CN1018404B - 高压或中压断路器 - Google Patents

高压或中压断路器

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Abstract

高和中压断路器用绝缘气体作绝缘和喷弧，具有气密箱壳，其内包括：由一固定主触头和一固定弧触头形成的固定组件；由运动的主触头的弧触头形成的；包括第一喷气容积、喷气活塞及第一和第二辅助触头设计成发射第二电弧；特征为：第一辅助触头23、23A相对于固定组件为固定的，第二辅助触头24、24A相对于运动组件是半可动的，借自身能源27在断路器分闸操作期间移动，并有装置28限定它比运动组件行程较短的行程。

Description

本发明涉及到能用于高压或中压的断路器，在这种断路器中的遮断空间充有一种诸如六氟化硫（SF6）之类的绝缘气体，并且断路器中的电弧能量通过造成该气体的压力升高，首先用来喷吹电弧触头分离时在其上发生的电弧，其次其余能量供给断路器的跳闸机构。
这些目的可由下述获得，例如，在断路器中设置一对能在断路器跳闸期间产生一第二电弧（secondary    arc）的附加触头。
例如，在公开的德国专利申请NO.2349263中阐述了一台这种类型的断路器。
文件DE-A-2403300描述了一种具有辅助触头的断路器。其中之一是，远离喷气嘴的辅助触头被固定到运动部件上，而另一则相对于固定部件为半运动的。这样一种断路器有一个缺点：第二级电弧的长度没被必要的限制，结果，在断路器跳闸操作期间，电弧会过分地加长，由此而使周围气体过热，这样的过热就会妨碍断路器执行快速的“开-合-开（OCO）循环，因为气体在第一次开闸后没有时间充分地冷却，介质最后保持在高度高子化状态，以致第二次开闸操作不会成功，这是因为在电流过零值时第二电弧没熄灭的缘故。
过分地加长电弧的另一个缺点是，该电弧会损伤其周围部件。
现有技术的断路器的一个缺点是，由于辅助触头之一的存在而使运动设备的重量增大，重量的增大即意味着，必需为断路器配置一个更强力的操作机构，因此增加了装置的造价。
本发明的一个目的在于，提供一种具有辅助触头的断路器，而不增加其中的运动部件重量。
本发明的另一目的在于，提供一台紧凑的断路器，并因此而致廉价制造且使维护费用降低。
本发明的一个附带目的是，提供一种不带上述缺点的断路器。
本发明提供一种用于高压和中压的断路器，它利用一种介质气体作绝缘和喷吹电弧，该断路器包括一个气密的绝缘箱壳，壳中装有：
一个固定组件，具体说它包括一个固定主触头和一个固定的电弧触头;
一个运动组件，由一个驱动杆驱动，并具体地讲包括一个运动的主触头和一个运动的电弧触头;
一个第一喷气容积，从一个喷气嘴处扩张而成;
一个喷气活塞;以及
第一和第二辅助触头设置在一个第二容积内部，并设计成发射一第二电弧;
该断路器的特征在于：该第一辅助触头相对于固定组件是固定的该第二辅助触头相对于运动组件是半可动的，它利用其自身能源用于在断路器分闸操作期间移动，并设有装置，用于施以较该可动组件行程短的行程到那里。
有利点在于，所述的第二辅助触头在断路器处于断开位置时是远离于喷气嘴的辅助触头。
较好的是，所述的能源是在断路器合闸操作期间置于压缩状态的一个弹簧。
有利点在于，为限制第二辅助触头行程用的装置是由一个能行到与该固定活塞接触的支座构成的。
现在参照下述附图详细描述一个最佳实施例来阐明本发明。
图1是通过本发明断路器的轴向半剖视图，表示在合阐位置;
图2是通过同一断路器的轴向半剖视图，是在断路操作期间的情况;以及
图3是通过同一断路器的轴向半剖视图，是在断路操作终了的情况。
在图1中，标号1指示围绕轴线XX的一个圆筒外壳，是由诸如陶瓷类绝缘材料制造的，并由它界限出一个内部容积2，该容积内充满一种良好绝缘性质的气体，例如六氟化硫（SF6），具有数巴气压。
在该遮断小室内的各部件是环形对称地绕轴线XX外周布置，借此而保证了该装置的紧凑、易于组装以及方便维护。
该断路器包括有由喇叭口状插座结构的一组触头构成的一个固定主触头3。这个触头被一个防电晕帽4包围着，主触头3与一个固定的弧触头联合，该弧触头由一个金属管5构成管5的端部有一个部件5A，它是由耐受电弧效应的材料，例如一种以钨基合金构成。这两个上述的固定触头在电气上连接到一个第一电流端子（未示出）上。
