CN1044008A - 高压及中压气体断路器 - Google Patents

Abstract

一种高压及中压气体断路器，包括充满带压力介电气体的圆筒形电气绝缘外壳；一个固定主触头及固定电弧触头。一个可动组件连到操作部件且包括可动主触头：可动电弧触头及与吹弧喷嘴连系并与第一活塞配合的吹弧气缸。第二活塞固定到可动组件上且在固定的第二气缸内滑动。第二活塞相对于吹弧气缸的横截面来说，其横截面大。第二活塞与用来提供和电弧区域低头损失连系的系统联系，且包括校正过尺寸的孔，以限制受电弧加热气体冲击的活塞表面的压力。

Description

本发明是关于高压及中压断路器，断路器采用如六氟化硫这种几巴压力的介电气体。

本发明特别是指上述型式的断路器，该断路器中利用在跳闸时由于电弧触头之间产生电弧造成压力上升，向可动组件施加动力。这种结构例如从法国专利第2576142号可以得知，它能熄灭电弧而无需采用非常高功率的操作设备。

在所谓低操作能量的断路器中，在电弧附近产生的上升的压力传送到与可动组件连接的活塞。

压力传送是否通畅及其速度，部分取决于对在电弧区域和活塞之间气流的碍碍，部分取决于在电弧区域和活塞表面之间变化着的压力梯度。

在例如德国公开专利申请DE3132825A1或美国专利第2957063号揭示的已知设备中，在环形管路中传送气体，而管路的狭窄横截面不利于高速气流，尤其是在电弧区域和活塞表面之间的压力梯度下降得很快，所以当出现电弧以后，气体的机械作用很快减弱。

本发明的一个目的是提供一种断路器，该断路器中，压力快速地传递到与操作部件连接的活塞，且出现来自电弧的高速气流而无扰动。

本发明在于一种高压及中压气体断路器，该断路器包括一个充满带压力介电气体的圆筒形电气绝缘外壳：一个固定主触头：一个固定电弧触头：一个连接到一个操作部件且包括一个可动主触头的可动组件，一个可动电弧触头和一个吹弧气缸，该气缸与一个吹弧喷咀联系且与第一活塞配合：以及一个固定到可动组件上且在固定的第二气缸内滑动的第二活塞：其特征在于：该第二活塞相对于吹弧气缸的横截面来说，其横截面大，它与用于提供和电弧区域低头损失（low    head    loss）连系的装置相联系，且包括校正过尺寸的孔，以限制受到由电弧加热气体冲击的上述活塞表面上的压力。

在一个较佳实施例中，电弧触头包括与断路器同轴的一个金属管的第一端：该管的第二端连到上述操作部件：上述第二活塞为该管外部的一个环形活塞，且固定到该管上，上述低头损失连系装置由该管构成，该管包括在其周边上的宽阔的开口，且上述管的内部与上述活塞一致，由一个封闭部件基本封闭住。

下边参考附图解释本发明，附图中：

图1是本发明断路器轴向半截面局部视图，表示闭合位置;

图2为表示在断开（跳开）期间同一断路器的轴向半截面局部视图;

图3为在闭合期间同一断路器轴向半截面的局部视图。

在图1中示出其局部的断路器，包括一个大体为圆筒形的绝缘材料（如陶瓷）的外壳1，其轴线为XX，且限定的内部容积VO，其内充满几巴压力的介电气体（如六氟化硫）。

该新路器包括一个连到第一端子（未示出）的固定主触头，以及一个其一端3A由耐弧合金（如钨合金）制成的固定电弧触头3。

该断路器的可动组件包括一个管4，该管4具有由一种耐电弧合金制的一端4A，它构成了可动电弧触头。管4的另一端4B连到一个操作装置（未示出）。管4固定到管5上，管5的一端5A构成了断路器的可动主触头。

一个绝缘喷咀6固定到端部5A，该喷咀颈部当断路器闭合时由电弧触头4阻塞。

在连接管4和管5的环中形成有孔7，则这两个管就限定了一个在其一侧由喷咀6封闭的公共的单独容积V1。

管5由一个固定金属部件8的管形第一部件8A导向，部件8具有一个管形第二部件8B，部件8B的直径比部件8A大得多。

部件8连到第二端子（未示出）。

管5携带一个与管8A配合的滑动电气触头5C。

在断路器闭合位置，电流通过部件2、5、8。在管5和8A之间设有密封垫9。

靠一个部件8的实体部分连接管8A和8B，该部件8包括径向开口10。正常时，开口10靠一个滑动装置11封闭住，该滑动装置环形的一端11A在其基底处与一个环形密封垫8C配合。该端11A通过与密封垫8C相对，进入与开口10的基底邻接关系，也用来限制该滑动装置的行程。滑动装置11大体为管形，它具有管状部分11B，该部分11B能在对它导向的管4上滑动。

