专利名称：一种用于gis的特高压断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种断路器，尤其用于用于GIS的特高压断路器。
背景技术：
GIS是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。其英文全称GAS-INSTULATED SWITCHGEAR，简称GIS。电力系统设备常要用到断路器，GIS系统也不例外。作为高压或特高压断路器使用的时候要求分断速度越快越好、时间越短越好，因为高压电气设备的动触头和静触头接近的时候容易产生电弧，分断速度越快产生电弧的时间越短，对设备的损害越小。另外，长距离无负载或负载很小的带电线路在分、合闸时会在电网中形成非常高的操作过电压。如果这些过电压没有一个特殊的设备加以限制，那么在特高压电网中就要采取过度绝缘措施，而这必然会大幅度增加成本。限制操作过电压的重要途径就是用装有分、合闸电阻的断路器来对这些电路进行切换，分、合闸电阻可以将过电压限制在一个相对较低的水平。作为GIS系统使用的特高压断路器除必须满足以上要求外，电压等级提高后对绝缘性能有了更高的要求，气体压力需要提高到0.3Mpa以上。所有元器件包括断路器都放置在接地的金属材料制成的圆筒形外壳中。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、分断速度快、可以有效降低操作过电压的用于GIS的特高压断路器。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案本发明所述的一种用于GIS的特高压断路器，包括分断触头装置、分、合闸电阻和驱动分断触头装置动作的操作机构，其特征在于分断触头装置安装在金属外壳中，电阻箱固定安装在金属外壳的两端；分断触头装置包括动触头和静触头，静触头包括主触点、电阻触点和灭弧触点，动触头包括与静触头相对应的主动触点、电阻动触点和灭弧动触点；主触点与灭弧触点电连接，主动触点、电阻动触点和灭弧动触点电连接，三对触点之中，主触点与主动触点之间的运动间隙最大，电阻触点与电阻动触点之间的运动间隙最小；分、合闸电阻固定安装在电阻箱的内部，并通过导线一端与位于金属外壳中的灭弧触点电连接，另一端与电阻触点电连接，金属外壳中还设置有均压电容，均压电容的一端通过导线与分、合闸电阻电连接，另一端通过软导线与动触头电连接；动触头与操作机构传动连接。
主触点、电阻触点和灭弧触点均活动插装在绝缘导向板上，绝缘导向板上带有环状凸起的爬电裙。
所述的分、合闸电阻为多层环绕电阻，由环绕在骨架上的多层电阻丝串联构成，并且相邻两层电阻丝的环绕方向相反。
分、合闸电阻包括一级电阻和二级电阻，与之对应的电阻触点包括一级电阻触点、二级电阻触点，电阻动触点包括一级电阻动触点和二级电阻动触点；其中，一级电阻与一级电阻触点电连接，二级电阻触点和均压电容并联后与二级电阻串联；一级电阻触点与一级电阻动触点之间的运动间隙小于二级电阻触点与二级电阻动触点之间的运动间隙。
静触头的主触点、电阻触点和灭弧触点分别通过弹簧与绝缘导向板弹性连接，主触点与灭弧触点通过软导线电连接，主触点的末端与固定插装在端盖板中的连接杆电连接；主触点与绝缘导向板之间的弹性运动间隙小于灭弧触点与绝缘导向板之间的弹性运动间隙；电阻触点与绝缘导向板之间的弹性运动间隙大于灭弧触点与绝缘导向板之间的弹性运动间隙；电阻触点的末端通过软导线与固定插装在端盖板中的电阻接线柱电连接；动触头的主动触点、电阻动触点和灭弧动触点均活动插装在内绝缘支撑板上，外绝缘支撑板与内绝缘支撑板平行固定安装在金属外壳中，灭弧动触点同时也活动插装在外绝缘支撑板中；灭弧动触点上固定安装有导电盘，导电盘位于内绝缘支撑板和外绝缘支撑板之间；主动触点和电阻动触点通过该导电盘与灭弧动触点连接在一起，主动触点、电阻动触点、灭弧动触点的位置分别与主触点、电阻触点、灭弧触点相对应，内绝缘支撑板上与电阻动触点、灭弧动触点相对应的位置设置有汽缸套，电阻动触点、灭弧动触点上带有活塞，并与汽缸套的内壁形成活塞配合，灭弧动触点和电阻动触点的活塞上设置有吹弧管，吹弧管贯穿灭弧动触点或电阻动触点上的活塞；活塞上带有安装有单向阀的排气口；灭弧动触点的末端带有连接板。
