真空断路器

技术领域

本公开涉及电控制器件技术领域，尤其涉及一种真空断路器。

背景技术

目前我国全面倡导并大力发展的新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为基础保障的电力系统，是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。

构建新型电力系统的核心目标是清洁低碳，新型电力系统中，非化石能源发电将逐步转变为装机主体和电量主体，核、水、风、光、储等多种清洁能源协同互补发展，化石能源发电装机及发电量占比下降的同时，在新型低碳零碳负碳技术的引领下，电力系统碳排放总量逐步达到“双碳”目标要求。

目前电力新能源技术的应用，促进了新能源的发展，使可再生能源装机和发电量保持着高速增长趋势，但未来风、光新能源的大比例上网，对目前电网运行安全、调节能力、电能质量等带来极大的考验，目前凸显出来亟待需要通过技术发展和创新解决的突出问题。在新型电力系统中，新能源通过提升可靠支撑能力逐步向系统主体电源转变，大电源、大电网与分布式将兼容并举，多种电网形态将并存。同时，在新型电力系统中，不同类型机组的灵活发电技术、不同时间尺度与规模的灵活储能技术、柔性交直流等新型输电技术将广泛应用，骨干网架柔性灵活程度更高，支撑高比例新能源接入系统和外送消纳。

包含断路器的开关设备是电力系统中控制和保护的关键设备。新型电力系统是一个脱胎于常规电力系统但又具有完全不同特点的电力系统，装备制造属性大幅取代了原来的资源属性，对输电、用电开关设备设备也提出了更高要求，需要更多突破性技术。

然而，现有真空断路器在合分闸过程中，由操作机构传递运动和力到主回路的动导电组件上，动导电组件与静导电组件会产生碰撞、力值与能量的传递，由此引发合闸过程中，动、静导电组件反复振荡，表现在电气上为回路合分“弹振”现象，称之为合闸弹跳或者分闸反弹。具体而言，现有真空断路器结构动、静导电组件是采用刚性连接方式，在真空断路器操作过程中，存在着“刚性碰撞”现象，因此合闸过程中，如果振动模态恰好处于固有频段范围内，这种“刚性碰撞”容易产生“共振”，从而引起真空断路器特性参数超标问题。

发明内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够缓解因合闸动作引起的碰撞而导致的特性参数超标问题的真空断路器。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种真空断路器，包括静导电组件以及动导电组件，所述动导电组件被配置为可调节地朝向所述静导电组件移动并接触所述静导电组件而实现所述真空断路器的合闸动作；其中，所述固封极柱还包括缓冲吸能机构，所述缓冲吸能机构包括第一活动件以及第二活动件；所述第一活动件位于所述静导电组件背向所述动导电组件的一侧；所述第二活动件位于所述静导电组件背向所述动导电组件的一侧并与所述静导电组件活动连接，所述第二活动件与所述第一活动件活动连接；其中，所述缓冲吸能机构用于吸收所述静导电组件与所述动导电组件接触时所产生的冲击能量。

根据本公开的其中一个实施方式，其中：所述第一活动件设置有沿竖直方向的通孔；所述缓冲吸能机构还包括至少一个缓冲吸能组件，所述缓冲吸能组件包括限位套、连接件、所述第二活动件及弹性件；所述限位套部分穿设于所述通孔，所述限位套背向所述静导电组件的一端伸出于所述通孔的顶部孔口；所述连接件具有限位帽及连接杆，所述限位帽的外径大于所述连接杆的外径，所述连接杆部分穿设于所述限位套，所述连接杆背向所述静导电组件的一端伸出于所述限位套并连接于所述限位帽，所述连接杆朝向所述静导电组件的一端伸出所述限位套并连接于所述静导电组件；所述第二活动件活动连接于所述连接杆并位于所述限位帽与所述限位套之间；所述弹性件连接于所述第二活动件与所述通孔的顶部孔口处之间；其中，所述真空断路器未合闸时，所述弹性件处于被压缩状态，使得所述第二活动件抵接于所述限位帽底部并与所述限位套具有间隙。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第一活动件为散热器。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第一活动件为散热器，所述散热器的顶面开设有容纳槽，所述通孔的顶部孔口位于所述容纳槽的槽底，所述缓冲吸能组件位于所述通孔背向所述静导电组件一侧的部分容纳于所述容纳槽中，而不伸出于所述散热器。

