CN103890888A

CN103890888A - 气体断路器

Info

Publication number: CN103890888A
Application number: CN201180074209.7A
Authority: CN
Inventors: 山下透; 吉田大辅; 大谷博一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: US9230750B2; JPWO2013057808A1; US20140202991A1; JP5014526B1; WO2013057808A1; CN103890888B

Abstract

外周壁(15)围住加热室(7)，该加热室(7)经由将固定触头(4a、4b)间在整个周向上分离的开口部(8)而与电弧室(6)连通。外周壁(15)包括：筒状的受热流壁部(9)，该受热流壁部(9)配置于在径向上与开口部(8)相对的位置，且具有耐热性；以及筒状的壁部(10)，该壁部(10)与所述受热流壁部(9)在中心轴(25)方向上连接，并与和该受热流壁部(9)连接一侧相反的一侧的一端同固定侧通电构件(1a)连接，且由绝缘材料构成。藉此，能对围住加热室(7)的外周壁(15)进行保护以免因热气体的影响而产生损伤及热劣化。

Description

气体断路器

技术领域

本发明涉及一种在发电站或变电站等中为了接通或断开工作电流和过电流而使用的气体断路器。

背景技术

作为现有的气体断路器，存在例如专利文献1中公开的气体断路器。如专利文献1的图1所示，在断路器接通状态中，固定触头与可动触头接触，可动触头与滑动导向件接触而处于通电状态。加热室被由绝缘材料形成的壁、固定触头及喷嘴围住，其一部分经由吹出切槽而与电弧室连通。当电流断开时，可动触头朝上图下侧移动而在固定触头与可动触头之间产生电弧，被电弧加热至高温的气体经由吹出切槽而流入加热室，并经由压力室而排出至排气口，另外，也朝可动触头侧流动。因上述一系列的断开动作产生的电弧及热气体而使固定触头及可动触头等通电构件以及喷嘴及壁等的绝缘材料受到损伤。

另外，在上述专利文献1的图2所示的气体断路器的情况下，除了第一固定触头之外，在可动触头侧也设置第二固定触头，第一固定触头、可动触头及第二固定触头之间处于通电状态。当电流断开时，因可动触头朝上图下侧移动而在第一固定触头与可动触头间产生电弧，但在第一固定触头与第二固定触头之间存在与各固定触头分别电连接的烧损环，随着可动触头朝上图下侧移动而使电弧在烧损环间移动。热气体的流动与上述文献的图1的情况大致相同。在该情况下，也会因断开动作产生的电弧及热气体而使第一固定触头、第二固定触头、烧损环及可动触头等通电构件以及壁的绝缘材料受到损伤。

在上述热气体的流动中，特别地，从吹出切槽流入加热室的高温高速的热气体在径向上笔直前进而与壁碰撞，然后，朝加热室扩散。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11－329191号公报(图1、图2)

发明内容

发明所要解决的技术问题

如上所述，在现有气体断路器的情况下，由于反复进行电流断开而使构成气体断路器的零件受到损伤。特别地，存在以下问题：从吹出切槽流入加热室的高温高速的热气体与壁碰撞，与该热气体碰撞的部位的损伤加剧，因壁的绝缘材料的劣化而难以维持气体断路器的性能。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能对围住加热室的外周壁进行保护以免因热气体的影响而产生损伤及热劣化的气体断路器。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题、实现目的，本发明的气体断路器的特征是，包括：固定侧通电构件；可动侧通电构件，该可动侧通电构件被配置成与上述固定侧通电构件在开闭轴方向上相对；第一固定触头，该第一固定触头与上述固定侧通电构件连接；第二固定触头，该第二固定触头与上述可动侧通电构件连接，并被配置成在上述开闭轴方向上与上述第一固定触头相对；可动触头，该可动触头能在上述开闭轴方向上往复驱动而在接通位置与断开位置之间进行切换，在上述接通位置，上述可动触头将上述第一固定触头和上述第二固定触头桥接，在上述断开位置，上述可动触头与上述第一固定触头及上述第二固定触头非接触而在上述第一固定触头与上述第二固定触头之间形成电弧室；以及筒状的外周壁，该外周壁与上述固定侧通电构件及上述可动侧通电构件连接并围住加热室，该加热室经由将上述第一固定触头与上述第二固定触头间在整个周向上分离的开口部而与上述电弧室连通，上述外周壁包括：筒状的第一壁部，该第一壁部配置于在径向上与上述开口部相对的位置，且具有耐热性；以及筒状的第二壁部，该第二壁部与上述第一壁部连接，并至少与上述固定侧通电构件及上述可动侧通电构件中的一方连接，且由绝缘材料构成。

