CN101669181B - 缓冲型气体断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓冲型气体断路器，该断路器的缓冲轴置换容易且能高速切断动作又能提高机械强度，其具体结构是：在填充绝缘气体的容器(1)内配置切断部(2)而组成缓冲型气体断路器。这个切断部(2)，至少具有固定侧及可动侧主触头(3)、(6)和固定侧及可动侧的电弧触头(4)、(7)和压缩绝缘气体的缓冲装置、对各电弧触头(4)、(7)之间产生的电弧吹入绝缘气体的绝缘喷嘴(10)。吹入电弧的成为烫手的绝缘气体，通过筒状的缓冲轴(11)排出。缓冲轴(11)，由在顶端设置电弧触头(7)的管材部件(11a)、一端和管材部件(11a)由连接部(11d)可分离地结合的同时，另一端和接续于操作器侧的杆(12)连接的端部件(11b)形成。

Description

缓冲型气体断路器

技术领域

本发明是有关用于输电线回路上的开闭操作的缓冲型气体断路器，尤其是关于向在切断电流时发生的电弧吹入灭弧性绝缘气体从而切断电流的缓冲型切断器。

背景技术

一般，缓冲型气体断路器，如图3所示，在金属制的容器1内配置由分别被绝缘物14、15支持的固定接触部和可动接触部等组成的切断部2，而且，在容器1的内部，填充绝缘性能和灭弧性能良好的六氟化硫气体(SF₆)。在容器1的两端部的分支部上，配置通电导体16及17，通过这些把切断部2接入输变电系统。

切断部2的固定接触部侧，由固定侧的主触头3、固定侧的电弧触头4、和与这些保持电气上的导通状态的固定侧导体5、用容器1支持这个固定侧导体5的绝缘物14等组成。又，切断部2的可动接触部侧，由通过可动侧导体8与通电导体17连接的可动主触头6、和固定侧的电弧触头4结合分离的可动侧电弧触头7、切断时动作而压缩绝缘气体的缓冲装置缓冲缸9a及活塞9b、把压缩的绝缘气体吹入电弧触头4、7部分产生的电弧的绝缘喷嘴10、和固定侧的主触头3结合分离的可动侧主触头6、在顶端设置可动侧电弧触头7的筒状缓冲轴11、以及一端作为缓冲轴11而另一端通过操作器(没有图示)侧和针等连接部件13连接的杆12、由容器1支持可动侧导体8的绝缘物15等组成。

缓冲轴11，配置在可动侧导体8、缓冲活塞9b和缓冲缸9a缓冲装置的中心部分内，和把这些的内部连接在操作器上的杆12共同在直线方向上自由动作。

这种缓冲型气体断路器，由切断部2切断电流时，把绝缘气体由缓冲装置压缩而吹入电弧触头4、7之间产生的电弧来灭弧。吹入电弧触头4、7之间的电弧而变成高温的灭弧性绝缘气体，通过筒状的缓冲轴11内部，由排气孔11c排出。为此，缓冲轴11，通常由熔点高的金属形成一体使用。

又，缓冲轴11，能高速化可动主触头6、可动侧电弧触头7、缓冲装置在切断时的动作，因此日本的特许公开公报平成5-20987号(特许文献1)也提议了由外侧的铝制等金属管和内侧的聚四氟乙烯(PTFE)制等绝缘管两重结构组成的缓冲型气体断路器。

但是，当如上所述一体形成缓冲轴11时，由于长年累月的使用，即使是缓冲轴11的一部分损坏的情况，也要全部换下，不太经济，又很难同时满足切断动作的高速化和提高机械强度这两方面的要求。

更加具体地说，缓冲轴11，当以强度大的材料如钢材一体形成时，虽然难以受变成高温的绝缘气体的影响，但重量变重。为此要让缓冲装置快速动作时，需要大的操作力，就会妨碍切断动作的高速化。反过来，缓冲轴11，当以比重轻的材料如铝材料一体形成时，缓冲轴11的重量变轻，切断动作就能快速完成。但是，和杆12连接的部分的机械强度和钢材比较起来较弱，就容易导致缓冲轴11的变形或者破损。

又，缓冲轴11以低熔点的铝材料一体形成时，通过电流切断时的高温气体，具有排气孔11c的端部受很强烈的影响。而且，这种结构的排气孔11c，把通过缓冲轴11内部的高温气体，排到可动侧导体8的内部，排出的高速气体在一定时间内充满可动侧导体8内。为此，缓冲轴11的端部，内外部分同时处于高温状态，存在因高热而劣化的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，依据改变通过吹入电弧的绝缘气体并排出的筒状的缓冲轴的结构，提供一种置换容易且经济，另外，能实现切断动作的高速化，机械强度能提高的缓冲型气体断路器。