根据本公开的其中一个实施方式，所述通孔的截面积小于所述容纳槽的截面积，以使所述容纳槽的槽底未设置通孔的部分形成有台阶面；其中，所述弹性件连接于所述第二活动件与所述台阶面之间。

根据本公开的其中一个实施方式，其中：所述散热器的材质为导热材料；和/或，所述散热器的表面设置有绝缘层。

根据本公开的其中一个实施方式，所述散热器具有散热翅片。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第二活动件为垫片。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第二活动件为垫片，所述垫片套设于所述连接杆并位于所述限位帽与所述限位套之间，所述垫片的厚度小于所述限位帽与所述限位套的间距，以使所述垫片能在所述限位帽与所述限位套之间沿所述连接杆滑动。

根据本公开的其中一个实施方式，其中：所述限位套与所述连接件的连接杆为一体结构；或者，所述限位套和所述连接件为相对独立的两个构件，所述限位套套设于所述连接杆的外周。

根据本公开的其中一个实施方式，所述缓冲吸能机构包括至少两个所述缓冲吸能组件，至少两个所述缓冲吸能组件间隔排列。

根据本公开的其中一个实施方式，所述缓冲吸能机构包括至少三个所述缓冲吸能组件；其中，以所述静导电组件的顶面所在的平面为基准面，在所述基准面上，至少三个所述缓冲吸能组件的正投影分别布置于一个正多边形路径的端点位置上，所述正多边形的边数与所述缓冲吸能组件的数量相等。

根据本公开的其中一个实施方式，所述静导电组件的中心轴线与所述动导电组件的中心轴线重合，所述多边形路径的几何中心位于所述中心轴线上。

根据本公开的其中一个实施方式，所述连接杆的外径小于所述限位套的内径。

根据本公开的其中一个实施方式，所述连接件为螺栓，所述螺栓的螺帽为所述限位帽，所述螺栓的螺杆为所述连接杆。

根据本公开的其中一个实施方式，所述弹性件为弹簧，所述弹簧绕设于所述限位套伸出所述通孔的部分的外周，所述弹簧一端连接于所述第二活动件，另一端连接于所述通孔的顶部孔口处。

由上述技术方案可知，本公开提出的真空断路器的优点和积极效果在于：

本公开提出的真空断路器在静导电组件上设置缓冲吸能机构。缓冲吸能机构包括第一活动件以及第二活动件。第一活动件位于静导电组件背向动导电组件的一侧；第二活动件位于静导电组件背向动导电组件的一侧并与静导电组件活动连接，第二活动件与第一活动件活动连接。据此，缓冲吸能机构用于吸收静导电组件与动导电组件接触时所产生的冲击能量。通过上述设计，本公开利用第一活动件与静导电组件的活动连接设计和第二活动件与第一活动件的活动连接设计构造出拥有两个自由度的缓冲结构，据此能够在上述两个自由度上实现缓冲功能，当真空断路器合闸时，缓冲吸能机构能够在上述两个自由度上进行多次振荡碰撞和摩擦，据此将合闸动作产生并传递至静导电组件处的富余能量完全吸收和消耗，避免“共振”，从而避免产生特性参数超标问题。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的真空断路器的立体结构示意图；

