CN101567280B - 一种气体绝缘灭弧室 - Google Patents
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Abstract
一种气体绝缘灭弧室，包括动触头装置、静触头装置和灭弧室罩，动触头装置包括中空的导电杆、有出气口的导电杆连接头、软编绳、穿墙连接头；静触头装置包括静触头基座部件及安装在静触头基座部件上的旋弧线圈部件；灭弧室罩由灭弧室上罩、灭弧室下罩通过紧固件紧密固定组成一个整体；静触头装置牢固安装在灭弧室下罩圆柱孔上，动触头装置从上到下穿过灭弧室上罩的圆柱孔。本发明的有益效果是，对气体绝缘灭弧室要求不在需要真空或高压气体环绕，仅仅在较低的气压下便可实现其全部功能；动静触头装置开距较大，对开断容性、感性电流不易产生过电压，大大提高了气体绝缘灭弧室的稳定性；在灭弧能力上比传统断路器灭弧室具备更高的分断性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘灭弧室。
背景技术
现有常用的断路器灭弧室多采用真空灭弧的断路器灭弧室，其缺点在于：这种断路器灭弧室需要较高的真空度；动静触头装置开距比较小，一般来说开距在8-16毫米之间，对分合闸速度及同期性要求高，开断容性、感性电流时容易产生过电压；同时为了保证真空断路器可靠分断，常需要在断路器器上口或下口增加隔离开关，以确保有大的分断距离。
发明内容
本发明的目的是对现有技术进行改进，提供一种可用来代替断路器真空灭弧室的气体绝缘灭弧室，该气体绝缘灭弧室同时具有膨胀气体吹弧灭弧、自产磁场旋弧灭弧两种功能，采用的技术方案如下：
本发明的气体绝缘灭弧室，包括动触头装置、静触头装置和灭弧室罩，所述动触头装置包括中空的导电杆、有出气口的导电杆连接头、软编绳、穿墙连接头；静触头装置包括静触头基座部件及安装在静触头基座部件上的旋弧线圈部件；灭弧室罩由灭弧室上罩、灭弧室下罩通过紧固件紧密固定组成一个整体；所述静触头装置牢固安装在灭弧室下罩圆柱孔上，动触头装置从上到下穿过灭弧室上罩的圆柱孔，其特征在于：所述静触头基座部件包括线圈支撑架、静触头支撑杆、触头片保护套、弹簧片绝缘垫块、触头弹簧片，多片触头片依次排列，形成圆筒状，并且各触头片均通过触头弹簧片、弹簧片绝缘垫块、线圈支撑架固定在静触头支撑杆上，触头片保护套盖在多片触头片的外侧，各触头片在断路器关合位置能自动压紧动触头装置的导电杆，保证良好接触，在断路器动、静触头装置分离后各触头片能合拢成圆筒状；旋弧线圈部件由旋弧发生片、旋弧发生片连片、多片线圈旋片、多片线圈旋片隔板、多片线圈旋片连片从上到下堆叠后用固定件连接而成，当电弧落在旋弧发生片时所产生的电流将通过旋弧线圈部件产生磁场，所述动触头装置可以与静触头装置配合，实现关合或开断。气体绝缘灭弧室，就是含有绝缘气体的灭弧室。
所述动触头装置的各部件中，导电杆由环形难熔合金材料制成的导电杆耐熔件和铜质的导电杆导电件钎焊而成；
导电杆连接头用铜质材料制成，导电杆连接头与导电杆钎焊连接后，导电杆中空部分与导电杆连接头出气口联通，导电杆连接头顶部有螺纹孔与一种高压梅花触头连接，用来实现三工位断路器中的接地功能，导电杆连接头开有矩形缺口，以钎焊软编绳；
软编绳采用铜丝编制而成，软编绳两端压制成型后分别钎焊到导电杆连接头和穿墙连接头，起到软连接的作用；
穿墙连接头用铜质材料制成，一端和电缆穿墙连接，一端钎焊软编绳。
所述触头片由铜质材料的触头导电片、难熔合金材料的触头耐熔片、软磁材料的触头软磁片钎焊而成。其性能特征满足了动静触头装置即将开断和刚关合时耐受电弧的需要，又满足了关合之后低的接触电阻，并且满足了增加电弧产生磁通量密度和均匀性要求。
所述导电杆的外径略大于触头片接触面内径，导电杆与触头片接触时触头片处于张开状态，在导电杆刚接触触头片或导电杆即将离开触头片时，均由两者的耐电弧合金材料接触，既能保证高的机械强度又能保证电弧产生的高温不至于破坏触头形状及导电性能；关合时导电杆铜管部分能均匀的与各片触头片铜质部分良好接触，保证了低的接触电阻。
所述触头片保护套由阻燃、耐高温、绝缘稳定性高材料制成，起到保护触头片不与旋弧线圈部件接触而产生消极影响的磁场，同时满足高温环境需要。
