CN1120511C - 带有灭弧线圈的气体绝缘的负荷开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有一固定触头和一个可动触头的气体绝缘负荷开关的灭弧线圈，所述线圈包含一个支撑一连接到一固定触头电位的单层或多层绕组的绕组体，和一个场控制电极。按照本发明，所述灭弧线圈可降低成本和几乎广泛地应用于负荷开关或要求的接通开关能力的开关中，为此绕组(6，19)朝向触头(2/4，2a/4a，15/25)的线圈(9，24)是非绝缘的，线圈(9，24)的端部(10，23)指向电弧的固定触头侧的基端，且所述端部(10，23)的自由端距基端及可移动经过该端的可动触头(4，4a，25)有一个最小距离。

Description

带有灭弧线圈的气体绝缘的负荷开关

技术领域

本发明涉及一种带有灭弧线圈的气体绝缘的负荷开关，所述负荷开关的各相有一个固定触头和一个可动触头，所述灭弧线圈带有一支承与所述固定触头电势相连的单层或多层绕组的绕组体，一个场控制电极和一个伸及到所述固定触头紧密相邻区的传导元件。

背景技术

在气体绝缘的中压控制开关器中使用负荷开关是公知的，该负荷开关的多相配设有灭弧线圈以确保可开关性。可开关性特别是这样来得以确保的，即在开关过程中由各相的可动开关触头与固定触头间形成的电弧尽可能小且尽可能快地熄灭，并且由此最大可能地防止触头的烧损。灭弧线圈通常有一个带有一单层或多层绕组的金属芯，电弧被传导入所述金属芯内，并在其中旋转直至被由此而产生的磁场熄灭。

确保可开关性的方法在于，所述灭弧线圈有一个与所述固定触头相距一定距离的辅助触头(EP 0313106 A2，EP 0676782 A2)或是一个换向部件(GB 2196794 A)，电弧在开关触头侧的基端或是在固定触头侧的基端，经由辅助触头或换向部件进入线圈，然后电弧在其中熄灭。在此过程中开关触头与在相应的芯体上形成的辅助触头直接接触。

EP 0021577 A1中涉及的主题也是一个负荷开关，该开关的多相具有一带一个绕组体(线圈芯部)和一个单层绕组的灭弧线圈。在绕组体的内部设有一用于一个伸进绕组体的开关触头的输助触头，它在主要接触被打开和关闭之前在开关过程中与开关触头接触，以使产生电弧小且通过最短路径熄灭电弧。在此过程中辅助触头作为一个限定开关触头与线圈绕组体间的电弧的路径的部件，其中绕组体的内表面用作电弧的一个接触面。此外，绕组体在触头侧有一个控制通断间距的电场的电极。

此外，Wo 98/06120揭示了一个作为变压器开关的带有负荷开关的开关设备，所述开关的相具有一个灭弧线圈。该灭弧线圈有一带一个将电弧传导进入线圈的传导部件的绕组体，该传导部件伸及固定触头的紧密邻近区域，且与开关触头的自由端的运动路径相切，并承担(接收)电弧在固定触头侧的基端。

所述灭弧线圈是在一个金属绕组体上的一个单层或多层绕组，并且具有一个承担(接收)作为电弧的基端的传导部件，它电气连接到绕组上并且伸及到所述固定触头的紧密邻近区域，且与开关触头的自由端的运动路径相切。因此所述传导部件不需强制地朝向电弧的基端定向。为靠近固定触头和开关触头的运动路径地设置所述传导部件，灭弧线圈必须被设置成与开关触头成钝角或直角。绕组体由一个非磁性的金属制成，且所述绕组通常由带层之间带有绝缘薄片的一个铜带制成，其中铜带的始端最好通过钎接、铆接或螺接而机械地且因此而电气地连接到绕组体上。

传导部件是一个有开关刀宽度的导电平板，导电平板为一个双开关刀的形式，且用公知的方式在所述的这一种开关装置中被使用。并且在“开”状态接收两个相距一定距离的开关刀之间的固定触头。如此意示着所述导电平板有一个相当大的宽度。此处，该导电平板是一个通过所述绕组体与线圈绕组电气连接的独立部分。

由于在灭弧线圈的绕组体上的导电平板的这种布置与结构，和由于由此而产生的用于安置灭弧线圈自身的几何条件，使得线圈一方面价格昂贵，另一方面不能获得广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体绝缘的负荷开关，其灭弧线圈的成本低廉并且最大程度地广泛应用于负荷开关或要求有负载开关能力的开关中。