图2是图1示出的固封极柱的立体结构示意图；

图3是图2在俯视视角下的立体结构示意图；

图4是图2示出的固封极柱处于未合闸状态下的部分结构的剖视示意图；

图5是图4中的A部分的放大示意图；

图6是图2示出的固封极柱处于合闸状态下的部分结构的剖视示意图；

图7是图6中的B部分的放大示意图；

图8是真空断路器的合闸与分闸运动组件的行程位移曲线示意图；

图9是弹性件的局部放大示意图；

图10是现有方案与本公开的合闸弹跳时间的比对示意图；

图11是现有方案与本公开的合闸过冲的比对示意图；

图12是现有方案与本公开的分闸过冲与反弹的比对示意图。

附图标记说明如下：

100.底座；

200.固封极柱；

210.静导电组件；

220.动导电组件；

230.灭弧室；

240.波纹管；

250.散热器；

251.通孔；

252.容纳槽；

2521.台阶面；

253.散热翅片；

261.限位套；

262.连接件；

2621.限位帽；

2622.连接杆；

263.垫片；

264.弹性件；

300.操作面板；

D1.厚度；

D2.间距；

G.间隙；

L.上移间距。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的真空断路器的立体结构示意图。在该示例性实施方式中，本公开提出的真空断路器是以中压断路设备为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的断路设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的真空断路器的原理的范围内。

如图1所示，在本公开的一实施方式中，本公开提出的真空断路器包括底座100、固封极柱200以及操作面板300，该固封极柱200设置在该底座100上，且固封极柱200的数量不限于附图示出的三个，该操作面板300设置于底座100上并位于固封极柱200的侧面。其中，固封极柱200包括静导电组件210、动导电组件220、灭弧室230及波纹管240，该静导电组件210和该动导电组件220部分位于该灭弧室230内，且该波纹管240设置于动导电组件220的下端部。静导电组件210可以包括静触头、静导电杆和静端子结构等。动导电组件220可以包括动触头、动导电杆和动端子结构等。配合参阅图2至图7，图2中代表性地示出了固封极柱200的立体结构示意图；

图3中代表性地示出了固封极柱200的部分结构在俯视视角下的立体结构示意图；图4中代表性地示出了固封极柱200处于未合闸状态下的部分结构的剖视示意图；图5中代表性地示出了图4中的A部分的放大示意图；图6中代表性地示出了固封极柱200处于合闸状态下的部分结构的剖视示意图；图7中代表性地示出了图6中的B部分的放大示意图。以下将结合上述附图，对本公开提出的真空断路器的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图7所示，在本公开的一实施方式中，静导电组件210设置于动导电组件220上方，且动导电组件220能够可调节地朝向静导电组件210移动并接触静导电组件210而实现真空断路器的合闸动作。其中，该固封极柱200还包括缓冲吸能机构，该缓冲吸能机构包括第一活动件以及第二活动件。该第一活动件位于静导电组件210背向动导电组件220的一侧，即第一活动件与静导电组件210无直接连接关系。该第二活动件位于静导电组件210背向动导电组件220的一侧并与静导电组件210活动连接，且第二活动件与第一活动件活动连接。在此基础上，缓冲吸能机构能够吸收静导电组件210与动导电组件220接触时所产生的冲击能量。通过上述设计，本公开利用第一活动件与静导电组件210的活动连接设计和第二活动件与第一活动件的活动连接设计构造出拥有两个自由度的缓冲结构，据此能够在上述两个自由度上实现缓冲功能，当真空断路器合闸时，缓冲吸能机构能够在上述两个自由度上进行多次振荡碰撞和摩擦，据此将合闸动作产生并传递至静导电组件210处的富余能量完全吸收和消耗，避免“共振”，从而避免产生特性参数超标问题。再者，为了解决“共振”问题，相比于现有方案中采用对真空断路器自身各部件进行基于复杂公式计算的关联性设计，本公开是在不影响真空断路器各部件(例如静导电组件210、动导电组件220等)原始设计参数的基础上，直接利用原有的散热结构和垫片，并改变其布置方式，引入弹性体使其具有双自由度，即采用“非嵌入式”的缓冲吸能机构实现基于两个自由度的缓冲功能，即不改变原有的运动链，也不改变原有整机系统的绝缘性能和散热性能，还进一步提升了缓冲效果。

