CN101728119A - 用于高压开关的消弧室以及高压开关 - Google Patents

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Abstract

一种高压开关，其在罩体(5)中具有消弧室，消弧室带有导电材料制的的消弧室壳体(2)，壳体(2)包围着燃弧空间，并具有轴向的出口(8)或者还具有至少一个径向的这种出口，出口(8)使燃弧空间与消弧室壳体(2)外侧的出口开口(16)连接。出口(8)包括消弧室壳体(2)的通孔(9)中的插入物(13)，其由电绝缘材料形成，并带有包围出口通道(15)的接管(14)及向外突出且靠着消弧室壳体(2)内侧的颈部(17)，该接管(14)略超出消弧室壳体(2)的外侧。通孔(9)位于消弧室壳体(2)外侧的凹处(11)中，使得三相点被屏蔽——在三相点处消弧室壳体(2)碰靠插入物(13)。出口通道(15)使流出的被加热的绝缘气体离开凹处(11)边缘的电场强度升高的区域，从而改进防击穿的可靠性。

Description

用于高压开关的消弧室以及高压开关
技术领域
本发明涉及用于一种基于权利要求1的前序部分所述的、用于高压开关的消弧室(Schaltkammer)。本发明还涉及一种高压开关，该高压开关包括这种消弧室。所述类型的高压开关应用在电流分配装置中。
背景技术
这种类型的消弧室可从EP1835520A1中了解到。电流切断时，消弧室中的绝缘气体被在燃弧触头(Abbrandkontakte)之间牵引的电弧强烈地加热，并由此产生超压。热绝缘气体经由消弧室壳体
Figure G2009102086398D0000011
的出口(Auslass)选出到包围着消弧室的膨胀空间中，该膨胀空间被高压开关的罩体(Kapselung)包围。在边缘及围绕着出口的区域中，由于消弧室壳体外侧的曲率较大，所以电场强度得到局部增强，另外由于热绝缘气体在该区域中的流动，还降低了介电强度。因此，这些区域代表了关键区域，在该区域中，在消弧室壳体与以一定的距离包围着消弧室壳体的接地罩体之间存在有极可能被击穿的危险，此区域由此在很大程度上确定了后者的尺寸。
发明内容
本发明以以下任务为基础，即改进出口区域中的击穿强度。该任务通过在权利要求1的特征部分中表述的特征来实现。
通过基于本发明的消弧室的构型，最强的电场不是直接在出口开口
Figure G2009102086398D0000012
的边缘处产生。此处，热绝缘气体的流动仅接触电绝缘的材料。相反，绝缘气体的流动在出口开口附近与消弧室壳体的导电外侧保持距离。强电场与热绝缘气体的强流动之间的关键联系(在其它情况下，在出口边缘发生)可以避免。高压开关的罩体可相应地选择成更小的尺寸，并由此保持紧凑，并且以更低的成本制造。
附图简述
以下借助于附图对本发明进行更详细地说明，其中附图仅显示了实施例。附图中：
图1示意地显示了经由高压开关的一部分的轴向纵向截面，该高压开关带有基于第一实施例的消弧室；以及
图2示意地显示了经由高压开关的一部分的轴向纵向截面，该高压开关带有基于第二实施例的消弧室。
附图标记列表
1轴线
2消弧室壳体
3接触管
4接触销
5罩体
6侧壁
7端壁
8出口
9通孔(Durchbrechung)
10边缘
11凹处
12突出部(Einsprung)
13插入物(Einsatz)
14接管(Stutzen)
15出口通道
16出口开口
17颈部
18电弧
19端壁
具体实施方式
在图1中显示的、绕着轴线1大致旋转对称的高压开关具有基于第一实施例的消弧室，该消弧室包括大致呈管状的消弧室壳体2，该消弧室壳体2由导电的材料(优选金属，如铝或钢)形成，该消弧室壳体2包围着填充绝缘气体(例如SF6)的燃弧空间(Abbrandvolumen)。消弧室壳体2与接触管3固定地连接，该接触管3与燃弧空间中的接触销4一起形成与消弧室壳体2同轴的燃弧触头装置(Abbrandkontaktanordnung)。消弧室壳体2可轴向移动地设置在筒形的罩体5中，该筒形的罩体5由导电的材料(又优选金属，如铝或钢)形成，消弧室壳体2与该罩体5是电绝缘的。接地的封闭罩体5具有管状的侧壁6及封闭的端壁7，该侧壁6相隔一定的距离同轴地包围着消弧室壳体2。同样被罩体5围绕并包围着消弧室壳体2的膨胀区同样填充有绝缘气体。
