CN102723230B - 六氟化硫断路器的灭弧室 - Google Patents

六氟化硫断路器的灭弧室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种六氟化硫断路器的灭弧室,包括:绝缘筒;浇注在绝缘筒上端的上出线座和中端的下出线座;分别与上出线座相连接的上静触头装置和与下出线座相连接的下静触头装置;安装在绝缘筒内的动触头装置;动触头装置包括喷嘴、动弧触头、动主触头、压气缸、支持架和活塞杆,活塞杆分别与支持架上端和下端以及动弧触头连接,压气缸安装在支持架的凸台上端,压气缸的内壁与下静触头装置的活塞的外壁、活塞杆的外侧壁形成的密封气室;静弧触头与动弧触头为插入式接触,静弧触头插入动弧触头,动弧触头为玫瑰形结构,其内径略小于静弧触头外径。本发明具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断。

Description

六氟化硫断路器的灭弧室
技术领域
本发明涉及断路器技术领域,特别涉及一种六氟化硫断路器的灭弧室。
背景技术
灭弧室用以限制断路器断开时所产生的电弧,有时也可以起到辅助灭弧的作用。就原理来讲,断路器产生电弧的根本原因在于开关电器触头本身及触头周围的介质中含有大量游离的电子,当弧触头断开时,如果触头间存在足够大的电压,而且电路电流也达到最小生弧电流时,就会激励上述游离的电子而形成电弧。上述形成的电弧不仅对触头有很大的破坏作用,而且使断开电路的时间延长,更为严重的情况是因为电弧而引发安全事故。
因此,如何使得六氟化硫断路器的灭弧室具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,以确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种六氟化硫断路器的灭弧室,以使得六氟化硫断路器的灭弧室具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种六氟化硫断路器的灭弧室,包括:
绝缘筒;
浇注在所述绝缘筒上端的上出线座和中端的下出线座;
安装在所述绝缘筒内,且分别与所述上出线座相连接的上静触头装置和与所述下出线座相连接的下静触头装置;
安装在所述绝缘筒内,且能在所述下静触头装置内滑动运动的动触头装置;
所述动触头装置包括喷嘴、动弧触头、动主触头、压气缸、支持架和活塞杆,所述活塞杆通过其台阶上的外螺纹与所述支持架下端的内螺纹连接,台阶上的内螺纹与所述动弧触头的外螺纹连接,所述通过其外螺纹与所述支持架上端的内螺纹连接,所述压气缸安装在所述支持架的凸台上端,并通过所述动主触头的内螺纹与所述支持架上端的外螺纹旋紧固定,所述压气缸的内壁与所述下静触头装置的活塞的外壁、活塞杆的外侧壁形成的密封气室;
所述上静触头装置中的静弧触头与所述动弧触头为插入式接触,所述静弧触头插入所述动弧触头,所述动弧触头为玫瑰形结构,其内径略小于所述静弧触头外径。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述上静触头装置包括上吸附罩、上支座、上静主触头和静弧触头;
所述上支座用螺栓固定在所述上出线座上,且所述上支座中心设置有用于固定安装静弧触头的螺纹孔,外圈设置有一组用固定安装上吸附罩的螺纹孔;
所述上支座的下端设置有外螺纹,与上静主触头上端的内螺纹配合紧固连接,所述上静主触头是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述下静触头装置包括中间触指、活塞、轴承套、下支座及下吸附罩;
所述下支座的下端中心设置有通孔及两组同心的螺纹孔,其中靠近中心的一组螺纹孔用于固定安装所述活塞,所述下支座的下端靠近外圈的一组螺纹孔用于与下出线座及下吸附罩的紧固连接;
所述活塞为一杯状结构,其杯柄内设置为一通孔,所述活塞杆能贯穿其中,并设置有用于安装轴承套的两环形凹槽;
