CN102306590B - 断路器灭弧室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了断路器灭弧室，包括静触头模块(10)、动触头模块(12)、压气缸(14)、活塞(18)、储气室(22)和阀门单元。该活塞(18)和压气缸(14)间形成压气室(20)，该动触头模块(12)和压气缸(14)连接在一起。该阀门单元设在压气室(20)和储气室(22)间且：当压气室和储气室之压力差高于预设值时压气室气体充入储气室，当储气室压力高于压气室压力时储气室气体回灌压气室，以能实现储气室对压气室气体先存储和后反补的过程，以产生如下技术效果：避免在断路器分闸时压气室产生过高气压，降低操作机构的操作功，延长对电弧的有效气吹时间，提高断路器开断能力和产品可靠性，降低操作机构的成本。

Description

断路器灭弧室
技术领域
本发明涉及一种断路器灭弧室。
背景技术
断路器压气式灭弧室是靠压缩压气室中的气体以产生气流来完成对电弧的熄灭，现有断路器灭弧室包括静触头模块、动触头模块、压气缸和活塞，该活塞和压气缸间形成压气室。该动触头模块和压气缸连接在一起且通过压气缸带动动触头模块相对活塞活动，以改变压气室容积。分闸操作时，压气室内气体被压缩，且电弧燃烧导致气体膨胀，使得压气室中的气体压力上升。当压气室内气体的压力升高到一个最佳值(临界压力)时，熄灭电弧能达到最佳效果，只要在熄灭电弧的过程中保持这个压力就能得到最佳效果。然而事情并非如此，随着压气室内气体被不断压缩电弧燃烧的能量不断增加，压气室中的气体压力继续上升就变成了必然，当压气缸的压力达到很高时，就会产生很强的气缸反力来阻碍断路器的分闸运动，甚至将分闸速度降为零，如附图1和附图2的示波图中行程曲线所示，在断路器分闸运动过程中有明显的停滞，甚至反弹。
为克服这种气缸反力，就需配用操作功大、结构复杂的重型操动机构，如液压机构才能完成断路器分闸操作。但根据调查显示，液压机构常常会产生泄漏问题，且价格相对较高。
针对上述不足，目前常使用的方法之一是：将过高的压气室内气体的压力用某种方式(如安装压力释放阀)将其排掉，这样的做法虽然降低了压气室内的压力，但同时也减少了压气室内的气体质量，使喷口中的气体密度降低，绝缘性能降低，后期的气体吹电弧能力下降，浪费掉用于熄灭电弧的气体。
针对上述不足，目前常使用的方法之二是：直接增加压气室的剩余容积，这样的做法虽然能限制开断大电流长燃弧时压气室内气体的压力，但在开断小电流短燃弧时，会存在压气室内气体压力上升缓慢和气压不足的问题。
发明内容
本发明提供了一种断路器灭弧室，其克服了背景技术中断路器压气式灭弧室所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：
断路器灭弧室，它包括静触头模块(10)、动触头模块(12)、压气缸(14)和活塞(18)，该活塞(18)和压气缸(14)间形成压气室(20)，该动触头模块(12)和压气缸(14)连接在一起且通过压气缸(14)相对活塞(18)活动能改变压气室(20)容积；它还包括储气室(22)和阀门单元，该阀门单元设在压气室(20)和储气室(22)间且：当压气室(20)和储气室(22)之压力差高于预设值时压气室(20)气体充入储气室(22)，当储气室(22)压力高于压气室(20)压力时储气室(22)气体回灌压气室(20)。
一较佳实施例中：该活塞(18)后固设有储气罩(24)，该储气罩(24)和活塞(18)配合组成储气室(22)。
一较佳实施例中：该阀门单元装设在活塞(18)。
一较佳实施例中：该储气室(22)还设一阀门(26)。
一较佳实施例中：该阀门单元包括一单向阀(28)和一阀门(30)；当压气室(20)和储气室(22)之压力差高于预设值时单向阀(28)打开，该压气室(20)气体充入储气室(22)；当储气室(22)压力高于压气室(20)压力时阀门(30)打开，该储气室(22)气体回灌压气室(20)。
一较佳实施例中：该静触头模块(10)包括一静主触头(32)和一静弧触头(34)；该动触头模块(12)装设在压气缸(14)且包括一动主触头(36)、一动弧触头(38)、一大喷口(40)和一小喷口(42)，该大喷口(40)和小喷口(42)连接压气室(20)。
