CN103109339B - 用于受限制的两个接触电极的断路器管开关装置 - Google Patents

Abstract

用于接触电极(1、2)的断路器管开关装置，所述传动装置具有在电极中心盖(29)的轴环(31、32)中的开口(47、48)，以打断电极的限制且允许通过在电流加热的内部容积(57)和较冷的外部容积之间的空气对流使得电极通风。

Description

用于受限制的两个接触电极的断路器管开关装置

技术领域

本发明涉及用于受限制的两个接触电极的电弧控制腔室的传动装置，尤其是在高压设备的断路器或开关中。

背景技术

许多类型的传动装置(gear)包括：与接触支架结合在一起的绝缘盖，接触电极在所述接触支架中滑动且所述接触支架环绕所述电极。这种绝缘盖的主要功能是确保电极维持在相同的轴上，从而减小接触的打开和关闭操作的困难。由于重力能够引起它们的凹陷，它们通常用于在水平轴上放置的电极。

然而，在容积中遇到了受限于盖的具体的困难。通过从一个电极至其他电极的电流的流动产生的加热首先限制了能够通过装置的标称电流。当打开接触电极时，使得这种情况更加困难，这是因为电弧短暂地发生并在环绕电弧的空气中产生大量的热以及相当大量的额外压力，这能够引起盖的爆炸。

一个已知的措施包括：在电极的后面配置有开口，所述开口用于在过高压力下来排出气体，所述过高压力为当打开接触时，通过电弧所产生。然后热气返回至环绕电极且围绕盖的容积中。

发明内容

本发明的第一个目的是当传动装置处于普通运转时限制电极的发热，闭合它们的接触器，尽管由盖产生了该限制。

本发明提供电弧控制腔室传动装置，包括：两个接触电极，所述接触电极能在闭合位置和打开位置之间移动；两个接触支架，所述接触支架支撑所述电极；以及盖，所述盖将所述接触支架连接在一起且环绕所述电极的面向部分(facing portion)；所述盖包括主绝缘部分和两个轴环，所述轴环将主部分的端部连接至所述接触支架，所述传动装置的特征在于：所述轴环提供有开口，所述开口引起在所述盖内的内部容积，所述电极的所述面向部分在所述内部容积中延伸至与在所述盖外部且环绕所述内部容积的外部容积形成连通。

通过所述轴环形成所述开口，所述轴环可由易于加工的导电材料制成，从而允许通过盖发生空气对流，且因此在盖内部连续地将来自外部盖的较冷气体再生成热气。需要强调的是通过轴环而不是通过盖的主部分的开口的布置产生显著的优势：通过通常由金属制成的给定的轴环的机械加工，或在通过成形或通过其他方法的轴环的制造期间中的任一种，在轴环中容易地制造开口，而无论轴环是否由金属或聚合物或混合材料制成，同时由于在设计的轴环中易于得到更大的自由度而持足够的机械强度，然而，由于盖是较薄的圆柱体且为受限制的容积的中心给出通道，在盖的主部分中制造孔似乎是更好的方法，实际的结果却是产生了更大的不利，这是因为盖的主部分是最弱的部分且由于其通常由绝缘纤维制成：在此处钻孔必然影响盖作为整体的机械强度，由于已经被机械加工切断的盖的纤维促进了用于电子流的路径而影响盖的绝缘强度。

上述排出热气的情况下似乎是另一困难，通过电弧产生的所述热气进入环绕盖的容积：该气体存在由开口进入盖限定的容积的风险以及在电极之间由于空气的高等离子体含量重新引起待击打的电弧的风险。然而，在本发明的优选的实施方式中通过掩蔽用于热气流动的开口可避免这种情况，如果开口在轴环中的盖的端部处，这可是简单的，如果利用需要指定环绕容积的在与电极之间的连接部对准的盖的中心内的开口，这将是更加困难的。在相应的优选的实施方式中，轴环的目的是提供有在径向方向上凸出的且通过排出热气分离相邻容积的开口的连续分隔部，因此遮蔽所述开口：几乎没有热气干扰环绕盖的容积，于是所述气体没有穿过盖的机会。

本发明可改进每个其他方面。如果每个轴环包括支撑环和内部部分(insideportion)，所述支撑环在相应所述接触支架上，所述内部部分用于支撑所述盖的主部分，所述连续分隔部连接至所述支撑环，且所述开口在所述分隔部和所述内部部分之间延伸；前套管可连接至所述连续分隔部切环绕所述内部部分，然后所述开口也在所述内部部分和所述前套管之间延伸：所述前套管有助于为所述开口提供更好的遮蔽，同时增强所述传动装置的绝缘强度。

