CN101083181B - 带有过压阀的压气式断路器 - Google Patents
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Abstract
断路器包括压气体积(9)和至少一个过压阀(16)用于如果压气体积(9)内压力超过给定的阈值则从压气体积(9)排放气体。过压阀由活塞(17)和弹簧(19)以及在可移动触点组件(2)的静止的支承件主体(10)内的腔(18)形成。过压阀(16)是紧凑的且设计简单，具有低的滞后和大的截面。
Description
技术领域
本发明涉及具有过压阀的压气式(puffer)断路器。
背景技术
压气式断路器在非常高的电流水平下生成了在其压气室内的高压积累。压力取决于触点速度、压气室、电流非对称性和触点系统尺寸。虽然希望的是实现在断路器内的一定压力水平，但过高的压力是不希望的，因为由压力产生的力抵抗触点移动起作用，降低了在中断时的触点距离和/或使得必需使用更强的断路器驱动器。
因此，已知使用了过压阀用于限制压气室内的压力。然而，作为分开的单元安装到可移动触点组件的支承件的这样的过压阀是昂贵的。另外，它们要求空间，或如果它们设计的小，则它们仅具有小的直径，这降低了通过它们的气体流。
发明内容
因此，本发明的目的是提供解决了这些问题的压气式断路器。此目的通过本发明的如下所述的断路器实现。
根据本发明，提供了一种压气式断路器，其包括：静止触点组件和可移动触点组件，连接到所述可移动触点组件用于促动所述可移动触点组件的杆，可移动地保持所述可移动触点组件且绕所述杆布置的支承件，形成在所述支承件和所述可移动触点组件之间的压气室，布置在所述支承件处用于释放所述压气室内的过压的至少一个过压阀，其中所述过压阀包括可移动活塞和弹簧，其特征在于，所述支承件包括用于接收所述弹簧的整体的阀腔和打开到所述压气室内且可由所述活塞关闭的阀入口开口。
根据本发明的一优选实施例，所述支承件包括绕所述杆布置的管状主体，其中所述阀腔和所述阀入口开口由所述管状主体形成。
根据本发明的另一优选实施例，所述管状主体包括至少一个窗，窗形成了从所述阀腔和所述阀入口开口之间的区域到所述压气式断路器的排放空间的通道。
根据本发明的另一优选实施例，断路器包括共享共同的窗的至少两个邻近的过压阀。
根据本发明的另一优选实施例，所述窗打开到位于所述管状主体外部的空间内，以及打开到所述管状主体内的轴向腔内。
根据本发明的另一优选实施例，所述阀活塞具有头部，头部具有沿所述活塞的位移方向恒定的截面，且其中所述头部定位为延伸到所述阀入口开口的端部部分内，其中所述端部部分也具有沿所述位移方向恒定的截面，其中当所述头部延伸到所述端部部分内时，所述端部部分的截面与所述头部的截面匹配，用于形成密封。
根据本发明的另一优选实施例，所述端部部分结束于所述支承件的垂直于所述位移方向延伸的表面。
根据本发明的另一优选实施例，所述头部结束于所述活塞的垂直于所述位移方向延伸的表面。
根据本发明的另一优选实施例，所述活塞延伸到所述阀腔内且其中所述支承件包括至少一个通道，通道将所述阀腔连接到大于所述阀腔的排放空间，用于当所述活塞位移时释放所述阀腔内的过压，且用于阻尼所述活塞的运动。
根据本发明的另一优选实施例，断路器包括从所述活塞侧向地突出的止动构件，用于限制所述活塞的纵向位移。
根据本发明的另一优选实施例，所述支承件包括邻近所述活塞的凹陷或开口且其中所述止动构件延伸到所述凹陷或开口内。
根据本发明的另一优选实施例，所述活塞至少部分地由铝形成。
因此，支承件包括用于接收阀的弹簧的整体的阀腔。此外，它包括整体的阀入口开口，其打开到压气室内且通过阀的活塞关闭。
因为阀腔和入口开口整合到支承件内，支承件自身形成了其壁。与此作为对比，常规设计使用了形成了阀腔和阀入口开口的分开的阀单元，该阀单元又须由支承件保持，例如以螺纹保持，这要求了更大的空间。
有利地，支承件包括围绕可移动触点组件的驱动杆的整体的单件主体和阀腔，且阀入口开口整合在支承件内。
附图说明
本发明的进一步的实施例、优点和应用在从属权利要求以及在如下的参考附图的描述中披露。各图为：
图1是断路器的截面视图；和
图2是图1的放大的部分，示出了单个的过压阀。
具体实施方式