所述的旋弧发生片由难熔合金材料制成，它与触头片距离非常小，中间只隔了触头片保护套，由此使得大部分电弧发生在旋弧发生片与导电杆之间。旋弧发生片与线圈旋片通过旋弧发生片连片连接，在产生电弧时能有效的产生磁场，达到磁旋弧加快电弧熄灭作用。
所述的灭弧室在产生电弧时，除磁旋弧作用外，其电弧所产生的高温促使灭弧室内气压上升，因此气体必须通过导电杆-导电杆连接头中空管道向灭弧室外泄压，电弧在气流推动下从高温区被拉伸至低温区并熄灭，从而达到利用气体膨胀吹弧灭弧、自产磁场旋弧灭弧并存的功能。
本发明对照现有技术的有益效果是，气体绝缘灭弧室可以采用SF6或N2、SF6混合气体作为绝缘、灭弧介质，对气体绝缘灭弧室要求不在需要真空或高压气体环绕，仅仅在较低的气压下便可实现其全部功能；气体绝缘灭弧室密封在一种高压充气柜充气箱内部，高压充气柜充气箱采用优质不锈钢制成，受外界环境影响微小；动静触头装置开距较大，在12kV、24kV电压等级中大于40mm，对开断容性、感性电流不易产生过电压，不再需要附加隔离开关确保其分断的安全性、可靠性，不再需要严格要求分合闸特性和同期性等指标，这也大大的提高了气体绝缘灭弧室的稳定性；采用气体膨胀吹弧灭弧、自产磁场旋弧灭弧，在灭弧能力上比传统断路器灭弧室具备更高的分断性能。
附图说明
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是图1所示优选实施例动触头装置与静触头装置的立体结构示意图；
图3是图1所示优选实施例静触头装置的零件分解图；
图4是图1所示优选实施触头片剖视立体结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，本优选实施例中的气体绝缘灭弧室，包括动触头装置2、静触头装置1和灭弧室罩3，所述动触头装置2包括中空的导电杆21、有出气口的导电杆连接头24、软编绳22、穿墙连接头23；静触头装置1包括静触头基座部件11及安装在静触头基座部件11上的旋弧线圈部件12；灭弧室罩3由灭弧室上罩31、灭弧室下罩32通过紧固件紧密固定组成一个整体；所述静触头装置1牢固安装在灭弧室下罩32圆柱孔上，动触头装置2从上到下穿过灭弧室上罩31的圆柱孔，所述静触头基座部件11包括线圈支撑架111、静触头支撑杆112、触头片保护套113、弹簧片绝缘垫块114、触头弹簧片115，多片触头片依次排列，形成圆筒状，并且各触头片13均通过触头弹簧片115、弹簧片绝缘垫块114、线圈支撑架111固定在静触头支撑杆112上，触头片保护套113盖在触头片13的外侧，各触头片13在气体绝缘灭弧室的关合位置能自动压紧动触头装置2的导电杆21，保证良好接触，在动触头装置2、静触头装置1分离后，各触头片13能合拢成圆筒状；旋弧线圈部件12由旋弧发生片121、旋弧发生片连片122、多片线圈旋片123、多片线圈旋片隔板124、多片线圈旋片连片125从上到下堆叠后用固定件连接而成，当电弧落在旋弧发生片121时，所产生的电流将通过旋弧线圈部件12产生磁场，所述动触头装置2可以与静触头装置1配合，实现关合或开断。
所述动触头装置2的各部件中，导电杆21由环形难熔合金材料制成的导电杆耐熔件212和铜质的导电杆导电件211钎焊而成；
导电杆连接头24用铜质材料制成，导电杆连接头24与导电杆21钎焊连接后，导电杆21中空部分与导电杆连接头24出气口联通，导电杆连接头24顶部有螺纹孔与一种高压梅花触头连接，用来实现三工位断路器中的接地功能，导电杆连接头24开有矩形缺口，以钎焊软编绳22；
软编绳22采用铜丝编制而成，两端压制成型后钎焊到导电杆连接头24和穿墙连接头23，起到软连接的作用；
穿墙连接头23用铜质材料制成，一端和电缆穿墙连接，一端钎焊软编绳22。
所述各触头片13均由铜质材料的触头导电片131、难熔合金材料的触头耐熔片133、软磁材料的触头软磁片132钎焊而成。其性能特征满足了动静触头装置1即将开断和刚关合时耐受电弧的需要，又满足了动静触头装置1关合之后低的接触电阻，并且满足了增加电弧产生磁通量密度和均匀性要求。
所述导电杆21的外径略大于触头片13接触面内径，导电杆21与触头片13接触时触头片13处于张开状态，在导电杆21刚接触触头片13或导电杆21即将离开触头片13时，均由两者的耐电弧合金材料接触，既能保证高的机械强度又能保证电弧产生的高温不至于破坏触头形状及导电性能；关合时导电杆21铜管部分能均匀的与各片触头片13铜质部分良好接触，保证了低的接触电阻。
