CN106876197A - 包括改善的过滤猝灭气体的装置的多极空气隔断断路器 - Google Patents

Abstract

高压多极断路器包括多个电极和壳体，对于断路器的每个电极，在壳体中放置有两个电触点，其在闭合和断开位置之间可移动，以及包括设置有用于过滤气体的第一上游装置的第一灭弧室；包括接收气体的第一腔室，其与第一灭弧室连通，和将气体排出到壳体外部的第一孔，所述孔设置有第一下游过滤装置；还包括接收气体的至少一个第二腔室，其与断路器另一个电极的至少一个第二灭弧室连通，所述灭弧室本身装备有用于过滤气体的第二上游装置，接收气体的第二腔室包括将气体排出到壳体外部的第二孔，设置有第二下游过滤装置，接收气体的第一腔室和第二腔室由不可渗透的壁彼此流体地分开。

Description

包括改善的过滤猝灭气体的装置的多极空气隔断断路器

技术领域

本发明涉及用于高电流的多极空气隔断断路器。

现有技术

在已知的方式中，电路断路器允许保护电气系统免受异常状况，比如过电压、短路或过电流。通常，对于这些断路器的每一个电极，这些断路器都包括电触头，所述电触头的垫点连接到输入端子和输出端子，所述触头可移动以便在探测到异常情况时中断电流的流动。尤其已知的是空气隔断断路器，在该断路器中这些电触头置于充满空气的灭弧室中。当这些触头闭合时，电流可以通过这些导体流通。当断路器的其中一个电极的这些电触头断开时，比如响应于诸如过电压或短路的操作异常，这些触头的触点相互远离。在这两个触点之间形成电弧。该电弧电离存在于灭弧室中的空气，随之产生被称为猝灭气体(quenchinggas)的气体，所述气体随后被排出到断路器的外部。该电弧随后被灭弧室熄灭，使得可能中断这一电极电流的流动。这些猝灭气体处于一般在2000℃以上的高温，并且也被部分电离。它们还可包含悬浮粒子，诸如烟灰和/或金属粒子。这些悬浮粒子通常来源于断路器的与电弧接触的内部部件的部分熔化。这些猝灭气体可因此造成危险，因而需要在它们能被排出到断路器外部之前被冷却和消电离(de-ionize)。

专利申请EP0437151描述了该种断路器，其设置有用于在猝灭气体排出到断路器外部之前将其冷却的装置。该断路器包括用于过滤排出的猝灭气体的两个装置，所述两个装置通过为整个断路器共用的单一气体接收腔室彼此分开。排出的猝灭气体在被朝向断路器外部排出前在该共用的接收腔室内流通。

该断路器的一个劣势是当被用于涉及较高直流电压(通常在1000V-1500V之间)的电路中时，其不能允许有效地切断电流。具体地，在这些情况下，从断路器排出的猝灭气体未被充分地冷却或消电离，这有助于在位于该断路器外部的断路器电连接端子处的断路器的电极之间形成短路电弧。这导致不可接受的安全措施不足。

发明内容

通过提出一种多极空气隔断断路器，本发明更特别地寻求克服这些缺陷，所述多极空气隔断断路器提高了有效性和安全性，同时保持简单的设计并具有适度的成本。

为此目的，本发明涉及高压多极断路器，其包括多个电极和一壳体，在所述壳体中，针对断路器的每个电极，在单独的隔室中放置有：

-输入端子和输出端子，

-两个电触点，其分别连接到该电极的输入端子和输出端子，并且可在闭合位置和断开位置之间移动：

-在闭合位置中，两个电触点彼此直接接触，以及

-在断开位置中，两个电触点彼此分开，

-第一灭弧室，其中放置有所述两个电触点，并且所述第一灭弧室的一个壁包括第一气体排放开口，第一气体排放开口设置有用于过滤气体的第一上游装置，

断路器包括用于接收气体的第一腔室，所述第一腔室经由第一排放开口与第一灭弧室连通，还包括第一孔，用于将气体排出到壳体外部，所述孔设置有第一下游过滤装置，

其特征在于：

-断路器还包括用于接收气体的至少一个第二腔室，其与断路器的另一个电极的至少一个第二灭弧室经由该第二灭弧室的第二气体排放开口连通，所述第二气体排放开口本身装备有用于过滤气体的第二上游装置，

