CN1074577C - 气体绝缘和自灭弧膨胀式电路断路器 - Google Patents

气体绝缘和自灭弧膨胀式电路断路器

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Abstract

一种电路断路器，包括一气体膨胀式灭弧室(34)，该灭弧室中装有可分离的灭弧触头和一旋转电弧的电磁线圈(122)。一绝缘支撑臂(62)装在盒(43)的端部，它包括一用螺钉(111)紧固在盒(43)的第一内肩(110)上的底部(108)。一热屏蔽(114)紧抵在该底部(108)上而用作消焰器。线圈(122)的励磁由一部分磁路(138)实现。

Description

气体绝缘和自灭弧膨胀式电路断路器
本发明涉及一种装在一绝缘壳体中的中压电路断路器，壳体中充满高介电强度气体并内装一自灭弧膨胀式灭弧室形式的盒，包括：
一与一可动灭弧触头协同操作的固定灭弧触头；
一套在该固定灭弧触头上、以在电弧转换到一电极上后在断路间隙中产生一磁场的电磁线圈；
一用绝缘材料制成、固定在所述盒的一端上、其上设有引导可动灭弧触头的套筒的支撑臂。
当切断短路电流时，由于该支撑臂用产生气体的塑料制成，因此盒内电弧的热作用会产生大量气体。一部分气体会进入盒内而干扰自灭弧膨胀效果，从而造成电弧的重燃。
本发明的目的即在于提高自灭弧膨胀式电路断路器的断路性能。
根据本发明电路断路器：
所述支撑臂包括用固定装置固定到所述盒的第一内肩上的一底部；
且一热屏蔽板环绕着所述引导套筒且紧压在所述底部和所述盒的第二肩上以限制所述底部的塑料在电弧热作用下的温升并用作一消焰器，热气体经底部上的排气孔排到外壳的空间中。
所述热屏蔽板用聚四氟乙烯制成，借助于一套在引导套筒上的调节环紧抵所述底部。
该板可防止气流进入所述盒，从而有利于电弧的熄灭。
按照本发明的一个特征，吸弧电极与一旋转电弧的环形触头磁轨共平面，所述磁轨连接在所述线圈的前面，线圈的另一端借助于磁路连接到一电流输入柱上。
为加强断路间隙中的磁场，用磁路中的一铁磁板进行线圈的励磁，所述板与导电盒电连接。
为了防止由电磁力造成的分离现象，线圈的端部线匝用辅助螺钉分别紧固到所述磁路和所述触头磁轨上。
按照一优选实施例，各灭弧触头构成一套筒式组件，各弹簧片抵靠与固定灭弧触头相关联的各触指和所述套筒，以在可动灭弧触头在合上位置而插入固定灭弧触头中时产生接触压力。
用一方向可调节的支撑件便于使电弧转换到所述电极上，该支撑件具有一带切口的金属垫圈用来调节固定灭弧触头端部与所述电极之间的轴向间隙。
从下述结合附图对本发明一非限制性实施例的说明中可更清楚看出其它优点和特征，其中：
图1为装有本发明灭弧室的电路断路器的剖面图；
图2为图1所示灭弧室的剖面图，但未示出可动灭弧触头；
图3为图2的局部放大图，示出打开可动灭弧触头过程中的各不同工作阶段；
图4为线圈详图，示出端部线匝的连接。
在图1中，一三极中压电路断路器10的一极部件(Pole unit)装在一密封的绝缘外壳12中，外壳12内部充满高介电强度气体、特别是六氟化硫SF6，该极部件包括一对用作该电路断路器的电源的电流输入条的套管14、16。
套管14、16与主电路19的一断开装置18直接连接，该主电路19在外壳12内包括一用螺钉21紧固到第一套管14的内端上的固定主触头20和一枢装在第一支架26的心轴24上的可动主触头22，而该第一支架26用固定螺钉28紧固在第二套管16上。
外壳12包括一凸缘29，其侧面上有一盖30，其间插入一密封32，外壳12内部有一带有一灭弧室34的副电路，灭弧室34中有一对灭弧触头36、38，可动触头38安装成可在一合上位置和一打开位置之间作纵向滑动，在合上位置时它与固定灭弧触头36接合，而在打开位置时两触头36、38分开。
灭弧室34的灭弧触头36、38由一连接导体40和一辨条42分别与套管14和16电连接而构成一并联组件，在合上位置时，灭弧触头36、38对主触头20、22起分流作用。
灭弧室34由一自灭弧膨胀和电弧旋转式灭弧盒43构成，所述盒通过管状可动灭弧触头38与外壳12的内部空间相通。
一紧密穿过外壳12的壁而与外部一驱动机构(未画出)连接的转轴44操动可动主触头22和可动灭弧触头38。在外壳12内部，转轴44在每一极部件处推动一曲轴46。
