CN102782792B - 用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合消弧型气体断路器，它能够在切断故障电流时可靠地消除电弧而没有消弧气体压力的损失。本发明的混合消弧型气体断路器包括：具有固定单元电弧接触部的固定单元；以及移动单元，移动单元包括筒体，设置在筒体中的活塞，通过隔壁形成的压气室和热胀室以及经过活塞和筒体内部的操作杆，移动单元还包括移动单元电弧接触部，该移动单元电弧接触部能够紧密地靠近固定单元电弧接触部。在隔壁的一个表面设置有移动阀，其中该移动阀包括紧密接触部和移动部。该紧密接触部通过压力差而可移动并且紧密接触隔壁。移动部从紧密接触部伸出，使得操作杆能经其穿过，并且打开/关闭热胀室。

Description

用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器

技术领域

本公开内容涉及用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器，并且更具体地，气体断路器在切断故障电流时具有可靠地移除电弧的能力，而灭弧气体压力没有任何损失。

背景技术

通常，气体绝缘开关设备包括断路器、变流器、线路隔离开关/接地开关、母线隔离开关/接地开关等。安装在输电线路中的气体断路器被断开及闭合以便检查单元和线路是否处于正常状态，并且当输电线路发生异常时切断故障电流以便能安全地保护线路和负载单元。

此外，作为用于切断故障电流的单元，气体断路器使用气体来熄灭电弧，并且通过该气体熄灭在两触点之间产生的电弧。

这样的气体断路器根据灭弧类型而被分成压气(puffer)型、旋转型、热胀型、混合消弧型等。在通常的气体断路器中，使用SF₆作为灭弧气体。

在这些类型中，压气型是当断路器切断故障电流时，通过使用外部驱动力来压缩在断路器内部的压缩室的灭弧气体，并且将被压缩的气体吹到间隙中而熄灭电弧的类型。热胀型是当故障电流被切断时产生的电弧热在热胀室中积累(这时，压力增加)，并且由于所积累的热使压力增加而将气体吹到间隙中的类型。通过组合上述两种类型而获得的类型是混合消弧型。

水压和气压驱动的气体断路器(它们主要应用于压气型)需要驱动单元和高切断速度，这造成气体断路器的机械缺陷、断路器尺寸增加以及生产成本增加。

因此，开发了能够使用小驱动力(通过马达和弹簧获得的驱动力)在较低速度下切断超高电压和大电流的混合消弧型气体断路器。如图1所示，混合消弧型气体断路器包括固定部10和可移动部20。固定部10包括外罩11、安装在外罩11内部的固定部主接触部12以及位于固定部主接触部12的中部的固定部电弧接触部13。

可移动部20包括筒体21、被安装为固定到筒体21中的活塞22以及压气室24和热胀室25，压气室24和热胀室25通过设置在它们之间的隔壁23来形成并且都填充有灭弧气体。

现有技术的气体断路器的可移动部20装配有操作杆26，该操作杆26穿过活塞22并且伸至筒体21的端部。在操作杆26的端部的位置处，喷嘴27与筒体21的端部相连并伸至筒体21的端部。

在可移动部20的操作杆26的端部中形成有可移动部电弧接触部26a。

在活塞22的端面中形成有排放孔22a，并且排放孔22a装配有安全阀22b。此外，在隔壁23中形成有排放孔23a，并且排放孔23a装配有检查阀23b。

作为另一种结构，如图2所示，存在这样一种已知的结构，其中与可移动部20的结构不同，在筒体21的内部形成套筒28而非形成隔壁23，以便压气室24和热胀室25彼此连通。

在具有此种结构的现有技术的混合消弧型气体断路器中，当在初始切断操作时或者小电流切断时将可移动部20与固定部10分离，则筒体21内部的压气室24被固定活塞22压缩，使得压力增加。然后，当安装在隔壁23的排放孔23a中的检查阀23b打开时，则在压气室24中含有的被压缩的灭弧气体SF₆就流经热胀室25，并且在操作杆26的可移动部电弧接触部26a和固定部电弧接触部13之间产生的电弧被去除(灭弧动作)。

由于在切断大电流时在间隙中产生的电弧很大，因此大量的热积累在热胀室25中，使得压力增加。于是可利用高压灭弧气体去除该电弧。

发明内容

技术问题

现有技术的混合消弧型气体断路器具有这样的结构：从压气室24排出的被压缩的灭弧气体必然流经热胀室25。附带说明的是，具有相对高压的压气室24的压力在流经热胀室25的时候变得与热胀室25的压力相同，这就造成了灭弧气体的压力减小、因而故障电流切断性能变差的问题。