-在于用于接收气体的第二腔室包括用于将气体排出到壳体外部的第二孔，所述孔设置有第二下游过滤装置，

-且在于用于接收气体的第一腔室和用于接收气体的第二腔室由不可渗透的壁彼此流体地分开。

借由本发明，断路器断开功能的有效性及因而安全性被改善，并且这是在没有显著增加断路器复杂性的情况下实现的。

具体地，通过设置由不可渗透的壁流体地分开的多个气体接收腔室，而非与断路器所有灭弧室流体连通的单个气体接收腔室，可以防止不同电极之间能够发生的任何不希望的电流回环(looping-back)。在现有技术中，这种回环可能由于在断路器的一个电极的灭弧室的接触器和断路器的极性相反的另一个电极的另一个灭弧室的另一个接触器之间形成电弧而发生。根据本发明，断路器的操作安全因而被改善。

此外，可以于直流电压情况下在良好安全性的状况下使用这种断路器，这是因为，由于气体接收腔室之间非渗透性分开，来自一个电极的未冷却猝灭气体不可能与来自断路器的其他电极的未冷却猝灭气体混合，这些其他电极具有不同的极性。

根据现有技术的断路器只能在交流电压的情况下工作，这是因为，由于不同电极之间的相移，在给定时刻，从一电极到另一电极的断路能量不同。这些电极的两个之间的电流回环的风险因而较低。

本发明的另一个优势为将猝灭气体冷却和消电离被改善。相较于为整个断路器所共用的气体接收腔室，不同的气体接收腔室每一个具有较小的容积。令人惊讶的是，气体接收腔室的几何结构有助于通过自燃触发猝灭气体在该气体接收腔室内部的燃烧。值得注意的是，这一燃烧使得可以减少从气体接收腔室排出的猝灭气体中悬浮粒子的数量。这使得可以大大地降低这些猝灭气体从断路器中被排出时由断路器外部的电流回环造成的短路风险。因此，气体的清洁在不需要使用过滤装置的情况下被改善，所述过滤装置带有优越的尺寸或过滤性能，这会使断路器的制造更加复杂并且推高其成本。

根据本发明有利但非强制性的方面，这种电路器可合并一个或多个下述特征，所述可知可以任何技术上允许的组合来考虑：

-断路器包括用于每个电极的气体接收腔室，这些气体接收腔室彼此区分开并且由不可渗透的壁分开，这些接收腔室每一个经由所述对应的气体排放开口仅流体地连接到对应电极的灭弧室，且包括用于将气体排出到壳体外部的孔，所述孔设置有下游气体过滤装置，该气体排出孔与断路器的其他气体接收腔室的气体排出孔区分开。

-每个所述气体接收腔室的下游气体过滤装置与断路器的其他气体接收腔室的各自的下游气体过滤装置区分开。

-每个气体接收腔室经由其各自的气体排放开口流体地连接到至多两个灭弧室。

-对应于流体连通到同一个共用的气体接收腔室的两个灭弧室的各个电极彼此串联电连接。

-每个所述气体接收腔室的下游气体过滤装置在一平面内延伸，所述平面垂直于与下游气体过滤装置流体连通的灭弧室的上游气体过滤装置在其中延伸的平面。

-下游气体过滤装置包括堆叠的多个棱纹平布织物层，所述多个棱纹平布织物层具有不同的网孔大小，这些棱纹平布织物层堆叠布置以表现为逐渐减小的网孔大小，定位在气体接收腔室一侧的层具有的网孔大小大于朝向断路器外部定位的堆叠的织物层的网孔大小。