如图4至图7所示，在本公开的一实施方式中，第一活动件为散热器250，该散热器250设置有沿竖直方向的通孔251。其中，缓冲吸能机构还包括至少一个缓冲吸能组件，每个缓冲吸能组件包括限位套261、连接件262、上述的第二活动件及弹性件264。具体而言，该限位套261部分穿设于该通孔251，限位套261的上端(即限位套261背向静导电组件210的一端)伸出于通孔251的顶部孔口。该连接件262具有限位帽2621及连接杆2622，该限位帽2621的外径大于该连接杆2622的外径，连接杆2622部分穿设于限位套261，连接杆2622上端(即连接杆2622背向静导电组件210的一端)伸出于限位套261并连接于限位帽2621，连接杆2622下端(即连接杆2622朝向静导电组件210的一端)伸出限位套261并连接于静导电组件210。第二活动件为垫片263，该垫片263套设于连接杆2622并位于限位帽2621与限位套261之间，垫片263的厚度D1小于限位帽2621与限位套261的间距D2。该弹性件264连接于垫片263与通孔251的顶部孔口处之间。在此基础上，当真空断路器未合闸时，弹性件264处于被压缩状态，使得垫片263抵接于限位帽2621底部并与限位套261具有间隙G。通过上述设计，本公开分别采用散热器250和垫片263作为上述的第一活动件和第二活动件，并采用限位套261、连接件262和弹性件264进行滑动套接和弹性连接，据此实现“散热器250承载于静导电组件210上，垫片263经由连接件262设置于静导电组件210的顶部并活动连接于静导电组件210，且垫片263与散热器250经由弹性件264活动连接”的设计。

具体而言，由于本公开的缓冲吸能组件采用了弹性件264，使得缓冲吸能组件具有第二个自由度，即缓冲吸能组件具有两个自由度，其中一个自由度存在于散热器250与静导电组件210之间，其中另一个自由度存在于垫片263、连接件262与限位套261之间。据此，在初始状态下，即真空断路器未合闸时，弹性件264处于被压缩状态，在预压缩力F0的作用下，弹性件264能够对散热器250保持施加压力，使得散热器250与静导电组件210可靠接触。在真空断路器操作过程中，以合闸操作为例：真空断路器的操作机构将运动和力传递至动导电组件220，使得动导电组件220拥有一定的速度，朝着静导电组件210方向运动直至两者相接触，且在碰撞瞬间，由于散热器250与静导电组件210无直接连接关系，散热器250会产生微小的上移(例如图7示出的散热器250相对于静导电组件210的上移间距L)或者理解为上移的运动趋势。在动导电组件220与静导电组件210接触过程中，动导电组件220与静导电组件210发生“碰撞”，由于采用了缓冲吸能机构，上述碰撞的能量会通过静导电组件210传递至散热器250和缓冲吸能机构，散热器250获得初始的能量，在弹性件264的作用下，根据输入能量的大小，会在散热器250与静导电组件210之间、垫片263与连接件262之间、垫片263与限位套261之间发生振荡与碰撞，最终富余的能量通过若干次的碰撞与摩擦被完全被吸收与消耗。由于本公开的缓冲吸能机构拥有双自由度，因此在相同的富余能量下，通过双自由度的同时作用，可以在更短的时间内将富余能量耗尽。如图2至图7所示，在本公开的一实施方式中，散热器250的顶面可以开设有容纳槽252。在此基础上，通孔251的顶部孔口可以位于该容纳槽252的槽底，且缓冲吸能组件位于通孔251上方(即通孔251背向所述静导电组件一侧)的部分(例如弹性件264、垫片263、部分限位套261、连接件262的限位帽2621和部分连接杆2622)容纳于容纳槽252中，而不伸出于散热器250。通过上述设计，本公开能够利用容纳槽252容纳缓冲吸能组件的上述结构，据此避免缓冲吸能组件伸出于固封极柱200的整体结构的顶部，进一步优化真空断路器的结构整体性，减少空间占用。

如图5和图7所示，在本公开的一实施方式中，通孔251的截面积可以小于容纳槽252的截面积，以使容纳槽252的槽底未设置通孔251的部分形成有台阶面2521。在此基础上，弹性件264的所谓“连接于通孔251的顶部孔口处”的一端具体可以是连接于该台阶面2521上。通过上述设计，本公开能够进一步便于弹性件264的布置，并能优化弹性件264的受力，据此利用弹性件264的弹性形变储存富裕能量，通过反复振荡，更加充分地吸收和消耗动导电组件220与静导电组件210的碰撞能量。

