CN105977088A - 一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器 - Google Patents

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吴义兵
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Abstract

本发明公开了一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器，包括有导电部分、夹持机构和驱动装置，导电部分包括有下导电盘、铝筒和铜衬套，驱动装置包括有石蜡圆柱体，铝筒套在石蜡圆柱体的外侧，在石蜡圆柱体中间放置有雷管和炸药，夹持机构的中间部分套在铝筒的外面，夹持机构与铝筒接触的部分内壁为多个楔形空隙结构，铜衬套固定在夹持机构的上端外侧，并与铝筒的上端接触压接在一起，下导电盘通过夹持机构固定在铝筒的下端并与铝筒接触压接在一起。本发明具有结构简单、新颖、开断电流大、开断电压高、开断速度快和分断可靠性高等优点。

Description

一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器
技术领域
本发明涉及开关电器技术领域，尤其涉及一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器。
背景技术
现有的传统机械开关是通过连杆传动机构使动触头经过一定行程实现触头闭合并使储能弹簧完成储能，为开关分断做好准备，一旦开关需要分断，脱扣机构动作，储能弹簧迅速释放使开关动触头与静触头快速脱离实现开关分断，这种使用弹簧作为驱动机构的传统机械开关，开断电流较小、分断速度慢且可靠性相对较低。此外，虽然目前用在EAST核聚变装置中作为超导磁体失超后备保护开关的新型爆炸断路器，具有可长期承载和开断大电流且分断可靠性高等特点，但最大缺点是开断电压较低，只有2 kV左右。而随着未来大型核聚变装置的发展要求，不仅要求其失超后备保护开关承载的电流更大，而且开断电压更高，达到20 kV以上。可见，目前市场上现有的机械开关和爆炸开关都不能满足要求，必须依靠自己的力量进行设计和研制。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器，包括有导电部分、夹持机构和驱动装置，所述的导电部分包括有下导电盘、铝筒和铜衬套，所述的驱动装置包括有石蜡圆柱体，所述的铝筒套在石蜡圆柱体的外侧，在石蜡圆柱体中间放置有雷管和炸药，夹持机构的中间部分套在铝筒的外面，夹持机构与铝筒接触的部分内壁为多个楔形空隙结构，所述的铜衬套固定在夹持机构的上端外侧，并与铝筒的上端接触压接在一起，所述的下导电盘通过夹持机构固定在铝筒的下端并与铝筒接触压接在一起。
所述的夹持机构包括有钢堵头、钢锥体、钢衬套、环氧圆柱筒、楔形绝缘切割块和钢盖，将多个楔形绝缘切割块组合构成筒体并套在铝筒外侧，楔形绝缘切割块的楔形端部朝向内侧且抵住铝筒外壁，环氧圆柱筒套在楔形绝缘切割块的外侧用来固定住楔形绝缘切割块外端，使得铝筒与楔形绝缘切割块间形成许多空隙，所述铜衬套固定在环氧圆柱筒的上端外侧，所述的钢盖与铜衬套固定连接且位于铝筒的上方，所述的钢衬套固定在环氧圆柱筒下端外侧，并与钢堵头、钢锥体一起将下导电盘固定，铝筒的上端部通过钢盖与铜衬套接触压接在一起，铝筒的下端部通过钢堵头、钢锥体和钢衬套与下导电盘接触压接在一起。
根据开断电压的高低，选择长度不同的金属圆筒，这样空隙就会不同，适应开断不同的电压等级，并可根据流过电流的大小选择铝筒的厚度。
这种开断大电流的爆炸式断路器的基本工作原理是利用雷管和炸药在爆炸时产生的巨大爆轰波压力下，推动周围的石蜡对铝筒壁产生同样大的压力，在楔形的绝缘切割环的作用下使筒壁在许多薄弱处被断开，开断了电路，同时使石蜡流入空隙中，使得空隙电弧迅速熄灭，开关的介质绝缘强度迅速恢复，每个空隙可承受的电弧电压约为0.5~1.0kV，多个空隙瞬间可产生很高电压使开关完全断开。
需要说明的是在铝筒内设石蜡圆柱体有两个重要作用：一是它作为媒介传递了爆轰波产生的强大压力，使筒壁断开实现了电路的开断；二是作为冷却介质，使通过大电流作为导体的筒壁不致产生较高温升，另外筒壁断开后它迅速流入断开的间隙处，使开断后产生的电弧立刻熄灭，提高了开关的开断能力。
由于本爆炸式断路器设备是全密闭的，爆炸后对周围环境几乎没有任何污染，并且噪声污染小，内部充满了石蜡物质很好的解决了导体的发热问题。
本发明的优点是：本发明具有结构简单、新颖、开断电流大、开断电压高、开断速度快和分断可靠性高等优点；这种大功率爆炸式断路器不仅可作为失超后备保护开关用于核聚变装置中，而且在电力系统中作为保护开关有着广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为爆炸前局部放大图。
图3为爆炸后局部放大图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器，包括有导电部分、夹持机构和驱动装置，所述的导电部分包括有下导电盘1、铝筒7和铜衬套10，所述的驱动装置包括有石蜡圆柱体8，所述的铝筒7套在石蜡圆柱体8的外侧，在石蜡圆柱体8中间放置有雷管11和炸药9，夹持机构的中间部分套在铝筒7的外面，夹持机构与铝筒7接触的部分内壁为多个楔形空隙结构，所述的铜衬套10固定在夹持机构的上端外侧，并与铝筒7的上端接触压接在一起，所述的下导电盘1通过夹持机构固定在铝筒7的下端并与铝筒7接触压接在一起。
所述的夹持机构包括有钢堵头2、钢锥体3、钢衬套4、环氧圆柱筒5、楔形绝缘切割块6和钢盖12，将多个楔形绝缘切割块6组合构成筒体并套在铝筒7外侧，楔形绝缘切割块6的楔形端部朝向内侧且抵住铝筒7外壁，环氧圆柱筒5套在楔形绝缘切割块6的外侧用来固定住楔形绝缘切割块6外端，使得铝筒7与楔形绝缘切割块6间形成许多空隙，所述铜衬套10固定在环氧圆柱筒5的上端外侧，所述的钢盖12与铜衬套10固定连接且位于铝筒7的上方，所述的钢衬套4固定在环氧圆柱筒5下端外侧，并与钢堵头2、钢锥体3一起将下导电盘1固定，铝筒7的上端部通过钢盖12与铜衬套10接触压接在一起，铝筒7的下端部通过钢堵头2、钢锥体3和钢衬套4与下导电盘1接触压接在一起。