-下游过滤装置的堆叠的层具有100μm到500μm的网孔大小，该网孔大小定义为该织物层的网孔的水力直径。

-每个气体接收腔室包括附接到与该接收腔室流体连通的灭弧室的盖，其覆盖对应的气体排放开口，该盖通过固定元件无自由度地牢固地在壳体上保持在位。

-所述断路器对于每个气体接收腔室包括放置在所述盖和所述壳体之间的密封元件。

-所述密封元件是被压缩在所述盖和所述壳体之间的平的垫片。

附图说明

从按照高压多极断路器的一个实施例的描述中，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他优势将变得更加清楚明显，该描述仅通过示例的方式并且参照附图给出，附图中：

图1是高压多极断路器的截面示意图；

图2是图1的断路器的透视图；

图3是图1和2的断路器的剖视图；

图4是图1的断路器的另一个实施例的横向截面的示意图；

图5是图3的断路器的透视图；

图6是图4和5的断路器的剖视图；

具体实施方式

图1至3描绘了高电流空气隔断多极断路器2。多极意味着断路器2意图为被用于包括多个电极的电路中。

在这一示例中，断路器2包括四个独立的电极P1、P2、P3、P4。比如，断路器意图为被用于保护包括三个电极的直流电路。这里，电极P1和P2串联连接到被保护的电路的第一极。电极P3和P4被串联连接到该电路的第二极。然而，其他的构造也是可行的。在这一示例中，恒定的4000A直流电流可流经每一个电极P1、P2、P3和P4，在该电极的端子之间带有1500V的电势差。

作为替代，断路器2可包括不同数量的电极，比如两个或三个。断路器2也可被用在交流电路中。

断路器2包括闭合的壳体B，其被划分为多个单独的隔室C。壳体B比如由模制塑料制成。每个隔室C基本沿着断路器2的纵向轴线Z延伸。在这一示例中该轴线Z是竖直的。在这一示例中所述隔室C是相同的。

这一示例中的壳体包括与具有的电极一样多的隔室C。每个电极P1、P2、P3和P4与一个隔室C相关联。对于每个电极P1、P2、P3和P4，断路器2还包括容纳在与该电极相关联的隔室C内部的下述元件：电输入端子4和电输出端子6，灭弧室8，包括两个可移动的电触点10和12的电触头，以及用于移动触点10和12的机构14。在这一示例中，这些元件从一电极到另一电极相同。因而将仅关于断路器2的电极P1对这些元件作出详细描述。

端子4和6构造为用于将断路器2电连接到被保护的电路。比如，断路器2在电气外罩中连接到电路的连接端子。端子4和6由导电材料制成，通常是诸如铜的金属。端子4和6从壳体B的外部可接取。

触点10和12分别通过导体(未被示出)电连接到端子4和6。比如，触点10和12包括由金属材料(比如银或铜)制成的连接盘。这些触点10和12可以选择性地且可逆地在闭合位置和断开位置之间移动。在闭合位置，触点10和12彼此直接接触并且允许电流在端子4和6之间流通。在其断开位置，触点10和12远离彼此。比如，在该断开位置，触点10和12以至少1厘米，优选地以至少2厘米远离彼此。

在这一示例中，触点10牢固地固定到电极P1的隔室C的固定壁。触点12固定到可动腿部16，所述腿部16构造为由机构14开动。

机构14构造为断开触头，这意味着当探测到操作异常时将触点10和12从闭合位置移动到断开位置。这一探测比如由电子脱扣电路(未示出)执行。该机构14有利地构造为使得当其断开触点10和12时，这导致断路器2的其他电极P2、P3和P4的接触器的断开，比如通过属于电极P2、P3和P4各自的机构14。

操作异常为比如在电极P1、P2、P3或P4中至少一个的情况下，过载、短路或者流通经过被保护电路的过高强度的电流。

灭弧室8形成在与电极P1相关联的隔室C内部并且在隔室C的上部中。该灭弧室8包括第一气体排放开口20，在这一示例中形成在该灭弧室8的上端部壁中。该排放开口20为矩形，并且具有一表面面积，该表面面积至少等于该端部壁的顶面的表面面积的30％到50％。从灭弧室8中发出的猝灭气体不能以除经由排放开口20之外的任何方式离开灭弧室8。该排放开口20设置有上游气体过滤装置22，其将在下面更具体地描述。术语“上游”和“下游”在此被关于猝灭气体从灭弧室8朝向断路器2的外部流动所沿的方向定义。