图1的断路器是高压断路器，它设计为用于例如至少72.5kV的电压。它包括静止触点组件1和可移动触点组件2。可移动触点组件2可移动地保持在静止的支承件3内。包括基部构件4a和管4b的杆4连接到可移动触点组件2，用于将可移动触点组件2沿一般地与断路器的纵向轴线5重合的位移方向移动。
静止触点组件1包括一系列第一静止触点6，第一静止触点6布置为接触可移动触点组件2的匹配的第二触点7。当断路器运行时，第二触点7从第一触点6脱离且在电弧体积内形成电弧。在电弧体积内生成的压力部分地反馈到形成在可移动触点组件2和支承件3之间的压气室9(也称为“缓冲体积”)内。压气室9形成在支承件3的前板11和可移动触点组件2的圆柱形壳体12之间。前板11可滑动地布置在圆柱形壳体12内。
支承件3包括由单件铸造金属制成的整体管状主体10。主体10是管状的，大致地是圆柱形形状且绕杆4延伸。它在一个端部处形成了前板11，在相对的端部处形成了圆柱形基部部分13a，且形成了位于前板11和基部部分13a之间的阀部分13b。杆4位于主体3的轴向腔14内且通过摩擦轴承15在腔14内导向。
过压阀16安装在支承件3的整体管状主体10的阀部分13b内。在本实施例中，总共四个这样的过压阀16在例如0度、45度和180度、225度的角度位置处布置为两对。这些过压阀16的两个在图1中可见。这些阀16的目的是如果压气室9内的压力超过了给定的阈值例如45巴，则从压气室9内释放气体。
如在图2中最好地可见，每个过压阀16包括可移动活塞17，使得后端17a延伸到阀腔18内，阀腔18由管状主体10的阀部分13b内的膛形成。阀弹簧19围绕活塞17的后端17a且以略微地压缩的状态在活塞17的肩20和阀腔18的后壁21之间延伸。
活塞17的前端处的头部22延伸到阀入口开口23内。阀入口开口23由通过支承件3的前板11的膛形成。
由螺钉形成的止动构件24从活塞17侧向地突出到延长孔或凹陷25内。行程也可以由任何其他装置限制，例如定心的螺钉或Seeger环。
管状主体10进一步包括至少一个窗26，窗26形成了从阀腔18和阀入口开口23之间的区域到断路器的排放空间的通道。在此处示出的实施例中，窗26打开到位于管状主体10外侧的排放空间27内，以及打开到轴向腔14内，使得轴向腔14通过管状主体10内的大的开口(在图中不可见)连接到排放空间27。
在压气室9内不存在过压的运行中，弹簧19将活塞17向前推动，使得活塞的头部22延伸到阀入口开口23内，因此关闭了阀16。当压气室9内的压力超过阀16的阈值压力时，活塞17被向后推动以释放阀入口开口23，因此打开阀16，使得来自压气室9的气体可以通过窗26。活塞17的最大位移由止动构件24邻靠孔或凹陷25的后端25a限制，或由活塞17的后端17a邻靠阀腔18的后壁21限制。即使当压气室9内的压力非常高时，此限制也防止弹簧19的过度的、可能损坏的压缩。
活塞17可沿平行于断路器的纵向轴线5的位移方向位移(见图1)。活塞17的头部22具有恒定的截面，即垂直于位移方向的截面不沿位移方向改变。类似地，至少阀入口开口23的端部部分23a具有恒定的截面。两个所述的截面匹配，用于当头部22延伸到端部部分23a内时形成密封。头部22结束于活塞17的端表面28，该端表面垂直于所述的位移方向延伸。类似地，阀入口开口23的端部部分23a结束于支承件3的表面29内，其垂直于所述的位移方向延伸。所有这些措施单独地和组合地有助于降低过压阀16的滞后。
如例如从图2中可见，活塞17关闭了腔18的前端。为允许在活塞17移动期间在腔18及其周围环境之间的气体交换，通道30将阀腔18连接到排放空间27(或连接到任何其他远大于阀腔18的体积)。通道30的尺寸设定为使得通过它的气体经历充足的摩擦用于阻尼腔18内的活塞17的移动。
根据在此示出的设计的过压阀16是非常紧凑的。因此，它固有地是迅速的。为更进一步增加它的速度，活塞17由铝制成，因此降低了它的重量。
即使过压阀16是非常紧凑的，它也能打开相对地大截面的管道，因此快速地耗尽压气室9。为进一步加速这样的耗尽，窗26向轴向腔14打开，且窗26，优选地是同一个窗26，向排放空间27打开。优选地，窗26是大的，每个连接两个邻近的过压阀16，这又增加了通路的可用截面。