在本公开的一实施方式中，散热器250的材质可以为导热材料，该导热材料可以例如但不限于金属材料。据此，由于散热器250的材质为导热材料且承载接触于静导电组件210，本公开能够增加静导电组件210与散热器250之间的热量传递，从而利用散热器250实现散热之用，进一步提升真空断路器的散热性能，保证真空断路器在运行过程中的温升性能符合产品使用要求。在一些实施方式中，导热材料亦可采用非金属的其他材料，其可以是具有绝缘特性的导热材料，此时散热器250即能提供散热之用，还能够保证绝缘性能。

在本公开的一实施方式中，散热器250的表面可以设置有绝缘层。据此，本公开能够利用绝缘层进一步提升绝缘性能。

如图2和图3所示，在本公开的一实施方式中，散热器250可以具有散热翅片253。

如图5和图7所示，在本公开的一实施方式中，限位套261和连接件262可以为相对独立的两个构件，即限位套261套设于连接杆2622的外周。在一些实施方式中，限位套261与连接杆2622亦可为一体结构，并不以本实施方式为限。

如图4至图7所示，在本公开的一实施方式中，缓冲吸能机构可以包括两个缓冲吸能组件，这两个缓冲吸能组件间隔排列。通过上述设计，本公开利用两个缓冲吸能组件使得缓冲吸能机构提供的缓冲吸能作用较为均匀，优化受力状态，提升结构整体稳定性。在一些实施方式中，缓冲吸能机构亦可仅包括一个缓冲吸能组件，或者包括三个及以上的间隔排列的缓冲吸能组件，并不以本实施方式为限。

例如，在本公开的一实施方式中，缓冲吸能机构可以包括四个缓冲吸能组件，上述各附图示出的截面结构中可以观察到其中两个缓冲吸能组件。具体而言，以静导电组件210的顶面所在的平面为基准面，在该基准面上，四个缓冲吸能组件的正投影分别布置于一个正方形路径的四个端点位置上，即四个缓冲吸能组件分别布置于边数与缓冲吸能组件的数量相等的正多边形路径的端点上。通过上述设计，本公开能够利用多个缓冲吸能组件使得缓冲吸能机构提供的缓冲吸能作用较为均匀，优化受力状态，提升结构整体稳定性。在一些实施方式中，缓冲吸能机构亦可包括三个、五个或者五个以上的缓冲吸能组件，且这些缓冲吸能组件的正投影分别布置于一个正多边形路径的端点位置上，该正多边形的边数与缓冲吸能组件的数量相等。当然，缓冲吸能机构还可仅包括一个或者两个缓冲吸能组件，并不以本实施方式为限。

基于缓冲吸能机构包括至少三个缓冲吸能组件的设计，在本公开的一实施方式中，静导电组件210的中心轴线与动导电组件220的中心轴线重合，上述至少三个缓冲吸能组件所布置的多边形路径的几何中心可以位于该中心轴线上。通过上述设计，本公开能够使得缓冲吸能机构提供的缓冲吸能作用更加均匀，进一步优化受力状态，进一步提升结构整体稳定性。

在本公开的一实施方式中，连接杆2622的外径可以小于限位套261的内径。通过上述设计，本公开能够进一步保证限位套261在随散热器250产生与连接杆2622的相对运动时，限位套261与连接杆2622之间的摩擦阻力较小，或者不会产生摩擦接触，据此有利于弹性件264更加充分地吸收碰撞能量，同时减少磨损，延长使用寿命。

如图4至图7所示，在本公开的一实施方式中，连接件262可以为螺栓，该螺栓的螺帽即为上述的限位帽2621，且螺栓的螺杆即为上述的连接杆2622。

基于连接件262为螺栓的设计，在本公开的一实施方式中，螺杆可以具有螺纹段及光滑段，该螺纹段为螺杆的下端部，且螺纹段外周设置有螺纹，螺杆经由螺纹段与静导电组件螺纹连接，该光滑段未设置螺纹，且螺杆是以光滑段穿设于限位套261和垫片263。通过上述设计，本公开能够进一步避免螺杆穿过限位套261和垫片263的部分设置有螺纹，从而避免螺纹与限位套261和垫片263摩擦而造成构件损伤，进一步提升使用寿命。

