CN102077310B - 带有消弧装置的负载断流器 - Google Patents

Abstract

在用于气体绝缘的开关设备的一种具有消弧装置(7)的负载断流器中，为无铁设计的消弧线圈(8)在朝向电弧起点的一侧上配设在内外周长上具有突起边缘的金属套圈(14)。消弧线圈的绕组的一端与套圈相连而另一端则与负载断流器的固定触点相连。消弧线圈除了在套圈上露出的限定的电弧运行面(25)之外都被绕组支架以及分别由不导电材料制成的内罩(22)和外罩(20)对外屏蔽。简单且紧凑地设计的消弧装置可布置在开关的固定触点附近，并保证电弧快速地交换到套圈上以及被可靠而迅速地熄灭。

Description

带有消弧装置的负载断流器

技术领域

本发明涉及用于气体绝缘开关设备的一种带有消弧装置的负载断流器，所述消弧装置包括由绕组支架和绕组形成的、带有导电的电弧运行面的消弧线圈。

背景技术

已知气体绝缘开关设备的负载断流器配备有消弧线圈，以便将固定触点和可动触点之间在开关时出现的电弧保持得尽可能小并使之快速熄灭。

JP10228846A描述了一种消弧线圈，所述消弧线圈包括绕组和线圈芯以及延伸直至开关设备的固定触点的导弧元件。在开关设备的可动触点断开时产生的电弧通过导弧元件向消弧线圈运动。通过交换到套圈上的开关电弧形成的电流流过消弧线圈，且建立了磁场，使得电弧起点受到洛仑兹力的影响在套圈上旋转，且使得开关电弧由于环绕速度以及开关设备内的气体的冷却而在电流过零时熄灭。

从EP 1064663 B1中已知的基于相同原理的用于气体绝缘负载断流器的消弧装置具有由导电塑料制成的支承绕组的绕组体以及场控制电极和从绕组发出的到达直至固定触点附近的金属裸露引导元件，所述引导元件的端部距在其附近运动的可动触点以及距固定触点的起点有一定的最小距离。当可动触点经过引导元件的端部时，由引导元件接受电弧在固定触点侧的起点，且将电流导入绕组内，使得电弧起点由于磁场而在裸露的金属最后绕组上进行旋转运动，且在电流过零时使电弧熄灭。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是给出一种消弧线圈，所述消弧线圈廉价且紧凑地设计，且具有高而可靠的消弧能力。

根据本发明，此技术问题通过根据权利要求1的特征设计的用于负载断流器的消弧装置解决。本发明的另外的特征和有利构造是从属权利要求的主题。

定位在负载断流器的固定触点附近的消弧装置的重要特征组合在于，为所述消弧装置的无铁设计的消弧线圈在电弧起点侧配设带有突起的外边缘的金属套圈，且消弧线圈通过绕组支架以及由不导电材料制成的外罩和内罩对外绝缘地布置，且绕组的两端一个与固定触点连接，而另一个与套圈连接。

使用可紧密布置在固定触点上的如此设计的消弧装置，随着在开关触点分离时出现的电弧生成平行于套圈表面地定向且在此区域内集中的磁场，使得无另外的引导元件就能直接交换到套圈的裸露部分上的电弧的起点进行快速且受控的旋转运动，即限制在环形电弧运行面上的旋转运动，且同时被很好地冷却且迅速被熄灭。无铁消弧线圈的内罩此外形成了气体循环开口，使得存在于开关设备内的气体在消弧线圈上循环，且可用于改进电弧的冷却。也排除了由于电弧的加热效应而导致的固定触点和运动触点的损坏，如电弧在套圈上的灼烧。消弧线圈的带电部分通过塑料罩(外周、内罩、绕组支架)对外屏蔽，从而避免通过热电弧等离子体导致的新点燃。同样排除了电弧在闭合开关时的预先点燃，使得消弧线圈在短路后接通时不会由于由此所导致的很高的电流而被毁坏。消弧装置此外简单且紧凑地设计。

根据本发明的另外的特征，在内罩和外罩的下边缘上形成了向内指向的环形凸缘，在所述环形凸缘上支承套圈以及固定在套圈上的消弧线圈。两个环形凸缘结束为留下相互相距的环形间隙。环形间隙限制了居中地布置在其上方的套圈的几何限定的电弧运行面。电弧运行面的直径设计为排除了电弧在其运行轨道上的短路。消弧线圈的布置在绕组支架上的绕组严格地位于电弧运行面的上方和环形间隙的上方，所述绕组通过绕组支架的环绕腹板绝缘。以此，在所限制的窄运行轨道上将最大的横向磁场作用在电弧起点上，从而保证了电弧起点的特别高的旋转速度。

在上文中，消弧装置的与套圈相对的区域对外绝缘，这通过在绕组支架上形成向内、外罩延伸的覆盖板实现。覆盖板通过卡锁元件保持在内罩上和外罩上，使得消弧线圈也整体地以简单方式固定在内罩和外罩之间。