在此示出的过压阀16的设计是简单和紧凑的。因为它是支承件3的整体部分，它的组装成本是低的。尽管如此它快速地起作用、具有低的滞后且可以快速地耗尽压气室9。
附图标记列表
1静止触点组件
2可移动触点组件
3支承件
4杆
4a 基部构件
4b 管
5纵向轴线
6第一触点
7第二触点
9压气室
10主体
11前板
12圆柱形壳体
13a基部部分
13b阀部分
14轴向腔
15摩擦轴承
16过压阀
17活塞
17a活塞17的后端
18阀腔
19阀弹簧
20肩
21阀腔18的后壁
22活塞17的头部
23阀入口开口
23a阀入口开口的端部部分
24止动构件
25孔或凹陷
26窗
27排放空间
28端表面
29表面
30通道
Claims (13)
1.一种压气式断路器，其包括：
静止触点组件(1)和可移动触点组件(2)，
连接到所述可移动触点组件(2)用于促动所述可移动触点组件(2)的杆(4)，
可移动地保持所述可移动触点组件(2)且绕所述杆(4)布置的支承件(3)，
形成在所述支承件(3)和所述可移动触点组件(2)之间的压气室(9)，
布置在所述支承件(3)处用于释放所述压气室(9)内的过压的至少一个过压阀(16)，其中所述过压阀(16)包括可移动活塞(17)和弹簧(19)，
其特征在于，所述支承件(3)包括用于接收所述弹簧(19)的阀腔(18)和打开到所述压气室(9)内且可由所述活塞(17)关闭的阀入口开口(23)。
2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述支承件(3)包括绕所述杆(4)布置的管状主体(10)，其中所述阀腔(18)和所述阀入口开口(23)由所述管状主体(10)形成。
3.根据权利要求2所述的断路器，其中所述管状主体(10)包括至少一个窗(26)，窗(26)形成了从所述阀腔(18)和所述阀入口开口(23)之间的区域到所述压气式断路器的排放空间(27)的通道。
4.根据权利要求3所述的断路器，包括共享共同的窗(26)的至少两个邻近的过压阀(16)。
5.根据权利要求3所述的断路器，其中所述窗(26)打开到位于所述管状主体(10)外部的空间(27)内，以及打开到所述管状主体(10)内的轴向腔(14)内。
6.根据权利要求4所述的断路器，其中所述窗(26)打开到位于所述管状主体(10)外部的空间(27)内，以及打开到所述管状主体(10)内的轴向腔(14)内。
7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的断路器，其中所述活塞(17)具有头部(22)，头部(22)具有沿所述活塞(17)的位移方向恒定的截面，且其中所述头部(22)定位为延伸到所述阀入口开口(23)的端部部分(23a)内，其中所述端部部分(23a)也具有沿所述位移方向恒定的截面，其中当所述头部(22)延伸到所述端部部分(23a)内时，所述端部部分(23a)的截面与所述头部(22)的截面匹配，用于形成密封。
8.根据权利要求7所述的断路器，其中所述端部部分(23a)结束于所述支承件(3)的垂直于所述位移方向延伸的表面(29)。
9.根据权利要求7所述的断路器，其中所述头部(22)结束于所述活塞(17)的垂直于所述位移方向延伸的表面(28)。
10.根据前述权利要求1-6中任一项所述的断路器，其中所述活塞(17)延伸到所述阀腔(18)内且其中所述支承件(3)包括至少一个通道(30)，通道(30)将所述阀腔(18)连接到大于所述阀腔(18)的排放空间(27)，用于当所述活塞(17)位移时释放所述阀腔(18)内的过压，且用于阻尼所述活塞(17)的运动。
11.根据前述权利要求1-6中任一项所述的断路器，包括从所述活塞(17)侧向地突出的止动构件(24)，用于限制所述活塞(17)的纵向位移。
12.根据权利要求11所述的断路器，其中所述支承件(3)包括邻近所述活塞(17)的凹陷或开口(25)且其中所述止动构件(24)延伸到所述凹陷或开口(25)内。
13.根据前述权利要求1-6中任一项所述的断路器，其中所述活塞(17)至少部分地由铝形成。
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