簧；52、定位套管；53、第一卡槽；54、第二卡槽；55、定位衔接座；56、容纳内腔；57、按压圆板；58、提拉组件；59、衔接拉杆；60、固定支座；61、牵拉机构；62、第一滚轮；63、第一拉绳；64、第二滚轮；65、第三滚轮；66、第二拉绳；67、把手。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图8，一种真空断路器，包括：

绝缘外壳2，呈竖直状态设置；

定端盖板4，同轴线固定设置在绝缘外壳2的内部且与绝缘外壳2的上壁固定连接；

静触头3，与定端盖板4同轴线固定连接；

动端盖板6，同轴线固定设置在绝缘外壳2的内部且与绝缘外壳2的下端固定连接；

动触头7，与动端盖板6同轴线滑动连接；

波纹管5，同轴线固定套设在动触头7的外部；

还包括：

承托机构8，设置在绝缘外壳2的下方，包括承托箱9和承托支架12，承托支架12与绝缘外壳2的下端固定连接，承托箱9与承托支架12的下端固定连接；

止动机构15，与承托箱9相连，包括衔接长轴16、卡接底座20和触压底座23，衔接长轴16与动触头7同轴线固定连接，卡接底座20与衔接长轴16滑动连接，触压底座23设置在卡接底座20的下方且与衔接长轴16键连接；

拨动机构32，与衔接长轴16相连，包括拨动卡板33，转接支杆38、第一衔接轴42、第二衔接轴45、第三衔接轴49、按压销轴50和定位套管52，拨动卡板33设置在卡接底座20和触压底座23之间，转接支杆38的一端与拨动卡板33的一端铰接，第一衔接轴42呈竖直状态设置在转接支杆38另一端的上端，第二衔接轴45同轴线设置在第一衔接轴42的上端，第三衔接轴49同轴线设置在第二衔接轴45的上端，定位套管52同轴线设置在第二衔接轴45的外部，按压销轴50呈水平状态滑动设置在定位套管52的中下部；

提拉组件58，包括衔接拉杆59和牵拉机构61，衔接拉杆59的一端与第三衔接轴49的一端铰接，牵拉机构61与衔接拉杆59的另一端铰接，牵拉机构61包括把手67，把手67呈竖直状态设置；

承托机架1，起承托作用且与承托箱9固连。

在闭阀时，动触头7向上移动与静触头3相抵，在开阀时，动触头7向下移动与静触头3分开，为了防止在闭阀时，因动触头7与静触头3硬接触，从而导致动触头7或静触头3发生损坏，所以在闭阀时，操作人员向下拉动把手67，把手67向下移动会带动衔接拉杆59移动，衔接拉杆59会带动与其相连的第三衔接轴49进行竖直方向上的下移，此时第三衔接轴49向下移动会带动与其相连的第二衔接轴45移动，第二衔接轴45移动会带动与其相连的第一衔接轴42移动，第一衔接轴42移动会带动其下方的转接支杆38进行转动，转接支杆38转动会带动与其铰接的拨动卡板33进行竖直方向上的上移，拨动卡板33向上移动后会推动卡接底座20向上移动，卡接底座20向上移动后会带动衔接长轴16向上移动(具体移动过程于工作原理部分解释)，衔接长轴16移动后会带动与其相连的动触头7向上移动，动触头7移动后会抵紧在静触头3上，此时完成闭阀。而在开阀时，为了提高开阀的速度和效率，操作人员只需要按动按压销轴50即可，按压销轴50移动后会带动第一衔接轴42向上移动(具体移动过程于工作原理部分解释)，第一衔接轴42向上移动会带动拨动卡板33向下移动，拨动卡板33向下移动后会与触压底座23的上端相抵，且随着拨动卡板33的移动，触压底座23会带动衔接长轴16向下移动，最后衔接长轴16带动动触头7与静触头3分离，即完成开阀动作。

为了确保动触头7和静触头3接触时不会发生硬接触，具体设置了如下特征：

承托箱9的内部成型有呈竖直状态设置的阀门通道10和呈水平状态设置的定位通道11，止动机构15还包括推进弹簧17、弧形卡块18、定位触杆26和衔接套管19，衔接长轴16与阀门通道10同轴线设置，弧形卡块18与衔接长轴16的上部键连接，衔接套管19与衔接长轴16的下部同轴线滑动连接，衔接套管19还与卡接底座20的上端相连，推进弹簧17的一端与弧形卡块18相抵，另一端与衔接套管19相抵，定位触杆26与定位通道11滑动连接，定位触杆26靠近衔接长轴16的一端成型有卡接平面27和卡接斜面28，卡接平面27与弧形卡块18的上端相抵。当装置处于开阀状态下时，弧形卡块18的上端与卡接平面27相抵，当定位触杆26移动后，推进弹簧17恢复形变会推动弧形卡块18向上移动，此时弧形卡块18与定位触杆26相脱离，而当装置从开阀状态转换成闭阀状态时，衔接长轴16向下移动会带动弧形卡块18向下移动，此时弧形卡块18的侧壁与卡接斜面28相抵，确保弧形卡块18的移动不会发生卡顿，此时即完成了对装置开阀和闭阀的切换。在此过程中，推进弹簧17能确保动触头7和静触头3接触时不会发生硬接触，避免对二者造成损坏。