根据本发明的另一重要特征，，套圈具有U形横截面轮廓，即具有在内边缘和外边缘上突起的臂，所述臂抵靠在内罩和外罩上。由此导致了与相邻的带电部分和与地电势的很好的隔离(Absteuerung)，且因此导致了紧凑和廉价的构造。套圈的U形设计和因此实现的电隔离实现了距固定触点的很小的距离，且实现了因此无另外的引导元件的可能的电弧向消弧装置的快速交换，且尽管距离很小但不存在运动触点的已熄灭电弧在固定触点上再次点燃的风险。此外，在引导环的突起的内臂上可有利地导电地固定消弧线圈的绕组的一个端部，例如通过扁插头或焊接连接。

在本发明的另外的构造中，消弧装置借助于与外罩连接的固定片安装在固定触点上。绕组的第二端通过触点元件保持在固定片中的一个上，且因此电流连接在固定触点上。

附图说明

本发明的实施例根据附图详细解释。各图为：

图1示出了布置在气体绝缘开关设备内的负载断流器的侧视图，所述负载断流器带有为其触点系统配设的消弧装置；

图2示出了消弧装置的透视图；

图3示出了消弧装置的俯视图；

图4示出了沿图3中的线I-I的消弧装置的剖视图；

图5示出了根据图4的消弧装置的细节“X”；和

图6示出了消弧装置的分解视图。

具体实施方式

图1示出了布置在气体填充开关设备内的负载断流器1的触点系统，所述负载断流器1具有固定触点2，可通过开关轴3枢转的运动触点4，以及接地触点5。运动触点4保持在开关轴3上且固定触点2保持在支座6上。紧密地布置在固定触点和运动触点之间的接触位置处的消弧装置7与固定触点2电连接，使得在运动触点4在枢转到图1中示出的断开位置中时所形成的电弧可快速且无另外的引导元件地交换到消弧装置7上，且被可靠地熄灭。如图中所示，消弧装置7的朝向电弧的下平面以确定的角度向接触位置布置，所述角度可与水平线优选地成0度至60度之间。

消弧装置7的核心件是消弧线圈8，所述消弧线圈8在本实施形式中包括布置在环形绕组支架10上的两层铜漆包线绕组9。绕组支架10包括环绕腹板11，所述环绕腹板11带有从其上边缘向两侧伸出的宽的覆盖板12和从其下边缘向一侧伸出的窄的臂13，且所述环绕腹板11由不导电的塑料制成，优选地由耐受紫外线的热塑料或热固塑料制成。消弧线圈8以环绕臂13安放在带有U形横截面的套圈14上或内，所述套圈14由导电金属材料制成，例如由黄铜、铜、铝或青铜制成。固定在绕组9的内端15上的扁插头16插在套圈14的内环绕突起边缘14a上，使得套圈14与绕组9电流连接。也可构思另外的类型的电接触，例如通过焊接连接的电接触。绕组9的另一个外端17通过接触元件18(例如可以是接触弹簧、环形电缆套管或形成在绕组端部上的孔眼)与为固定消弧装置7而设在固定触点2上的固定片19连接且因此与固定触点2连接。实际上，消弧装置7与固定触点2的连接借助于两个有间距地平行布置的形成在外罩20上的固定片19实现。外罩20围绕了消弧线圈8的外周面以及套圈14，所述套圈14支承在外罩20的下方的向内弯曲的环形凸缘21上，且套圈14的外边缘14b抵靠在外罩20的内表面上。用内罩22覆盖消弧线圈8的内周面，所述内罩22具有下方的向外弯曲的环形凸缘23，套圈14也安放在所述环形凸缘23上。带有绕组9(消弧线圈8)的绕组支架10在与套圈14相对的侧上通过卡锁元件24保持，所述卡锁元件24形成在外罩20的内表面和内罩22的外表面上。而两个弯曲的环形凸缘21、23相互相距地结束，使得在消弧装置7的朝向固定触点和运动触点之间的接触位置的下侧上留出了环形间隙27和通过此环形间隙27在两侧限定边界的圆环形电弧运行面25，所述电弧运行面25用于紧接在消弧线圈8的绕组9下方的电弧起点。

在负载断流器1断开时形成的电弧可快速且直接地(即无特别的交换装置地)交换到位于靠近固定触点2和运动触点4的套圈14上，使得固定触点不能被电弧损坏，且电弧可立即且受控地在预先给定的环形电弧运行面25上旋转。因为环形电弧运行面25此外直接在绕组9下方走向，所以在通过电弧形成电流时由所述电弧运行面25生成的横向磁场能够以最大强度作用在电弧起点上，使得电弧起点实现高旋转速度且不能在电弧运行面25内灼烧，且使得电弧起点可被强烈冷却并快速熄灭。