在便利的构造中，内里部分(inner portion)被布置为所述连续分隔部(通过不同的方式，例如螺丝)且开口在形成于所述连续分隔部上的调整片(tab)之间延伸，且所述内里部分倚靠所述调整片。

每个前套管在自由端处可包括朝向所述盖的主部分凸出的圆形卷边。

在优选的布置中，每个接触支架包括外边缘，所述外边缘界定了用于气体远离相应电极的后端的开口的流动路径，所述边缘朝向所述连续分隔部和所述轴环向外打开，所述轴环包括连接至所述连续分隔部且在一端环绕所述外部边缘的每个后套管。这种配置能够当电弧形成时，阻碍来自所述电极的热气通过所述连续分隔部且偏离所述盖和所述电极之间的连接区域。

所述轴环的内里部分还承载有相应的场电极，所述场电极环绕所述接触电极，且所述开口在所述接触电极和所述场电极之间延伸。

在优选的布置中，能够提高对流的质量，所述开口占据一个所述轴环的锐角部分以及另一个轴环的锐角相反的部分。

附图说明

以下，将参照下列附图详细描述本发明：

图1示出了在打开状态下接触的本发明的第一实施方式；

图2示出了该实施方式的变型；

图3为轴环的透视图；以及

图4为在闭合状态下接触的本发明的视图。

具体实施方式

首先，参照图1至4。电弧控制腔室包括：移动接触电极1以及在同一轴上的静止接触电极2。通过静止接触支架(3和4)支撑电极(1和2)，具体地，所述接触支架(3和4)分别包括各自的衬套(5或6)，在所述衬套(5或6)中啮合有相应的电极(1或2)且提供有用于与所述电极(1或2)形成电气连接的弹片(7或8)。所述接触支架(3和4)在其后部中包括通道(9和10)，所述后部通向所述衬套(5和6)内的腔室，然后经由其他通道(11和12)通过所述衬套(5和6)通向在内部上的衬套(5和6)和在外部上的圆柱形边缘之间延伸的环形腔室(13和14)，所述接触支架(3和4)进一步包括在背面的至所述衬套(5和6)的连接部(17和18)，但是在前面打开，即朝向对侧的电极(2或1)。整件开关装置(switchgear)位于箱中(未示出)。气体成分通常为六氟化硫SF₆或一些其他高度绝缘气体。

电极(1和2)存在外部接触部分(19和20)和被外部部分(outer portion)环绕的内里接触部分(21和22)，当设备打开时，内里接触部分(21和22)比外部部分维持更长久的彼此接触，且当接触打开时，在内里接触部分(21和22)之间击打出电弧23。环绕所述内部接触部分(21和22)且界定所述电弧23绝缘材料的喷弧喷嘴(arc-blast nozzle)24将所述电极(1和2)连接在一起。通过常规方法喷射电弧23，例如最初在所述衬套5的分隔部26和所述移动电极1之间的压缩腔25内含有的气体的膨胀并朝向所述电极1的前面喷射，一旦压缩达到足够用于打开配备在所述开口27中的止回阀28时，所述电弧23经由开口27通过所述电极的侧壁。

电极(1和2)通过具有圆柱形状的主部分30和分别紧固至所述接触支架(3和4)的两个轴环(31和32)的盖而居中。所述主部分30为绝缘体，而所述轴环(31和32)可由导电材料制成；轴环(31和32)差不多是完全相同的。它们各自包括与衬套(5或6)连接的支撑环(33或34)，绕所述支撑环(33或34)延伸且在径向方向(垂直于电极(1或2)的轴)凸出超过所述主部分30的平面连续分隔部(35或36)，从所述连续分隔部(35或36)的外边缘朝向另一轴环(32或31)延伸的圆柱形前套管(37或38)，以及同样圆柱形且相对于所述前套管从所述连续分隔部(35或36)的外边缘向后延伸且环绕非常接近所述分隔部(35或36)的所述衬套(15或16)的端部的后套管(39或40)。调整片(41或42)(参见图3)在所述前套管37旁边从连续分隔部(35或36)凸出且有助于制成所述轴环(31或32)的内里部分(43或44)。在这些内里部分(43和44)中卷曲所述盖29的主部分30的端部。通过螺丝(59或60)使内里部分(43或44)与连续分隔部(35或36)联合起来，所述盖29为单独的一件。每个内里部分(43或44)还支撑有场电极(45或46)，所述场电极(45或46)环绕所述接触电极(1或2)而不接触所述接触电极(1或2)之一的外部分(19或20)的前端的场电极(45或46)。所述场电极(45和46)彼此对立。

通过分别延伸通过相应轴环(31或32)的开口(47或48)贯通盖29，所述开口包括在连续分隔部(35或36)和内里部分(43或44)之间延伸的第一部分(49或50)以及在所述调整片(41或42)之间在所述前套管(37或38)和所述内里部分(43或44)之间延伸的第二部分(51或52)以及在所述前套管(37或38)的端部处的第三部分(53或54)，所述前套管(37或38)的端部处为向内凸起且为圆形形状的卷边(55或56)存在的位置。