电阻箱的中间固定安装连接杆延长杆，分、合闸电阻环绕设置在连接杆延长杆的周围，连接杆延长杆的顶端安装有棘轮机构，该棘轮机构与固定安装在灭弧触点上的连接杆配合连接，连接杆上与棘轮机构对应的位置带有齿条，棘轮机构上的棘齿卡装在齿条中。
电阻动触点和灭弧动触点上分别套装有电阻动触点内套和灭弧动触点内套，电阻动触点内套和灭弧动触点内套位于汽缸套内，并通过平衡弹簧活动连接在内绝缘支撑板上。
动触头通过传动箱与操作机构传动连接，该传动箱包括分动箱以及与分动箱垂直连接的支撑连接套，分动箱的两端分别与两个分断触头装置的动触头端连接，这两个分断触头装置的静触头端各连接一带有分、合闸电阻的电阻箱；分动箱内通过铰轴对称安装两个拐臂，拐臂上带有两个与铰接点构成三角形的连接点，其中一个连接点与动触头铰接，另一个连接点连接到拉杆上，拉杆安装在支撑连接套中，并与操作机构连接。
主触点有多个，环绕在灭弧触点的周围均匀分布，主动触点的数量及位置与主触点相对应。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点1、只需要采用一套操作机构就能实现对两个分断触头装置的控制，生产成本低、制造难度大幅度下降、操控动作可靠。
2、组合多级分断触头有效降低了分断时的电弧和过电压水平，提高了开断容量。
3、多层环绕电阻有效降低了层间电压，使每个电阻之间基本形成同电位，有利于降低绝缘要求。
4、与未设置电阻动触点内套和灭弧动触点内套的分断触头装置相比，电阻动触点和灭弧动触点与汽缸套之间形成活塞配合的压缩比提高，通过吹弧管吹出的灭弧气流均衡有效，提高了灭弧能力，减少动触头的运动阻力，有利于提高分断速度。
5、静触头各触点上的弹簧使分断速度大幅度提高，实现倍速分断，提高了灭弧能力。
6、两级分、合闸电阻的设置，与采用单一分、合闸电阻的断路器相比分闸操作过电压倍数降低30％左右，并可以由二级分闸电阻代替隔离开关中的分、合闸电阻的作用，大幅度降低隔离开关因切断均压电容电流引起的操作过电压，与之配套的隔离开关不需要再设置分、合闸电阻，大大降低隔离开关的制造成本。
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图示意图；图3是图1的B-B剖视图；图4是图1的C-C剖视图；图5是本发明的电原理图；图6是图1的D部分局部放大图；图7是图1的E部分局部放大图。
具体实施例方式
如图5所示，本发明所述的一种用于GIS的特高压断路器，包括分断触头装置、分、合闸电阻3和操纵分断触头装置动作的操作机构。分断触头装置包括动触头和静触头，静触头包括主触点4、电阻触点5和灭弧触点6，动触头包括与静触头相对应的主动触点7、电阻动触点8和灭弧动触点9；主触点4与灭弧触点6电连接，主动触点7、电阻动触点8和灭弧动触点9电连接，三对触点之中，主触点4与主动触点7之间的运动间隙最大，电阻触点5与电阻动触点8之间的运动间隙最小；分、合闸电阻3固定安装在电阻箱2的内部，并通过导线一端与位于金属外壳1中的灭弧触点6电连接，另一端与电阻触点5电连接，均压电容10的一端通过导线与分、合闸电阻3电连接，另一端与动触头电连接；金属外壳1和电阻箱2与地线连接。