套圈14的带有突起的边缘14a、14b的圆形形状导致了与相邻的带电部件和与地电势的很好的电隔离，使得一方面实现了紧凑、廉价的构造，且另一方面尽管距固定触点的距离很小但排除了运动触点的电弧在固定触点上的再次点燃。此外，以套圈14的预先给定的形状，通过接触元件18实现了绕组9和套圈14之间的良好接触，且因此实现了绕组9产生的磁场在电弧上的强烈作用。

带有形成在其上的固定片19以及绕组支架10的内罩22和外罩20由不导电的塑料制成，且完全覆盖了消弧线圈8的所有带电部分，从而排除了由电弧的所形成的等离子体导致的新点燃。由内罩22生成的大的中心气体循环开口26此外保证了包围负载断流器的气体的良好循环，使得旋转电弧总是与新的冷却气体接触，且因此由于去除的能量而使其消弧行为进一步改进。

在负载断流器接通时，通过以上所述的设计，消弧装置7也防止了运动触点的电弧在消弧线圈上的预先点燃，即在通过运动触点和固定触点闭合电流回路之前的点燃，使得消弧装置在短路接通时不会因起作用的高电流而毁坏。

附图标号列表

1 负载断流器

2 固定触点(母线触点)

3 开关轴

4 运动触点(开关闸刀)

5 接地触点

6 支座

7 消弧装置

8 消弧线圈

9 绕组

10 绕组支架

11 绕组支架的环绕腹板

12 绕组支架的覆盖板

13 绕组支架的下臂

14 套圈

14a 突起的内边缘

14b 突起的外边缘

15 绕组的内端

16 扁插头

17 绕组的外端

18 接触元件

19 外罩的固定片

20 外罩

21 外罩的环形凸缘

22 内罩

23 内罩的环形凸缘

24 卡锁元件

25 电弧运行面

26 气体循环开口

27 环形间隙

Claims (11)

1.一种用于气体绝缘的开关设备的带有消弧装置(7)的负载断流器，所述消弧装置(7)包括由绕组(9)形成的布置在固定触点(2)上的带有导电的电弧运行面(25)的消弧线圈(8)，其中，无铁设计的消弧线圈(8)在朝向固定触点(2)上的电弧起点的一侧上被具有突起边缘的、环形的套圈(14)覆盖，其中，绕组(9)以一端连接在套圈(14)上且以另一端连接在固定触点(2)上，其特征在于，消弧线圈(8)通过消弧线圈(8)的绕组支架(10)以及由不导电的材料制成的外罩(20)和内罩(22)对外屏蔽。

2.根据权利要求1所述的负载断流器，其特征在于，外罩(20)和限制了形成在消弧装置(7)内的气体循环开口(26)的内罩(22)分别具有从其下边缘向内弯曲的、相互有间距地结束而留出环形间隙(27)的环形凸缘(21、23)，其中带有消弧线圈(8)的套圈(14)居中地通过环形间隙(27)支承在两个环形凸缘(21、23)上，且环形间隙(27)限制了环形电弧运行面(25)，且绕组(9)直接在环形间隙(27)或电弧运行面(25)上方走向。

3.根据权利要求1或2所述的负载断流器，其特征在于，套圈(14)具有U形横截面轮廓，消弧线圈(8)安放在套圈(14)的腹板上，且套圈(14)的环绕地突起的边缘(14a、14b)支承在内罩(22)和外罩(20)上。

4.根据权利要求3所述的负载断流器，其特征在于，环形绕组支架(10)具有环绕的单侧弯曲的支承在套圈(14)上的下臂(13)和环绕的向外罩(20)和内罩(22)延伸的覆盖板(12)，使得消弧装置(7)的带电部分除了圆环形的电弧运行面(25)以外都被对外覆盖。

5.根据权利要求4所述的负载断流器，其特征在于，消弧线圈(8)通过提供在外罩(20)和内罩(22)上的卡锁元件(24)固定，所述卡锁元件(24)通过覆盖板(12)抓住。

6.根据权利要求1或2所述的负载断流器，其特征在于，绕组(9)的一个端部(17)通过接触元件(18)保持在两个形成在外罩(20)上的固定在固定触点(2)上的固定片(19)的一个上，且因此与负载断流器的固定触点(2)电流连接，而绕组(9)的另一个端部(15)通过焊接连接或扁插头(16)连接在套圈(14)上。

7.根据权利要求6所述的负载断流器，其特征在于，接触元件(18)是接触弹簧、环形电缆套管或形成在绕组(9)上的孔眼。

8.根据权利要求1所述的负载断流器，其特征在于，绕组(9)设计为一层至多层缠绕的铜漆包线。

9.根据权利要求1所述的负载断流器，其特征在于，套圈(14)由导电金属制成。

10.根据权利要求9所述的负载断流器，其特征在于，套圈(14)由黄铜、铜、铝或青铜制成。

11.根据权利要求1所述的负载断流器，其特征在于，电弧运行面(25)相对于固定触点(2)的垂直纵向轴线优选地成90度至120度的角度布置。

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