所述下支座上设置有与中间触指下端的内螺纹配合紧固连接的外螺纹,所述中间触指是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述静弧触头的外径为19mm,所述静弧触头端部的圆弧倒角半径为6mm。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述动主触头的外径为87mm,其与所述上静主触头配合过盈量为1~1.5mm。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述压气缸的外径为102mm,其与所述活塞的配合过盈量为1~1.5mm。
优选地,在上述六氟化硫断路器的灭弧室中,所述静弧触头插入所述动弧触头的插入深度为28~32mm。
从上述的技术方案可以看出,本发明提供的六氟化硫断路器的灭弧室,动弧触头为玫瑰形结构,其内径略小于静弧触头外径,在开断时,形成电弧热堵塞,利用电弧自身能量,加热弧隙气体,产生回流,导致压气缸内气体压力瞬时增高。在分闸时压缩由压气缸的内壁与活塞的外壁、活塞杆的外侧壁形成的密封气室的体积,气室内的SF6气体压力升高,使气流从设置在支持架上倾斜的通孔中喷出,对动、静弧触头间的电弧进行喷弧,利于电弧的冷却、拉断和熄灭。本发明使得六氟化硫断路器的灭弧室具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室合闸位置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室起弧位置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室吹弧位置的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室分闸位置的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种六氟化硫断路器的灭弧室,以使得六氟化硫断路器的灭弧室具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室的结构示意图。
本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,包括绝缘筒1、下出线座4、上出线座17、上静触头装置、下静触头装置和动触头装置。
其中,上出线座17及下出线座4通过环氧树脂真空浇注工艺浇注在绝缘筒1内,绝缘筒1外形美观,绝缘性能好。上出线座17位于绝缘筒1的上端,下出线座4位于绝缘筒1的中端。分别与上出线座17相连接的上静触头装置和与下出线座4相连接的下静触头装置均安装在绝缘筒1内。
动触头装置安装在绝缘筒1内,且能在下静触头装置内滑动运动,动触头装置包括喷嘴13、动弧触头12、动主触头11、压气缸10、支持架9和活塞杆3。
其中,活塞杆3的顶端设置有一台阶,其台阶内外都设置有螺纹,支持架9为一管环状结构,其中部有一凸台阶,其下端设置有内螺纹,上端的内部及外部都设置有螺纹,在其台阶偏下设置有8个均布的倾斜的通气孔。喷嘴13设置有外螺纹,动弧触头12设置有外螺纹,动主触头11设置有内螺纹。
活塞杆3通过其台阶上的外螺纹与支持架9下端的内螺纹连接,台阶上的内螺纹与动弧触头12的外螺纹连接,通过其外螺纹与支持架9上端的内螺纹连接。压气缸10安装在支持架9的凸台上端,并通过动主触头11的内螺纹与支持架9上端的外螺纹旋紧固定。压气缸10的内壁与下静触头装置的活塞7的外壁、活塞杆3的外侧壁形成的密封气室。
上静触头装置中的静弧触头15与动弧触头12为插入式接触,静弧触头15插入动弧触头12,动弧触头12为玫瑰形结构,其内径略小于静弧触头15外径。
本发明提供的六氟化硫断路器的灭弧室,动弧触头为玫瑰形结构,其内径略小于静弧触头外径,在开断时,形成电弧热堵塞,利用电弧自身能量,加热弧隙气体,产生回流,导致压气缸内气体压力瞬时增高。在分闸时压缩由压气缸的内壁与活塞的外壁、活塞杆的外侧壁形成的密封气室的体积,气室内的SF6气体压力升高,使气流从设置在支持架上倾斜的通孔中喷出,对动、静弧触头间的电弧进行喷弧,利于电弧的冷却、拉断和熄灭。本发明使得六氟化硫断路器的灭弧室具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间,确保在不同的电流等级,都能可靠安全开断。
