公知的真空断路器具有真空断续器(interrupter)、电磁驱动器、开口簧 (opening spring)以及压簧[1]。
该真空断路器的动力系统包括带负载的大量摩擦装置(friction assemblies)，其导致设备的可靠性降低并且工作寿命缩短。
最近的设计是电话线的真空断路器，包括具有磁性开关(magnetic latch) 和同步轴的隔离相位排列(segregated-phase arrangement)的驱动器[2]。
这种设计的缺点包括牵引绝缘体(pulling insulator)的长度相当大、活 动导电元件(柔性电流分流器)的电阻相对较高、磁性致动器复杂、由于接 触端子的受阻自然冷却造成的额定电流低、手动断路(tripping)困难以及主 要接触位置的远程机械指示困难、接通插座接触件(socket contact)困难以 及用于各种应用项目的联锁机构的设计困难。
本发明解决了提供一种具有减小的尺寸和成本同时提高主要性能参数 的真空断路器的问题。
应用所要求的本发明产生的技术效果包括：减小牵引绝缘体的长度、减 小活动导电元件的电阻、简化磁性致动器并且降低其成本、由于改善接触端 子的冷却而提高额定电流、减小手动断路所需的作用力、解决主要接触位置 的远程机械指示的问题、接通插座接触件并且简化其设计、促进完成接通联 锁机构的任务。

本发明提供一种真空断路器，其包括：金属基体；真空室；接触端子； 活动接触衬套；导电元件；支撑绝缘体；牵引绝缘体；具有磁性开关的驱动 器，由定子、电枢以及线圈构成；以及普通的同步轴。其中所述定子覆盖有 具有管状部件的硬绝缘体，所述牵引绝缘体的一部分为绝缘套管，所述管状 部件同轴地设置在所述绝缘套管的内部。
本发明提供的真空断路器的特征在于，其中牵引绝缘体是以如下方式 具体实施的：以不同电位通电的组件覆盖有绝缘体，绝缘体的固定部分具 体实施为位于绝缘套管内且与其同轴的管状部件(fragment)，所述绝缘 套管为所述牵引绝缘体的一部分，并且弹性的导电螺管用作在表面之间能 够旋转(rolling)的活动导电元件，至少一个所述表面具有朝向运动方向 的齿，所述螺管的两匝位于所述齿之间，磁性驱动系统包括两个由高矫顽 磁性材料制成的碗(bowl)形组件，其内部设置有线圈，一个碗形组件与 断路器的基体(base)相连接，另一个碗形组件与所述牵引绝缘体相连接； 接触端子是由铝合金利用挤压过程以及随后的机械整饰(finishing)制成 的；手动断开(deenergization)发生器构成能够机械开启的闭合磁性系统， 其包括与断路器驱动器的线圈电连接的永磁体和线圈；以及手动断开按 钮，其以操作方向与磁性系统的开启方向相一致的方式刚性连接于磁性系 统元件；该真空断路器装配有主要接触位置的远程指示器，其通过具体为 封装线缆的柔性连接而与同步轴的机构相连接；该真空断路器还装配有插 座接触件，其具有由铝合金利用挤压过程制成的分离器；该真空断路器还 装备有联锁轴，其具有用于在断电状态下机械开启并联锁所述驱动器的凸 轮和用于电力联锁的杆。
本发明的实质在于：牵引绝缘体和固定绝缘管状部件以如下方式在高 电位与地之间提供曲径式密封(labyrinth)的空气隙，即以空气中的击穿 路径具有与电场方向相反指向的部分的方式。
在真空断路器工作过程中在活动和固定表面之间旋转的螺旋导电元 件提供永久的多点接触，因为每半周都是分立的导体，由此就能够得到较 低值的瞬态电阻。
通过包括两个由高矫顽磁性材料制成的碗形组件的磁性驱动系统，能 够实现简单可靠的具有磁性开关的驱动器。
通过挤压过程以及随后从型材(profile)上切割下所需长度的部分而 制造接触端子，与其它零件加工过程如铸造相比较，这显著地减小了成品 的成本。
采用手动断开发生器有助于设计分配器，因为该发生器并不机械连接 于真空断路器，而是类似于主要接触位置的远程指示器那样可安装在任何 便利的地方。