在已知的方式中，灭弧室8包括多个意图为熄灭电弧的电弧熄灭板24，所述电弧在触点10和12于电流正流经这些触点10和12的同时而断开时形成在灭弧室8中。这一示例中的这些板24为金属薄片板，其在开口20和触点10和12之间彼此平行并且平行于轴线Z延伸。这些板24允许猝灭气体朝向排放开口20前进。这种灭弧室8在比如专利申请FR2788372A1中被描述。

装置22构造为至少部分地将猝灭气体冷却和消电离，在电弧已经跟随断路器2断开而形成后，所述猝灭气体从灭弧室8中排放。这一消电离一方面通过冷却猝灭气体来执行，另一方面通过捕获猝灭气体中的悬浮粒子来执行。这些悬浮粒子通常是金属粒子或烟灰，尤其是碳化的烟灰，其来源于电弧在断路器断开的时刻形成时，断路器2的位于灭弧室8内的各种部件的部分熔化。在这一示例中装置22构造为将离开灭弧室8的猝灭气体冷却到小于等于2500℃，优选地2000℃的温度。通常，当离开灭弧室8时，且在进入装置22之前，猝灭气体具有大于等于4000℃或6000℃且小于10000℃的温度。

在本描述中，当出现该电弧时，在猝灭气体远离电弧的区域内测量灭弧室8中该猝灭气体的温度。具体地，该温度局部极高，在紧邻电弧处一般高于10000℃，常常不能被测量。

本领域技术人员知晓如何测量猝灭气体的温度。比如，对于大于2000℃的温度，猝灭气体温度测量采用导电分析法执行：测量气体的电导率，随后从预定义的曲线中推导出对应的气体温度，所述曲线给出该气体电导率作为温度的函数的变化。这种曲线比如在科学文献中可获得。比如，这里采用纯空气的曲线。对于2000℃以下的温度，可采用快速响应热电偶，比如来自Thermocoax公司的K型热电偶。

比如，装置22包括多孔隔板(screen)，所述多空隔板防止猝灭气体沿着直线路径朝向断路器外部直接排出，而是其改变气体流动以便延长其路径。这有助于与装置22的热交换并且导致该气体温度的下降。这一示例中的该多孔隔板包括堆叠的金属织物层，被称为棱纹平布织物(rep fabric)。这种多孔隔板在专利申请EP0817223中被描述。在这一示例中，这些棱纹平布织物由不锈钢制成。装置22的棱纹平布织物层具有从灭弧室8朝向腔室30逐渐减小的网孔大小。这一示例中的棱纹平布织物层为平面的形状，并且在一水平的并且垂直于轴线Z的几何平面内延伸。

在本申请中，棱纹平布织物的网孔大小定义为等于织物名义网孔的水力直径。这一示例中的一棱纹平布织物层的网络单元都具有相同的网孔大小。

这一逐渐的开放通过以某种方式布置堆叠的棱纹平布织物层来完成，该方式使得具有最高网孔大小的织物层位于装置22的入口处，即在灭弧室8一侧，而具有最低的网孔大小的织物层位于装置22的出口处，即在腔室30一侧。位于该入口和出口之间的中间织物层具有减小的网孔大小，在这一示例中该减小为线性减小。

比如，装置1的棱纹平布织物层的网孔大小大于或等于50μm或者大于或等于100μm或者大于或等于200μm。优选地，网孔大小小于1mm或小于2mm。

装置22包括数个多孔隔板，所述隔板彼此独立并且彼此并肩地在同一个平面(在这一示例中为水平面)内并置在排放开口20的区域内。这些多孔隔板由非渗透性材料彼此分开，所述非渗透性材料防止猝灭气体从这些多孔隔板之间穿过。当猝灭气体穿过装置22时，这一构造迫使猝灭气体平行流通通过这些不同的多孔隔板。