分断时，通过操纵操作机构使动触头移动，由于主触点4与主动触点7之间的运动间隙最大，所以主触点4与主动触点7首先分离，此时由于电阻触点5与电阻动触点8、灭弧触点6与灭弧动触点9仍然闭合，不会产生电弧，可以避免电弧烧坏主触点4。动触头继续移动，灭弧触点6与灭弧动触点9分离，此时由于电阻触点5与电阻动触点8仍然闭合，可以有效减少灭弧触点6上的电弧强度；最后，当电阻触点5与电阻动触点8分离时，由于分、合闸电阻3的作用，电阻触点5上的电弧也得到有效控制，并使操作过电压大幅度降低。
在这里，均压电容10的作用是可以保证两个断口的灭弧触点以及电阻触点之间有相同的电压，防止出现电压分配不均匀而造成电弧重燃。
合闸过程中的原理与上述类似，首先是电阻触点5与电阻动触点8接合，然后是灭弧触点6与灭弧动触点9接合，最后才是主触点4与主动触点7接合。同样可以避免在主触点4上产生电弧，防止电弧对主触点4的损害，延长主触点4的使用寿命。并保障合闸电流首先经过分、合闸电阻3接通，再由主触点4与主动触点7直接接通，有效降低合闸过电压的倍数。
均压电容10在隔离开关分、合闸操作的瞬间会产生振荡过电压，串联在均压电容10上的分、合闸电阻3的作用是在隔离开关分、合时吸收振荡过电压能量，并减少因电弧反复熄灭、重燃而产生的振荡电压。
本实施例的机械结构如图1-4所示。包括分断触头装置、分、合闸电阻3和操纵分断触头装置动作的操作机构。两个分断触头装置分别安装在金属外壳1中，电阻箱2固定安装在金属外壳1的两端；分断触头装置包括动触头和静触头。动触头通过传动箱与操作机构传动连接，该传动箱包括分动箱24以及与分动箱24垂直连接的支撑连接套25，分动箱24的两端分别与两个分断触头装置的动触头端连接，这两个分断触头装置的静触头端各连接一带有分、合闸电阻3的电阻箱2；分动箱24内通过铰轴对称安装两个拐臂26，拐臂26上带有两个与铰接点构成三角形的连接点，其中一个连接点与动触头铰接，另一个连接点连接到拉杆27上，拉杆27安装在支撑连接套25中，并与操作机构连接。
静触头包括主触点4、电阻触点5和灭弧触点6，动触头包括与静触头相对应的主动触点7、电阻动触点8和灭弧动触点9；分、合闸电阻3有多个，固定安装在电阻箱2的内部，并通过导线一端与位于金属外壳1中的灭弧触点6电连接，另一端与电阻触点5电连接；均压电容10也设置在金属外壳1中，均压电容10的一端通过导线与分、合闸电阻3电连接，另一端通过软导线与灭弧动触点9电连接，使均压电容10与电阻触点5并联后再与分、合闸电阻3串联；动触头与操作机构传动连接。
静触头的主触点4、电阻触点5和灭弧触点6均活动插装在绝缘导向板11上，绝缘导向板11固定设置在金属外壳1中，金属外壳1的端面固定设置端盖板13。主触点4和灭弧触点6通过软导线电连接。灭弧触点6位于绝缘导向板11的中心，弹簧套装在灭弧触点6上，并通过固定在灭弧触点6上的弹簧座将弹簧固定在弹簧座与绝缘导向板11之间，弹簧座下方的绝缘导向板11上固定有筒状的定位筒，套在弹簧的外面。定位筒的作用一方面是可以将弹簧定位，另一方面通过调整定位筒的高度也就可以调整灭弧触点6的运动间隙，以便与其他触点的时差相配合。主触点4、电阻触点5和灭弧触点6一样，均采用这种相似的结构分别通过弹簧与绝缘导向板11弹性连接。如图3所示，主触点4和电阻触点5可以是2个或多个，间隔环绕设置在灭弧触点6的周围。通过这种环形设置，可使灭弧触点6的直径大幅增加，顶端的曲率减小，能有效减少容性电弧的复燃。另外，主触点4和电阻触点5分离设置后，触头体积小，重量轻，运动惯性减小，有利于提高分、合闸的速度。在主触点4的设计上，可以将主触点4分体设计成多个，环绕在灭弧触点6的周围，均匀分布，从而提高主触点4的有效截面积、大幅度提高断路器的额定电容量；当然，主触点4分体设计后，与之相对应的主动触点7也要分体设置，并且其数量和位置与主触点4相对应。