一较佳实施例中：它还包括一支撑杆(44)，该压气缸(14)具有一缸体部分和一拉杆部分，该拉杆部分滑动连接支撑杆(44)内，该支撑杆(44)固接活塞(18)且密封穿过储气罩(24)。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：
断路器灭弧室，它包括静触头模块(10)、动触头模块(12)、压气缸(14)和活塞(18)，该活塞(18)和压气缸(14)间形成压气室(20)，该动触头模块(12)和压气缸(14)连接在一起且通过压气缸(14)相对活塞(18)活动能改变压气室(20)容积；其特征在于：它还包括储气室(22)和阀门单元，该阀门单元设在压气室(20)和储气室(22)间且：当压气室(20)压力高于预设值时压气室(20)气体充入储气室(22)，当储气室(22)压力高于压气室(20)压力时储气室(22)气体回灌压气室(20)。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、当压气室和储气室之压力差高于预设值时(或压气室压力高于预设值时)压气室气体充入储气室，当储气室压力高于压气室压力时储气室气体回灌压气室，则能实现储气室对压气室气体先存储和后反补的过程，则能克服背景技术所存在的技术问题，且产生如下技术效果：a.避免在断路器分闸时压气室产生过高气压，提高断路器开断能力和产品可靠性；b.使作用在压气室内阻碍分闸进行的气室反力减小，降低操作机构的操作功，降低操作机构的成本；c.延长对电弧的有效气吹时间，增加对灭弧室电弧的吹弧能力，提高断路器开断能力和产品可靠性；d.降低压气室内气体温度，有利于防止热击穿；e.达到小操作功而熄灭大功率电弧的效果。
2、该活塞后固设有储气罩，该储气罩和活塞配合组成储气室，布局合理。
3、该阀门单元装设在活塞，结构简单，成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1绘示了背景技术中传统压气式灭弧室的开关开断方式的中燃弧示波图，其中：1-行程曲线，2-恢复电压，3-开断电流。
图2绘示了背景技术中传统压气式灭弧室的开关开断方式的长燃弧示波图，其中：1-行程曲线，2-恢复电压，3-开断电流。
图3绘示了一较佳实施例的灭弧室的结构示意图，此时断路器处于合闸位置。
图4绘示了一较佳实施例的灭弧室的结构示意图，此时断路器处于分闸位置。
具体实施方式
请查阅图3和图4，断路器灭弧室，它包括静触头模块10、动触头模块12、压气缸14、活塞18、储气室22和阀门单元。
该静触头模块10包括同轴固设在一起的一静主触头32和一静弧触头34。
该动触头模块12包括一动主触头36、一动弧触头38、一大喷口40和一小喷口42。本实施例之中，所述动触头模块12和静触头模块10相配合，且通过相对运动能控制接触和断开。本实施例之中，所述动主触头36和静主触头32相适配，所述动弧触头38和静弧触头34相适配。
该压气缸14具有一缸体部分和一拉杆部分，该缸体部分包括周壁和一设在周壁前端的前座，所述动触头模块12装设在压气缸14上，而且，所述大喷口40和小喷口42还接通压气室20。该拉杆部分被围在缸体部分内，且固接在缸体部分的前座中心。本实施例之中，该缸体部分和拉杆部分一体成型，但并不以此为限，根据需要所述缸体部分和拉杆部分也可先制造再装接在一起。
该活塞18后固设一储气罩24，该储气罩24和活塞18配合组成储气室22。该活塞18后中心位置固设一空心支撑杆44，该支撑杆44后端密封穿过储气罩24，而且，该支撑杆44和储气罩24相对固接。
本实施例之中，该压气缸14的周壁密封滑动包围活塞18，使该活塞18和压气缸14间形成压气室20。
该压气缸14前座和动触头模块12固接在一起且通过拉杆部分带动缸体部分和动触头模块12相对活塞18活动，以改变压气室20容积。本实施例之中，该拉杆部分后端密封滑动伸进支撑杆44中孔内，并连接操作机构。
该阀门单元设在压气室20和储气室22间，本实施例之中，该阀门单元装设在活塞18。该阀门单元包括一单向阀28和一阀门30；当压气室20和储气室22之压力差高于预设值时单向阀28打开，该压气室20气体充入储气室22；当储气室22压力高于压气室20压力时阀门30打开，该储气室22气体回灌压气室20。本实施例之中，该预设值之设置可以考虑使压气室压力在电弧熄灭过程中保持在1～2倍临界压力范围左右，但并不以此为限，本领域技术人员能根据所选断路器之型号、特点选择适合的预设值。