本发明的缓冲型气体断路器，其特征在于，在填充绝缘气体的容器内设置切断部，上述切断部至少具有固定侧及可动侧的主触头、固定侧及可动侧的电弧触头、压缩上述绝缘气体的缓冲装置、对上述各电弧触头之间产生的电弧吹入绝缘气体的绝缘喷嘴，在吹入电弧之后的绝缘气体通过筒状的缓冲轴而排出之际，上述缓冲轴，由在顶端设置上述可动侧电弧触头的管材部件，和一端和上述管材可分离地结合的同时另一端和操作器侧连接的杆连接的端部件组成。

比较理想的是，上述管材采用比上述端部件比重要小的材料，上述端部件的特征在于，采用了机械强度大且比上述管材熔点高的材料。又，其特征还在于，上述管材部件使用了铝材料，上述端部件使用了钢材。

又，本发明的缓冲型气体断路器，在填充绝缘气体的容器内配置了切断部，上述切断部，至少具有固定侧及可动侧的主触头、固定侧及可动侧的电弧触头、压缩上述绝缘气体的缓冲装置、对上述各电弧触头之间产生的电弧吹入绝缘气体的绝缘喷嘴，在吹入电弧之后的绝缘气体通过筒状的缓冲轴而排出之际，上述缓冲轴，由在顶端设置上述可动侧电弧触头的铝材料管材部件，和一端和上述管材可分离地结合的同时另一端和操作器侧连接的杆连接的结构用炭素钢材端部件组成。

如本发明组成缓冲型气体断路器时，即使由于长期使用缓冲轴破损的情况，仅仅置换破损部分的管材部件或者端部件就可以，因此可经济地制造，在管材部件和端部件上可分别地有效使用其特性不同的材料。

又，缓冲轴，当在管材上采用了比重小的材料，而端部件采用了机械强度大且比管材熔点高的材料时，在不妨碍切断动作的高速化的情况下加强了机械强度，因此可以防止缓冲轴的变形，也可以防止高温气体的高热引起的劣化。

还有，缓冲轴，当把铝制的管材和结构用炭素钢材制的端部件组合起来组成时，机械强度得到了提高，也实现了切断动作的高速化，又能长期使用，更加经济。

附图说明

图1是表示适用本发明的缓冲型气体断路器的一实施例的剖视图；

图2是图1的A部分的放大剖视图；

图3是表示现有的缓冲型气体断路器的剖视图。

具体实施方式

下面，使用对和现有一样的部分标上同样的标号的图1及图2所示的实施例说明本发明的缓冲型断路器。

缓冲型断路器，和现有一样在容器1内配置和通电导体16、17连接的切断部2，在容器1内部填充绝缘气体而组成。由操作器(没有图示)驱动操作的切断部2的固定接触部侧及可动触头部是和现有一样的结构。

图1的各触头的投入状态开始操作器动作而进行切断动作时，可动侧的主触头6、可动侧的电弧触头7、缓冲缸9a、绝缘喷嘴10是向图中的右方向动作的结构。切断部2的断开动作的途中，缓冲缸9a和缓冲活塞9b的缓冲装置压缩的绝缘气体，由绝缘喷嘴10向电弧触头4、7之间产生的电弧吹入，由此灭弧。

吹入电弧成为高温气体的绝缘气体，通过贯通缓冲活塞9b的中心部分的本发明的缓冲轴11的中空部分，由排气孔11c排到中空的可动侧导体8内，最终排放进容器1内。

缓冲轴11，如图1及图2所示，由外径略同的管材部件11a和端部件11b两个形成可分离地一体结合的结构。管材部件11a，如后述，使用比重小的材料，制造在高温气体通过的中空里，顶端设置可动侧的电弧触头7。又，端部件11b，如后所述，使用机械强度大，且比管材部件11a熔点高的材料制作。之后，端部件11b，其一端可由管材部件11a和连接部11d可分离地一体结合的同时，另一端由连接针等连接部件13和连接在操作器侧的杆12连接。

在这个例子中，端部件11b上设置了给绝缘气体排气的排气孔11c，这个排气孔11c，可以设在管材部件11a或者端部件11b的任何一方，例如管材部件11a，当采用延伸到可动侧导体8内的长度而设置排气孔11c时，端部件11b，可采用实芯的只形成连接部分的形状。

连接管材部件11a和端部件11b的连接部11d，例如图1及图2所示，给管材部件11a和端部件11b的双方设置螺丝，利用螺丝拧入连接两者的螺丝连接，使其采用不防碍绝缘气体排出的结构。由此，两者的连接部11d，即使在切断动作时受急速运动和高温气体(热气)等的影响，也维持不脱离的结合状态，且能使其采用装卸容易的结构。