主触点4与灭弧触点6通过软导线电连接，主触点4的末端与固定插装在端盖板13中的连接杆14电连接，灭弧触点6可滑动地插装在连接杆14中；设计各触点的长度时，使主触点4与绝缘导向板11之间的弹性运动间隙小于灭弧触点6与绝缘导向板11之间的弹性运动间隙；电阻触点5与绝缘导向板11之间的弹性运动间隙大于灭弧触点6与绝缘导向板11之间的弹性运动间隙；电阻触点5的末端通过软导线与固定插装在端盖板13中的电阻接线柱15电连接；动触头包括固定设置在金属外壳1中的内绝缘支撑板16、外绝缘支撑板17以及插装在两层绝缘支撑板中可以上下滑动的灭弧动触点9、插装在内绝缘支撑板16中可以滑动的主动触点7和电阻动触点8。在灭弧动触点9上位于内绝缘支撑板16和外绝缘支撑板17之间的部分固定安装有导电盘18，主动触点7和电阻动触点8通过该导电盘18与灭弧动触点9连接在一起，不同之处在于主动触点7是固定连接在导电盘18上的，而电阻动触点8是活动插装在导电盘18上的滑套中，并且在电阻动触点8的末端与导电盘18之间连接有储能弹簧，当导电盘18向下移动时可以压缩储能弹簧。主动触点7、电阻动触点8、灭弧动触点9分别可滑动地插装在内绝缘支撑板16上、其位置分别与主触点4、电阻触点5、灭弧触点6相对应，内绝缘支撑板16上与电阻动触点8、灭弧动触点9相对应的位置设置有汽缸套。电阻动触点8和灭弧动触点9上带有活塞、并分别位于各自的汽缸套中，与汽缸套的内壁形成活塞配合。为了利用汽缸套中的压缩气体提高灭弧的效率，在电阻动触点8和灭弧动触点9的活塞上设置有贯通活塞的吹弧管20，吹弧管20的上端开口分别朝向电阻动触点8和灭弧动触点9的顶端。为了减少合闸阻力，还可以在活塞上设置带有单向阀的排气口。为了提高压缩比，在电阻动触点8和灭弧动触点9上分别套装有电阻动触点内套22和灭弧动触点内套23，电阻动触点内套22和灭弧动触点内套23分别位于各自的汽缸套内，并通过平衡弹簧浮动连接在内绝缘支撑板16上。具体的浮动连接方式可以有多种，例如，可以如本实施例所示，在电阻动触点内套22和灭弧动触点内套23的下端沿圆周均匀设置多根导向杆，导向杆插装在内绝缘支撑板16上，并使其在内绝缘支撑板16上可来回滑动，在导向杆上套装有平衡弹簧。这样，当电阻动触点内套22或灭弧动触点内套23受到压缩气体压力并达到设定的理想灭弧压力值的时候可以将平衡弹簧压缩，使汽缸内压力升高的速度减缓，以减少动触头的运动阻力，提高分闸速度。外力消失以后，平衡弹簧又可以复原。为了调节平衡弹簧的予张紧力，还可以在导向杆的末端安装螺帽，通过调节螺帽调整导向杆的有效长度，从而调整平衡弹簧的予张紧力。
当然，在技术参数能够满足实际需要的情况下，也可以只在灭弧动触点9上设置浮动的灭弧动触点内套23，而在电阻动触点8上设置固定的电阻动触点内套22。
为了便于与操作机构连接，在灭弧动触点9的末端带有连接板。
为了保证在合闸时主触点4不产生电弧、保证分、合闸电阻3的有效接入时间、防止合闸过电压，在分闸状态下，应该保证主触点4与主动触点7之间的距离最大，灭弧触点6与灭弧动触点8之间的距离其次，电阻触点5与电阻动触点8之间的距离最小。也就是说，如本实施例所示，在动触头各触点长度相同的情况下，静触头上的主触点4最短，灭弧触点6次之，电阻触点5最长。
为了延长爬电距离，可以在绝缘导向板11上设置环状凸起的爬电裙。
多个分、合闸电阻3分组设置，固定安装在电阻箱2中。如图1、图4所示，分、合闸电阻3固定安装在电阻箱2中，环绕设置在连接杆延长杆28的周围。连接杆延长杆28的顶端安装有棘轮机构，该棘轮机构与固定安装在灭弧触点6上的连接杆14配合连接，连接杆14上与棘轮机构对应的位置带有齿条，棘轮机构上的棘齿卡装在齿条中，通过延伸到外面的手柄可以旋转棘轮，通过棘轮的旋转将连接杆14和连接杆延长杆28插装并锁定在一起，需要拆卸的时候也只要反方向旋转棘轮即可。电阻箱2采用金属材料制成，电阻箱2的两端分别固定安装绝缘材料制成的电阻箱外支架29、电阻箱内支架30，连接杆延长杆28的两端分别插装在电阻箱外支架29和电阻箱内支架30中，电阻箱内支架30一侧固定连接在金属外壳1的一端，连接杆延长杆28与连接杆14插接在一起。
