CN1099512A

CN1099512A - 电子电磁式灭弧开关

Info

Publication number: CN1099512A
Application number: CN 92111409
Authority: CN
Inventors: 刘天保
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-26
Filing date: 1992-09-26
Publication date: 1995-03-01

Abstract

一种高压断路灭弧开关，由静触头、动触头和电子灭弧装置组成。静触头与灭弧装置电连接，动触头具有与灭弧装置的辅助触头电连接和断开两种状态。该开关在运行时，灭弧装置处于断路状态无损耗，断路操作时，动触头通过辅助触头将电弧引导向灭弧室进行灭弧。该开关以空气为绝缘介质，结构简单，适用作中高压线路的断路开关使用。

Description

本申请涉及一种高压断路开关，尤其是一种电子电磁式灭弧开关。

目前高压断路开关主要有含各种灭弧介质的开关，常用的有油开关、SF₆开关，此类开关的不足之处在于易发生油爆炸事件或SF₆污染，体积大，维修困难。另一种普遍应用的较为先进的断路开关为真空开关，真空开关具有断路迅速的优点，但是，通常真空开关易引起过电压，露天使用时一般置于油介质的保护中，以上这些开关的断开无明显的断开点，不利于安全操作。对于无介质的电子电磁式灭弧开关目前国内外未见报导和应用实例。

本申请的目的在于公开一种用空气作为介质的电子电磁式灭弧开关。

其技术方案如下：在普通隔离开关的动、静触头之间还有一个电子电磁灭弧装置，该装置由至少两个以上的灭弧室串接组成，各灭弧室的端部有辅助触头引出，每个灭弧室的触头之间有分流阻抗电接，各灭弧室内有若干灭弧栅片，该电子电磁灭弧装置的一端通过一磁吹线圈与静触头电接，其余辅助触头具有与动触头电接或断开两种状态。

当隔离开关闭合时，动触头与静触头电接，灭弧装置处于电路断路无损状态。当隔离开关断开时，动静触头分离，动触头依次通过各辅助触头，在磁吹线圈和各触头的引导下，将高压电弧引入各灭弧室进行灭弧，是动静触头之间的电绝缘由空气间隙距离保证，达到灭弧断路的目的。

上述的高压灭弧开关的电子电磁灭弧装置，可包含三个灭弧室四个灭弧区段，各灭弧室之间有绝缘隔板，第一灭弧室内为第一灭弧区段，其分流阻抗为一磁吹线圈，该磁吹线圈一方面作为第一灭弧室的分流阻抗电路，另一方面是利用磁吹作用使电弧沿要求的方向迅速转移至各灭弧室。第二灭弧室内含有第二第三两个灭弧区段，第二灭弧区段的分流阻抗为一组高反压二极管和分流电阻。高反压二极管主要是利用其正向导电压降很小的特性，使电弧在灭弧室内熄灭，同时，利用高反压特性，使电弧电流反向时，只能通过很小的反向电流，在这段时间内促使其它各灭弧区段绝缘介质恢复而灭弧。此高反压二极管在开关运行中不通过电流，只在开关断开灭弧时短时间的通过电流，所以允许正向导通电流值，应按照小于允许浪涌电流值选定，以保证二极管的绝对安全。另外为了进一步保护高反压二极管，可给该高反压二极管并联一组氧化锌压敏电阻起分流作用，当高反压二极管串接的个数之和的总允许反向电压值高于故障恢复最高电压时，则可不加氧化锌压敏电阻。第三灭弧室的分流阻抗是一阻值较大的分流电阻。第三灭弧室内含有第四灭弧区段，其灭弧栅为一组金属灭弧栅片，其上无分流电路，当动触头移动到最后一个辅助触头以外时，动、静触头之间绝缘靠空气间隙距离保证，以确保断电安全。

上述技术方案仅由电子元件和灭弧栅片组成，对高压电弧进行诱导灭弧，不会出现突然截流现象，有明显的断开点，并且具有成本低，体积小，便于维修的优点。

以下结合附图对该高压灭弧开关的原理作进一步详述。

图1为本申请实施例的外型结构图。

图2主静触头、辅触头安装图。

图3为本申请实施例的电路图。

图4为电子灭弧装置的内部结构图。

图5为图4的B-B视图。

图6为图4的C-C视图。

图7、图8为一种塑料灭弧栅。

参见附图1、图2静触头1和灭弧装置9固定在开关绝缘子11上，动触头2和导电杆8，相固定连接，导电杆的另一端接在绝缘子4的接电板上，该接电板上还固定有动触头固定导向板5，绝缘子6起操纵导电杆的作用其上连接有操纵装置。辅助触头3与静触头分别固定在绝缘子11的绝缘板13上，灭弧装置由固定板7和固定底板12固定，整个开关固定支撑在开关支架10上。