运动部件包括有一个金属管6，其终端由一耐磨构件6A构成运动的电弧触头。这个金属管连接到由绝缘材料做的杆8上，用于驱动断路器的开闸和再合闸运行。
该运动部件还包括一围绕着轴线XX的一根管9，它的一端具有较小的直径部分9A构成运动的主触头，这部分9A也用作支撑由诸如聚四氟乙烯类绝缘材料做的一个喷气嘴10。管6和9由一个穿有多个大孔12的绝缘环11把持在一起，管6和管9界限一环形容积V1构成电弧喷气容量。
该容积在其远离喷嘴10的一端由一绝缘材料做的固定的第一活塞14封闭住，该活塞被一根与管9共轴线的并接到该断路器第二端（未示出）的管15保持住。活塞14穿有多个孔16合适地被一个垫圈17封闭住而构成一个差动阀。在活塞14和管9之间的密封是借助于一个环形活塞环密封18的装置实现的。
在管9和管15之间的电气接触由各滑动电触头19得到保证。
从活塞14的右侧，管15和6界限了一个环形断面的容积V2，在其中设置了各附助触头，该容积被绝缘材料做的并固定到管6上的一个第二活塞20所封闭。该活塞借助于一个活塞环型密封21以密封方式沿管15滑动、活塞20上的各穿孔21A被一垫圈22合适地封闭而构成一个逆止阀。
一个第一附助触头在断路器处于分闸位置（如图3所示）时相对靠近该喷气嘴处，它是由固定到第一活塞14上的管23构成，并即此固定到固定组件，该管围绕轴线XX由一个耐磨构件23A构成其终端，并且电气上连接到管15，例如经过穿过有多个与各孔16在一线上的孔的一个金属环23B构成电气连通。
另一辅助触头在断路器处于分闸位置时远离喷气嘴，它是由一根管子24在端头上有耐磨构件24A构成的。该管子24与管23共轴线并且直径较小，所以它能在断路器处于合闸位置时啮合在其中，并且它被固定到一个环形金属块25上，能在管6上任意滑行，各滑动电触头26提供管6与构件25之间的电联系。
在金属块25和固定活塞14之间设有一个弹簧27，在断路器处于合闸位置时它被压缩。块25的行程受与管29为整体构成的一个支座28的限制，管29为绝缘材料做的并能沿管6滑行，并且它包围着所述管6的一部分长度。管29的作用解释于下面。
触头24由一根绝缘材料（如聚四氟乙烯）做 的管24B延伸，其功能如下所述。
由块25、触头24、管29和各触头26构成的组件可称为“半可动的”，因为它能相对于运动组件做有限大小的移动。
一个由弹性材料做的阻尼器30对该半可动组件起组尼运动的作用。在一派生方案中，可用不同形式的阻尼器，例如用气力的冲动吸收器。
下面解释断路器的操作。
在断路器插接在线路中正常运行期间，该断路器处于合闸位置（图1），并且额定电流流经触头3、管9A-9、各触头19以及管15。
为了断开该断路器，例如在出故障时，该驱动杆被一个驱动机构（未示出）移动到图中的右侧，主触头3和9A分离，并且电流转换到流经电弧触头，也即沿管5、管6、触头26、块25、附助触头23、环23B和管15。
当电弧触头分离时，在经端5A和6A之间发射出电弧50，首先，由于活塞14相对于气缸9的运动产生的机械效应，其次，由于气体被电弧加热而致温度上升，以致容积V1内的压力增大。由于这个容积内部的压力比容积V2内的压力高，所以差动阀17将容积1封闭，电流继续流过相同通路，但现在的通路包括电弧50。
在这一阶段，在弹簧膨胀力的推动下，半可动组件与运动组件一起运动。
由于管6的行程继续进行，所以辅助触头23A和24A分离，电弧51即发生在其间。该电弧的发生由于PTEE管24B的存在，由于它促进气体离子的分解作用而变得容易。于是在容积V2内的压力很快地增大，借此，对驱动断路器到分闸位置所需的能量提供了很大的帮助。在这一阶段，由于阀17的面积比各孔16的面积总和大得多，所以阀17关闭，阀22保持关闭。
在所限长度的行程之后，该辅助触头24停住，这是因为支座28通过阻尼器来到与活塞14相接触。
借助于这一配置，第二电弧的长度即被限制到对容积V2内气体没有过份加热的危险，而对定界这一容积的有被第二电弧喷射损伤可能的各部件也无任何危险。
在附助触头已达到停止之后，运动部件继续其行程（图3）。
在第一次电流经过零值时，电弧50被从容积V1通过喷嘴10来的强力喷气而吹灭。
断路器的各不同部件的尺寸可设计成使主电弧50与第二电弧51基本上同时出现。
本断路器在结构上是紧凑的，而且容易维护，它能用于中级电压和高压网络。

