CN1037232A - 真空断路器 - Google Patents

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Abstract

在一个真空断路器中，至少一对固定电极(6)和 可动电极(7)被设置于真空容器(3)内。一个固定杆 (8)和一个可动杆(9)从固定电极延伸到真空容器的 外面。一个电磁排斥线圈(17)和短路环(16)用于在 其间产生电磁力。可动杆(9)沿一个方向被驱动并从 固定电极分离以进行断路。电磁排斥线圈和与可动 杆相连的短路环被置于固定电极的附近真空容器外 面的周围。

Description

本发明涉及一个具有改进电磁排斥线圈布置的真空断路器。
通常，一个直流断路器包括一个电容器和一个电抗器，即：LC谐振电路并联到断路器上，例如真空断路器。在真空断路器打开的同时，让一个直流电流流过LC谐振电路，使其转换为振荡电流，该电流同样也渡过真空断路器。振荡电流由真空断路器的电极在零电流点切断。当一个大的直流电流流过LC谐振电路时，除非真空断路器的触头分离时间短的情况以外，大的直流电流随着时间而增加，不利地阻碍了电流切断。
因此，常规的机械操作机构，如连杆，在缩短真空断路器的触头分离时间上有一个限制。为了改进这一点，一个真空断路器和一个断路器已在，例如：JP-A-59-214022和JP-U-50-34064中提出。在所提真空断路器和断路器中，让一个电流流过电磁排斥线圈，通过在短路板上感应的电流，在相互排斥的方向上产生的电磁力进行断路。
然而，在这些断路器中，触头分离速度又太快。当切断一个大电流时，在固定电极和可动电极之间的电弧被充分拉长之前，在可动电极上点燃的电弧向波纹管移动。这样，由于波纹管被熔化，遮断性能就不能改善。
本发明的目的是提供一种真空断路器，其中避免了电弧在电极以外处燃烧，从而改善了断路性能。
本发明的这个目的是通过在真空断路器的真空容器内至少设置一对固定电极和可动电极，通过将杆从这些电极后面延伸到真空容器的外面，通过与可动杆相连的短路板和在固定电极和可动电极附近，在真空容器外部设置的电磁排斥线圈来完成的。
当直流电流流过电磁排斥线圈时，产生磁通。当该磁通穿过短路板时，磁通在短路板上产生一个Eddy电流。由Eddy电流产生的磁通和电磁排斥线圈侧的磁通相互抵触。当磁通相互抵触时，通过产生的电磁斥力，短路板和可动杆在它们从固定电极分离开的方向上高速移动。在此期间，固定电极和可动电极间的电弧仍然燃烧，由电磁排斥线圈来的磁通仍继续提供一个与电弧平行的磁场。因此，使电弧不会移动到电极以外的地方，从而增强遮断性能。
图1示出本发明的一个实施例真空断路器的侧剖视图;
图2是图1中用于真空断路器的短路环和电磁排斥线圈的斜交面图。
图3是图1真空断路器中所产生各磁通的特性曲线。
本发明的一个实施例将参照图1-3进行叙述。
一个真空断路器包括一个框架2和一个装在可移动小车1上的真空容器3。真空容器3内部由端板5气封密封一个绝缘筒4的两个端面形成。在真空容器中，一对固定电极6和可动电极7使它们彼此相对而置。分别装于固定电极6和可动电极7后面的一个固定杆8和一个可动杆9延伸到真空容器的外面。固定杆8的前端与主电路导体10电气地连接，可动杆的中点与主电路导体11电气地连接。每个主电路导体10和11的一端与一个封闭式配电盘（未示）中的断开部分电气地连接和断开。每一个主电路导体10和11的另一端是弯曲的。每一个弯曲部分由框架2通过瓷绝缘子12来支撑。
在框架中，设置了一个已知的合闸操作机构部分（未示），用于将可动电极7相对固定电极6闭合。合闸操作机构部分的合闸杆通过绝缘连接部分13与可动杆9连接。波纹管14装在可动杆9和端板5之间并可使可动杆9在箭头指示的X1和X2方向上移动。箭头X1和X2的方向指示电极6和7被接通和断开。在真空容器3的外部，如图2所示一个短路环16和一个电磁排斥线圈17对应于电极6和7而设置。
短路环16是从铜板上切下一个圆形环形成的。固定在短路环16后面的每个绝缘连接部件18的一端连接到可动杆9上。对应于短路环16的电磁排斥线圈17由环形导电线圈形成。电磁排斥线圈17通过一个支撑配件19由框架2支撑。绝缘部件20插入电磁排斥线圈17和支撑配件19之间，并且电磁排斥线圈17和电源部分21相连。
一个交流电源部分210连到变压器22初级线圈220上。变压器22的次级线圈221具有多个抽头222，转换开关23切换到抽头222之一来闭合一条电流通路。一个二极管24和一个开关25被连在变压器次级线圈221的一端和电磁排斥线圈17的一端之间。一个电容器26在二极管24和开关25的连接点及转换开关23和电磁排斥线圈17的另一端的连接点之间与电磁排斥线圈17并联。开关25由主电路导体10上的电流互感器进行控制。如果短路电流被测出，开关25由该被测的电流闭合。当没有测出短路电流时，开关25处于打开状态。
一个由交流电源210提供的交流电流通过二极管24整流。电容器26由产生的直流进行充电。如果流过主电路导体10的短路电流在这种状态下被电流互感器（未示）测出，开关25闭合。这时，来自电容器26的放电电流流过电磁排斥线圈17。电磁排斥线圈17产生磁通φc，如图2和3所示。磁通φc穿过短路环16，一个感应Eddy电流I流过短路环16，并且产生与磁通φc方向相反的磁通φs，磁通φc和φs相互抵触。此时在电磁排斥力的作用下，短路环16沿着箭头X2方向移动。这样两电极分离，产生电弧。磁通φc和φs作为电弧的平行磁场。由于磁通φs沿着将电弧分开的方向移动，磁通φc主要作为平行于电弧的磁场。由于采用电磁排斥线圈17即使可动电极7以高速度与固定电极6分离，则电弧由平行磁场所包围。因而，电弧不会移到电极以外的地方，导致改善了遮断性能。由于在真空容器以外对应于电极的地方设置了短路环和电磁排斥线圈来增强平行磁场，因此遮断性能得到突出的改善。因为向电弧提供了这个平行磁场，遮断性能可以进一步增强。
在本实施例中，因为采用了电磁排斥线圈17产生了平行磁场，所以不必再另设线圈产生平行磁场，导致小的结构尺寸。
如果用开关23选择任意一个抽头222来调节磁通φs的增加或减小，流过电磁排斥线圈17的直流电流可在本发明的设备中增加或减小。所以根据遮断容量，磁通可以进行调节。当使用具有相同容量的多个真空断路器时，可以选用相同的抽头。
由于在本实施例中采用了电容器26，作用在两电极之间的磁通φs会随着时间的而流逝而衰减，因此，电弧可以随时间t的流逝而逐渐衰减，从而遮断电流值可定得很小。
而且，本发明的真空断路器可以用于直流断路器和封闭式配电盘。
如前所述，在本发明的真空断路器中，即使电极由电磁排斥线圈以高速分离，电弧也不会移到电极以外的地方，其结果，遮断性能得到改善。