附图3所示的原理图中，开关的静触头K₄和动触头K_B分别与电源母线C负荷侧线路的两个断点电接，另静触头K_A还通过磁吹线圈W₁与灭弧电路相接，灭弧电路包含有四个灭弧区段G₁、G₂、G₃、G₄，并分别有端触头K₁、K₂、K₃、K₄、K₅，每个灭弧区段都有若干灭弧栅，在G₁、G₂灭弧区段内，除最末两个金属栅片外其余均为陶质灭弧栅，G₃、G₄灭弧区段内为金属栅片。在K₁与K₂之间除有灭弧栅外还有一并联的磁吹线圈W₂，当线圈阻抗小时，可再串一个小电阻，与K₂、K₃的灭弧栅并联的分流阻抗为一组高反压二极管D₁、D₂及分流氧化锌压敏电阻R_V，在K₃与K₄之间有分流电阻R₂，K₄与K₅之间仅有金属灭弧栅无分流电阻。

当开关闭合时，动触头K_B与静触头K_A紧密电接，使电路接通正常运行，此时灭弧电路处于断路无损耗状态。当开关需断开时，动静触头分离，K_B向远离K_A的方向运动，首先与K₁电接，使磁吹线圈W₁有电流通过并产生强磁力，将断路时产生的高压电弧导入灭弧室，K_B继续运动至K₂，此时，一部分电流即进入磁吹线圈W₂，G₁内的灭弧栅两端建立起电弧电压，接着动触头继续运动至K₃、K₄处，此时由于磁吹线圈W₁、W₂已有很大电流通过在灭弧室G₁、G₂、G₃内形成很强的磁场，这里磁吹线圈W₁、W₂接线方向均使电流产生的磁场洛仑磁力方向把电弧推向灭弧栅内，由于电抗成分较小，电压电流相位差也很小，所以电弧方向始终保持向灭弧栅片内的方向不变，加之空气的热气流作用及各个端触头的构造形状，配置方式及灭弧栅的形状的导向作用，使电弧沿着K₂、K₃端触头很快引入G₂、G₃灭弧栅内，这时电弧电流一部分通过电阻R₃，一部分在G₃内形成电弧，在G₂内如果电流方向与高反压二极管导通方向一致时，由于R₁电阻值设计较小，所以K₂、K₃两点间压降很小，电弧在二极管导通的半周内即熄灭。灭弧室G₂区段内的介质也同时恢复。当电流方向与高反压二极管D₁、D₂的导通方向相反时，电压还未升至压敏电阻导通的域值时，在这段时间内，灭弧室区段内介质均有所恢复，特别按照斯列宾理论钢片在电流过零时介质恢复是瞬时的，当电压升至压敏电阻R_V导通域值时，压敏电阻导通，同时其他区段通过并联线圈、电阻等放电电流通过，如所建立电压高于相应区段内的放电电压时，则在这些区段内电弧又重新产生。随着动触头KB的继续运动电弧进入灭弧区段G₄内，在这里电弧能量又消耗一部分，电弧电流也相应减少，如电弧还不能熄灭随着触头继续运动脱离全部辅助触头，进入空气隙内，电弧电流在全部灭弧栅内如前所述规律周期重复，由于弧道愈来愈长，需要起弧电压愈来愈高，最后以至全部熄灭。

图4、图5、图6反映了一种实施例中灭弧装置的结构示意图，图中，第一灭弧室14和第三灭弧室15位于灭弧装置的一侧，并有绝缘隔板24将两个灭弧室隔离。第二灭弧室16内含有两个灭弧区段G₂、G₃，图中1是静触头K_A，2是动触头K_B，端触头K₁、K₂、K₃、K₄、K₅分别如栅片状3、19、23、20、26，特别是K₃端触头23仅是电阻盒22中间与某一灭弧栅的电接栅片，并不与动触头接触，整个灭弧装置有一绝缘外壳21保护，保护壳上可开设有排气窗，为了节约空间，高反压二极管28可套入磁吹线圈W₂27内，图中17所示为陶质灭弧栅，18所示为金属灭弧栅。

实施例中还可使用另一种灭弧栅，如图7、图8所示的塑料窄缝曲折式灭弧栅片，该栅片由二片塑料灭弧栅29组成，灭弧栅之间有窄缝曲折间隙30。

Claims

1、一种高压灭弧开关，含有静触头和动触头，其特征在于：它还有一电子电磁灭弧装置，该装置由至少两个以上的灭弧室串接组成，灭弧室的辅助触头之间有分流阻抗电接，灭弧室内有灭弧栅，该电子电磁灭弧装置的一端通过一磁吸线圈W1与静触头电接，其余各端触头具有与动触头电接或断开两种状态。

2、如权利要求1所述的灭弧开关，其特征在于：所述电子电磁灭弧装置含有三个灭弧室四个灭弧区段，各灭弧室之间有绝缘隔板，第一灭弧室内为第一灭弧区段，其分流阻抗为一磁吹线圈W₂，第二灭弧室内含有第二第三两个灭弧区段，第二灭弧区段的分流阻抗为一组高反压二极管和分流压敏电阻，第三灭弧区段的分流阻抗为一分流电阻。第三灭弧室内含有第四灭弧区段，该灭弧区段无分流阻抗。

3、如权利要求1或2所述的灭弧开关，其特征在于所述的第一灭弧区段的灭弧栅为一种塑料窄缝曲折式灭弧栅片。