此外，如图2所示，即使是在并行混合消弧型气体断路器的结构中，被压缩的灭弧气体通过套筒28从压气室24排出，并且分别朝热胀室25和喷嘴27行进。因此，被压缩的灭弧气体可能不会被有效地吹出，以致于可能不会有效地去除喷嘴27中产生的电弧。

本公开内容旨在提供通过根据故障电流切断状况利用可移动阀将压气室和热胀室彼此分开来排出气体的技术。

技术方案

一方面，提供一种用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器，包括固定部和可移动部，固定部包括固定部电弧接触部，可移动部包括筒体、安装在筒体内部的活塞、通过隔壁形成的压气室和热胀室以及经过活塞和筒体内部并且包括可移动部电弧接触部的操作杆，该可移动部电弧接触部可移动地接近固定部电弧接触部，其中隔壁的一个侧表面装配有可移动阀，该可移动阀包括由于压力差异而可移动的并且附接至隔壁的附接部以及从附接部伸出的可移动部，可移动部允许操作杆从其中通过，并且打开及关闭热胀室。

构成可移动阀的附接部可装配有一个或多个排出孔，压气室内部的灭弧气体经所述排出孔排出，各排出孔可与检查阀相连，并且可在可移动部中形成通道孔。

热胀室可装配有第一排出孔，第一排出孔使灭弧气体朝向作为热胀室的一个表面的固定部排出，第一排出孔可装配有检查阀，可形成支撑管，以使可移动阀的可移动部是可滑动的，并且支撑管可装配有通过可移动阀的可移动部来打开及关闭的第二排出孔。

有益效果

根据本公开内容，当产生了故障电流状况，即小电流、中电流或大电流被切断时，可移动阀由于压力差异而自动移动，并因而吹出灭弧气体，由此去除电弧。因此，当故障电流被切断时，被压缩的灭弧气体被吹到喷嘴间隙中而没有任何压力损失，由此可靠地去除电弧。

附图说明

图1是图解现有技术的(串行)混合消弧型气体断路器的示例的示图。

图2是图解现有技术的(并行)混合消弧型气体断路器的示例的示图。

图3是图解本公开内容的混合消弧型气体断路器的示例的示图。

图4是图解当故障电流小时操作本公开内容的混合消弧型气体断路器的状态的示图。

图5是图解当故障电流大时操作本公开内容的混合消弧型气体断路器的状态的示图。

最佳实施方式

以下将参照附图详细地描述本公开内容的示例性实施方式。

与现有技术的部件相同的部件将给予相同的附图标记，并且将省略对它们的详细说明。对于新的部件将给予新的附图标记并且将详细描述。

图3是图解根据本公开内容的混合消弧型气体断路器的示例的示图。如图3所示，隔壁23的一个侧表面装配有可移动阀30。

可移动阀30包括附接至隔壁23的附接部31以及形成为从附接部31伸出并允许操作杆26穿过的管型(或套筒型)的可移动部32。附接部31装配有沿圆周方向形成的一个或多个排出孔31a，并且排出孔31a与检查阀31b耦连。

可移动部32装配有通道孔32a并且形成为筒管型，由此可移动部与操作杆26耦连，以使可移动部是沿着操作杆26的外周表面可移动的。

热胀室25的一个侧表面装配有第一排出孔25a以及检查阀25b，第一排出孔25a以及检查阀25b朝向固定部10形成。

热胀室25装配有支撑管25c和第二排出孔25d，支撑管25c允许可移动阀30的可移动部32在其上可滑动，第二排出孔25d通过可移动部32而打开和关闭，第二排出孔25d形成在支撑管25c的前侧(朝向固定部10)。

根据具有此种结构的实施方式，如图4所示，当需要切断负载电流或小故障电流时，通过驱动单元(未图示)将可移动部20与固定部10分开，并且在固定部电弧接触部13和可移动部电弧接触部26a之间的间隙中产生电弧。由于在筒体21中形成的压气室24内部的压力高于热胀室25内部的压力，因此安装在隔壁23的一个侧表面中的可移动阀30沿着操作杆26的长度方向在操作杆26的外表面上于附图中向右移动。由于可移动阀30的移动，在热胀室25的支撑管25c中形成的第二排出孔25d被堵住，而在可移动阀30的附接部31中形成的检查阀31b打开。