曲轴46由第一连杆48与可动主触头22连接，由第二连杆50与可动灭弧触头38连接。连杆48、50的连接中心为曲轴46的点51处，该组件可先合上灭弧触头36、38然后合上主触头20、22；和在主触头20、22打开后再打开灭弧触头36、38。
灭弧室34包括有一与盒43的纵轴线垂直的下部支撑臂62，其端部装有一铰接心轴(articulation spindle)64。盒43还有一对定位柱66，沿纵向与臂62相对。
支撑臂62的铰接心轴64接合在可动主触头22的支架26的延伸部上的一U形凹口中。连接导体40的中部插入在每一定位柱66与外壳12的一肩部之间，导体40的端片用把固定主触头20紧固在套管14上的固定螺钉21连接到主电路上。在另一端，连接辨条42连接到其端片用螺钉28紧压到支架26底面上的一中间导体82上。
从图2可看到，灭弧室34的金属盒43有一用固定螺钉104装到圆柱形壁102上的盖100。盖100和壁102最好用铝合金制成。绝缘支撑臂62装在壁102的底部，且其上有一圆柱形引导套管106以及一用螺钉111紧固到壁102的第一内肩110上的底部108。一管状黄铜衬套装在套筒106中，可动灭弧触头38可在此套筒中滑动。支撑臂62用绝缘材料、特别是以聚碳酸酯为基的材料模制而成。
一用聚四氟乙烯板构成的热屏蔽114套在引导套筒106外并紧靠底部108以及与壁102共平面的第二肩116上。该屏蔽114用一同轴地套在套筒106上的调节环118紧抵底部108。热屏蔽114的下表面通过围绕套筒106设置的孔120与外壳12的内部空间相通。
由固定灭弧触头36和使电弧旋转的电磁线圈122构成的组件位于与套筒106相对的一边。
灭弧室34中由于有热屏蔽114，因此限制了在切断灭弧触头36、38之间的强电流时产生的电弧的热作用造成的支撑臂62的底部108的塑料的温升。屏蔽114还用作消焰器，而防止灭弧室34中产生的电离气体传播到盒43外部。在绝缘底部108处发出的高热气体沿箭头F方向从排气孔120排出而无法进入盒43内部。
从图3可看到，固定灭弧触头36设置在环形线圈122内部并呈抓手状，其上有若干嵌入在一用固定螺钉128紧固在盖100上的支撑件126的一槽125中的触指124。
支撑件126用导电金属材料、特别是模压铜制成，其上配有一带切口的垫圈130，以便调节固定灭弧触头36的端部与吸弧电极132之间的轴向间隙。
电极132与紧靠线圈122前表面的触头磁轨(contact track)134共平面并用来在可动灭弧触头38开始打开时励磁线圈122。线圈122包括一叠电串联的导电线匝136，所述线圈在与磁轨134相对的一端与磁路138连接。
磁路138包括一用钢之类铁磁材料制成的、插入在盒43的侧壁102与盖100之间的板140，以及一个同轴设置在固定灭弧触头36与线圈122之间的圆柱形套筒142。图3中示出的安装螺钉之一144穿过线圈122的各线匝136和触头磁轨134而把线圈122紧固在磁路138的板140上。一绝缘衬套145插入在线圈122与由固定灭弧触头36和套筒142构成的组件之间。
各弹簧片146紧抵各触指124和套筒142以便当可动灭弧触头38在合上位置A与固定灭弧触头36接合时产生接触压力。
当出现短路电流时，在主电路19切断后盒43中的电流状况结合图3如下所述。
在合上位置A，电流从定位柱66输入并在流过连接导体40和盖100后流过各触指124。电流在流过固定和可动灭弧触头36、38后经辨条42流到套管16(见图1)。
在开始打开时(位置B)，电弧转换到电极132上对线圈122进行励磁。
在位置C，电流不再流经固定灭弧触头36而是全部流过线圈122，该线圈在断路间隙中形成一磁场而在触头磁轨134上旋转电弧。电流经过导电盖100和磁路138的板140通向线圈122，从而增强断路间隙中的磁场而高速熄灭电弧。
在位置D，电弧熄灭而可动灭弧触头38处于打开位置。
从图4可见，线圈122的端部线匝136分别用辅助螺钉150、152紧固到板140和触头磁轨134上，从而即使在端部线匝处存在电斥力也能确保电磁线圈122具有良好的机械强度。