如图4至图7所示，在本公开的一实施方式中，弹性件264可以为弹簧，该弹簧绕设于限位套261伸出通孔251的部分的外周，且弹簧一端连接于垫片263，弹簧另一端连接于通孔251的顶部孔口处(例如上述的台阶面2521)。通过上述设计，本公开能够利用弹簧更加充分地吸收碰撞能量。在一些实施方式中，当缓冲吸能组件包括弹性件264时，弹性件264亦可采用其他弹性结构，例如但不限于弹片、板簧等，并不以本实施方式为限。

基于上述对本公开的示例性实施方式的详细说明，以下将对本公开的设计构思的其中一种理论基础进行简要介绍。

首先，在本公开所述的真空断路器的设计过程中，所采用的设计思路仍局限于“采用对真空断路器自身各部件进行基于复杂公式计算的关联性设计”。具体而言，这种现有思路包括：在断路器各构件的设计阶段进行优化设计，例如优化设计触头弹簧预压缩力和操作机构合闸弹簧力值、选择适当的触头材料及结构形式、改变运动质量等。其中，上述设计方法包括对“合闸触头初压力及合闸速度影响合闸弹跳”、“合闸不同期性影响合闸弹跳”、“其他影响因素”等多个影响因素分别进行分析，且针对上述各因素的分析设计多物理场耦合等多个复杂的数学模型，工程求解过程中，往往解决了一个问题，而引入其他次生问题。据此，工程上针对真空断路器自身功能部件所进行的关联性设计而作为“降低合闸弹跳时间”的工程解决方案，不仅改变真空断路器自身功能部件原有的运动链和动力学设计，在工程实际应用中，很难避免解决了“弹跳时间过长”的问题，从而带来次生的新问题，例如合分闸速度的改变以及断路器寿命的降低等。

相比之下，本公开是采用“非嵌入式”的设计，在不影响真空断路器各部件的原始设计参数的基础上，通过改变原有结构的紧固形式，在不改变原有传动链和动力学特性，通过引入“弹性体”使原有固定结构具有自由度，可在合闸动静触头碰撞过程中，通过振荡吸收富余的能量。

具体而言，本文公开的“非嵌入式”能量缓冲与吸收装置是采用模态分析的方法进行设计。模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。通过模态分析方法分析了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，得到结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。

任意一个结构都有其结构的振动模态(vibration modes)，概述如下：

一个结构系统，理论上有无穷多个振动模态，而影响结构高贡献度的振动，通常是来自较低频率的振动模态。振动模态包括三个重要的模态参数(modal parameters)，即自然频率(natural frequency)、模态振型(mode shape)和模态阻尼比(modal dampingratio)。通过改变系统的模态，即引入弹性体，改变刚体模态和弹性模态，改变其在特定频率上的响应。

模态分析流程如下：收集数据和准备模型：收集结构物的几何形状和材料属性数据。创建有限元模型：将结构物离散成小元素，定义节点、材料属性和边界条件。建立刚度矩阵和质量矩阵：基于结构物的几何形状和材料属性，计算每个单元的刚度矩阵和质量矩阵。组装全局刚度矩阵和质量矩阵：将单元矩阵根据节点的连接组合成整体矩阵。求解特征值问题：用数值求解方法(迭代法、Jacobi方法或Lanczos方法)，求解结构物的特征值问题，特征值代表结构的固有频率和振型。计算模态参数：根据求解得到的特征值，计算每个模态的固有频率、周期和振型。模态分析结果：分析结构物的前若干个模态，了解其振动特性。识别主要振动模态。断路器整体模态最终可以转变为一个静止与运动的质量块，合闸过程就是运动部位对静止部位的冲击，在不同模态下具有不同的振动特性。通过结构设计优化以改进特定模态的频率或响应。

