CN1016477B - 充压介电气体吹弧的高压断路器 - Google Patents

充压介电气体吹弧的高压断路器

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Abstract

充压介电气体的高压断路器，至少有一个开关盒由用绝缘材料做的外壳组成，内充有介电气体，装有固定部件：固定主触点及固定电弧触点：运动部件包括动的主触点和运动电弧触点：开关室内有吹弧室及一对辅助触点。其特征为吹弧室由内管筒5和外管筒7组成，其上分别有动的电弧触点和固定主触点：半运动主活塞14有一辅助触点30，另一触点31在固定管筒上，环状物5B与内管筒5绝缘，外活塞与管筒5相连并沿固定管筒长度方向滑动。关闭外空间35。

Description

本发明是关于高压断路器的，在断路器的开关盒内充满介电气体六氟化硫，利用电弧的能量提高气体的压力。以减少断路器操作所需能量。
更具体地说，本发明的断路器有一个吹弧室及另一个开关室。其中装有一对辅助触点，当断路器动作时，该触点产生的二次电弧能提供断路器操作所需的部分能量。
此类断路器是人所共知的。例如法国专利第8701545号。
然而此类断路器需要解决的一个问题是，当断路器切断小电流时吹弧室内的压力变化不大（操动能量显示小），而当断路器切断大电流时，灭弧室内压力升得较高，但并没有增加操动所需的能量。
本发明的目标是当断路器切断微小电流时操动能量维持不变。本发明的另一目标是在断路器中没 有任何电弧在热空间中触发闭合。
本发明的另一目标是如果电流变得很强烈空间的电弧动力能变长，那么能放出更多能量。
本发明的目的是为了实现一种充压下介电气体的高压断路器，这类断路器至少有一个开关盒，电池缘外壳组成，内充介电气体，并装有固定部件，即固定的主触点和固定的电弧触点。还有一个移动部件，它包括动的主触点和动的电弧触点;开关盒内还有一个吹弧室，它与吹弧口相连，和一对辅助触点，其特征为，上述吹弧室由装有运动的电弧触点的内管筒，和装有动的主触点的外管筒、以及装有辅助触点的半运动的内活塞构成，另一个触点是在装有上述内活塞的固定管上，一个管状延长与上述内管筒隔离一外活塞与上述管筒相接并沿上述固定管的长度方向移动，封闭外空间，上述半运动活塞相对于固定整体运动趋于减少上述吹弧室内的空间。
通过以下介绍本发明的一个断路器的最佳模型将更好地理解本发明。
图1是根据本发明构成的断路器的开关盒的纵向剖面图，是对称的，只示出一半。所示断路器处于闭合状态;
图2是类似的剖面图，所示的断路器处于切断弱电流的过程中。
图3也是类似的剖面图，表示切断强大电流时的情况。
图4亦是类似的剖面图，表示断路器切断电流操作后的状态。
图1示出了一个开关盒的结构，它由用绝缘材料陶瓷制的外壳1组成，内充有几个大气压的介电气体即六氟化硫。在开关盒壳内装有一组指状的固定触点2，由防电晕保护罩3防护;及一个管状的金属电弧触点4，其端部4A用耐弧合金制成。
运动部件包括用作运动的电弧触点的金属筒或管5，而端部装有管套5A，是用耐弧合金制成的。
管5是由金属管6驱动的，管6可用铝制成，与断路器操动杆（图中未示出）相连接。但管5和6不是相互固定在一起的，而是有一定的相对移动，这个位移是靠管子6上的凸缘6B和活塞42上的凸缘42A（将在下面描述）来实现的。挡圈6C则起限定位移量的作用。
与金属管5同心的金属管7是运动的主触点，它带有一个用绝缘材料制成的吹弧口8。管7与金属件9的电连接是靠一组指状触点10，9可用铝制成，是与断路器的固定部件相连接的。
管5和管7是用绝缘环12连接。其上有孔12A。
由管5和管7围成的空间20一头是由固定活塞14关闭，14是绝缘材料制成，如聚四氟乙烯，或另外的材料，能由固定在整体件9上的金属管15保持原位。
空间20是由管5和7，圆环12和活塞14围成。该空间构成了断路器吹弧室。
活塞14上有开口16且具有一单向阀17只允许气体从20内向外流出。动塞14具有密封垫圈18。
活塞14能允许相对于固定件15运动。因此它固定在管21沿管7滑动并拥有一个滚珠挡圈22和弹簧23或另一个与在管5中开槽24的联合系统。一在压紧下工作的弹簧25置于在件15外的圆环15A和在管21外边的圆环21A之间。
活塞14不直接在管5上滑动而是借助备有电触点29整体件28和通过构成辅助触点的管筒30终止。另外的辅助触点31与管15连接。电极32是在延长的管5中的金属整传件33上;并由绝缘材料管状部分5B与其隔离。
空间35由管子15、活塞14，整体件28和触点30和31确定出，由绝缘活塞42关闭，固定在管5上，并拥有导向块43和一单向阀44只允许气体从空间35外部流入其内。
件33在其端部有孔46，同样管6拥有孔47。这些孔的作用将在下面说明。
件9上有与管5的端部49连接的触点48以将整体件33置于与运动的断路器在断开最后过程中的其余部分同样的电位。
在断开操作的最后固定件15备有的电极49A将整体件28置于件15的电位。
断路器的功能如下。
断路器在闭合时（图1的位置），电流通过指状物2，管7，指状物10和件9。
切断弱电流
电流低于或等于设备的额定电流量。在断路器断开时（图2）它的运动是通过管6驱动的。在触点分开时，一个电弧50在电弧触点4A和5A之间射出。
几乎是同时，在辅助触点30和32之间出现电弧60，而后转到触点31。这样电流流过触点4，电弧50， 管5，整体件28，触点30，电弧60，触点31，管15和整体件9。电弧60是低能，空间35中的压力增长不足以使活塞相对于管15移动。
由于单向阀17的打开室间20中的压力有所增加。
然而吹弧对于熄灭首先经过零电流的电弧50是足够的。
切断强大电流
这是短电路电流。
图3示出了断路器由管6向图右移动断开的过程。
电弧60太强，使得空间35迅速加热，相应地该空间气体压力增加很大。
该压力的增加有三种作用：
-首先的作用是关闭单向阀17，
-第二个作用是使活塞14相对于固定管15移动。滚珠22离开槽24而弹簧25被压缩。由于二个重迭的运动，一个相对于管5，另一个相对于运动的全部，使活塞移动，在空间20中的气体产生一个太快的压缩，同时吹弧很有能量。
电弧的延长，在触点30和31之间的外加距离使得空间35的气体得到很好的加热。
-第三个作用是空间35中气体压力的增加对连接运动断路器的活塞42上加了很大的压力，这对断路器断开的操作提供了附加能量。
在断开阶段最后弹簧25将活塞带回直到滚珠22进入到槽24中。
在断开运动的最后（图4）吹弧室推动活塞14而使滚珠22脱开其槽24。活塞14在弹簧25的动作下能向前移至挡圈5A。这样，连接活塞14的电极30。进行同样移动。
电极32和辅助触点30之间的距离L2小于电弧触点4A和5A之间的距离L1。
这样在闭合期间，在空间封闭35中没有任何起弧产生。
断路器的闭合
管6被向图的左方推动。挡圈6C驱动管5。空间35的弱压力通过空间46和47的重合泄向管5里的空间70。
在完成闭合操作最后又回到图1的结构。
空间20中的一个由降压造成的所有阻力通过单向阀17的打开而避免。