在本实施例中,上静触头装置包括上吸附罩18、上支座16、上静主触头14和静弧触头15。
其中,上支座16用螺栓固定在上出线座17上,且上支座16中心设置有用于固定安装静弧触头15的螺纹孔,外圈设置有一组用固定安装上吸附罩18的螺纹孔。上支座16的下端设置有外螺纹,与上静主触头14上端的内螺纹配合紧固连接,上静主触头14是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头。
在本实施例中,下静触头装置包括中间触指8、活塞7、轴承套6、下支座5及下吸附罩2。
其中,下支座5的下端中心设置有通孔及两组同心的螺纹孔,其中靠近中心的一组螺纹孔用于固定安装活塞7,下支座5的下端靠近外圈的一组螺纹孔用于与下出线座4及下吸附罩2的紧固连接。
活塞7为一杯状结构,其杯柄内设置为一通孔,活塞杆3能贯穿其中,并设置有用于安装轴承套6的两环形凹槽。
下支座5上设置有与中间触指8下端的内螺纹配合紧固连接的外螺纹,中间触指8是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头。
本发明在上出线座上方的上吸附罩及下出线座下方的下吸附罩能吸附在开断过程中产生的游浮带电离子,利于断口间绝缘强度的恢复,提高开断性能。
在本发明的六氟化硫断路器的灭弧室的整个导电回路中分为主导电系统及辅助导电系统两个部分。
主导电系统主要由上出线座17、上支座16、主静触头14、主动触头11、压气缸10、中间触头8、下支座5及下出线座4组成。静主触头14与动主触头11、压气缸10与中间触头8为径向间隙配合。压气缸10在中间触头8与活塞7之间的间隙中滑动运行。压气缸10的内壁与活塞7的外壁相接触,再与活塞杆3的外侧壁形成一密封的气室。
在合闸位置,主回路接通,电流可从上出线座17(或下出线座4)至下出线座4(或上出线座17),途径上支座16、主静触头14、主动触头11、压气缸10、中间触头8和下支座5等。
辅助导电系统由上出线座17、上支座16、静弧触头15、动弧触头12、支持架9、压气缸10、中间触头8、下支座5及下出线座4组成。
在合闸过程中,辅助导电系统比主导电系统先10mm左右接通;在分闸过程中辅助导电系统比主导电系统晚10mm左右断开。断路器刚分或刚合时,断口间容易起弧,其弧在静弧触头15、动弧触头12之间燃烧,静弧触头15、动弧触头12都是由耐电弧灼烧的材料制造成的,不易烧损,影响断路器的导电性能。在正常合闸工作状态,断路器的工作电流主要由主导电回路通过。
在本发明一优选方案中,静弧触头15的外径为19mm,静弧触头15端部的圆弧倒角半径为6mm,改善了电场分布。
动主触头11的外径为87mm,其与上静主触头14配合过盈量为1~1.5mm。压气缸10的外径为102mm,其与活塞7的配合过盈量为1~1.5mm。静弧触头15插入动弧触头12的插入深度为28~32mm。
请参阅图2-图5,图2为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室合闸位置的结构示意图;图3为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室起弧位置的结构示意图;图4为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室吹弧位置的结构示意图;图5为本发明实施例提供的六氟化硫断路器的灭弧室分闸位置的结构示意图。
在合闸位置,主回路接通,电流可从上出线座17(或下出线座4)至下出线座4(或上出线座17),途径上支座16、主静触头14、主动触头11、压气缸10、中间触头8和下支座5等。
分闸开断电路时,动触头装置向下运动,首先是动主触头11与主静触头14分离,其电流由辅助回路通过,动触头装置再向下运动10mm左右时,静弧触头15与动弧触头12分离,将在动弧触头12、静弧触头15之间产生电弧,利用了电弧燃烧时的热堵塞效应,使弧隙中的气体膨胀,产生回流,导致压气缸10内气体压力瞬时增高,并且由于压气缸10和动触头,喷嘴13一道移动,压气缸10的体积压缩,而使得断口之间的气吹压力升高。动触头装置继续向下运动,静弧触头15与动触头装置中的喷嘴13分离,高温高压气体沿喷嘴13及设置在动弧触头12及活塞杆3中的中空部分喷出,使电弧拉长,并得到强烈喷吹冷却,在电流过零时,电弧熄灭。气喷向上或向下所携带的带电离子能被上、下吸附罩所吸附,有断口间绝缘强度的恢复,提高开断性能。