发明效果

根据本发明，能起到以下效果：能获得一种可对围住加热室的外周壁进行保护以免因热气体的影响而产生损伤及热劣化的气体断路器。

附图说明

图1是表示实施方式一的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。

图2是表示实施方式一的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。

图3是表示实施方式二的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。

图4是表示实施方式二的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。

图5是表示实施方式三的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。

图6是表示实施方式三的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的气体断路器的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于所述实施方式。

实施方式一

图1是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。图2是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。

如图1及图2所示，该气体断路器的断开部包括固定侧通电构件1a、可动侧通电构件1b、固定触头4a、4b、可动触头5、导向件11a、11b及外周壁15。另外，该断开部以中心轴25为中心构成为例如旋转对称。此处，中心轴25与例如呈轴状的可动触头5的轴一致。

固定侧通电构件1a在中心轴25方向上被配置成与可动侧通电构件1b相对。在图示例中，固定侧通电构件1a例如配置于右侧，可动侧通电构件1b例如配置于左侧。

固定侧通电构件1a由例如呈环状的导体2a和配置于该导体2a的内侧并与导体2a的开口端部连接的同样呈环状的支承导体3构成。支承导体3以能朝右侧(与可动侧相反的一侧)解除连接的方式与导体2a通电连接。支承导体3的可动侧的端部与固定触头4a(第一固定触头)通电连接。固定触头4a包括弹性的多个接触指。这些接触指以中心轴25为中心在周向上排列配置，因切槽(未图示)而相互分离，并且从与支承导体3连接的连接部位朝中心轴25及可动侧斜向延伸。

可动侧通电构件1b由例如呈环状的导体2b构成。导体2b的开口端部与固定触头4b(第二固定触头)通电连接。固定触头4b与固定触头4a相同，包括弹性的多个接触指。这些接触指以中心轴25为中心在周向上排列配置，因切槽(未图示)而相互分离，并且从与导体2b连接的连接部位朝中心轴25及固定侧斜向延伸。固定触头4a和固定触头4b在中心轴25方向上彼此相对配置。

在接通位置(图1)处，固定触头4a、4b被可动触头5桥接，固定触头4a、4b的接触指与可动触头5的外周接触。可动触头5被未图示的驱动装置在中心轴25方向上往复驱动。即，中心轴25与开闭轴一致。可动触头5是例如将形成有螺纹孔的前端部旋紧于外周切有螺纹的基部而构成的。另外，为了容易利用工具进行前端部的装拆，在该前端部形成有截面形状呈六边形的六边形状部。

在断开位置(图2)处，可动触头5朝左方移动而处于与固定触头4a、4b非接触的状态。在该情况下，可动触头5位于比固定触头4b更靠左侧的位置，因此，在固定触头4a、4b间形成电弧室6。另外，在断开动作的中途，若可动触头5位于固定触头4a、4b间，则在固定触头4a与可动触头5间形成电弧室6。在该电弧室6内，当电流导通、切断时，在固定触头4a、4b与可动触头5之间产生电弧。

电弧室6被环状的加热室7围住。该加热室7经由将固定触头4a、4b间在整个周向上分离的开口部8而与电弧室6连通。开口部8通过以中心轴25为中心的圆周面使电弧室6与加热室7连通。加热室7被筒状的外周壁15围住。即，外周壁15以中心轴25为中心在周向上围住加热室7。外周壁15由筒状的受热流壁部9(第一壁部)和筒状的壁部10(第二壁部)构成，其中，上述受热流壁部9具有耐热性，上述壁部10与该受热流壁部9连接并由绝缘材料构成。

