專利名稱：真空滅弧轉換選擇器的制作方法
技術領域：
本發明涉及有載分接開關技術領域，特別涉及一種帶真空滅弧電路的轉換選擇器。
背景技術：
有載分接開關是在變壓器有載即不停 電的情況下，通過改變連接變壓器的繞組抽頭，改變變壓器初次級繞組的匝數比，從而達到改變變壓器輸出電壓的目的。現有的組合式有載分接開關分成兩個部分，即切換開關和選擇器兩部分。有些變壓器要求調壓的范圍比較大，級數較多，可在選擇器部分增加一轉換選擇器，通過轉換變壓器調壓繞組的極性或改變粗、細調繞組的連接，達到不增加變壓器調壓繞組的抽頭而擴大變壓器調壓范圍的目的。轉換選擇器通過轉換變壓器調壓繞組的極性或改變粗、細調繞組的連接，即粗細調轉換選擇器與極性轉換選擇器。這個操作只能在整個調壓范圍的中間位置進行，即粗調轉換選擇器與極性轉換選擇器的動觸頭在K的位置上進行粗細調和極性轉換調節。如圖la、圖Ib和圖Ic所示的極性轉換選擇器，極性轉換選擇器的操作是在分接的“中間位置”上，即分接選擇器處在“K”位置上進行。極性轉換時，動觸頭離開“ + ”或的瞬間，變壓器的調壓繞組與主繞組脫離，調壓繞組處于電的“懸浮”狀態。如圖2a、圖2b和圖2c所示的粗調轉換選擇器的操作是在分接的“中間位置”上，即分接選擇器處在“K”位置上進行。轉換時，動觸頭離開“ + ”或的瞬間，變壓器的調壓繞組與主繞組脫離，調壓繞組處于電的“懸浮”狀態。由于與調壓繞組相鄰的繞組上有電壓存在，以及調壓繞組與相鄰的繞組、與相鄰的接地體之間存在的耦合電容，脫開的瞬時使得調壓繞組上出現一個不同于粗調轉換選擇器和極性轉換選擇器動作之前的新的電位，而粗調轉換選擇器和極性轉換選擇器的動觸頭仍處在原來的電位上，這二者之間的電位差被稱為位移電壓(也有稱為偏移電壓的)。這個電壓同時作用于粗調轉換選擇器或極性轉換選擇器的動觸頭與“ + ”或的靜觸頭之間的斷口上，則被稱作恢復電壓。當恢復電壓的數值超過轉換選擇器能夠承受的能力時，在轉換選擇器的上述斷口上可能出現持續的放電。電容電流和恢復電壓的強度取決于系統電壓、線圈布置方式、以及線圈之間的電容和比率。對于給定的線圈布置方式和線圈電容，沒有辦法降低電容電流。為了限制恢復電壓，現有技術通常采用以下幾種方案I.在調壓線圈中部和切換開關引出端之間安裝固定電位電阻Rp (參見圖3)。這種方法結構簡單，但電位電阻Rp電阻長期通流，浪費電力，對變壓器油也起到加溫的作用，不利于變壓器的運行。2.參見圖4a、圖4b和圖4c，電位電阻R串接一與動觸頭聯動的電位開關M，只有在轉換操作時電位開關M才連接電位電阻R，電位開關M的使用是為了避免很多的電位電阻，簡化電位電阻的安裝并減少無功補償。這種方法使轉換選擇器結構比較復雜。
3.采用如圖5a、圖5b、圖5c所示的一種雙極性轉換原理來實現無斷開轉換選擇，其基本原理是該轉換選擇器采用一對靜觸頭l、la和一對動觸頭2、2a來實現轉換選擇，在轉換過程中，動觸頭2逐漸由與靜觸頭I接觸切換到靜觸頭la，動觸頭2a逐漸由與靜觸頭Ia接觸切換到靜觸頭1，也就是動觸頭2、2a在轉換選擇過程中，不會電“懸浮”，因此不存在恢復電壓問題，也就是說其不會產生火花放電。但是采用該理論設計的雙極性轉換選擇器需要另外配置驅動機構，需要考慮與有載分接開關的同步性，機械結構復雜；再者現有無載分接開關的觸頭組是平面布置的，在變壓器上需要留有安裝位置，并需備有控制系統和操動系統，增加設備成本，并且增加變壓器體積及用油量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對現有技術所存在的不足而提供一種采用真空滅弧室(也稱真空管)進行滅弧的帶真空滅弧電路的轉換選擇器。 