这些多孔隔板占据开口20的表面面积的至少50％，优选地至少60％或80％或90％。在这一示例中，装置22包括五个相同的多孔隔板。

当猝灭气体流通经过装置22时，通过采用独立的多孔隔板形成装置22，可以避免由于电流的回环而出现短路。

作为替代，可以仅采用一个多孔隔板，所述多孔隔板在排放开口20的表面面积的至少80％或90％之上延伸。这一多孔隔板则被称为“单块(monoblock)”。

断路器2还包括气体接收腔室30。该腔室30通过开口20与灭弧室8流体连通。腔室30包括朝向断路器2的外部打开的气体排出孔32。该孔32设置有下游过滤装置34。

腔室30构造为在猝灭气体从断路器2排出前将其冷却和消电离。若猝灭气体的温度小于或等于1500℃或者小于或等于800℃，则猝灭气体被认为是已经重发冷却以排出。在这些温度以下，即使是在大于或等于5000V的高电压的情况下，在比如与断路器2连接的电气配电板上，气体也不再具有足够的电导率来允许发生短路。

在这一示例中，装置34包括由堆叠的棱纹平布织物层形成的多孔隔板，其覆盖孔32的至少60％，优选地至少80％或90％的表面面积。这一示例中的装置34与装置22相同。正如装置22，棱纹平布织物层的网孔大小从装置34的入口(这意味着从腔室30的一侧)朝向装置34的出口(这意味朝着断路器2外部打开的一侧)减小。

这里装置34平行于装置22延伸。装置22和34以大于或等于2cm的距离彼此间隔开。

在实践中，为工业化原因，特别有利的是装置22和34采用相同的多孔隔板。然而，作为替代，装置34和22可以是不同的。

这里腔室30具有200cm³到1000cm³(优选地为250cm³到800cm³)的容积。比如，腔室30的容积是隔室C的容积的0.1到0.5倍。

腔室30包括界定该腔室30的壁的盖36。这一示例中的该盖36在与腔室30连通的灭弧室8的区域中附接到壳体B的顶面。盖36因而覆盖整个开口20。该盖36通过比如螺钉等固定元件无自由度地牢固地保持在壳体B上。密封元件38放置在盖36和壳体B之间，以便密封腔室30并防止猝灭气体能够以经由孔32之外的任何方式离开腔室30。这一示例中的密封元件38是平的垫片，比如由硅树脂制成，当盖36与壳体B组装到一起时，所述密封元件38被压缩在盖36和壳体B之间。值得注意的是，腔室30构造为经受大于或等于10巴或15巴(优选地为20巴)的压强。比如，盖36由玻璃纤维增强的塑料制成，诸如以“聚酯玻璃毡(polyesterglass mat)”之名著称的材料。固定元件比如是高强度螺钉，并具有大于或等于50daN/mm²(优选地为120daN/mm²)的剪切强度。这允许盖36保持牢固地压抵壳体B，尽管当猝灭气体离开灭弧室8而进入腔室30时压力显著且快速的变化。

断路器2还包括电极P2、P3、P4各自的气体接收腔室40、50、60。这些腔室40和50与腔室30相同，而只在如下特征上与其相异：

-腔室40只与和电极P2关联的灭弧室流体连接；

-腔室50只与和电极P3关联的灭弧室流体连接；

-腔室60只与和电极P4关联的灭弧室流体连接。

标记32'和34'分别指示腔室40的猝灭气体排出孔和孔32'带有的下游过滤装置。类似地，标记32”和34”分别指示腔室50的猝灭气体排出孔和由孔32”带有的下游过滤装置。标记32”'和34”'分别指示腔室60的猝灭气体排出孔和由孔32”'带有的下游过滤装置。在这一示例中孔32'、32”和32”'与孔32相同。在这一示例中装置34'、34”和34”'与装置34相同。在这一示例中盖36'、36”和36”'与盖36相同。