本实施例之中，最好，在该储气室22还设一阀门26，以保证断路器在做自动重合闸时有充足的气体存在于压气室内。
请查阅图3和图4，当断路器分闸开始时，拉杆部分带动动触头模块12、缸体部分一起向后运动，压气室20内的气体被压缩，加上电弧燃烧导致气体膨胀，压气室20内气体压力上升。在开断小电流时，由于电弧能量小，压气室20内气体压力上升不会很高，压气室20的压力P1与储气室压力P2形成的压力差不足以开启单向阀28，压气室20与储气室22处于隔离状态。当开断大电流时，由于电弧能量大，压气室20内气体压力上升很高，压气室20的压力P1与储气室压力P2形成的压力差可以开启单向阀28，单向阀28开启后，压气室20的气体导入到储气室22中，压气室20的压力P1和温度T1，都开始下降，而储气室22压力P2和温度T2上升，当压气缸14继续运动静弧触头不再堵塞大喷口时，压气室20内气体从喷口大量喷出，压气室20的压力P1下降并当低于了储气室22压力P2时阀门30开启，储气室22中的气体回灌到压气室20中，继续为吹弧提供气吹压力，延长吹弧时间。
本实施例之中，由于降低了机构的操作功，因此可以用弹簧操作机构代替液压操作机构，具有可观的经济性。
另一较佳实施例之中，它与上一较佳实施例不同之处在于：当压气室20之压力高于预设值时单向阀28打开。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.断路器灭弧室，它包括静触头模块（10）、动触头模块（12）、压气缸（14）和活塞（18），该活塞（18）和压气缸（14）间形成压气室(20),该动触头模块（12）和压气缸（14）连接在一起且通过压气缸（14）相对活塞（18）活动能改变压气室（20）容积；其特征在于：它还包括储气室（22）和阀门单元，该阀门单元设在压气室（20）和储气室（22）间且：当压气室（20）和储气室（22）之压力差高于预设值时压气室（20）气体充入储气室（22），当储气室（22）压力高于压气室（20）压力时储气室（22）气体回灌压气室（20）。
2.根据权利要求1所述的断路器灭弧室，其特征在于：该活塞（18）后固设有储气罩（24），该储气罩（24）和活塞（18）配合组成储气室（22）。
3.根据权利要求2所述的断路器灭弧室，其特征在于：该阀门单元装设在活塞（18）。
4.根据权利要求1所述的断路器灭弧室，其特征在于：该储气室（22）还设一阀门（26）。
5.根据权利要求1所述的断路器灭弧室，其特征在于：该阀门单元包括一单向阀（28）和一阀门（30）；当压气室（20）和储气室（22）之压力差高于预设值时单向阀（28）打开，该压气室（20）气体充入储气室（22）；当储气室（22）压力高于压气室（20）压力时阀门（30）打开，该储气室（22）气体回灌压气室（20）。
6.根据权利要求2或3所述的断路器灭弧室，其特征在于：该静触头模块（10）包括一静主触头（32）和一静弧触头（34）；该动触头模块（12）装设在压气缸（14）且包括一动主触头（36）、一动弧触头（38）、一大喷口（40）和一小喷口（42），该大喷口（40）和小喷口（42）连接压气室（20）。
7.根据权利要求6所述的断路器灭弧室，其特征在于：它还包括一支撑杆（44），该压气缸（14）具有一缸体部分和一拉杆部分，该拉杆部分滑动连接支撑杆（44）内，该支撑杆（44）固接活塞（18）且密封穿过储气罩（24）。
8.断路器灭弧室，它包括静触头模块（10）、动触头模块（12）、压气缸（14）和活塞（18），该活塞（18）和压气缸（14）间形成压气室(20),该动触头模块（12）和压气缸（14）连接在一起且通过压气缸（14）相对活塞（18）活动能改变压气室（20）容积；其特征在于：它还包括储气室（22）和阀门单元，该阀门单元设在压气室（20）和储气室（22）间且：当压气室（20）压力高于预设值时压气室（20）气体充入储气室（22），当储气室（22）压力高于压气室（20）压力时储气室（22）气体回灌压气室（20）。
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