本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現帶真空滅弧電路的轉換選擇器，包括一中心軸和由該中心軸驅動回轉的動觸頭以及圓周布置在轉換選擇器籠體的絕緣板條上的第一靜觸頭和第二靜觸頭，所述動觸頭在所述中心軸驅動下回轉在第一靜觸頭與第二靜觸頭之間切換，所述動觸頭與第一、第二靜觸頭構成一轉換選擇主電路，其特征在于，在所述轉換選擇主電路上并聯有一包含真空管的真空滅弧支路；所述真空管的開斷在所述動觸頭與第一靜觸頭分離之后，閉合在所述動觸頭與第二靜觸頭電連接之前。所述真空滅弧電路由所述中心軸驅動與所述動觸頭同步回轉。所述真空滅弧支路還包括一真空管驅動機構，一用以安裝所述真空管和真空管驅動機構的支撐部件，一安裝在所述轉換選擇器籠體的絕緣板條上的凸輪；所述支撐部件由絕緣材料支撐，安裝在所述中心軸上；所述真空管驅動機構采用導電材料制成，與真空管一起安裝在支撐部件上；該真空驅動機構具有一與所述凸輪接觸的受力端和與所述真空管的動觸頭端接觸的驅動端；所述凸輪分為三段，其中中間段為絕緣段，兩端分別為第一導電段和第二導電段，所述第一導電段與所述第一靜觸頭電連接，第二導電段與所述第二靜觸頭電連接。在本發明的一個優選實施例中，所述真空管驅動機構包括一固定在所述支撐部件上的杠桿座和滑動設置在所述杠桿座上的受力桿、驅動桿以及鉸接在所述杠桿座上的杠桿，所述受力桿的外端安裝有與所述凸輪接觸的滾輪，受力桿的內端與所述杠桿的一端鉸接；所述驅動桿的外端與所述杠桿的另一端鉸接，驅動桿的內端與所述真空管的動觸頭端接觸。在本發明的另一個優選實施例中，所述真空管驅動機構包括一滑動設置在所述支撐部件上的受力桿，在所述受力桿的中間部位上設置有一彈簧座，所述受力桿的外端裝有與所述凸輪接觸的滾輪，受力桿的內端套上彈簧后與真空管的動觸頭端連接，所述彈簧的外端與所述彈簧座接觸，彈簧的內端與所述真空管的管體端面接觸。本發明的原理為在常規載流的情況下，負載電流由動、靜觸頭的電連接承擔。轉換選擇器動作時，動觸頭先離開一個靜觸頭，這時由于滾輪與該靜觸頭電連接的導電段電接觸，真空管構成的真空滅弧支路是導通的，動觸頭與該靜觸頭無電位差，動觸頭與該靜觸頭之間分離時不會產生電弧，由真空管構成的真空滅弧支路承擔負載電流。真空管在凸輪的控制下，管內觸頭開斷。恢復電壓產生在真空管內分開的觸頭之間，產生電弧。真空管構成的真空滅弧支路進入控制凸輪的中間段，動觸頭繼續向另一靜觸頭過渡。在動觸頭與另一靜觸頭接觸前，滾輪進入到與另一靜觸頭電連接的另一導電段，真空管內觸頭閉合，閉合過程中恢復電壓在真空管內產生電弧，然后動觸頭與另一靜觸頭連接，這時由于真空管構成的真空滅弧支路已經與該靜觸頭電連接，因此動觸頭與該靜觸頭之間無電位差，接觸時不會產生電流。 從上述轉換過程可以看出，本發明的電弧只發生在真空管內，管外無電弧發生，也就不會對開關所在的變壓器油造成污染。由于本發明采用了上述技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著優點I.機構簡化，控制可靠；徹底解決了轉換選擇器產生電弧對變壓器油的污染。 2.結構尺寸小，可縮小轉換選擇器占位空間，節省變壓器箱體空間，降低變壓器及變壓器油的費用。
圖la、圖Ib和圖Ic為線性調極性轉換選擇器電路示意圖。圖2a、圖2b和圖2c為粗細調轉換選擇器電路示意圖。圖3為帶固定電位電阻的轉換選擇器電路示意圖。圖4a、圖4b和圖4c為電位電阻串接一與動觸頭聯動開關的轉換選擇器電路示意圖。圖5a、圖5b和圖5c為雙極性轉換選擇器示電路意圖。圖6為本發明實施例I帶真空滅弧電路的轉換選擇器的結構示意圖。圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e、圖7f、圖7g、圖7h為本發明實施例I真空滅弧電路的轉換選擇器轉換過程原理示意圖。圖8為本發明實施例2帶真空滅弧電路的轉換選擇器的真空滅弧支路的結構示意9a、圖％、圖9c為本發明實施例2真空滅弧電路的轉換選擇器轉換過程示意圖。