更具体地，每个腔室30、40、50、60只与分别和电极P1、P2、P3、P4中的仅一个相关联单个的灭弧室流体连通。每个腔室30、40、50和60因而不与另一个电极的灭弧室流体连通，这意味着从另一个电极的灭弧室发出的猝灭气体不能进入该气体接收腔室。在这一示例中，腔室30、40、50和60由各自的盖36、36'、36”和36”'的非渗透性壁彼此流体地分开，所述盖36、36'、36”和36”'界定这些气体接收腔室。每个装置34、34'、34”和34”'与断路器2其他气体接收腔室各自的下游气体过滤装置区分开。

通过为电极P1、P2、P3、P4的每一个形成独立的气体接收腔室30、40、50和60，而不是形成为所有电极P1、P2、P3、P4共用的单个接收腔室，在断路器的不同电极P1、P2、P3、P4的触点10或12之间经由存在于共用的气体接收腔室中的猝灭气体形成短路的风险被降低。具体地，只要猝灭气体没有被充分冷却，其都具有高电导率，使得可能出现这种短路。当涉及的电压高时情况更是如此。因此，断路器2的操作安全性和有效性得到改善。

此外，腔室30、40、50和60每一个通过使得该猝灭气体可以在其内部燃烧以允许猝灭气体更好地冷却。具体地，发明人已经证实，一旦存在于灭弧室8中的电弧已经被熄灭，这种燃烧通过猝灭气体在腔室30中的自燃而自发地发生。自燃意味的是无需额外能量输入而自发开始的燃烧现象。

在这一示例中，在灭弧室8中的电弧已经被猝灭后，当由在该腔室30内的猝灭气体产生的压力开始降低时，猝灭气体的自燃则在腔室30内部发生。这一压降导致外界空气(包含氧气)经由孔32进入腔室30，猝灭气体处于大于2000℃的温度，最初具有大于1.5巴的压力，并且气体中包括悬浮的带电粒子，所述带电粒子处于大于或等于百万分之50(ppm)或者大于或等于100或1000ppm的浓度。由于这一燃烧，猝灭气体中的这些悬浮粒子很大程度上被破坏，因而当猝灭气体被排出断路器2时不再存在于猝灭气体中，由此降低其电导率。

断路器2操作的一个示例现在将被描述。为简单起见，将仅关于电极P1给出该描述。

触点10和12最初处于其闭合位置并且电流正常地在端子4和6之间流通。触点10和12继而断开，比如在探测到操作异常之后。为完成该断开，机构14自动地移动腿部16以便于将触点12从触点10移开。结果是电弧在触点10和12之间形成。由于该电弧，最初存在于灭弧室8中的空气被电离并且加热到大于或等于4000℃或者大于或等于6000℃的温度。

该电离气体对应为猝灭气体。该猝灭气体，由于其高温和高压，通过穿过开口20并因而穿过装置22从灭弧室8排出。比如，在灭弧室8内部，在穿过装置22之前，猝灭气体具有大于6000℃的温度以及大于或等于50西门子/米(s/m)的电导率。

在已知的方式中，在电弧出现后，其继而比如在小于或等于10ms或者小于或等于100ms的时长后在灭弧室8中被熄灭。

由于装置22的构造，猝灭气体沿着一路径，该路径远远长于若装置22不存在时的路径。猝灭气体和形成装置22的多孔隔板的棱纹平布织物的材料之间的热交换允许该猝灭气体在其进入腔室30时至少部分地被冷却。比如，猝灭气体的温度在腔室30中不高于2000℃。此外，装置22捕获猝灭气体中的一些悬浮粒子，因而有助于降低其电导率。

猝灭气体流经由开口20并因而通过装置22进入腔室30。这里该猝灭气体具有至多2000℃的温度，大于或等于1.5bar的压力，并且包括浓度大于或等于50ppm或者大于或等于100ppm或者大于或等于1000ppm的悬浮带电粒子。当电弧在灭弧室8中熄灭时，猝灭气体的压力下降，这允许外界空气从断路器2的外部进入腔室30。该外界空气通过孔32进入腔室30。比如，猝灭器的压力下降至小于或等于断路器2附近的外界空气的大气压力的值。该外界空气包含氧气，其起到氧化剂的作用从而触发腔室30内部的燃烧现象。