如图4所示，分、合闸电阻3共分2组，每支均采用多层环绕电阻，由环绕在骨架上的多层电阻丝构成，并且相邻两层电阻丝的环绕方向相反。这样，可以将总的电压降分散在不同层之间的金属电阻丝上，并使电磁场相互抵消。各电阻之间外层电位基本相同，可以压缩排列空间，增大电阻容量。另外，金属电阻丝比传统碳棒电阻的比热大，吸收同样热量的时候，金属电阻丝的温升远低于碳棒电阻，有利于反复使用、保护绝缘气体。
两组分、合闸电阻3分为一级电阻3A和二级电阻3B，与之对应的电阻触点5包括一级电阻触点5A、二级电阻触点5B，电阻动触点8包括一级电阻动触点8A和二级电阻动触点8B；其中，一级电阻3A与一级电阻触点5A电连接，二级电阻触点5B和均压电容10并联后与二级电阻3B串联；一级电阻触点5A与一级电阻动触点8A之间的运动间隙小于二级电阻触点5B与二级电阻动触点8B之间的运动间隙。
在只有一级电阻的时候，断路器在开断线路时，主触点4与主动触点7开断后，灭弧触点6与灭弧动触点9先断开，电阻触点5与电阻动触点8是闭合的，分、合闸电阻串联在线路中，线路上的残留电荷将通过分、合闸电阻泄漏，经过1-2个工频周期，电阻触点5与电阻动触点8断开，完成开断线路的动作过程。分、合闸电阻的作用主要是降低灭弧触点6与灭弧动触点9在开断过程中的恢复电压。灭弧触点6与灭弧动触点9开断时，分、合闸电阻的阻值越小，恢复电压越低，避免重燃越有利；可是分、合闸电阻的阻值越小，接着开断电阻触点5与电阻动触点8时，恢复电压就越大，越容易重燃，产生振荡。虽然分、合闸电阻有阻尼作用，但有振荡就会出现过电压，所以在开断电阻触点5与电阻动触点8时，希望分、合闸电阻的阻值越大越好。这样，对分、合闸电阻的阻值大小的需求，在切断空载线路的两个过程中是矛盾的。
为了解决这个对分、合闸电阻的阻值需求的矛盾，本发明采用两级分、合闸电阻来解决。如图5所示，一级电阻3A直接与一级电阻触点5A串联，二级电阻触点5B和均压电容10并联后再与二级电阻3B串联，并合理设计两级触点和运动间隙，使一级电阻触点5A上的弹簧压缩间隙小于二级电阻触点5B上的弹簧压缩间隙，同时，在分断状态下，一级电阻触点5A与一级电阻动触点8A之间的间隙小于二级电阻触点5B与二级电阻动触点8B之间的间隙，这样能够使一级电阻触点5A和二级电阻触点5B先后分断和闭合，分断时，一级电阻触点5A先断开，二级电阻触点5B后断开，闭合时则相反，二级电阻触点5B先闭合，一级电阻触点5A后闭合。在开断线路时，灭弧触点6与灭弧动触点9首先开断，此时由于一级电阻3A和二级电阻3B并联，总阻值变小，灭弧触点6与灭弧动触点9上的恢复电压降低到最佳状态；随着动触头的移动，并经过一定时间后，一级电阻触点5A与一级电阻动触点8A开断，此时二级电阻触点5B与二级电阻动触点8B仍然导通，且一级电阻触点5A上并联有一级电阻3A，因此一级电阻触点5A与一级电阻动触点8A上不会产生过高的恢复电压；随后，二级电阻触点5B与二级电阻动触点8B开断，这时由于二级电阻3B的阻值远大于一级电阻3A，所以，此时产生的恢复电压很小，实现两个过程过电压值均接近最佳效果。反之，在线路合闸过程中，二级电阻触点5B与二级电阻动触点8B首先闭合，随后才是一级电阻触点5A和一级电阻动触点8A闭合。
当然，主动触点4、电阻动触点5的数量不局限于本实施例中列举的数量，也可以是两个或者更多。