Claims (8)

1、一种高压断路器，包括一个充有带压力介电气体的圆筒形外壳(1)，且在上述外壳内，一个固定组件包括一个主触头(2)和一个管金属形电弧触头(4)，一个动组件包括一个管形金属可动主触头(7)和一个管形金属可动电弧触头(5)；该可动电弧触头(5)与上述可动主触头(7)同轴且位于其内；上述可动主触头(7)及上述可动电弧触头(5)被一个环(12)固定在一起；该断路器还包括产生二次电弧的二次触头；其特征在于：上述环形金属可动电弧触头有一个延长的管状绝缘部分(5B)，它携带着一个附在一个驱动管(6)上的金属块(33)；在上述管形可动主触头(7)和管形可动电弧触头(5)之间包括环形空间(20)，限定一个其一端由吹弧喷嘴(8)且另一端由半可动组件封闭的吹弧容积(20)；该半可动组件包括一个环形第一活塞(14)，该活塞插在一个靠着上述可动主触头(7)滑动的绝缘管(21)和一个靠着上述可动电弧触头(5)和管形绝缘部分(5B)滑动的金属管(28)之间；由一个固定金属管(15)限制的半可动组件的行程在上述绝缘管(21)内延伸；一个弹簧(25)围绕着上述固定金属管(15)定位，且在其一端靠在上述管(15)端部的一个环(15A)上，而在其另一端由上述绝缘管(21)端部的一个环(21A)靠压；由上述绝缘管(21)限定的一个环形空间(35)；上述第一部件(14)、滑动金属管(28)、金属块(33)构成一个第二容积(35)，该第二容积由固定于上述驱动管(6)的第二活塞(44)封闭，上述第二容积(35)包括由上述滑动金属管(28)携带的第一个二次触头(30)，以及由上述金属固定管(15)携带的第二个二次触头(31)。
2、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：上述金属块（33）携带一个电极（32），该电极与上述第一个二次触头（30）配合去产生二次电弧（60）。
3、一种根据权利要求1或2的高压断路器，其特征在于：受一个弹簧（23）推压的球（22），位于上述绝缘管（21）端部的上述环（21A）内;当其间施加低分离力时，上述球与上述固定金属管（15）内的一个槽（24）配合，将上述固定金属管（15）与上述绝缘管（21）邻接在一起，且其间施加较大的力时使它们分离。
4、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：上述可动第一活塞（14）包括一个逆止阀门，该逆止阀门允许气体仅从吹弧容积（20）内部流至其外部。
5、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：二次触头（30、31）的装设方式为，当断路器断开时，借助紧靠上述固定金属管（15）的上述半可动部件（14），在上述第一个二次触头（30）端部和上述电极（32）之间的距离（L2）小于在上述电弧触头（4，5）端部（4A、5A）之间的距离（L1）。
6、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：固定组件携带一个触头（48），该触头当断路器断开时与上述可动电弧触头（5）接触。
7、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：上述第二活塞（42）包括一个逆止阀门（44），该逆止阀门允许气体仅从上述包含二次触头（30、31）的第二容积（35）的外部流入其内部。
8、一种根据权利要求1的高压断路器，其特征在于：可动电弧触头（5）连到上述驱动管（6），并具有一段空动，以使驱动管（6）内的孔（46）与上述块（33）内的孔（47）重合，以消除在包含上述二次触头（30，31）的上述第二容积（35）内的压力的增加。
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