CN100565745C - 用于断路器的排气管 - Google Patents

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Abstract

一种用于断路器的排气管，包括：大体圆柱形的壳体(26)，其在一端由底部(18、22)封闭，并具有允许气体逸出的开口(30)；管道(16)布置在壳体(26)中，其界定出管道内部的中央通道；和环形通道(42)，其位于管道与壳体(26)之间并在管道外面围绕中央通道(40)，在管道(16)中靠近底部(18)处设有由四个孔(20)构成的连通部，以使管道(16)内部的中央通道(40)和环形通道(42)之间连通，其特征在于，所述壳体(26)包括两个位于水平平面内的在直径上相对的开口(30)。

Description

用于断路器的排气管
技术领域
本发明涉及一种用于断路器的排气管，其包括大体圆柱形的壳体，其一端由底部封闭，且具有允许气体逸出的开口；管道，其布置在所述壳体中，以界定出管道内的中央通道；以及环形通道，其位于管道和壳体之间并在管道外面围绕着所述中央通道，在管道的靠近底部处设有连通部，以在管道内部和环形通道之间形成连通。
背景技术
具有此类排气管的电气装置已公开在WO 03/096366中(见图7)，该电气装置具有断开区，该区中，在喷嘴中由电弧产生气体。此气体通过一个沟道流入冷却管道形式的冷却装置中。此管道具有厚壁，壁中设有多个通孔以允许气体通过。此类装置使得排气管中封闭的空间使用率很低，由断路产生的热气体必然在到达排气管出口前冲出，该排气管包含尖锐边缘，会导致电场增加，从而可能从这些边缘朝容纳有所述电气装置的金属箱启动电弧。
另外，灰尘和颗粒会集结在箱的底部，且它们可以包括导电颗粒。排气管外表面和箱内表面之间存在的电场有时足以使这些导电颗粒移动或者甚至将它们竖直定向。一旦这些导电颗粒竖直定向，它们就会具有尖端效应。此尖端效应有助于在活动设备的排气管和与地相连的箱之间产生电弧。带有孔的冷却管道是一个轴对称的部件，从而气体被在各个方向吹动，特别是向上和向下。一旦气体产生，它会吹入此颗粒群中开始打旋。这有助于使导电颗粒变直，因此启动电弧。
在排气管前面完全充满热气体，一些气体逸出，并产生朝向箱的路径。因为热气体是比冷气体更好的导体，如果引向排气管的热气体的量很大的话，结果可能是在排气管和箱之间产生滞后的电弧(late arcs)。
另外，带有可供热气体穿过的孔的冷却管道的一部分在轴向上很长。
其从标记114a延伸到115。因此从排气管朝出口有两个长度完全不同的路径。气体总是从标记108开始在标记112处结束，且穿冷却管道到达标记114a的气体在沿着较短路径行进之后到达出口112。此较短路径使排气管中包含的气体总容积增加。因此，靠近冷气体的标记115不会被推动到排气管外面直到后来。
发明内容
本发明的目的在于提供克服这些缺点的排气管。根据本发明，这些目的是通过使壳体包括位于水平平面上的两个直径上相对的开口来获得的。
由于此特征，排气管并不包括大量的小孔，其如现有技术中那样具有对气流的阻力，而是具有大直径的开口，其曲率半径可以做到足够大到防止电场增加。此曲率半径可使气体容易排出并使附近箱经受住电场。另外，因为开口位于水平平面内，重的灰尘颗粒和由于电流中断产生的产物而产生的颗粒不会被吹入箱中已累积了其他颗粒的区域中。
根据本发明，颗粒不会被排出到排气管外面，因为气体在到达排气管出口时改变了几次方向。在每个转向点，离心力作用在重颗粒上，以使它们与主流分开，就像在旋风分离器中一样。
优选地，可供气体用的通道截面积是单调递增的。
由于此特征，可供气体流动用的通道截面积从喷嘴处单调增加到最大值。这避免了可能会产生不期望的背压的旋涡，并减少了断开性能，还减少了冷气体气窝，换句话说，排气管的容积中不包含热气体的那部分。
热气体被向下吹，且允许颗粒部分保留在排气管中，这些颗粒中的一些被传导。
优选地，可供气体用的截面通道在每次截面积增加时改变不超过四倍。
在一个优选实施例中，形成在壳体中的两个开口与环形通道的底部间隔开一定距离，设有四个径向隔板，其首先用于环绕着形成在壳体中的开口，其次用于界定与开口隔离的气体通道，从而迫使气体在其通过开口逸出之前尽可能远地行进到环形通道的底部。
由于此特征，气体随着两个同的路径行进到排气管出口。气流净化了排气管中的整个内部容积，并防止在装置有留有任何冷气体气窝。
优选地，形成在壳体中的开口绕着壳体周边约三分之一延伸。
在一个特定实施例中，在靠近底部的管道中设有连通部以使管道中的中央通道与由四个孔组成的环形通道连通。
附图说明
在阅读下面参考附图给出的示例性实施例的描述之后，本发明的其他特征和优点将更加清楚，所述实施例仅是为了示例目的。附图中：
图1为包括根据本发明的排气管的断路器的剖视侧视图；
图2为图1中的断路器的水平剖视图；
图3为根据本发明的排气管的零件的放大透视图；
图4、5、6为示出了壳体中形成的开口和径向隔板的形状的详细视图；
图7为根据现有技术的断路器的剖视图。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出了一种电气断路装置例如断路器。
电气设备容纳在箱4中，箱中填充有绝缘气体6，例如SF6。断路器具有安装在三个支架11上的移动电弧触头8和固定电弧触头10。在断路期间，电弧在移动触头8和固定触头之间延伸。这就是为什么位于固定触头和移动触头之间的空间被具有扩口端14的绝缘喷嘴12围绕的原因。喷嘴12的作用是引导由固定触头和移动触头之间的电弧产生的气体或等离子体。固定触头10由管道16围绕，喷嘴12的扩口部分14像活塞一样在管道16中滑动。管道16的一端被由圆顶盖18构成的底部封闭。管道中靠近圆顶盖18处开有四个孔20，其近似为矩形截面。具有较大曲率和类似鸡蛋形状的圆滑的外壳22位于圆顶盖18的外面。
在外面，管道被在图3中的透视图所示的壳体26围绕。包括四个通道孔20的管道16的右端(外壳22被移走了)可以在图中从壳体26开始的右边部分中看到。壳体26的形状是圆柱形的，且其与断路器的XX轴同轴。电导体28在靠近其上部分处与断路器相连。在壳体26中形成有两个水平方向上的开口30(图3中仅示出了一个开口)。开口30通过为每个开30形成两个径向隔板32、34、36、38而形成(见图5和图6)。每个隔板向内径向导向，并延伸得尽可能远地到达管道16的外周面，其中一部分可以通过图3中所示的开口13看到。
在内侧，管道界定出一个中央通道40，在外侧，其界定出位于管道和壳体26之间的环形通道42。中央通道40和环形通道42通过形成在管道的靠近圆顶盖18的端部的四个孔20相互连通。结果是产生如上所述的迷宫似的路径，其优选的是使重的颗粒的沉积物悬在气流中，并产生单调增加的截面积，从而避免在排气管中特别是在中央通道40中捕获冷气体气窝。如图4所示，环形通道42被两对径向隔板(第一对32、34，第二对36、38)分开成两部分。此环形管道的部分直接与开口30相通，从而气体可以直接逸出。与开口30隔离的两个气体通道首先通过位于径向隔板32、38之间的环形通道部分形成，其次通过位于径向隔板34、36之间的通道部分形成，从而强制穿过这些通道的气体的部分尽可能远地到达与外壳22相对的环形通道的底部44。优选地，孔30的通道截面积约为位于径向隔板32、38之间以及径向隔板34、36之间的隔离沟道的截面积的约三分之一。换言之，隔离沟道的通道截面积约比出口孔30的通道截面积大两倍。
由于此形状，可供气体用的通道截面积单调增加。环形通道42的截面积远大于中央通道40的截面积。另外，沿着路径各处的曲率半径较大，其有助于气体循环。径向隔板32本身具有与壳体26的外周面相比较大的曲率半径，从而没有任何点处的电场集中。
此装置的操作过程如下，当发生断路时，在移动触头8和固定触头10之间产生电弧。热气体产生，并从喷嘴12处在管道16中漫延，并随着管道整个长度直到到达圆顶盖18，在圆顶盖18上它变成垂直定向，从而穿过孔20。气流然后冲击外壳22的圆滑部分产生第一方向的改变。然后气体沿着环形通道42行进。部分气体直接通过孔30逸出，而剩余气体尽可能地流到底部44，在此处它进行第二次变向。然后气体穿过上述径向隔板32、34、36、38朝孔30返回，并通过开口30出来。