Claims (10)

1、一种装在一绝缘外壳(12)中的中压电路断路器，该外壳内充满高介电强度气体，其中有一自灭弧膨胀式形式的灭弧室(34)的盒(43)，包括：
一与一可动灭弧触头(38)协同作用的固定灭弧触头(36)；
一围绕固定灭弧触头(36)设置的、以在电弧转换到一电极(132)上后在断开间隙中产生磁场的电磁线圈(122)；
一用绝缘材料制成、固定在盒(43)的一端、其上有一引导可动灭弧触头(38)的套筒(106)的支撑臂(62)。
其特征在于，
该支撑臂(62)包括一用固定件(111)固定到盒(43)的第一内台肩(110)上的底部(108)；
一围绕引导套筒(106)的热屏蔽(114)，紧抵所述底部(108)和所述盒(43)的第二台肩(116)以限制由电弧的热作用造成的所述底部(108)的塑料的温升并用作消焰器，高热气体经所述底部(108)上的排气孔(120)排出到外壳(12)的空间中。
2、按权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，所述热屏蔽(114)由一聚四氟乙烯板构成，用一围绕引导套筒(106)同轴安装的调节环(118)紧抵所述底部(108)。
3、按权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，所述吸弧电极(132)与一旋转电弧的环形触头磁轨(134)共面，所述磁轨连接到线圈(122)的前面，线圈(122)的另一端借助于一磁路(138)与一电流输入柱(66)连接。
4、按权利要求3所述的电路断路器，其特征在于，所述磁路(138)包括一用铁磁材料制成的、与用导电材料制成的盒(43)连接的板(140)。
5、按权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，所述磁路的板(140)插装在盒(43)的侧壁(102)与一用来支撑由固定灭弧触头(36)和线圈(122)构成的组件的盖(100)之间。
6、按权利要求3或4所述的电路断路器，其特征在于，线圈(122)由一叠用装配螺钉(144)紧固在所述磁路(138)上的导电线匝(136)构成，线圈(122)的端部线匝分别用辅助螺钉(150,152)紧固在磁路(138)和触头磁轨(134)上。
7、按权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，所述磁路(138)还包括一同轴地设置在固定灭弧触头(36)与线圈(122)之间的圆柱形套筒(142)。
8、按权利要求7所述的电路断路器，其特征在于，一用绝缘材料制成的衬套(145)沿径向把线圈(122)与由固定灭弧触头(36)和套筒(142)构成的组件隔开。
9、按权利要求7或8所述的电路断路器，其特征在于，各弹簧片(146)紧抵与固定灭弧触头(36)相关联的各触指(124)和套筒(142)，以当可动灭弧触头(38)在合上位置而插入固定灭弧触头(36)中时产生接触压力。
10、按权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，固定灭弧触头(36)由各触指(124)与一方位可调的支撑件(126)连接，该支撑件(126)包括有一带切口金属垫圈(130)用来调节固定灭弧触头端部与电极(132)之间的轴向间隙。
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