为了闭阀工作和开阀工作可以连续完成，具体设置了如下特征：

止动机构15还包括触压弹簧22、活动触杆24、复位弹簧30和定位支座31，触压弹簧22套设在衔接套管19的外部，触压弹簧22的上端与承托箱9的下端相抵，下端与卡接底座20相抵，卡接底座20上成型有三角连接部21，活动触杆24与三角连接部21相连，活动触杆24的上端成型有曲向斜面25，定位触杆26的中部成型有触发凹槽29，曲向斜面25与触发凹槽29相抵，定位支座31与定位通道11同轴线设置，复位弹簧30的一端与定位触杆26相抵，另一端与定位支座31相抵。当需要闭阀时，此时卡接底座20向上移动并带动活动触杆24向上移动，活动触杆24向上移动会通过曲向斜面25与触发凹槽29发生抵触，此时活动触杆24会向远离衔接长轴16轴线的方向移动，由前文可知，此时动触头7与静触头3发生接触完成闭阀。在此过程中，触压弹簧22能确保衔接套管19在移动后可以恢复原位，而复位弹簧30能确保定位触杆26在移动后可以恢复原位，以便于继续完成后续的开阀工作，使得闭阀工作和开阀工作可以连续完成。

为了避免拨动卡板33在上下移动中发生偏转，以致于无法正确的对卡接底座20和触压底座23施加作用力，具体设置了如下特征：

拨动卡板33的中部成型有卡接通孔34，卡接通孔34与衔接长轴16滑动连接，拨动机构32还包括两个叉形连杆36和两个卡接销轴35，承托机构8还包括两个第一定位架13，两个第一定位架13呈对称状态设置在承托箱9的下端，两个叉形连杆36分别与两个第一定位架13固定连接，两个叉形连杆36上均成型有限位通孔37，两个卡接销轴35分别与拨动卡板33的两侧固定连接，且两个卡接销轴35分别与限位通孔37滑动连接。装置运行时，当拨动卡板33进行上下移动时，由于拨动卡板33的移动为弧形轨迹，所以拨动卡板33在移动过程中需要通过两个卡接销轴35与两个限位通孔37滑动连接，避免拨动卡板33在上下移动中发生偏转，以致于无法正确的对卡接底座20和触压底座23施加作用力。

为了能带动拨动卡板33进行竖直方向上的移动，以及确保开阀时第二衔接轴45可以自动向上移动复位，具体设置了如下特征：

承托机构8还包括第二定位架14，转接支杆38的中部与二定位架的下端铰接，拨动机构32还包括限位滑块41、定位弹簧44和两个限位销轴40，定位弹簧44套设在第一衔接轴42的外部，定位弹簧44下端与衔接套管19相抵，上端与第二衔接轴45相抵，转接支杆38远离叉形连杆36的一端成型有限位滑槽39，限位滑块41与限位滑槽39滑动连接，限位滑块41的上端与第一衔接轴42的下端铰接，两个限位销轴40分别穿过限位滑槽39后与转接支杆38固定连接，限位滑块41与两个限位销轴40滑动连接，第一衔接轴42的下部成型有定位凸缘43，定位凸缘43与定位套管52的下端相抵。装置运行时，为了能带动拨动卡板33进行竖直方向上的移动，第一衔接轴42在进行竖直方向上的移动时，第一衔接轴42会带动限位滑块41进行移动，而由前文可知，转接支杆38的两端运动过程为弧形曲线，所以第一衔接轴42在向下移动时会带动限位滑块41进行移动，避免第一衔接轴42带动转接支杆38进行转动时使得转接支杆38卡死，定位弹簧44能使得第一衔接轴42轴在开阀时通过恢复形变来推动第二衔接轴45向上移动。

为了为后续快速开阀做准备，具体设置了如下特征：

第二衔接轴45侧壁上成型有定位滑槽46，定位套管52的侧壁上成型有第一卡槽53和第二卡槽54，拨动机构32还包括弹簧卡片47，弹簧卡片47的下端与定位滑槽46固定连接，弹簧卡片47的上端成型有梯形触压部48，梯形触压部48能与第一卡槽53和第二卡槽54交替卡接。当第二衔接轴45未发生移动时，此时动触头7和静触头3相分离，装置处于开阀状态且梯形触压部48与第一卡槽53相卡接，当需要闭阀时，第二衔接轴45向下移动，直至梯形触压部48与第二卡槽54相卡接，此时即完成闭阀工作，为后续快速开阀做准备。