具體實施例方式下面實施例進一步描述本發明，但所述實施例僅用于說明本發明而不是限制本發明。參見圖6，帶真空滅弧電路的轉換選擇器，包括一中心軸601，夾片式動觸頭603利用彈簧浮動安裝在動觸頭支架613上，動觸頭支架613固定在轉換選擇器的中心軸601上，這樣中心軸601可帶動動觸頭支架613和動觸頭603回轉來回擺動。動觸頭603的內端夾持在引出環302上形成電連接，引出環302固定在中心軸601上。靜觸頭604、605分別安裝在以中心軸601為圓心，圓周分布地固定在轉換選擇器籠體成圓周分布的絕緣板條612. I和612. 2上，絕緣板條612. I與絕緣板條612. 2之間為絕緣板條612,這樣動觸頭603的外端隨著中心軸601的回轉擺動可分別與靜觸頭604或靜觸頭605形成電連接，動觸頭603與靜觸頭604、605構成一轉換選擇主電路。本發明的特點是在動觸頭603與靜觸頭604、605構成一轉換選擇主電路上并聯有一包含真空管的真空滅弧支路，其具體結構如下按中心軸601軸向在由動觸頭603和動觸頭支架613構成的動觸頭組件上或下安裝有包含真空管的真空滅弧支路。該包含真空管的真空滅弧支路由采用絕緣材料制成的支撐部件606、真空管607、滾輪609、杠桿611、受力桿611. I、驅動桿611. 2、杠桿座611. 3、凸輪610等部件組成；其中真空管607、滾輪609、杠桿611、受力桿611. I、驅動桿611.2、杠桿座611.3均采用導電材料制成。支撐部件606大致為L形零件，其直段固定在中心軸601上，杠桿座611.3和真空管607成前后位置安裝在支撐部件606的橫段上，受力桿611. I、驅動桿611. 2滑動設置在杠桿座611. 3上，杠桿611鉸接在杠桿座611. 3上。受力桿611. I的外端安裝有滾輪609，兩者之間形成電連接，受力桿611. I的內端與杠桿611的上端鉸接，兩者之間形成電連接。驅動桿611. 2的外端與杠桿611的下端鉸接，兩者之間形成電連接，驅動桿611. 2的內端與真空管607的動觸頭端接觸，兩者之間形成電連接；真空管607的靜觸頭端607. 2與引出環602之間形成電連接。凸輪610固定在轉換選擇器籠體成圓周分布的絕緣板條612. 1,612和612. 2上，凸輪610分為三段，中間段為絕緣段610. 3，兩端分別為金屬導電段610. I和610. 2，導電段610. I與靜觸頭604之間通過敷設在絕緣板條612. I內邊上的連接片608形成電連接，導電段610. 2與靜觸頭605之間通過敷設在絕緣板條612. I內邊上的連接片(圖中未示出)形成電連接。該實施例的帶真空滅弧電路的轉換選擇器詳細轉換過程如下參見圖7a，在常規載流的情況下，雖然滾輪609與凸輪的導電段610. I接觸，但是負載電流由動觸頭603、靜觸頭604的電連接承擔。參見圖7b，轉換選擇器動作時，動觸頭603先離開靜觸頭604，這時由于滾輪609與該靜觸頭604電連接的導電段610. I電接觸，真空管607構成的真空滅弧支路是導通的，動觸頭603與該靜觸頭604無電位差，動觸頭603與該靜觸頭604之間分離時不會產生電弧，由真空管607構成的真空滅弧支路承擔負載電流。參見圖7c，當滾輪609與該靜觸頭604電連接的導電段610. I脫離進入到凸輪中間的絕緣段610. 3，滾輪609通過受力桿、杠桿和驅動桿作用于真空管607的動觸頭端，真空管607觸頭開斷，恢復電壓產生在真空管607內分開的觸頭之間，產生電弧。參見圖7d、圖7e和圖7f，在中心軸的帶動下，滾輪609繼續沿凸輪中間的絕緣段610. 3滾動向凸輪另一端的導電段610. 2過渡，同時動觸頭603也繼續向靜觸頭605過渡。參見圖7g，在動觸頭603與另一靜觸頭605接觸前，滾輪609進入到與靜觸頭605電連接的另一導電段610. 2,滾輪609通過受力桿、杠桿和驅動桿作用于真空管607的動觸頭端，真空管607內觸頭閉合，閉合過程中恢復電壓在真空管607內產生電弧。參見圖7h，接著動觸頭603與另一靜觸頭605電連接，這時由于真空管607構成的真空滅弧支路已經與該靜觸頭605連接，因此動觸頭603與該靜觸頭605之間無電位差，接觸時不會產生電流。上述轉換選擇過程可以分成以下幾個階段