承上所述，本公开是基于上述模态分析的结果，在不改变传动链的前提条件下，根据不同规格的断路器，分析出相应的影响因子，通过引入缓冲吸能机构，改变整体的静止质量和刚度，通过引入一个自由度，吸收多余的能量，从而达到减小弹跳时间的效果。

基于上述对本公开的示例性实施方式的详细说明和对本公开的设计构思的理论基础的简要介绍，以下将对本公开提出的真空断路器的振动特性及其与现有方案的比对差异进行简要介绍。

如图8所示，真空断路器在合闸与分闸运动组件的行程位移曲线为L3，Ua为合闸与分闸信号；L1、L2、L3为三相交流断路器的触头合分闸信号，上升沿表示合闸；任意一相的触头刚合点与Ua的时间差称之为合闸时间G或分闸时间H。任意一相从触头刚合的时刻，到触头完全稳定合闸的起始时刻之间的时间差，称之为合闸弹跳时间T；三相刚合点之间的最大值与最小值差值称之为合闸或者分闸同期；运动组件在合闸过程中的最高点B与稳定合闸后的位置E之间的差值即“B-E”称之为合闸过冲；合闸过程中，刚合点的位置与最终稳定的位置距离差值E称之为触头超行程，这部分是触头弹簧的变形量，确保动静触头在合闸位置有足够的保持力。

如图9所示，以缓冲吸能组件的弹性件为弹簧为例，例如标准螺旋压缩弹簧，其自由长度为A，总圈数和有效圈数分别为N1，N2。弹簧外径为B，弹簧线径为d。压缩弹簧在装配位置的预压缩力为F0，F0是确保能量换从吸收装置的关键参数，根据断路器不同的规格，F0及其他弹簧参数也不同。当能量吸收和缓冲装置具有散热功能时，F0还是保证散热器与静导电组件可靠接触和散热的重要参数。弹簧的其他参数和刚度等，对整机系统模态的刚度矩阵有直至关重要的影响。如图10所示，图10表示现有断路器与本公开的合闸弹跳时间(ms)，由上至下三条线型分别代表ABC三相的合闸信号，据此可知，对于现有断路器，产品的合闸弹跳时间相对较大，甚至用超差的情况(大于2ms)，相比之下，本公开的合闸弹跳现象有效消除。

如图11所示，图11表示现有断路器与本公开的合闸过冲(mm)，由上至下三条线型分别代表ABC三相的合闸信号，据此可知，对于现有断路器，产品的合闸过冲相对较大，甚至用超差的情况(大于2mm)，相比之下，本公开的合闸过冲现象有效消除。

如图12所示，图12表示现有断路器与本公开的分闸过冲与反弹(mm)。可以看出，相比于现有断路器，本公开的分闸反弹的幅度大幅减小。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的真空断路器仅仅是能够采用本公开原理的许多种真空断路器中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的真空断路器的任何细节或真空断路器的任何部件。

综上所述，本公开提出的真空断路器在静导电组件上设置缓冲吸能机构。缓冲吸能机构包括第一活动件以及第二活动件。第一活动件位于静导电组件210背向动导电组件220的一侧；第二活动件位于静导电组件210背向动导电组件220的一侧并与静导电组件210活动连接，第二活动件与第一活动件活动连接。据此，缓冲吸能机构用于吸收静导电组件210与动导电组件220接触时所产生的冲击能量。通过上述设计，本公开利用第一活动件与静导电组件210的活动连接设计和第二活动件与第一活动件的活动连接设计构造出拥有两个自由度的缓冲结构，据此能够在上述两个自由度上实现缓冲功能，当真空断路器合闸时，缓冲吸能机构能够在上述两个自由度上进行多次振荡碰撞和摩擦，据此将合闸动作产生并传递至静导电组件处的富余能量完全吸收和消耗，避免“共振”，从而避免产生特性参数超标问题。

以上详细地描述和/或图示了本公开提出的真空断路器的示例性实施方式。但本公开的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本公开提出的真空断路器进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本公开的实施进行改动。