为了满足各触点接合的时间差，也可以通过调整动触头上各触点的长度来改变各触点之间的距离，只要各触点之间的距离关系与上述一致即可。
分断触头装置的工作原理如下当触头初始在接合状态，主触点4与主动触点7接触，电流直接通过主动触点7和主触点4导通。当接到分断信号时，操作机构带动动触头向分断方向移动，静触头在动触头各触点摩擦力作用下克服弹簧的弹力一起向下运动。与此同时，弹簧在各触点的作用下被压缩，当静触头各触点上的弹簧座下端运动到定位筒处时，被定位筒阻挡，不再向下运动，而动触头继续向下运动。
因为主触点4的活动间隙最小，因此首先断开的是主触点4和主动触点7。而此时，电阻触点5、灭弧触点6还分别与电阻动触点8、灭弧动触点9接合，绝大部分电流经过灭弧触点6和灭弧动触点9，因此主触点4和主动触点7分断的时候不会产生电弧。
此时，动触头继续向下运动，灭弧触点6和灭弧动触点9分离，由于灭弧触点要切断绝大部分线路电流，所以两者之间产生电弧，由于倍速分断的作用，经过1个周波左右的时间，灭弧触点上的电弧熄灭，随后电阻触点5与电阻动触点8分离。在分闸机构动力和弹簧弹力的双重作用下，动触头和静触头以两倍于分闸机构的相对速度向相反方向移动，将电阻电流产生的电弧迅速熄灭。
当切断大电流时，电弧产生的热能使灭弧室气体迅速膨胀，推动动触头加速向分断方向运动，使电弧更加迅速熄灭。为进一步提高灭弧效率，在灭弧动触点9的一侧设置了吹弧管20，并在灭弧动触点9上套装了灭弧动触点内套23，当灭弧动触点9向分闸方向移动时在汽缸套里产生压缩气体。这些气体一方面通过吹弧管20吹向灭弧动触点9的顶端，将电弧吹灭，另一方面也压迫灭弧动触点内套23使平衡弹簧压缩，从而使吹弧管20管口能维持较为平衡的气体压力，达到更好的灭弧能力。当灭弧动触点9运动到极限位置以后，灭弧动触点内套23在平衡弹簧作用下反弹，能够适当延长吹弧管20的灭弧时间。设置排气口的作用是当灭弧动触点9向合闸方向移动的时候可以通过排气口进气，避免在汽缸套中产生真空，影响合闸的速度。
电阻动触点8和电阻动触点内套22的工作原理与上面所述类似。
由于主触点4、电阻触点5和灭弧触点6都是通过弹簧浮动连接在绝缘导向板11上，因此这三个触点在分离的时候都具有倍速分断的能力，即在分离的过程中动触头和静触头分别向相反的方向移动，相对运动速度快，灭弧效果好。由于电阻触点5上的弹簧比储能弹簧硬度大，在电阻触点5和电阻动触点8分离之前，由于导电盘18的运动，储能弹簧首先被压缩储能，然后电阻动触点8才开始运动，并拉动电阻触点5，压缩电阻触点5上的弹簧，直到电阻触点5和电阻动触点8分离以后，储能弹簧释放，推动电阻动触点8加速运动。一方面提高了电阻触点5和电阻动触点8的分离速度，另一方面也可以缩短操作机构的运动距离，更容易满足电阻动触点8滞后灭弧触点9三十毫秒分离的设计要求。
合闸动作时，驱动装置带动动触头向上运动，由于电阻触点5最长，也就是说电阻触点5与电阻动触点8之间的距离最小，因此，电阻触点5与电阻动触点8首先接通，将分、合闸电阻3接入电路，电阻触点5与电阻动触点8接通后约10毫秒，灭弧触点6与灭弧动触点9接通，主电路接通，主电路中的电流通过灭弧触点6和灭弧动触点9导通；最后才是主触点4与主动触点7接通。由于主电路接通前分、合闸电阻3先行接入，对线路进行了充电，使主电路导通时线路电压波形变化的陡度变缓，从而避免产生合闸过电压。合闸时，如果合闸在电网故障电路上，会产生较大的合闸电弧，但由于灭弧触点6先接通，因此大部分的电弧都产生在灭弧触点6上，主触点4在几乎同电位的情况下与主动触点7接通，不会产生电弧，保护主触点4不被烧坏。