本发明的操作如下。当接触闭合时，容纳在所述盖29中的气体发热且通过开口(47和48)发生对流；较轻的热气通过上部开口离开通过所述盖29限定的内部容积57，同时来自环绕所述盖29的外部容积58的气体通过下部开口替代较轻的热气。这样就得到了令人满意的电极(1和2)的空气流通。

当打开接触且出现电弧23时，由此产生的热气首先被运送至环形腔室(13和14)，随后吹向轴环(31和32)，然而，连续分隔部(35和36)中断所述气体，后套管(39和40)反转气体，由此引导气体远离外部容积58，且防止气体到达开口(47和48)。

在图2所示的具体实施方式中，在一个轴环31中的开口47位于顶部，且在另一个轴环32中的开口48位于底部，或更普遍的在轴环中的开口仅仅被放置在角区域，所述角区域绕所述轴环(31和32)的圆周彼此对立，由此使得气体按照穿过内部体容积57的中间的对角线路径空气流通，从而通正良好的通风。这种变动可通过增加塞子(61和62)来执行，所述塞子(61和62)阻塞在调整片(41和42)之间的其他开口的部分。

图2通过箭头63的方法示出了对流，还通过箭头(64和65)代表了在电弧被中断的情况下，排出热气的运动。图1的实施方式也包括与那些箭头63的对称的对流运动。

轴环(31和32)可由低成本的铝铸件制成。所述开口(47、48)为给定的大尺寸以允许所需的对流流速。然而在示出的实施方式中在前套管(37、38)以及场电极(45、46)的存在下，弯曲形状的开口并不是特别理想的；如果这些因素不存在，可以选择直线开口。

Claims (9)

1.电弧控制腔室的传动装置，包括：两个接触电极(1、2)，所述接触电极(1、2)能在闭合位置和打开位置之间移动；两个接触支架(3、4)，所述接触支架(3、4)支撑所述接触电极；以及盖(29)，所述盖(29)将所述接触支架连接在一起且环绕所述接触电极的面向部分；所述盖包括主部分和两个轴环(31、32)，所述轴环(31、32)将所述主部分的端部连接至所述接触支架(3、4)，所述传动装置的特征在于：所述轴环提供有开口(47、48)，所述开口(47、48)引起在所述盖内的内部容积(57)，所述接触电极的所述面向部分在所述内部容积(57)中延伸至与在所述盖外部且环绕所述内部容积的外部容积形成连通，所述开口(47、48)在绕所述轴环的圆周彼此对立的角区域处被提供在两个轴环(31、32)上，所述轴环(31、32)被分别紧固至所述接触支架(3、4)。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于：每个所述轴环(31、32)包括连续分隔部(35、36)，所述连续分隔部(35、36)在径向向外方向上凸出超过所述主部分，且所述开口延伸穿过在所述主部分(30)和所述连续分隔部(35、36)之间的轴环。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于：每个轴环包括支撑环(33、34)和内里部分(43、44)，所述支撑环(33、34)在相应所述接触支架(3、4)上，所述内里部分(43、44)用于支撑所述主部分，所述连续分隔部(35、36)连接至所述支撑环，且所述开口在所述连续分隔部和所述内里部分之间延伸。

4.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于：所述内里部分(43、44)装配在所述连续分隔部(35、36)上，所述开口在建立在所述连续分隔部上的调整片(41、42)之间延伸，所述内里部分倚靠所述调整片(41、42)。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的传动装置，其特征在于：每个轴环包括前套管(37、38)，所述前套管连接至所述连续分隔部且环绕所述内里部分，所述开口也在所述内里部分和所述前套管之间延伸。

6.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于：每个前套管(37、38)在前端包括圆形卷边(55、56)，所述圆形卷边(55、56)朝向所述主部分(30)凸起。

7.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于：每个接触支架(3、4)具有界定用于气体从相应所述接触电极的打开的后端流动的路径的外部边缘(15、16)，所述边缘面向相应的所述连续分隔部打开，且每个轴环(39、40)具有后套管，所述后套管连接至所述连续分隔部且环绕相应所述外部边缘的一端。

8.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于：每个所述轴环的内里部分承载有场电极(45、46)，所述场电极环绕所述接触电极(1、2)且所述开口也在所述接触电极和所述场电极之间延伸。

9.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述开口以这样的方式在一个所述轴环的环状部分(31)上以及另一个轴环(32)的环状部分上延伸，以在通过对流的通风气体的流动上强加上对角线路径，所述对角线路径穿过所述内部容积(57)的中间。