I、動觸頭603與靜觸頭604分離，真空管607構成的真空滅弧支路還在電連接，動觸頭603與靜觸頭604分離時無耦合電位差，不會有電弧產生；2、滾輪609進入凸輪的導電部610. I的凸起位置，通過杠桿的作用，使真空管607內的動、靜觸頭分離，由于耦合電位差的作用，真空管607內的動、靜觸頭有電弧產生，但發生在真空管607內。3、滾輪609進入凸輪中間的絕緣段610. 3。
4、滾輪609進入凸輪另一端的導電部610. 2，使真空管607內的動、靜觸頭閉合，由于耦合電位差的作用，真空管607內的動、靜觸頭有電弧產生，但發生在真空管內。5、動觸頭603與靜觸頭605結合，真空管607構成的真空滅弧支路已經電連接，動觸頭603與靜觸頭605結合時無耦合電位差，不會有電弧產生，選擇轉換完成。實施例2該實施例的帶真空滅弧電路的轉換選擇器的結構與實施例I基本上相同，只是真空管607的驅動機構不同。參見圖8，該實施例的真空管607的驅動機構由受力桿611a、彈簧座611b、彈簧611c構成，在支撐部件606的最外端固定有一采用絕緣材料制成的受力桿支架606a，受力桿611a采用導電材料制成，其滑動設置在受力桿支架606a上，彈簧座611b采用絕緣材料制成，固定在受力桿611a中間位置，與凸輪610接觸的滾輪609安裝在受力桿611a的外端，兩者之間形成電連接；受力桿611a的內端套上彈簧611c后與真空管607的動觸頭端電接觸，兩者之間形成電連接，彈簧611c的外端與彈簧座611b接觸，內端與真空管607的管體端面接觸。凸輪610固定在轉換選擇器籠體成圓周分布的絕緣板條612. 1,612和612. 2上，凸輪610分為三段，中間段為絕緣段610. 3，兩端分別為金屬導電段610. I和610. 2，導電段610. I與靜觸頭604之間通過敷設在絕緣板條612. I內邊上的連接片(圖中未示出)形成電連接，導電段610. 2與靜觸頭605之間通過敷設在絕緣板條612. I內邊上的連接片(圖中未示出)形成電連接。支撐部件606同樣固定在中心軸601上。該實施例的帶真空滅弧電路的轉換選擇器詳細轉換過程如下參見圖8，在常規載流的情況下，雖然滾輪609與凸輪610的導電段610. I接觸，但是負載電流由動觸頭603、靜觸頭604的電連接承擔(結合參見圖6)。轉換選擇器動作時，動觸頭603先離開靜觸頭604，這時由于滾輪609與該靜觸頭604電連接的導電段610. I電接觸，真空管607構成的真空滅弧支路是導通的，動觸頭603與該靜觸頭604無電位差，動觸頭603與該靜觸頭604之間分離時不會產生電弧，由真空管607構成的真空滅弧支路承擔負載電流。參見圖9a，當滾輪609與該靜觸頭604電連接的導電段610. I脫離進入到凸輪610中間的絕緣段610. 3，滾輪609通過受力桿611a作用于真空管607的動觸頭端，真空管607觸頭開斷，恢復電壓產生在真空管607內分開的觸頭之間，產生電弧。這時彈簧611c成釋放狀態。參見圖9b,在中心軸601的帶動下，滾輪609繼續沿凸輪610中間的絕緣段610. 3滾動向凸輪610另一端的導電段610. 2過渡，同時動觸頭603也繼續向靜觸頭605過渡。在動觸頭603與另一靜觸頭605接觸前(結合參見圖6)，滾輪609進入到與靜觸頭605電連接的另一導電段610. 2，滾輪609通過受力桿611a作用于真空管607的動觸頭端，真空管607內觸頭閉合，閉合過程中恢復電壓在真空管607內產生電弧。這時彈簧611c成壓縮狀態。參見圖9c，接著動觸頭603與另一靜觸頭605電連接(結合參見圖6)，這時由于真空管607構成的真空滅弧支路已經與該靜觸頭605連接，因此動觸頭603與該靜觸頭605之間無電位差，接觸時不會產生電流。