Claims (5)

1.一种用于断路器的排气管，包括：大体圆柱形的壳体(26)，其在一端由底部(18、22)封闭，并具有允许气体逸出的开口(30)；布置在壳体(26)中的管道，其界定出管道内部的中央通道；和环形通道(42)，其位于管道与壳体(26)之间并在管道外面围绕中央通道(40)，在管道(16)中靠近底部(18)处设有连通部(20)，以使管道(16)内部的中央通道(40)和环形通道(42)之间连通，其特征在于，所述壳体(26)包括两个位于水平平面内的在直径上相对的开口(30)，
其中，供气体用的通道截面积单调递增。
2.根据权利要求1所述的排气管，其特征在于，供气体用的通道截面积在每次截面积增加时改变不超过四倍。
3.根据权利要求1或2所述的排气管，其特征在于，在壳体(26)中形成的两个开口(30)与环形通道(42)的底部(44)隔开一定距离，且设有四个径向隔板(32、34、36、38)，其首先围绕壳体(26)中的开口(30)，其次用于界定出与开口(30)隔离的气体通道从而迫使气体在通过开口(30)逸出前尽可能远地到达环形通道(42)的底部。
4.根据权利要求1所述的排气管，其特征在于，形成在壳体(26)中的所述开口(30)绕壳体周边约三分之一延伸。
5.根据权利要求1所述的排气管，其特征在于，设在管道(16)中靠近底部(18)处以使管道(16)内的中央通道(40)和环形通道(42)之间连通的连通部由四个孔(20)构成。
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