动触头通过传动箱与操作机构传动连接，该传动箱包括分动箱24，与分动箱24垂直连接的支撑连接套25，分动箱24的两端分别与两个分断触头装置的动触头端连接，这两个分断触头装置的静触头端各连接一带有分、合闸电阻3的电阻箱2；分动箱24内通过铰轴对称安装两个拐臂26，拐臂26上带有两个与铰接点构成三角形的连接点，其中一个连接点与动触头上的连接板21铰接，另一个铰接点通过连接连接到拉杆27上，拉杆27安装在支撑连接套25中，并与操作机构连接。
拐臂26采用绝缘材料制成，两个分断触头装置的连接板21通过软导线电连接。为了延长爬电距离，防止沿面放电，在拐臂26上设置条装凸起的爬电裙。
虽然采用多级分断组合触头，且各触头存在运动时差，但由于使用静触头压缩弹簧调整技术，所以本发明只用一个操作机构就能完成所有触头发正确操作。操作机构可以有多种，其目的只要能操纵拉杆27上下移动即可。现有技术中有多种操作机构增大功率后可以利用，在此不再详述。
如图1所示，当操作机构将拉杆27向下拉的时候，拉杆27带动拐臂26旋转，使动触头向分断方向移动；反之，当操作机构将拉杆27向上推的时候，拉杆27带动拐臂26旋转，使动触头向合闸方向移动。
权利要求
1.一种用于GIS的特高压断路器，包括分断触头装置、分、合闸电阻(3)和驱动分断触头装置动作的操作机构，其特征在于分断触头装置安装在金属外壳(1)中，电阻箱(2)固定安装在金属外壳(1)的两端；分断触头装置包括动触头和静触头，静触头包括主触点(4)、电阻触点(5)和灭弧触点(6)，动触头包括与静触头相对应的主动触点(7)、电阻动触点(8)和灭弧动触点(9)；主触点(4)与灭弧触点(6)电连接，主动触点(7)、电阻动触点(8)和灭弧动触点(9)电连接，三对触点之中，主触点(4)与主动触点(7)之间的运动间隙最大，电阻触点(5)与电阻动触点(8)之间的运动间隙最小；分、合闸电阻(3)固定安装在电阻箱(2)的内部，并通过导线一端与位于金属外壳(1)中的灭弧触点(6)电连接，另一端与电阻触点(5)电连接，金属外壳(1)中还设置有均压电容(10)，均压电容(10)的一端通过导线与分、合闸电阻(3)电连接，另一端通过软导线与动触头电连接；动触头与操作机构传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于主触点(4)、电阻触点(5)和灭弧触点(6)均活动插装在绝缘导向板(11)上，绝缘导向板(11)上带有环状凸起的爬电裙。
3.根据权利要求1所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于所述的分、合闸电阻(3)为多层环绕电阻，由环绕在骨架上的多层电阻丝串联构成，并且相邻两层电阻丝的环绕方向相反。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于分、合闸电阻(3)包括一级电阻(3A)和二级电阻(3B)，与之对应的电阻触点(5)包括一级电阻触点(5A)、二级电阻触点(5B)，电阻动触点(8)包括一级电阻动触点(8A)和二级电阻动触点(8B)；其中，一级电阻(3A)与一级电阻触点(5A)电连接，二级电阻触点(5B)和均压电容(10)并联后与二级电阻(3B)串联；一级电阻触点(5A)与一级电阻动触点(8A)之间的运动间隙小于二级电阻触点(5B)与二级电阻动触点(8B)之间的运动间隙。
5.根据权利要求4所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于静触头的主触点(4)、电阻触点(5)和灭弧触点(6)分别通过弹簧与绝缘导向板(11)弹性连接，主触点(4)与灭弧触点(6)通过软导线电连接，主触点(4)的末端与固定插装在端盖板(13)中的连接杆(14)电连接；主触点(4)与绝缘导向板(11)之间的弹性运动间隙小于灭弧触点(6)与绝缘导向板(11)之间的弹性运动间隙；电阻触点(5)与绝缘导向板(11)之间的弹性运动间隙大于