受热流壁部9配置于在径向上与开口部8相对的位置。此处，径向是与中心轴25方向正交的方向。受热流壁部9是为了保护外周壁15以免被伴随着电弧产生而产生的热气体损伤而设的，因此，配置于与从电弧室6沿径向流出的热气体直接接触的部位即与开口部8相对的位置。在图1及图2中，用符号L表示开口部8在中心轴25方向上的长度。优选受热流壁部9至少在中心轴25方向上的长度处于L以上，且被配置成在中心轴25方向上覆盖开口部8。另外，开口部8被设在周向上，因此，受热流壁部9被配置成在周向上覆盖开口部8。受热流壁部9的耐热性需要至少比壁部10的耐热性高。

另外，在图示例中，受热流壁部9在径向上的厚度并不是一定的，其在导体2b侧的厚度比其在壁部10侧的厚度大，这是由于为了形成自未图示的机械缓冲室延伸的流路而将其在导体2b侧的厚度做得较大的缘故。然而，也能将受热流壁部9在径向上的厚度构成为在中心轴25方向上一样。

受热流壁部9能由具有耐热性的例如导电性材料形成。作为该情况下的导电性材料，例如能例举出铝等金属材料。或者，也可以是陶瓷等高熔点材料。

受热流壁部9配置于例如可动侧，其一端部与导体2b电连接。因此，受热流壁部9与可动侧通电构件1b及固定触头4b电连接。

壁部10配置于例如固定侧(与可动侧相反的一侧)，其一端部与支承导体3连接。另外，壁部10的另一端部与受热流壁部9连接。受热流壁部9的中心轴和壁部10的中心轴均与中心轴25一致，受热流壁部9和壁部10在中心轴25方向上连接而构成外周壁15。受热流壁部9和壁部10例如用螺栓等连接。这样，固定侧通电构件1a和可动侧通电构件1b利用外周壁15以物理方式连接，但由于外周壁15包括遍及周向而设的由绝缘材料构成的壁部10，因此外周壁15将固定侧通电构件1a和可动侧通电构件1b间电绝缘。另外，在图示例中，采用了将导电性的受热流壁部9设于可动侧、并将绝缘性的壁部10设于固定侧的结构，但也可采用将它们相互调换的结构。在该情况下，受热流壁部9配置于与开口部8相对的位置，这点与上述相同，受热流壁部9与支承导体3电连接。

这样，在本实施方式中，设有与受热流壁部9连接并由绝缘材料构成的壁部10，利用由受热流壁部9和壁部10构成的外周壁15将加热室7的外侧封闭。

另外，在固定触头4a的加热室7侧沿着固定触头4a配置有导向件11a，在固定触头4b的加热室7侧沿着固定触头4b配置有导向件11b，由受热流壁部9、壁部10及导向件11a、11b构成加热室7的空间。

此外，在电弧室6的右侧(固定侧)由固定触头4a及支承导体3形成了压力室12。在压力室12中由形成于支承导体3的开口形成了排出口13。

断开动作如下进行。首先，从图1的接通位置出发。在该状态下，电流沿着导体2a、支承导体3、固定触头4a、可动触头5、固定触头4b、导体2b流动。接着，利用驱动装置(未图示)使可动触头5朝左方移动。藉此，可动触头5从固定触头4a、4b依次被拔出，在可动触头5与固定触头4a、4b之间产生电弧。因该电弧而被加热的电弧室6内的高温高压气体经由开口部8而流入加热室7，并且，由电弧辐射出的热量对加热室7内的气体进行大幅加热，因此，在加热室7内产生较高的压力。另外，从电弧室6内流入加热室7的高温气体速度非常快，该热气体流与受热流壁部9碰撞。与高温高速的热气体流碰撞的受热壁部9的相应部分的温度升高，但由于其具有耐热性且例如是金属制的，因此不会产生熔损等损伤。

碰撞后的热气体改变流动方向而使一部分朝向壁部10，但在该情况下，热气体的温度及流速降低并形成沿着壁部10的流动，因此，壁部10不会被局部加热而处于高温。因此，能防止壁部10因热气体而产生损伤。

此外，当电流流过下个零点时，电弧被消弧。该消弧是通过使一部分气体从加热室7经由开口部8流出至压力室12内及可动触头5侧、使电弧吹灭而形成的。

如上所述，根据本实施方式，在径向上与开口部8相对的位置处设置受热流壁部9，因此，能对围住加热室7的外周壁15进行保护，以免因电流断开时的热气体的影响而产生损伤及热劣化。特别地，能保护由绝缘材料构成的壁部10以免因热气体而产生损伤，因此，能维持外周壁15的绝缘性能并构成为加热室7的容器。