在背向接触销4的端部，在消弧室壳体2中设有沿轴向方向延伸的、绕着轴线1旋转对称的出口8。此处，消弧室壳体2大致敞开并具有通孔9，该通孔9的边缘10(其最窄的位置)从其端部段凸出。因此，边缘10相对于消弧室壳体2外侧的包围部分回缩(zurücksetzen)，边缘10位于凹处11中，凹处11的边缘线在径向横截面中是凸状的。在边缘10中通孔9再次加宽，几乎接近台阶状，使得消弧室壳体2在该处形成环绕式的突出部12。
插入物13位于通孔9中，该插入物13由电绝缘的材料形成，例如由热阻塑料(例如)形成，或由陶瓷形成。该插入物13包括接管14，该接管14包围着轴向指向的出口通道15，该出口通道15使燃弧空间与出口开口16连接，该出口开口16与端壁7相对而置。在通孔9的边缘10的区域中，插入物13与消弧室壳体2接触，而在插入物13继续向外时，因为凹处11在该处加宽，所以插入物13与消弧室壳体2隔开。插入物13略微超出包围着凹处11的消弧室壳体2的外侧区域(也就是说与端壁7相对而置的消弧室壳体2的端部)。与接管14内端部连接的是向外凸出的环状颈部17，颈部17在突出部12的区域中靠在消弧室壳体2的内侧，并固定插入物13。
由于消弧室壳体2的端部区域的这种构型，即凹处11一直朝通孔9的边缘10变窄，并且由于(紧接着)通孔9一直朝突出部12扩大，因此在端部形成向内突出的、上凸的环绕式隆起(Wulst)。消弧室壳体2外侧的曲率在后者的端部区域中是最大的，并且电场强度由此在该处达到最大值。相反，导电的消弧室壳体2与电绝缘的插入物13之间关键的接触线(所谓的三相点)位于凹处11中相对较深的地方，并且被消弧室壳体2凸出的端部电屏蔽，使得该处的电场强度变小。
当接触管3与接触件4分开时，燃弧空间中的绝缘气体通过在接触管3与接触件4之间拉伸的电弧18加热，使得在该处产生更高的超压。这导致，沿轴向方向的气流部分地经过接触管3，并且经过出口通道15，进入被罩体5围绕的膨胀空间中。通过略微超出消弧室壳体2的外侧的接管14，气流如此被引导，使其与电场强度最大的消弧室壳体2的端部保持距离。气流逆着罩体5的端壁7流动，此处，气流向外偏转到位于侧壁6与消弧室壳体2之间的环形空间中。
在图2中显示的高压开关具有基于第二实施例的消弧室，但该实施例在很大程度上与第一实施例相一致。高压开关的其它部分完全与图1所示的高压开关的这些部分相一致。
然而在这里，消弧室壳体2在端部被端壁19封闭，并具有多个(例如四个或六个)仅布置在其前部、在外周上均匀分布、沿径向向外指向的开口8，该开口8比第一实施例中的开口更小，但是，除此之外都与其类似。此处，通孔9也分别下沉地布置在凹处11中，该凹处11的边缘线在径向横截面中是凸状的，也就是说，它的边缘10(表示其最窄部位)相对于消弧室壳体2外侧是回缩的。位于通孔9中的插入物13的接管14也略微凸出消弧室壳体2的外侧。接管14的直径小于通孔9的直径，使其总是与消弧室壳体2的边缘10略微隔开。仅有颈部17在其内侧接触消弧室壳体2，使得三相点在此处位于通孔9的内端部上，也就是说，也处于电场强度显著更低的被屏蔽的区域中，该区域远离电场强度最强的凹处11的边缘。
在电流切断时产生的气流经由沿径向朝外指向的出口通道15逆着罩体5的侧壁6被引导，并可靠地与电场强度较高的、包围着通孔9的区域保持距离。
作为多个径向出口的替代，还可以设有环形间隙形式的环形径向出口。
另外，与以上所述不同的其它实施例也是可行的，这些实施例采用了基于本发明的想法。消弧室壳体尤其还可以与静止的接触件连接，并在相对而置的端部区域中具有出口。轴向出口和径向出口也可以进行组合。