所述触头片保护套113由阻燃、耐高温、绝缘稳定性高材料制成，起到保护触头片13不与旋弧线圈部件12接触而产生消极影响的磁场，同时满足高温环境需要。
所述的旋弧发生片121，是由难熔合金材料制成，它与触头片13距离非常小，中间只隔了触头片保护套113，由此使得大部分电弧发生在旋弧发生片121与导电杆21之间。旋弧发生片121与线圈旋片123通过旋弧发生片连片122连接，在产生电弧时能有效的产生磁场，达到磁旋弧加快电弧熄灭作用。
所述的气体绝缘灭弧室在产生电弧时，除磁旋弧作用外，其电弧所产生的高温促使灭弧室罩装置3内气压上升，因此气体必须通过导电杆21-导电杆连接头24中空管道向灭弧室罩装置3外泄压，电弧在气流推动下从高温区被拉伸至低温区并熄灭，从而达到利用气体膨胀吹弧灭弧、自产磁场旋弧灭弧并存的功能。
如图1所示，气体绝缘灭弧室处于关合状态，此时电流通过动触头装置2首端的穿墙连接头23流经与其钎焊联通在一起的软编绳22，再经过导电杆连接头24到达导电杆21，此时由导电杆21上的导电杆导电件211部分将电流传至触头片13的触头导电片131上，通过触头弹簧片115的作用使得触头片13与静触头支撑杆112紧密连接，电流从而通过静触头支撑杆112流向下一电气元件。这是在正常关合状态线路电流流经气体绝缘灭弧室内零件情况，这一路线全由铜质导电零件组成，其接触电阻最小，能满足长期工作的要求。
当气体绝缘灭弧室要从关合状态转变为分断状态时，动触头装置2在灭弧室上罩31限制下垂直向上移动，此时静触头装置1连同灭弧室罩3静止不动。随着动触头装置2向上移动，动、静触头装置由原来的导电杆导电件211和触头导电片131接触，转变为导电杆耐熔件212和触头耐熔片133接触，再而导电杆耐熔件212和触头耐熔片133接触面越来越小，随即它们中间出现了间隙。
由于触头片13轴向上与旋弧发生片121距离非常小，中间仅隔着触头片保护套113，于是若此间隙出现了电弧，也会随着动触头装置2的向上移动而很快被牵引至旋弧发生片121和导电杆耐熔件212上。因为产生电弧所接触的导电零件均为导电耐熔材料制成，所以保证了系统高的使用寿命，触头片保护套113在此过程中起到保证了触头耐熔片133与旋弧发生片121之间的距离，又保护触头片13不因张开移动惯性接触到旋弧线圈部件12而产生消极的磁场。当电弧出现在旋弧发生片121和导电杆耐熔件212之间时，电流从旋弧发生片121流经旋弧线圈部件12至静触头支撑杆112。旋弧线圈部件12是由通过特殊结构排布的线圈旋片124、线圈旋片连接片125、线圈旋片隔片122组成的线圈，当电流经过此线圈时即产生磁场。由于圆周排布在静触头支撑杆112上的多片触头片13受触头弹簧片115束缚围成一个圆形整体，触头软磁片132因此形成闭环，从而加大旋弧线圈部件12所产生磁场的磁通量及均匀性。
电弧在此磁场作用下于旋弧发生片121和导电杆耐熔件212之间导轨上被旋转拉伸，同时电弧所产生的高温促使灭弧室3内气压上升，高压气体必须通过导电杆21、导电杆连接头24向灭弧室外泄压而产生气流，电弧在气流推动下从高温区被拉伸至低温区。电弧在被旋转拉伸及降温冷却作用下被熄灭。随着动触头装置2向上移动，动静触头装置之间的距离越来越大直至安全距离，至此分断过程完毕。
Claims (6)
1.一种气体绝缘灭弧室，包括动触头装置、静触头装置和灭弧室罩，所述动触头装置包括中空的导电杆、有出气口的导电杆连接头、软编绳、穿墙连接头；静触头装置包括静触头基座部件及安装在静触头基座部件上的旋弧线圈部件；灭弧室罩由灭弧室上罩、灭弧室下罩通过紧固件紧密固定组成一个整体；所述静触头装置牢固安装在灭弧室下罩圆柱孔上，动触头装置从上到下穿过灭弧室上罩的圆柱孔，其特征在于：所述静触头基座部件包括线圈支撑架、静触头支撑杆、触头片保护套、弹簧片绝缘垫块、触头弹簧片，多片触头片依次排列，形成圆筒状，并且各触头片均通过触头弹簧片、弹簧片绝缘垫块、线圈支撑架固定在静触头支撑杆上，触头片保护套盖在多片触头片的外侧，各触头片在断路器关合位置自动压紧动触头装置的导电杆，保证良好接触，在断路器的动触头装置、静触头装置分离后各触头片合拢成圆筒状；旋弧线圈部件由旋弧发生片、旋弧发生片连片、多片线圈旋片、多片线圈旋片隔板、多片线圈旋片连片从上到下堆叠后用固定件连接而成，所述动触头装置与静触头装置配合，实现关合或开断。
