[发明专利]一种充气柜用固封绝缘真空断路器

说明书

本发明涉及一种断路器，特别是一种充气柜用固封绝缘真空断路器。包括断路器壳体、断路器本体、操作机构和电路控制模块，其中，箱体内设置断路器操作机构，与断路器操作机构连接的固封极柱；所述的固封极柱包括上导电架、下导电架，上下导电架之间设置真空灭弧室，位于真空灭弧室内的静触头，静触头与上导电架相连接，真空灭弧室内做上下运动的动触头，动触头与下导电架保持连接；上下导电架和真空灭弧室外壁包覆有固封浇注体，位于真空灭弧室外围的固封浇注体内设置有空气流动通道；所述的上导电架上设置有散热片。本发明通过粉末改性固封极柱，使其具有更好的密封稳定性，提高极柱的稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种断路器，特别是一种充气柜用固封绝缘真空断路器。

背景技术

充气柜其内配的断路器不但要求结构紧凑、尺寸小；而且要求布置合理，带电元件电场分布均匀，方便柜体接线。

真空断路器采用真空灭弧室，以真空作为灭弧和绝缘介质，具有极高的真空度。当动静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将会产生真空电弧，同时，由于触头的特殊结构，在触头的间隙中也会产生适当的纵向磁场，促使真空电弧保持为扩散型，并使电弧均匀分布在触头表面燃烧，维持低的电弧电压，在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽在微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室端口的绝强度很快被恢复，从而电弧被熄灭达到分断的目的。由于采用纵向磁场控制真空电弧，所以真空断路器具有强而有力的开断电流能力。

极柱为断路器的必要组成部分，极柱一般采用如下的结构：固封极柱至少是由真空灭弧室、主导电回路、绝缘支撑有机组合而成；集成固封用的绝缘体由环氧树脂采用APG工艺浇注而成。户内高压真空断路器采用固体绝缘结构，将真空灭弧室、主导电回路、绝缘支撑等有机的组合成为一个集成固封极柱。绝缘体由环氧树脂采用APG工艺浇注而成，集成固封极柱的设计彻底的避免了灭弧室表面的粉性聚集，灭弧室设计成了外露式的结构，不仅保证了高可靠性，而且实现了小型化与经济性。集成固封极柱能解决真空断路器的环境耐受问题，其应用广泛。

而永磁式断路器也有多种操动机构，永磁操动机构至少包括有一种双稳态的磁路装置，至少两个激磁线圈以及可被驱动的动铁芯，并配置有手动分闸装置。户内高压真空断路器配用永磁操动机构，该机构利用一种双稳态的磁路系统，使用两个激磁线圈驱动动铁芯运动到相应的极限位置，并利用两块永磁体所提供的磁场能量，使之保持在极限位置。激发其中一个激磁线圈使之产生大于剩余保持力的驱动力，即可使永磁操动机构的动铁芯动作。当控制系统出现故障时，可用手动分闸装置分断断路器。永磁操动机构省去了传统机构易损的储能、锁扣等机械装置，简化了结构，零件数量较传统机构减少了70％以上，从而大大提高了机构的可靠性和寿命。采用电容作为操作电源，避免了传统机构对大容量专用电源的以来以及辅助电源波动度机构动作特性的影响。性能卓越的MS1型永磁操动机构可长期频繁操作，寿命长达10万次。永磁操动机构采用全电子化的智能电源控制单元，能广泛用于各种永磁操动机构的合、分闸控制。智能电源控制单元一般至少由主开关电源、控制电源、电容器组、推挽驱动MOSFET开关器件、分合闸位置检测器、光电隔离器件组成。

以上均是关于断路器及其组成的发展现状，尽管操作和控制技术发展的比较精密，然而真空断路器及包含真空断路器的开关柜等器件及组件，依然存在着如下的不足：

(1)其整体结构多为正装式布置，即三相导电回路的布置方向与交流金属封闭开关设备的正面成平行关系。在安装和运行时，不但占用很大的空间，还要耗费大量的铜导体进行电气连接，造成交流封闭开关设备体积大、导电回路长、连接点多、能源消耗大、制造成本高、运行可靠性差等问题。因此合理的构成和开关柜的结构及功能区域划分，显得相当重要。断路器往往不是单独存在的，如何将断路器与其他元器件合理布置，形成紧凑的、小型化的组合电器值得思考。

(2)极柱是断路器的重要元件，其可靠性能直接影响断路器的效能，而目前的极柱性能亟待加强。极柱的表面固化结构直接影响其性能，稀土改性的方法能否用于极柱性能的提高，怎样的稀土改性处理可以较好的提升极柱及其固封性能都是值得研究的问题。