设置一个密封垫12。该滑动装置11还靠固定部件8A导向，部件8A包括一个适当的凸台8D。

在管11和11B之间的环形空间由一个环形阀13有选择地关闭，阀13的行程受到部件11B上的凸缘11C的限制。

管5构成了断路器的吹弧气缸。管5固定到管8B内的活塞14上，在管8B内，它能靠密封垫14D以不漏液的方式滑动。活塞14和管8A和8B确定一个容积V2。该活塞的开口14A由一个环形阀16有选择地封闭住，阀16的行程由凸缘14B限制。

本发明的基本特征是：活塞的横截面比吹弧气缸的横截面大。例如，它们的直径比例至少为2∶1。

该活塞14还包括经校正的孔14C，它的功能将在下边叙述。

管4在其表面包括很大的孔15，通过在容积V2和V3之间很大截面的通路在管5内建立联系。要注意，容积V3在操作部件端部由固定到管4的盘17封闭。

该新路器按以下方式操作：

1.切断大电流（短路电流）

当检测到短路时，断路器的操作装置使可动组件（管4和5，喷咀6，活塞14）朝着由图可见的右侧运动。

主触头被分开，且而后电流流过电弧触头3和4。

当电弧触头被分开时，形成电弧20，电弧将周围气体加热，且压力急剧上升。容积V1由阀13封闭。热气经过环绕着轴线的容积V3逸出，且通过开口15进入容积V2。

由于活塞的表面积很大，则促使断开操作施加在其上的力很高。

便于来自电弧区域的热气流动是由于：

a）大开口15避免热损失：

b）经校正的孔14C限制容积V2中的压力，则保证了在电弧区域和活塞14区域之间的压力梯度。

第一次电流过零时，在容积V1中的压力使气体通过喷咀6膨胀，熄弧。

2.切断小电流（正常电流，电容性电流或小电感性电流）

当电弧触头分离时，由于电弧而造成的压力上升不足以将阀16作用到它的支座面上。该阀维持打开且避免了容积V2内压力下降，否则就阻碍可动组件。

在容积V1中的压力足以将阀13作用到它的支座面上。当电流过零时，容积V1内压力下降足以熄弧。

3.闭合断路器

参考图3，操作部件使可动组件朝着由图可见的左侧运动。容积V2内压力少许的上升将阀16关闭，且与容积V1内压力少许下降同时，使滑动部件11运动到左侧。

这样就将开口10的基底打开，使来自容积V2的气体朝着容积V0逸出，且避免了由于气体压缩造成的能量损失。

阀13被打开使容积V1被充气，而无需任何专门的措施，因为在容积V1内的压力有大的下降。

以上叙述的操作断路器所需的能量比现有技术断路器要小很多。

本发明应用于高压及中压断路器。

Claims (5)

1、高压及中压气体断路器，它包括一个充满带压力介电气体的圆筒形电气绝缘的外壳：一个固定主触头：一个固定电弧触头：一个连接到一个操作部件且包括一个可动主触头的可动组件：一个可动的电弧触头和一个与吹弧喷咀连系且与第一活塞配合的吹弧气缸：以及固定到上述可动组件且在一个固定的第二气缸内滑动第二活塞：其特征在于：上述第二活塞相对于上述吹弧气缸的横截面来说，其横截面大，它与用于提供和电弧区域低头损失连系的装置相联系，且包括尺寸经校正的孔，以限制受到由于电弧加热气体冲击的上述活塞表面上的压力。

2、根据权利要求1的断路器，其特征在于：上述电弧触头包括一个与该断路器同轴的金属管的第一端，且其中上述管的第二端连接到上述操作部件：上述第二活塞是一个在上述管以外的环形活塞且固定到该管上面;上述低头损失连系装置由上述管构成，该管包括在其周边上的宽阔的开口，且该管的内部与上述活塞相一致，由一个封闭部件基本上封闭住。

3、根据权利要求2的断路器，其特征在于：上述第一活塞包括一个封闭一个圆筒形滑动装置的环形阀，该滑动装置与上述管同轴且插入其内：且上述滑动装置呈现两个位置，在这两个位置它覆盖或不覆盖上述第二气缸内的开口，该第二气缸向与上述外壳邻接的容积内放气。

4、根据权利要求3的断路器，其特征在于上述开口为径向开口。

5、根据权利要求1至4中任何一个的断路器，其特征在于：上述第二活塞携带一个阀门，当上述第二活塞在与上述电弧区域同侧的表面上的压力比另一侧压力高时，该阀门被强迫关闭。