该猝灭气体因而在腔室30内部经历自燃，这触发该气体的燃烧。该燃烧维持小于200ms的持续时间。值得注意的是，该燃烧通过烧掉粒子允许猝灭气体除去其携带的粒子，这有助于于猝灭气体的消电离。值得注意的是，自燃所需的条件取决于猝灭气体的温度，取决于该猝灭气体的压力，还取决于电弧在灭弧室8中已经被熄灭后，包含氧气的外界空气从断路器外部的注入。在这一示例中，发明人已经确定，需要大于1000℃的温度以及大于1.5巴或大于2巴的压强以在氧气注入的情况下触发自燃。在实践中，这些压力和温度参数一般不是可以由断路器2的用户直接监控的参数，而是直接取决于电路断开时刻跨触点端子的电压值。给定腔室30的尺寸，且由于猝灭气体为电离的空气，自燃在跨端子4和6的电压大于或等于1500V或者大于或等于1800V或者大于或等于2000V时发生。最终，该气体通过开口32、穿过装置34离开腔室30。在这一阶段，当气体离开腔室30时，该气体处于小于1500℃的温度，并且导电粒子的浓度足够低以消除由于断路器外部的电流回环(looping-back)造成的短路风险。比如，猝灭气体的电导率小于或等于10^-10S/m或小于或等于10^-15S/m。

图4到6描绘了断路器2的另一个实施例。更具体地，图3描绘了包括四个电极P'1、P'2、P'3和P'4的多极断路器100。

该断路器100与断路器2相同，但在电极数量方面与之不同，且不同的是腔室30、40、50和60被两个腔室110和112替代。腔室110为电极P'1和P'2共用，这意味着电极P'1和P'2各自灭弧室的气体排放开口都敞开到该腔室110中。关于电极P'3和P'4的灭弧室的气体排放开口也都敞开到腔室112。腔室110和112是相同的，因此下面仅详细描述腔室110。

腔室110包括设置有下游过滤装置134的气体排放孔132。孔132和装置134分别起到与孔32和装置34相同的作用。

比如，装置134包括单块多孔隔板，其与关于装置34所描述的单块隔板类似。这里，装置134在一平面中延伸，该平面与装置22于其中延伸的平面垂直。这允许猝灭气体在断路器100外部朝向断路器100的周围区域转向，优选地远离断路器连接端子，以便于避免电流由于通过排出的猝灭气体的回环造成的任何短路。

在这一示例中，与断路器2的盖36类似，腔室110由盖136界定，其在该示例中覆盖与电极P'1和P'2相关联的灭弧室的排放开口的整个表面。

这里腔室110具有1000cm³到3000cm³的容积。比如，腔室110具有为分别与电极P'1和P'2相关联的隔室C的各自容积的0.1到0.5倍的容积，腔室110为电极P'1和P'2所共用的腔室。

该实施例在断路器表现为较低性能要求的情况下尤其有利。该实施例具有减少所需的下游过滤装置的数量的优势，但具有腔室110或112能够经受的压力较低的劣势，比如小于或等于3bar或者小于或等于5bar。此外，电极P'1和P'2必须具有相同的极性以避免由于腔室110中的电流回环造成的短路。对于电极P'3和P'4也是如此。这一示例中的电极P'1和P'2彼此串联连接并对应于同一极性或对应于同一个相。

存在很多其他可行的实施例。比如，断路器可包括不同数量的电极。这些电极可不同地构造。

腔室112可被两个独立的气体接收腔室替代，比如与腔室30和40类似，以便于隔离离开对应电极的猝灭气体。这里电极P'1和P'2彼此串联连接并对应于同一极性或对应于同一个相。