Claims (4)

1、一台高压或中压断路器包括充有绝缘气体的一个气密的绝缘箱壳，该箱体中包括：
一个固定组件，包括一个固定主触头和一个管状固定电弧触头；
一个运动组件，包括一个管状运动的主触头和一个与主触头同轴的管状运动的电弧触头，所述运动触头限定一个第一喷气容积，其一端由一个喷气嘴密封，另一端由一个环状喷气活塞密封，活塞连接在一与所述运动触头同轴的支撑管上，所述断路器包括：辅助触头，第一辅助触头是固定的，第二辅助触头是半可动的；
该断路器的特征在于：所述第一辅助触头(23，23A)在与所述第一喷气容积(V1)相对一侧连到所述喷气活塞(14)，所述第二半可动辅助触头(24，24A)是所述半可动组件(25-29)的一部分，该组件包括：一个在所述运动的电弧触头(6)上滑动的，置于在所述运动的电弧触头(6)上滑动的绝缘管(29)附近及所述运动的电弧触头(6)和环状喷气活塞(14)间的金属块(25)，所述半可动组件(25-29)与支撑管(15)和环状喷气活塞(14)一起限定一个第二喷气容积(V2)，它靠近所述第一喷气容积(V1)但由固定的环状活塞(14)分开，第二喷气容积(V2)由一固定在所述半可动组件(25-29)上并在支撑管(15)和运动电弧触头(6)间滑动的运动环状活塞(20)封闭，所述半可动组件(25-29)由于置于固定活塞(14)和金属块(25)间的弹簧(27)的作用而可相对于运动电弧触头(6)运动。
2、按照权利要求1的断路器，其特征在于：所述的第二辅助触头（24，24A）在断路器处于分闸位置时远离喷气嘴（10）的辅助触头。
3、按照权利要求1或2的断路器，其特征在于：所述的弹簧（27）在断路器的合闸运行期间处于压缩状态。
4、按照权利要求1的断路器，其特征在于：限制第二辅助触头行程的装置是由与固定活塞（14）相接触的一个支座（28）构成。
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