本发明又称气吹压力与开断电流自适应灭弧室。无论在何种开断条件下,都只需要提供较小的操作功,且具有可靠的开断性能和充裕的燃弧区间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,包括:
绝缘筒(1);
浇注在所述绝缘筒(1)上端的上出线座(17)和中端的下出线座(4);
安装在所述绝缘筒(1)内,且分别与所述上出线座(17)电连接的上静触头装置和与所述下出线座(4)相连接的下静触头装置;
安装在所述绝缘筒(1)内,且能在所述下静触头装置内滑动运动的动触头装置;
所述动触头装置包括喷嘴(13)、动弧触头(12)、动主触头(11)、压气缸(10)、支持架(9)和活塞杆(3),所述活塞杆(3)通过其台阶上的外螺纹与所述支持架(9)下端的内螺纹连接,所述活塞杆(3)通过其台阶上的内螺纹与所述动弧触头(12)的外螺纹连接,所述活塞杆(3)通过其外螺纹与所述支持架(9)上端的内螺纹连接,所述压气缸(10)安装在所述支持架(9)的凸台上端,并通过所述动主触头(11)的内螺纹与所述支持架(9)上端的外螺纹旋紧固定,所述压气缸(10)的内壁与所述下静触头装置的活塞(7)的外壁、活塞杆(3)的外侧壁形成的密封气室;
所述上静触头装置中的静弧触头(15)与所述动弧触头(12)为插入式接触,所述静弧触头(15)插入所述动弧触头(12),所述动弧触头(12)为玫瑰形结构,其内径略小于所述静弧触头(15)外径;
所述上静触头装置包括上吸附罩(18)、上支座(16)、上静主触头(14)和静弧触头(15);
所述上支座(16)用螺栓固定在所述上出线座(17)上,且所述上支座(16)中心设置有用于固定安装静弧触头(15)的螺纹孔,外圈设置有一组用固定安装上吸附罩(18)的螺纹孔;
所述上支座(16)的下端设置有外螺纹,与上静主触头(14)上端的内螺纹配合紧固连接,所述上静主触头(14)是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头;
所述下静触头装置包括中间触指(8)、活塞(7)、轴承套(6)、下支座(5)及下吸附罩(2);
所述下支座(5)的下端中心设置有通孔及两组同心的螺纹孔,其中靠近中心的一组螺纹孔用于固定安装所述活塞(7),所述下支座(5)的下端靠近外圈的一组螺纹孔用于与下出线座(4)及下吸附罩(2)的紧固连接;
所述活塞(7)为一杯状结构,其杯柄内设置为一通孔,所述活塞杆(3)能贯穿其中,并设置有用于安装轴承套(6)的两环形凹槽;
所述下支座(5)上设置有与中间触指(8)下端的内螺纹配合紧固连接的外螺纹,所述中间触指(8)是依靠合闸后触指变形产生的弹性变形力提供接触压力的自力型触头。
2.如权利要求1所述的六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,所述静弧触头(15)的外径为19mm,所述静弧触头(15)端部的圆弧倒角半径为6mm。
3.如权利要求2所述的六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,所述动主触头(11)的外径为87mm,其与所述上静主触头(14)配合过盈量为1~1.5mm。
4.如权利要求2所述的六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,所述压气缸(10)的外径为102mm,其与所述活塞(7)的配合过盈量为1~1.5mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的六氟化硫断路器的灭弧室,其特征在于,所述静弧触头(15)插入所述动弧触头(12)的插入深度为28~32mm。
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