为实现上述目的，本发明提供一种带有灭弧线圈的气体绝缘的负荷开关，所述负荷开关的各相有一个固定触头和一个可动触头，所述灭弧线圈带有一支承与所述固定触头电势相连的单层或多层绕组的绕组体，一个场控制电极和一个伸及到所述固定触头紧密相邻区的传导元件，其特征在于：所述绕组体由一种可导电的塑性材料制成，并且所述绕组朝向所述触头的线圈的端部形成传导元件，其中所述线圈金属裸露且朝向所述固定触头侧的基端定向，所述端部的自由端与此基端以及移经过此端部的所述可动触头之间有一个最小的间距。

用一种公知的方式包含一个绕组体，一个连接到所述固定触头的单层或多层绕组，一个场控制电极的灭弧线圈按照本发明这样设计和设置，即使得在负荷开关的各个的相中朝向触头(一个固定触头和一个可动触头)的端部线圈金属裸露，该线圈的末端部朝向电弧在固定触头侧的基端定向，在运动触头的开关运动中在此基端产生电弧，该端部段的自由端距该基端和移经该端的运动触头有一个最小的间距。背离所述触头绕组的端部线圈与固定触头电位相连。电弧在端部线圈上经过。

用这种结构和设计，所述灭弧线圈可与开关结构及开关接点区域的空间条件无关而用于要求有负荷开关能力的所有的负荷开关中。

制造所述线圈的费用相对前面描述的现有技术领域的灭弧线圈的费用要减少。

所述绕组体由一导电塑性材料制成并且可在触头侧具有一个场控制电极。

由于没有作为短路线圈而产生强烈消磁作用的金属芯，可以使用少的几个线圈对电弧进行足够的电弧驱动作用。从而可以使用一个单层绕组。按照本发明，最后的线圈是裸露的并作为电弧的一个接触表面。

在绕组上设置一个由导电塑料制成的盖层是有利的，该盖层，在触头侧同样有一个场控制电极元件。这样设置所述绕组线的端部以使在所述触头间产生的电弧换向进入所述灭弧线圈中。由此，在触头侧的端部线圈的自由端可用一种简单的方式预定地固定于由两个电极元件组成的所述电弧电极上，并且与其由固定触头位置确定的方向无关。

由于其机械特性，塑性材料可优选为一种热塑性材料，它最好具有一个50到5000Ω电阻值的阻抗。

所述塑性材料可具有一种在产生所述电弧和相应温度升高的情况下释放熄灭气体的成份，由此，所述熄灭气体在灭弧线圈和开关距离区域中的浓度增加，并使该灭弧线圈的灭弧能力提高。

所述的线圈触头侧的自由端部也可以带有一个具有加强的阻燃性的封盖，以提高所述灭弧线圈使用寿命，该封盖最好是压进的管套。

为了便于安装灭弧线圈，绕组体在背离所述触头的一侧最好带有一个按照各自开关类型和空间条件规定的(一体)成形的固定件。所述固定件也可以同时用于绕组的背离触头端的夹持和导向，这样可使其机械地和电气地共同连接到各自的接触元件上，例如一个汇流条上(busbar)。为此，所述固定件具有一个用于绕组的端部的压入槽。

附图说明

下面借助两个实施例对本发明进行描述，图中部分示意地和剖视地示出：

图1：一个中心带有固定触头的灭弧线圈，

图2：一个中心带有固定触头的灭弧线圈的另一种结构，

图3：一个设置在固定触头旁边的灭弧线圈的第二个实施例。

具体实施方式

图1示出了一个包围固定触头2，并与其一起设置在固定触头托架3上的灭弧线圈1，该托架与一个汇流条(未示出)相连。一个可动开关触头4与该固定触头2作用相连。灭弧线圈1包含一个由电导率大致为4000Ω电阻值的导电塑性材料(POM-聚甲醛)构成的绕组体5、一个单层绕组6与一个盖住所述绕组6且由同样的塑性材料制成的盖层7。在触头2和4的一侧在绕组体5和盖层7上，分别(一体)成形有一个电极8和8a用以控制通断间距的电场。

朝向触头2和4的端部线圈9，是金属裸露的(未示出)，其它线圈则是绝缘的。该端部线圈的端部10被径向折弯朝向绕组内部，且朝向该固定触头2上的电弧的基端定向。其自由端部距该基端及移经的也即处于关闭状态的可动触头4大约5mm。背离所述触头2和4的所述绕组6的端区11和一个成形在所述绕组体5上的固定件12通过固定螺钉13螺接到固定触头托架3上并与其电气连接。固定件12有一个用于安装和引导所述端区11的压入槽(未示出)。