Claims (13)

1.一种用于高压开关的消弧室，该消弧室带有由导电材料形成的消弧室壳体(2)，该消弧室壳体(2)包围着燃弧空间，在所述消弧室壳体(2)中布置有燃弧触头装置，并且该消弧室壳体(2)具有至少一个出口(8)，该出口(8)使所述燃弧空间与所述消弧室壳体(2)外侧上的出口开口(16)连接，其特征在于，至少直接靠近所述出口开口(16)的区域由电绝缘材料形成。
2.根据权利要求1所述的消弧室，其特征在于，所述电绝缘材料包围着所述出口开口(16)的部分突出超过所述消弧室壳体(2)的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的消弧室，其特征在于，所述电绝缘材料分别构造成插入在所述消弧室壳体(2)中的通孔(9)中的插入物(13)，所述插入物(13)包围着通往所述出口开口(16)的出口通道(15)。
4.根据权利要求2和3所述的消弧室，其特征在于，所述插入物(13)包括包围着所述出口通道(15)的接管(14)，该接管(14)超出所述消弧室壳体(2)外侧的、包围着所述通孔(9)的区域。
5.根据权利要求3或4所述的消弧室，其特征在于，所述通孔(9)位于所述消弧室壳体(2)的外侧上的凹处(11)中，使得所述通孔(9)的边缘(10)相对于所述消弧室壳体(2)外侧的、包围着所述凹处(11)的区域而回缩。
6.根据权利要求5所述的消弧室，其特征在于，所述通孔(9)的所述边缘(10)在所述接管(14)相对于所述出口开口(16)回缩的区域中接触该接管(14)，而所述接管(14)位于更外面的部分与所述消弧室壳体(2)隔开。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的消弧室，其特征在于，所述插入物(13)包括从所述出口通道(15)向外凸出的颈部(17)，该颈部(17)靠在所述消弧室壳体(2)的内侧上。
8.根据权利要求4或5及权利要求7所述的消弧室，其特征在于，所述接管(14)整个与所述消弧室壳体(2)隔开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的消弧室，其特征在于，所述消弧室壳体(2)绕着轴线(1)大致是旋转对称的。
10.根据权利要求9所述的消弧室，其特征在于，所述消弧室壳体(2)在端部具有轴向指向的出口(8)。
11.根据权利要求9或10所述的消弧室，其特征在于，所述消弧室壳体(2)具有至少一个径向指向的出口(8)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的消弧室，其特征在于，所述电绝缘材料为塑料或陶瓷。
13.一种带有根据权利要求1至12中任一项所述的消弧室的高压开关，其特征在于，该高压开关包括由电绝缘的材料形成的、填充有绝缘气体的罩体(5)，该罩体(5)以一定的距离包围着所述消弧室壳体(2)，并相对于所述消弧室壳体(2)是电绝缘的。
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