以上內容顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的人員應該了解，本發明不受上述實例的限制，上述實例和說明中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都將落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.帶真空滅弧電路的轉換選擇器，包括一中心軸和由該中心軸驅動回轉的動觸頭以及圓周布置在轉換選擇器籠體的絕緣板條上的第一靜觸頭和第二靜觸頭，所述動觸頭在所述中心軸驅動下回轉在第一靜觸頭與第二靜觸頭之間切換，所述動觸頭與第一、第二靜觸頭構成一轉換選擇主電路，其特征在于，在所述轉換選擇主電路上并聯有一包含真空管的真空滅弧支路；所述真空管的開斷在所述動觸頭與第一靜觸頭分離之后，閉合在所述動觸頭與第二靜觸頭電連接之前。
2.如權利要求I所述的帶真空滅弧電路的轉換選擇器，其特征在于；所述真空滅弧電路由所述中心軸驅動與所述動觸頭同步回轉。
3.如權利要求I或2所述的帶真空滅弧電路的轉換選擇器，其特征在于；所述真空滅弧支路還包括一真空管驅動機構，一用以安裝所述真空管和真空管驅動機構的支撐部件，一安裝在所述轉換選擇器籠體的絕緣板條上的凸輪；所述支撐部件由絕緣材料支撐，安裝在所述中心軸上；所述真空管驅動機構采用導電材料制成，與真空管一起安裝在支撐部件上；該真空驅動機構具有一與所述凸輪接觸的受力端和與所述真空管的動觸頭端接觸的驅動端；所述凸輪分為三段，其中中間段為絕緣段，兩端分別為第一導電段和第二導電段，所述第一導電段與所述第一靜觸頭電連接，第二導電段與所述第二靜觸頭電連接。
4.如權利要求3所述的帶真空滅弧電路的轉換選擇器，其特征在于；所述真空管驅動機構包括一固定在所述支撐部件上的杠桿座和滑動設置在所述杠桿座上的受力桿、驅動桿以及鉸接在所述杠桿座上的杠桿，所述受力桿的外端安裝有與所述凸輪接觸的滾輪，受力桿的內端與所述杠桿的一端鉸接；所述驅動桿的外端與所述杠桿的另一端鉸接，驅動桿的內端與所述真空管的動觸頭端接觸。
5.如權利要求3所述的帶真空滅弧電路的轉換選擇器，其特征在于；所述真空管驅動機構包括一滑動設置在所述支撐部件上的受力桿，在所述受力桿的中間部位上設置有一彈簧座，所述受力桿的外端裝有與所述凸輪接觸的滾輪，受力桿的內端套上彈簧后與真空管的動觸頭端連接，所述彈簧的外端與所述彈簧座接觸，彈簧的內端與所述真空管的管體端面接觸。
全文摘要
本發明公開的帶真空滅弧電路的轉換選擇器，包括一中心軸和由該中心軸驅動回轉的動觸頭以及圓周布置在轉換選擇器籠體的絕緣板條上的第一、第二靜觸頭，動觸頭在中心軸驅動下回轉在第一靜觸頭與第二靜觸頭之間切換，動觸頭與第一、第二靜觸頭構成一轉換選擇主電路，其在轉換選擇主電路上并聯有一包含真空管的真空滅弧支路；真空管的開斷在動觸頭與第一靜觸頭分離之后，閉合在動觸頭與第二靜觸頭電連接之前。本發明采用了上述技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著優點1．機構簡化，控制可靠；徹底解決了轉換選擇器產生電弧對變壓器油的污染。2．結構尺寸小，可縮小轉換選擇器占位空間，節省變壓器箱體空間，降低變壓器及變壓器油的費用。
文檔編號H01H33/664GK102709106SQ20121015501
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者余一鳴, 朱強, 王成報 申請人:上海華明電力設備制造有限公司, 上海華明電力設備集團有限公司