图2示出可动触头4a(双开关刀)的自由端在闭合位置与一个固定触头2a设置在灭弧线圈1里。对着触头2a和4a的端部线圈9的端部区10在可动触头4a的摆动区域且位于其开关刀之间与固定触头2a紧密相邻。

如果触头4(4a)转向其打开位置，它离开固定触头2，会在该固定触头2(2a)的上缘的中间区域与可动触头4(4a)之间产生一个电弧。如果触头4(4a)已经过端部10，则所述电弧在所述固定触头侧的基端由所述端部10承担(接收)，该电弧传导入绕组6内并以公知的方式熄灭。

图3示出了按本发明在一个负荷开关一个相上的一个灭弧线圈14的另一种实施结构和布置。灭弧线圈14设置在固定触头托架16上与固定触头15相邻，并且其轴线A相对于固定触头托架成30°角，所述灭弧线圈包含一个带有一个在背离固定触头托架16侧形成的电极件18的绕组体17，一个单层绕组19，一个带有一电极件21的盖层20和一个模制的固定件22。在触头侧的金属裸露的端部线圈24的端部23朝向在将可动的并且是双开关刀形式的触头25和固定触头15分开时产生的电弧的固定触头基端定向，其中端部23的尾部与该固定触头的间距为3mm。该端部23相对于轴线A折弯30°角，并且由在盖层20上(一体)形成的托架件26支撑。在绕组体17上在固定触头托架侧形成有固定元件22，绕组19的朝向固定触头托架16的端部区域27被导向该固定元件，并且与该固定元件一起通过使用固定螺钉28机械和电气地固定在固定触头托架16上。

在这种灭弧线圈的结构和布置中，在可动触头的开关运动中在可动触头25与固定触头15之间产生的电弧通过绕组19的端部23从固定触头15以最短的路径传入所述绕组19中并在那里被熄灭，该绕组19设置在固定触头15的平面上并且位于开关刀之间的区域内。

Claims (12)

1.带有灭弧线圈的气体绝缘的负荷开关，所述负荷开关的各相有一个固定触头(2，2a，15)和一个可动触头(4，4a，25)，所述灭弧线圈带有一支承与所述固定触头电势相连的单层或多层绕组(6，19)的绕组体(5，17)，一个场控制电极(8，18)和一个伸及到所述固定触头(2，2a，15)紧密相邻区的传导元件，其特征在于：所述绕组体(5，17)由一种可导电的塑性材料制成，并且所述绕组(6，19)朝向所述触头(2/4，2a/4a，15/25)的线圈(9，24)的端部形成传导元件，其中所述线圈(9，24)金属裸露且朝向所述固定触头侧的基端定向，所述端部(10，23)的自由端与此基端以及移经过此端部的所述可动触头(4；4a；25)之间有一个最小的间距。

2.按权利要求1所述的负荷开关，其特征在于：所述绕组(6，19)带有一个由可导电的塑性材料制成的盖层(7，20)。

3.按权利要求1所述的负荷开关，其特征在于：所述绕组体(5，17)在触头侧有一个场控制电极元件(8，18)。

4.按权利要求2所述的负荷开关，其特征在于：所述的盖层(7，20)在所述触头侧有一个场控制电极元件(8a，21)。

5.按权利要求2所述的负荷开关，其特征在于：所述的塑性材料是热塑性材料。

6.按权利要求1或5所述的负荷开关，其特征在于：所述塑性材料有50到5000Ω电阻值的电导率。

7.按权利要求1所述的负荷开关，其特征在于：所述塑性材料含有释放熄灭气体的组成部分。

8.按权利要求1所述的负荷开关，其特征在于：所述线圈(9，24)的端部(10，23)带有一个具有增强阻燃性的封盖。

9.按权利要求8所述的负荷开关，其特征在于：所述封盖由一个压进端部(10，23)的管套构成。

10.按权利要求1或3所述的负荷开关，其特征在于：所述绕组体(5，17)在背离所述触头(2/4，2a/4a，15/25)侧有一个固定件(12，22)。

11.按权利要求10所述的负荷开关，其特征在于：所述固定件(12，22)用作所述绕组(6，19)背离触头(2/4，2a/4a，15/25)侧的端部区域(11，27)的夹持和导向，从而与所述绕组(6，19)一起可机械固定并由此可电气连接到所述固定触头托架(3，16)上。

12.按权利要求10所述的负荷开关，其特征在于：所述固定件(12，22)有一个用于所述绕组(6，19)的所述端部区域(11，27)的压入槽。

Images