Claims (8)

1、一种真空断路器，其特征为包括：
至少一对固定电极(6)和可动电极(7)设置在真空容器(3)内；
一个固定杆(8)和可动杆(9)从所述一对电极延伸到所述真空容器外面，和
一个电磁排斥线圈(17)和短路环(16)用于在其间产生电磁力，所述可动杆(9)沿着从所述固定电极分离开的方向被驱动以进行断路，所述电磁排斥线圈和所述可动杆相连的短路环被置于所述一对电极附近，所述真空容器外面的周围。
2、根据权利要求1的真空断路器，其特征为：与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）和所述电磁排斥线圈（17）设置在所述真空容器（3）外面的周围，并且所述电磁排斥线圈与直流电源（21）相连。
3、根据权利要求1的真空断路器，其特征是与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）和所述电磁排斥线圈（17）设置在所述真空容器（3）外面的周围，以及所述电磁排斥线圈通过绝缘部件（12）被框架（2）支撑。
4、根据权利要求1的真空断路器，其特征为：具有与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）和所述电磁排斥线圈（17）分别设置于真空容器（3）外面的周围的所述真空断路器可以用于封闭式配电盘。
5、根据权利要求1的真空断路器，其特征为：具有与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）和所述电磁排斥线圈（17）分别置于真空容器（3）外面周围的真空断路器可以用于直流断路器。
6、根据权利要求1的真空断路器，其特征为：与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）以及所述电磁线圈（17）置于所述真空容器（3）外面的周围。
7、根据权利要求1的真空断路器，其特征为：所述电磁排斥线圈（17）和与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）设置在真空容器（3）外面的周围，以及所述电磁排斥线圈与直流电源（21）相连，其中电容器（26）和开关（25）设置在所述直流电源和所述电磁排斥线圈之间，只有当不正常电流流过所述可动杆时，所述开关闭合让所述电容器的放电电流流过所述电磁排斥线圈。
8、根据权利要求1的真空断路器，其特征是：所述电磁排斥线圈（17）和与所述可动杆（9）相连的所述短路环（16）被置于真空容器（3）外面的周围，其中整流器（24）和开关（23）分别连接到所述电磁排斥线圈的一端和另一端，所述整流器和所述开关分别连到变压器（22）的次级线圈的一端和变压器次级线圈的抽头上。
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