制造中的挤压过程以及随后切割下所需长度的部分显著地减小了插 座接触件分离器的成本。通过采用联锁轴能够在真空断路器工作的过程中 无需机械加载同步轴而实现联锁。
附图说明
图1示出了通常设计的真空断路器；
图2示出了真空断路器在启用位置出现的一个相位的模块的剖面；
图3示出了真空断路器在禁用位置出现的一个相位的模块的剖面；
图4示出了接触端子；
图5和图6示出了在具有一个或两个有齿表面的情况下螺旋集电器的接 触原理；
图7示出了手动断开发生器的剖面；
图8示出了插座接触件的结构设计。

真空断路器包括安装在金属基体1上的相位模块(phase module)，具 有磁性开关的驱动器位于所述金属基体1中，包括定子2、电枢3和线圈4、 开口簧5、同步轴6和联锁轴7、以及多个闭塞触点(block contact)。凸轮 8位于联锁轴7的端部。所述相位模块包括：支撑绝缘体9，位于其内的硅 橡胶中填埋有真空室10；接触端子11、12；压簧13以及牵引绝缘体14。 朝向接触端子11的驱动器的定子2覆盖有具有管状部件16的硬绝缘体15。 活动导电元件17位于接触端子11和活动接触衬套18之间的间隙中。接触 位置指示器19利用封装的电线轴与同步轴6连接。具有电枢21的手动断开 发生器20与驱动线圈4的绕组电连接。插座接触件22包括分离器23、薄板 24和板簧25。
该装置以如下方式工作。当电流脉冲供至驱动线圈4时，关闭定子2和 电枢3，同时压缩了开口簧5和压簧13；并且关闭了与真空室10的接触。 由于定子2和电枢3是由高矫顽磁性材料制成，其中保持有剩余的磁通，所 以定子2和电枢3可无限期地处于关闭位置。当负序电流脉冲供至驱动线圈 4时，从驱动器“复位”磁性开关，并且通过开口簧5和压簧13的作用，驱 动器返回图3中所示的位置，与真空室10的接触断开。在驱动器工作的过 程中，同步轴转到一特定的角度，从而将指示器19从一个位置移动至另一 位置。而且，同步轴的转动导致激活了闭塞触点(图3中未显示)。当真空 室10和衬套18的活动触点发生移动时，活动导电元件17在衬套18和接触 端子11之间旋转，以确保其间的永久接触。对于在一个有齿表面(图5)或 两个有齿表面(图6)的情况下弹性的螺旋导电元件的旋转，在图5和图6 中以箭头显示接触压力的作用力。
图2示出曲径式密封的绝缘体的原理，其中以箭头表示在接触端子11 和以地电位通电的组件之间的空气中的可能击穿路径。
当缺少工作电源时，可以使用手动断开发生器20通过移动其电枢21进 行手动断开，这样，导致打开启用永磁体的磁性系统，并且在手动断开发生 器20的线圈中感应出电流脉冲，该电流脉冲被供至驱动线圈4，导致从磁性 开关“复位”后者。
还可以通过转动联锁轴7使定子2与电枢3机械断开而进行手动断开， 联锁轴7以其凸轮将电枢3与定子2分开。联锁轴7转动90°，并且联锁轴 7的设计使得其可以仅位于图2和图3的两个稳定位置中的一个。
紧固(toggling)联锁轴7使其从图2的位置锁闭于图3的位置，同时断 开驱动电路(电力联锁，图3中未显示)，如果驱动器关闭，则机械开启驱 动器，一旦无法电力联锁，则机械联锁驱动器以防止启动。
工业应用
制造复杂立体形状的接触端子11、12和分离器23的挤压过程能够显著 降低所要求权利的真空断路器的成本。接触端子11和12还作为真空断路器 自然对流冷却的散热器，这能够使额定电流增大。
多触点的活动导电元件17能够获得较低值的瞬态电阻，而相似尺寸的 其它设计无法获得。
手动断开发生器20和接触位置指示器19可以安装在任何方便的位置， 因为它们与真空断路器不是刚性的机械连接。
对于任何类型的工厂组装的分配器，联锁轴的应用都能够发展出简单可 靠的联锁系统。
参考资料来源：
1.SU No.1552250，H01H33/66，1990.
2.RU No.2020631，H01H33/66，1992.