为了便于完成迅速开阀，具体设置了如下特征：

拨动机构32还包括按压弹簧51、定位衔接座55和按压圆板57，定位衔接座55固定设置在第二卡槽54的外部且与定位套管52固连，定位衔接座55的内部成型有容纳内腔56，按压销轴50与容纳内腔56滑动连接，按压圆板57与按压销轴50伸入容纳内腔56的一端固定连接，按压弹簧51套设在按压销轴50的外部，按压弹簧51的一端与按压圆板57相抵，另一端与容纳内腔56相抵，按压圆板57能与梯形触压部48相抵。当梯形触压部48伸入第二卡槽54后，为了提高开阀速度，操作人员只需要触压按压销轴50，按压销轴50移动会带动按压圆板57移动，按压圆板57移动后会推动梯形触压部48，此时梯形触压部48会脱离第二卡槽54，随后第二衔接轴45在定位弹簧44的作用下向上移动，由前文可知，第二衔接轴45向上移动会带动动触头7与静触头3脱离，此时完成迅速开阀。

为了达到省力的效果，便于操作人员更轻松的进行闭阀工作，具体设置了如下特征：

提拉组件58还包括固定支座60，固定支座60与承托机架1的上端固定吊装，固定支座60与衔接拉杆59的中部铰接，牵拉机构61还包括第一滚轮62、第一拉绳63、第二滚轮64、第三滚轮65和第二拉绳66，第一滚轮62与衔接拉杆59远离第三衔接轴49的一端转动连接，第二滚轮64转动设置在承托机架1的上方，第一拉绳63的一端与第二滚轮64相连，另一端与第一滚轮62相连，第三滚轮65与第二滚轮64同轴线固连，第二拉绳66的一端与第三滚轮65相连，另一端与把手67相连。装置运行时，操作人员向下拉动把手67，把手67移动会通过第二拉绳66带动第三滚轮65转动，第三滚轮65转动会带动与其相连的第二滚轮64转动，第二滚轮64转动会通过第一拉绳63带动与其相连的第一滚轮62转动且向上移动，此时衔接拉杆59会以与固定支座60的铰接点进行转动。在此过程中，第二滚轮64的直径应大于第三滚轮65的直径，以此达到省力的效果，便于操作人员更轻松的进行闭阀工作。

一种真空断路器的控制方法，还包括以下步骤：

S1：在闭阀时，静触头3与动触头7相抵，在开阀时，动触头7与静触头3分开；

S2：闭阀时，操作人员向下拉动把手67，此时拨动卡板33向上移动，动触头7向上移动与静触头3接触完成闭阀工作；

S3：开阀时，操作人员触压按压销轴50，此时拨动卡板33向下移动，动触头7向下移动与静触头3相分离完成开阀工作。

本装置工作原理为：在闭阀时，动触头7向上移动与静触头3相抵，在开阀时，动触头7向下移动与静触头3分开，为了防止在闭阀时，因动触头7与静触头3硬接触，从而导致动触头7或静触头3发生损坏，所以在闭阀时，操作人员向下拉动把手67，把手67向下移动会通过第二拉绳66带动第三滚轮65转动，第三滚轮65转动会带动与其相连的第二滚轮64转动，第二滚轮64转动会通过第一拉绳63带动与其相连的第一滚轮62转动且向上移动，此时衔接拉杆59会以与固定支座60的铰接点进行转动。在此过程中，衔接拉杆59会带动与其相连的第三衔接轴49进行竖直方向上的下移。

第三衔接轴49移动后会带动第一衔接轴42向下移动，且在此过程中，弹簧卡片47的梯形触压部48会卡设在第二卡槽54中，最终第一衔接轴42移动会带动其下方的转接支杆38进行转动，转接支杆38转动会带动与其铰接的拨动卡板33进行竖直方向上的上移，拨动卡板33向上移动后会推动卡接底座20向上移动，卡接底座20向上移动，此时卡接底座20向上移动并带动活动触杆24向上移动，活动触杆24向上移动会通过曲向斜面25与触发凹槽29发生抵触，此时活动触杆24会向远离衔接长轴16轴线的方向移动，此时弧形卡块18与定位触杆26相脱离，最终衔接长轴16向上移动，衔接长轴16移动后会带动与其相连的动触头7向上移动，动触头7移动后会抵紧在静触头3上，此时完成闭阀。

而在开阀时，为了提高开阀的速度和效率，操作人员只需要按动按压销轴50即可，按压销轴50按压销轴50移动会带动按压圆板57移动，按压圆板57移动后会推动梯形触压部48，此时梯形触压部48会脱离第二卡槽54，随后第二衔接轴45会向上移动，第一衔接轴42向上移动会带动拨动卡板33向下移动，拨动卡板33向下移动后会与触压底座23的上端相抵，且随着拨动卡板33的移动，触压底座23会带动衔接长轴16向下移动，最后衔接长轴16带动动触头7与静触头3分离，即完成开阀动作。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。