实施方式二

图3是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。图4是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。另外，在图3及图4中，对与图1及图2相同的构成要素标注相同的符号。

如图3及图4所示，在本实施方式中，外周壁15的结构与实施方式一不同。即，外周壁15由筒状的受热流壁部29(第一壁部)、筒状的壁部10a(第二壁部)及筒状的壁部10b(第三壁部)构成，其中，上述受热流壁部29具有耐热性，上述壁部10a与该受热流壁部29连接并由绝缘材料构成，上述壁部10b在与和该壁部10a连接一侧相反的一侧同受热流壁部29连接并由绝缘材料构成。

受热流壁部29配置于在径向上与开口部8相对的位置。与实施方式一相同，优选受热流壁部29至少在中心轴25方向上的长度处于L以上，且被配置成在中心轴25方向上覆盖开口部8。开口部8被设在周向上，因此，受热流壁部29被配置成在周向上覆盖开口部8。受热流壁部29的耐热性需要至少比壁部10a、10b的耐热性高。

受热流壁部29配置于壁部10a、10b间，并在中心轴25方向上分别与壁部10a、10b连接。受热流壁部29的中心轴和壁部10a、10b的中心轴均与中心轴25一致。受热流壁部29的固定侧的一端与壁部10a的一端连接，受热流壁部29的可动侧的一端与壁部10b的一端连接。另外，壁部10a的另一端与支承导体3连接，壁部10b的另一端与导体2b连接。受热流壁部29和壁部10a、10b例如用螺栓等连接。这样，固定侧通电构件1a和可动侧通电构件1b利用外周壁15以物理方式彼此连接，但由于外周壁15包括遍及周向而设的由绝缘材料构成的壁部10a、10b，因此外周壁15将固定侧通电构件1a和可动侧通电构件1b间电绝缘。

本实施方式的其它结构与实施方式一的结构相同。例如，像在实施方式一中所说明的那样，受热流壁部29能由具有耐热性的例如导电性材料形成。作为该情况下的导电性材料，例如能例举出铝等金属材料。或者，也可以是陶瓷等高熔点材料。

这样，在本实施方式中，在由绝缘材料构成的壁部10a、10b间连接受热流壁部29而构成外周壁15，此外，受热流壁部29的位置与开口部8相对。根据上述配置结构，本实施方式能发挥出与实施方式一相同的功能及效果。

另外，在图3及图4中，导电性的受热流壁部29被绝缘性的壁部10a、10b夹住，因此，处于电浮游状态。因此，还可采用以下结构：在图3及图4的结构的基础上，利用例如导电线等通电构件将受热流壁部29与固定侧通电构件1a或可动侧通电构件1b连接，而与上述通电构件中的任一方电连接。根据上述结构，在可能从受热流壁部29产生放电的情况下，能将该放电防范于未然，是有用的。

实施方式三

图5是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示接通状态的图。图6是表示本实施方式的气体断路器的消弧室主要部分结构的剖视图，其是表示断开状态的图。另外，在图5及图6中，对与图1及图2相同的构成要素标注相同的符号。

如图5及图6所示，在本实施方式中，外周壁15的结构与实施方式一、二不同。即，外周壁15由筒状的壁部10和筒状的受热流壁部19构成，其中，上述壁部10与固定侧通电构件1a及可动侧通电构件1b这两个构件连接并由绝缘材料构成，上述受热流壁部19与该壁部10的加热室7侧的面的一部分连接并具有耐热性。

受热流壁部19(第一壁部)配置于在径向上与开口部8相对的位置。与实施方式一、二相同，优选受热流壁部19至少在中心轴25方向上的长度处于L以上，且被配置成在上述方向上覆盖开口部8。受热流壁部19被配置成在周向上覆盖开口部8。受热流壁部19的耐热性需要至少比壁部10的耐热性高。