爆炸式断路器开断的基本工作过程是：如图2、3当磁体失超信号到达雷管11触发装置时，雷管11触发单元立刻发出起爆信号引爆雷管11和炸药9，在爆炸产生的巨大爆轰波13压力下，炸药爆炸后形成的爆轰波13产生巨大的压力，推动周围介质石蜡圆柱体对铝筒7径向地向外施加压力，在楔形绝缘块6的作用下使筒壁在多处被切断，同时使石蜡流入各个空隙中，多个空隙中电弧迅速熄灭，使得断路器完全断开并产生很高电压。如附图2所示的为爆炸式断路器爆炸前后的形状对照示意图。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明专利保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器，其特征在于：包括有导电部分、夹持机构和驱动装置，所述的导电部分包括有下导电盘、铝筒和铜衬套，所述的驱动装置包括有石蜡圆柱体，所述的铝筒套在石蜡圆柱体的外侧，在石蜡圆柱体中间放置有雷管和炸药，夹持机构的中间部分套在铝筒的外面，夹持机构与铝筒接触的部分内壁为多个楔形空隙结构，所述的铜衬套固定在夹持机构的上端外侧，并与铝筒的上端接触压接在一起，所述的下导电盘通过夹持机构固定在铝筒的下端并与铝筒接触压接在一起。
2. 根据权利要求1所述的一种用于开断大电流的爆炸式高压断路器，其特征在于：所述的夹持机构包括有钢堵头、钢锥体、钢衬套、环氧圆柱筒、楔形绝缘切割块和钢盖，将多个楔形绝缘切割块组合构成筒体并套在铝筒外侧，楔形绝缘切割块的楔形端部朝向内侧且抵住铝筒外壁，环氧圆柱筒套在楔形绝缘切割块的外侧用来固定住楔形绝缘切割块外端，使得铝筒与楔形绝缘切割块间形成许多空隙，所述铜衬套固定在环氧圆柱筒的上端外侧，所述的钢盖与铜衬套固定连接且位于铝筒的上方，所述的钢衬套固定在环氧圆柱筒下端外侧，并与钢堵头、钢锥体一起将下导电盘固定，铝筒的上端部通过钢盖与铜衬套接触压接在一起，铝筒的下端部通过钢堵头、钢锥体和钢衬套与下导电盘接触压接在一起。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106298363A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 华中科技大学 一种基于脉冲电磁力的爆炸型直流断路器
CN109378251A (zh) * 2018-09-17 2019-02-22 中国科学院合肥物质科学研究院 用于全超导托卡马克核聚变实验磁体电源系统的爆炸开关
CN113097026A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于聚变堆主机的多电压可调式爆破断路器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116623A (ja) * 1989-09-29 1991-05-17 Agency Of Ind Science & Technol 高速大電流スイッチ
RU2101795C1 (ru) * 1995-08-18 1998-01-10 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.Е.Ефремова Взрывной размыкатель тока (варианты)
CN1416149A (zh) * 2001-10-29 2003-05-07 陈厚和 电流载流体爆炸断路器
CN1553465A (zh) * 2003-06-04 2004-12-08 D.V.埃弗里莫夫电子物理装置研究院 高速断路器
CN1889220A (zh) * 2006-07-19 2007-01-03 中国科学院等离子体物理研究所 新型爆炸断路器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116623A (ja) * 1989-09-29 1991-05-17 Agency Of Ind Science & Technol 高速大電流スイッチ
RU2101795C1 (ru) * 1995-08-18 1998-01-10 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.Е.Ефремова Взрывной размыкатель тока (варианты)
CN1416149A (zh) * 2001-10-29 2003-05-07 陈厚和 电流载流体爆炸断路器
CN1553465A (zh) * 2003-06-04 2004-12-08 D.V.埃弗里莫夫电子物理装置研究院 高速断路器
CN1889220A (zh) * 2006-07-19 2007-01-03 中国科学院等离子体物理研究所 新型爆炸断路器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106298363A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 华中科技大学 一种基于脉冲电磁力的爆炸型直流断路器
CN109378251A (zh) * 2018-09-17 2019-02-22 中国科学院合肥物质科学研究院 用于全超导托卡马克核聚变实验磁体电源系统的爆炸开关
CN109378251B (zh) * 2018-09-17 2020-04-24 中国科学院合肥物质科学研究院 用于全超导托卡马克核聚变实验磁体电源系统的爆炸开关
CN113097026A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于聚变堆主机的多电压可调式爆破断路器
CN113097026B (zh) * 2021-04-06 2023-12-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于聚变堆主机的多电压可调式爆破断路器

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