管材部件11a，使用比重小的材料，如像铝或纤维强化朔胶等具有机械强度，且比端部件11b比重小的最好是比重在4以下的材料制造。这样，管材部件11a使用铝等比重小的材料制造是因为，为了实现整个缓冲轴11的轻量化，以小的驱动力使其能高速动作。

而且，当管材部件11a使用铝的情况，电流切断时高温绝缘气体通过其内部而排出时的热量引起的恶化，基本上不成为问题。进一步说明则是，在管材部件11a的外侧设置缓冲装置，是把绝缘气体吹入绝缘喷嘴10的结构，在缓冲装置部分高温绝缘气体很难进入，缓冲装置部分处于低温状态。为此，高温绝缘气体即使通过了管材部件11a内部，也可以对温度比较低的外侧放热，在热效率上有优秀的结构，由热量引起的恶化带来的影响，微乎其微。

又，端部件11b，使用有机械强度且比管材部件11a使用的材料熔点高的材料，例如使用结构用炭素钢或不锈钢等钢材，使用比重比管材部件11a大的最好是比重比4大的材料制造。这样，端部件11b之所以使用机械强度大而且熔点高比重大的材料是因为，当高速加快缓冲轴11的动作以便切断部2可瞬间切断系统故障时的大电流时，可以耐住和杆12之间的连接部分产生的强大的应力负载，是为了不让缓冲轴11变形。又，当从排气孔11c向可动侧导体8内部排出高温绝缘气体时，防止暴露在绝缘气体部分的热恶化，使其具有耐热性上突出的结构。

缓冲轴11，为了减少惯性质量，通常，形成为必要的最小限度的粗度，连接端部件11b和杆12的连接部件13的外径，不能过度加粗，考虑杆12的张力而制造。端部件11b和连接部件13之间的接触面上，由切断动作时的驱动力被加上大的压力。为此，组成缓冲轴11的端部件11b，当使用有机械强度且比管材部件11a使用的材料熔点高，如使用钢材时，和铝等比重小的材料比较，具有高的耐受力的机械强度，因此，端部件11b和杆12的连接部11d部分不会产生卡壳或者断裂的危险。

这样组成缓冲轴11时，可以实现整体的轻量化，可以以小的驱动力快速切断动作。管材部件11a和端部件11b，由连接部11d可分离，通过变成高温的绝缘气体，当管材11a或端部件11b之间的任何一方引起热恶化的情况，或通过杆12的驱动端部件11b的连接地方产生变形的情况，只是替换热恶化部分或者产生变形部分就可以，所以可以减轻维护费用。

又，缓冲轴11可分离，管材部件11a及端部件11b上，不但可以采用特性相同的部件，还可使用熔点不同的部件或比重不同的部件，还有可使用机械强度不同的部件等特性不同的部件，增加了组合的自由度，比较容易制造。尤其，在管材11a上使用铝等材料，端部件11b上使用钢材时，可同时满足缓冲轴11要求的切断动作的高速化及提高机械强度两方面的要求。

本发明的缓冲型气体断路器，是由在顶端设置上述可动方的电弧触头的管材部件和，一端和上述管材部件可分离地结合的同时另一端和接续于操作器的杆连接的端部件组成，因此很容易适用，而且即使由于长期使用损坏了缓冲轴的情况，仅置换损伤部分的管材部件或者端部件就可以，因此方便经济制造。

Claims (2)

1.一种缓冲型气体断路器，在填充绝缘气体的容器内配置切断部，所述切断部，至少具有固定侧及可动侧的主触头、固定侧及可动侧的电弧触头、压缩所述绝缘气体的缓冲装置、对所述各电弧触头之间产生的电弧吹入绝缘气体的绝缘喷嘴，吹入电弧之后的绝缘气体通过筒状的缓冲轴排出，其特征在于，

所述缓冲轴，由在顶端设置所述可动侧的电弧触头的管材部件和，一端与所述管材部件可分离地结合的同时另一端和接续于操作器侧的杆连接的端部件组成，

所述管材部件使用了比所述端部件比重小的材料，所述端部件则使用了机械强度大且比所述管材部件熔点高的材料，其中所述管材部件使用了铝材料，所述端部件使用了钢材。

2.一种缓冲型气体断路器，在填充绝缘气体的容器内配置切断部，所述切断部，至少具有固定侧及可动侧的主触头、固定侧及可动侧的电弧触头、压缩所述绝缘气体的缓冲装置、对所述各电弧触头之间产生的电弧吹入绝缘气体的绝缘喷嘴，吹入电弧之后的绝缘气体通过筒状的缓冲轴排出，其特征在于，

所述缓冲轴，由在顶端设置所述可动侧的电弧触头的铝制管材部件和，一端与所述管材部件可分离地结合的同时另一端和接续于操作器侧的杆连接的结构用炭素钢材的端部件组成。

Images