受热流壁部19与壁部10同轴地配置于壁部10的内侧。受热流壁部19的中心轴和壁部10的中心轴均与中心轴25一致。受热流壁部19的可动侧的一端与导体2b连接。壁部10将固定侧通电构件1a和可动侧通电构件1b间绝缘，并围住加热室7。另一方面，受热流壁部19的一端例如与可动侧通电构件1b连接，但其另一端未与固定侧通电构件1a连接。即，受热流壁部19与可动侧通电构件1b及固定侧通电构件1a中的任一方连接。

本实施方式的其它结构与实施方式一的结构相同。例如，像在实施方式一中所说明的那样，受热流壁部19能由具有耐热性的例如导电性材料形成。作为该情况下的导电性材料，例如能例举出铝等金属材料。或者，也可以是陶瓷等高熔点材料。

这样，在本实施方式中，作为围住加热室7的外周壁15，用由绝缘材料构成的壁部10构成整体，并且在壁部10的加热室7侧的面的一部分以沿径向与开口部8相对的方式配置受热流壁部19。根据上述配置结构，本实施方式能发挥出与实施方式一相同的功能及效果。

如上所述，在实施方式一至三中，将外周壁15构成为包括筒状的第一壁部和筒状的第二壁部，其中，上述第一壁部配置于在径向上与开口部8相对的位置，且具有耐热性，上述第二壁部与该第一壁部连接并至少与固定侧通电构件1a及可动侧通电构件1b中的一方连接，且由绝缘材料构成。藉此，能提供一种气体断路器，其可对围住加热室7的外周壁15进行保护，以免因热气体的影响而产生损伤及热劣化。

工业上的可利用性

本发明作为气体断路器是有用的。

符号说明

1a 固定侧通电构件

1b 可动侧通电构件

2a、2b 导体

3 支承导体

4a、4b 固定触头

5 可动触头

7 加热室

8 开口部

9、19、29 受热流壁部

10、10a、10b 壁部

11a、11b 导向件

12 压力室

13 排出口

25 中心轴

Claims

1.一种气体断路器，其特征在于，包括：

固定侧通电构件；

可动侧通电构件，该可动侧通电构件被配置成与所述固定侧通电构件在开闭轴方向上相对；

第一固定触头，该第一固定触头与所述固定侧通电构件连接；

第二固定触头，该第二固定触头与所述可动侧通电构件连接，并被配置成在所述开闭轴方向上与所述第一固定触头相对；

可动触头，该可动触头能在所述开闭轴方向上往复驱动而在接通位置与断开位置之间进行切换，在所述接通位置，所述可动触头将所述第一固定触头和所述第二固定触头桥接，在所述断开位置，所述可动触头与所述第一固定触头及所述第二固定触头非接触而在所述第一固定触头与所述第二固定触头之间形成电弧室；以及

筒状的外周壁，该外周壁与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件连接并围住加热室，该加热室经由将所述第一固定触头与所述第二固定触头间在整个周向上分离的开口部而与所述电弧室连通，

所述外周壁包括：

筒状的第一壁部，该第一壁部配置于在径向上与所述开口部相对的位置，且具有耐热性；以及

筒状的第二壁部，该第二壁部与所述第一壁部连接，并至少与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的一方连接，且由绝缘材料构成。

2.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部在所述开闭轴方向上覆盖所述开口部。

3.如权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部和所述第二壁部在所述开闭轴方向上连接，

所述第一壁部与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的一方连接，

所述第二壁部与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的另一方连接。

4.如权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部和所述第二壁部在所述开闭轴方向上连接，

所述外周壁包括筒状的第三壁部，该第三壁部在所述开闭轴方向上的一侧与所述第一壁部连接，并由绝缘材料构成，其中，所述一侧是指与和所述第二壁部连接的一侧相反的一侧，

所述第二壁部与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的一方连接，

所述第三壁部与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的另一方连接。

5.如权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

所述第二壁部与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件这两个构件连接，

所述第一壁部配置于所述第二壁部的内侧而与所述第二壁部在径向上连接，且与所述固定侧通电构件及所述可动侧通电构件中的一方连接。

6.如权利要求3至5中任一项所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部由导电性材料形成。

7.如权利要求4所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部由导电性材料形成，且与所述固定侧通电部及所述可动侧通电构件中的一方电连接。

8.如权利要求6所述的气体断路器，其特征在于，

所述第一壁部由金属材料或高熔点材料形成。