灭弧触点(6)与绝缘导向板(11)之间的弹性运动间隙；电阻触点(5)的末端通过软导线与固定插装在端盖板(13)中的电阻接线柱(15)电连接；动触头的主动触点(7)、电阻动触点(8)和灭弧动触点(9)均活动插装在内绝缘支撑板(16)上，外绝缘支撑板(17)与内绝缘支撑板(16)平行固定安装在金属外壳(1)中，灭弧动触点(9)同时也活动插装在外绝缘支撑板(17)中；灭弧动触点(9)上固定安装有导电盘(18)，导电盘(18)位于内绝缘支撑板(16)和外绝缘支撑板(17)之间；主动触点(7)和电阻动触点(8)通过该导电盘(18)与灭弧动触点(9)连接在一起，主动触点(7)、电阻动触点(8)、灭弧动触点(9)的位置分别与主触点(4)、电阻触点(5)、灭弧触点(6)相对应，内绝缘支撑板(16)上与电阻动触点(8)、灭弧动触点(9)相对应的位置设置有汽缸套(19)，电阻动触点(8)、灭弧动触点(9)上带有活塞，并与汽缸套(19)的内壁形成活塞配合，灭弧动触点(9)和电阻动触点(8)的活塞上设置有吹弧管(20)，吹弧管(20)贯穿灭弧动触点(9)或电阻动触点(8)上的活塞；活塞上带有安装有单向阀的排气口；灭弧动触点(9)的末端带有连接板(21)。
6.根据权利要求4所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于电阻箱(2)的中间固定安装连接杆延长杆(28)，分、合闸电阻(3)环绕设置在连接杆延长杆(28)的周围，连接杆延长杆(28)的顶端安装有棘轮机构，该棘轮机构与固定安装在灭弧触点(6)上的连接杆(14)配合连接，连接杆(14)上与棘轮机构对应的位置带有齿条，棘轮机构上的棘齿卡装在齿条中。
7.根据权利要求4所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于电阻动触点(8)和灭弧动触点(9)上分别套装有电阻动触点内套(22)和灭弧动触点内套(23)，电阻动触点内套(22)和灭弧动触点内套(23)位于汽缸套(19)内，并通过平衡弹簧活动连接在内绝缘支撑板(16)上。
8.根据权利要求4所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于动触头通过传动箱与操作机构传动连接，该传动箱包括分动箱(24)以及与分动箱(24)垂直连接的支撑连接套(25)，分动箱(24)的两端分别与两个分断触头装置的动触头端连接，这两个分断触头装置的静触头端各连接一带有分、合闸电阻(3)的电阻箱(2)；分动箱(24)内通过铰轴对称安装两个拐臂(26)，拐臂(26)上带有两个与铰接点构成三角形的连接点，其中一个连接点与动触头铰接，另一个连接点连接到拉杆(27)上，拉杆(27)安装在支撑连接套(25)中，并与操作机构连接。
9.根据权利要求4所述的一种用于GIS的特高压断路器，其特征在于主触点(4)有多个，环绕在灭弧触点(6)的周围均匀分布，主动触点(7)的数量及位置与主触点(4)相对应。
全文摘要
本发明涉及一种断路器，尤其用于用于GIS的特高压断路器。包括分断触头装置、分、合闸电阻和操纵分断触头装置动作的操作机构，一套操作机构通过拉杆和拐臂同时操纵两套分断触头装置。本发明具有倍速分断功能，动触头的运动阻力大大降低，分断速度加快，由于采用分级分断技术，操作过电压大幅度下降，且额定容量和遮断功率大幅度提高，同时由于使用静触头压缩弹簧调整技术，所以只用一套操作机构就能够完成全部分、合闸操作，使设备造价和制造难度大幅下降。
文档编号H01H33/16GK1959892SQ200610069989
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者王光顺 申请人:王光顺