因此，在压气室24中含有的灭弧气体流经隔壁23的打开的排出孔23a，并且流经安装在可移动阀30的附接部31的排出孔31a中的检查阀31b。然后，灭弧气体在可移动阀30的可移动部32和操作杆26之间移动并在它们之间吹动，由此通过在喷嘴27和固定部电弧接触部13之间的间隙中的灭弧动作去除电弧。

换言之，压气室24内部的灭弧气体直接移动到喷嘴27和固定部电弧接触部13之间的间隙中而不流经热胀室25，由此可靠地执行灭弧动作而没有任何压力损失。

另一方面，由于当切断大电流时，如图5所示，在间隙中产生的电弧很大，因此压力随着在热胀室25中积累的电弧热量的增加而增加。这时，由于热胀室25内部的压力变得高于压气室24内部的压力，因此可移动阀30向左移动以便附接隔壁23。因此，热胀室25的第二排出孔25d被打开，使得被压缩的灭弧气体快速排出及吹出。同时，安装在热胀室25的一个侧面的检查阀25b也被打开，以便灭弧气体被排出从而去除在间隙中产生的电弧。

这时，尽管由于驱动单元的操作，压气室24内部的压力比热胀室25的压力小，但是压力持续增加。为此，当压力变为预定压力或更大时，安装在活塞22中的安全阀22b被打开，使得灭弧气体流经排出孔22a并且压力减小。

此外，当在切断中电流(中电流是当切断短路电流而使电流变为零时，压气室24中的压力比热胀室25中的压力高的情况下的电流大小)时产生电弧并且维持高压时，则可移动阀30朝向压气室24移动，使得热胀室25的第二排出孔25d被打开并且热胀室25内部的压力积累。当中电流变为零，可移动阀30就朝向热胀室25移动而堵住热胀室25的第二排出孔25d。因此，在热胀室25内部被压缩的灭弧气体使在热胀室25中形成的检查阀25b打开，从而热胀室25内部被压缩的灭弧气体被吹向喷嘴27而去除间隙中的电弧。

尽管示出并描述了示例性的实施方式，本领域技术人员应理解的是可在形式及细节上对其进行多种改变而不背离如所附权利要求书所限定的这一公开内容的精神和范围。

工业实用性

根据本公开内容，当产生了故障电流状况，即小电流、中电流或者大电流被切断时，可移动阀由于压力差异而自动移动并因而吹出灭弧气体，由此去除电弧。因此，当故障电流被切断时，被压缩的灭弧气体被吹到喷嘴的间隙中而没有任何压力损失，由此可靠地去除电弧。

Claims (2)

1.一种用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器，包括：

包括固定部电弧接触部(13)的固定部(10)；

可移动部(20)，包括筒体(21)、安装在所述筒体(21)内部的活塞(22)、通过隔壁(23)形成的压气室(24)和热胀室(25)以及操作杆(26)，操作杆(26)通过所述活塞(22)和所述筒体(21)的内部并且包括可移动部电弧接触部(26a)，该可移动部电弧接触部(26a)可移动地接近所述固定部电弧接触部(13)，

其中所述隔壁(23)的一个侧表面装配有可移动阀(30)，该可移动阀(30)包括由于压力差异而可移动的并且附接至所述隔壁(23)的附接部(31)以及从所述附接部(31)伸出的可移动部(32)，可移动部(32)允许操作杆(26)从其中通过，并且打开及关闭所述热胀室(25)，

其中构成所述可移动阀(30)的所述附接部(31)装配有一个或多个排出孔(31a)，所述排出孔(31a)使所述压气室(24)内部的灭弧气体经过所述排出孔(31a)排出，检查阀(31b)连接至每个排出孔(31a)，并且在所述可移动部(32)中形成有通道孔(32a)。

2.根据权利要求1所述的用于气体绝缘开关设备的混合消弧型气体断路器，

其中所述热胀室(25)装配有第一排出孔(25a)，所述第一排出孔(25a)使所述灭弧气体朝向作为所述热胀室(25)的一个表面的所述固定部(10)排出，所述第一排出孔(25a)装配有检查阀(25b)，形成支撑管(25c)以使所述可移动阀(30)的所述可移动部(32)是可滑动的，并且所述支撑管(25c)装配有通过所述可移动阀(30)的所述可移动部(32)来打开及关闭的第二排出孔(25d)。