2.如权利要求1所述的气体绝缘灭弧室，其特征在于：所述动触头装置的各部件中，导电杆由环形的难熔合金材料制成的导电杆耐熔件和铜质的导电杆导电件钎焊而成；
导电杆连接头用铜质材料制成，导电杆连接头与导电杆钎焊连接后，导电杆中空部分与导电杆连接头出气口联通，导电杆连接头顶部有螺纹孔与一种高压梅花触头连接，导电杆连接头开有用于钎焊软编绳的矩形缺口；
软编绳采用铜丝编制而成，软编绳两端压制成型后分别钎焊到导电杆连接头和穿墙连接头；
穿墙连接头用铜质材料制成，一端和电缆穿墙连接，一端钎焊软编绳。
3.如权利要求2所述的气体绝缘灭弧室，其特征在于：所述触头片由铜质材料的触头导电片、难熔合金材料的触头耐熔片、软磁材料的触头软磁片钎焊而成。
4.如权利要求3所述的气体绝缘灭弧室，其特征在于：所述导电杆的外径略大于触头片接触面内径，导电杆与触头片接触时触头片处于张开状态，在导电杆刚接触触头片或导电杆即将离开触头片时，均由两者的耐电弧合金材料接触；关合时导电杆铜管部分均匀的与各片触头片铜质部分良好接触。
5.如权利要求1所述的气体绝缘灭弧室，其特征在于：所述触头片保护套由阻燃、耐高温、绝缘稳定性高材料制成。
6.如权利要求1所述的气体绝缘灭弧室，其特征在于：所述的旋弧发生片由难熔合金材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Guangdong Jinhuilong Switch Co.,Ltd. Assignor: Ji Shunfeng Contract fulfillment period: 2009.8.2 to 2014.8.1 contract change Contract record no.: 2009440001292 Denomination of invention: Gas insulation arc-extinguishing chamber License type: Exclusive license Record date: 2009.8.18 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.8.2 TO 2014.8.1; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: GUANGDONG JINHUILONG SWITCH CO., LTD. Effective date: 20090818 |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGDONG JINHUILONG SWITCH CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JI SHUNFENG Effective date: 20110919 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 515041 SHANTOU, GUANGDONG PROVINCE TO: 515000 SHANTOU, GUANGDONG PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110919 Address after: 515000, No. two, 1 North West Street, Wan Ji industrial zone, Longhu District, Guangdong, Shantou Patentee after: Guangdong Jinhuilong Switch Co.,Ltd. Address before: 515041 No. 218 Ning street, Xinjin street, Longhu District, Guangdong, Shantou Patentee before: Ji Shunfeng |