装置34可包括不同数量的多孔隔板，比如1到20，优选地为5到10。

温度、压力和/或电导率数值可不同，尤其是因为这些数值取决于操作条件，比如电弧形成的时刻跨触点10和12的电流和/或电压的大小。

断路器2和100可用于交流电，比如三相交流电。

以上所考虑的可替代形式可彼此组合以产生本发明的新的实施例。

Claims (9)

1.一种多极断路器(2)，包括多个电极(P1、P2、P3、P4；P'1、P'2、P'3、P'4)以及壳体(B)，在所述壳体(B)中，在针对断路器的每个电极的单独的隔室(C)中，放置有：

输入端子(4)和输出端子(6)，

两个电触点(10、12)，其分别连接到该电极的输入端子(4)和输出端子(6)，并且可在两个闭合位置和断开位置之间移动，

在闭合位置中，两个电触点彼此直接接触，以及

在断开位置，两个电触点彼此分开，

第一灭弧室(8)，其中放置有两个所述电触点，并且所述第一灭弧室的一个壁包括第一气体排放开口(20)，其设置有用于过滤气体的第一上游装置(22)，

所述断路器(2)包括用于接收气体的第一腔室(30；110)，所述第一腔室经由第一排放开口与第一灭弧室连通，并且包括第一孔(32；132)，用于将气体排出到壳体外部，所述第一孔设置有第一下游过滤装置(34；134)，

其特征在于：

断路器还包括用于接收气体的至少一个第二腔室(40、50、60；112)，其与断路器另一个电极的至少一个第二灭弧室经由该第二灭弧室的第二气体排放开口连通，所述第二灭弧室本身装备有用于过滤气体的第二上游装置，

用于接收气体的第二腔室(30；110)包括用于将气体排出到壳体外部的第二孔(40、50、60；112)，所述第二孔设置有第二下游过滤装置；

且用于接收气体的第一腔室和用于接收气体的第二腔室由不可渗透的壁彼此流体地分开。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器包括用于每个电极(P1、P2、P3、P4)的气体接收腔室(30、40、50、60)，这些气体接收腔室彼此区分开并且由不可渗透的壁流体地分开，这些接收腔室每一个经由所述对应的气体排放开口仅流体地连接到对应电极的灭弧室(8)，且包括用于将气体排出到壳体外部的孔(32、32'、32”、32”')，所述孔设置有下游气体过滤装置(34、34'、34”、34”')，该气体排出孔与断路器的其他气体接收腔室的气体排出孔区分开。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，每个所述气体接收腔室的所述下游气体过滤装置(34、34'、34”)与断路器的其他气体接收腔室各自的下游气体过滤装置区分开。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

每个气体接收腔室(110、112)经由其各自的气体排放开口流体地连接到至多两个灭弧室，

对应于流体地连接到同一共用气体接收腔室(110、112)的两个灭弧室的各个电极(P'1、P'2、P'3、P'4)彼此串联电连接，，

每个所述气体接收腔室的所述下游气体过滤装置(134)在一平面内延伸，所述平面垂直于该下游气体过滤装置与之流体连通的灭弧室的上游气体过滤装置在其中延伸的平面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的断路器，其特征在于，所述下游气体过滤装置(34、34'、34”、34”'；134)包括棱纹平布织物(rep fabric)的多个堆叠的层，所述堆叠的层具有不同的网孔大小，这些棱纹平布织物的层堆叠布置以表现为逐渐减小的网孔大小，定位在气体接收腔室一侧的层具有的网孔大小大于朝向断路器外部定位的织物的堆叠的层的网孔大小。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述下游过滤装置(34、34'、34”、34”'；134)的堆叠的层具有100μm到500μm的网孔大小，该网孔大小定义为该织物层的网孔的水力直径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的断路器，其特征在于，每个气体接收腔室包括盖(36；136)，该盖附接到与该接收腔室流体连通的灭弧室，覆盖对应的气体排放开口，该盖通过固定元件无自由度地在壳体上牢固地保持在位。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述断路器(2)对于每个气体接收腔室包括放置在所述盖(36)和所述壳体(B)之间的密封元件(38)。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述密封元件(38)是被压缩在所述盖(36)和所述壳体(B)之间的平的垫片。