CN1148255A - 电流断路器 - Google Patents

Abstract

已知的负荷隔离开关由旋转开关闸刀构成，该开关闸刀由一通常的弹簧驱动，并且在出现短路时弹簧将付予设备以一定的关合能力。“通”状态时，开关闸刀导通开关额定电流。“断”状态时，开关闸刀位置实现断开。为提出一种经改进并且坚固耐用的消弧器。建议，在消弧电路中采用真空开关管(12)作电流断路器，该电流断路器采用一机械连接装置通过移动闸刀开关(2)而断开，其中断开的过程如下，开关闸刀(2)在经真空开关管(12)的逆弧防护长度(S3)的行程(WO)后才开始断开并且真空开关管(12)的断开位置(S1)保持在电流断路时刻之后。

Description

电流断路器

本发明涉及一种负荷隔离开关的电流断路器，尤其是中压的负荷隔离开关的电流断路器。

已知开关装置的负荷隔离开关由旋转开关闸刀构成，该开关闸刀由一通常的弹簧驱动并且在出现短路时弹簧将赋予设备以一定的关合能力。“通”状态时，开关闸刀通开关的额定电流。“断”状态时，开关闸刀位置实现断开。

现有技术是，为断开电流预设一辅助电路，被中断的电流将转换到辅助电路上。在辅助电路上设有一灭弧器，因而在断开过程中可以消除开关电弧。这种消弧器大多由自生气体放电器(灭弧管或扁形匣)构成。灭弧管由许多机械件构成，其中由裂解气体形成的塑料件将首先受到严重的磨损。

本发明的目的在于提出一种经改进的并且坚固耐用的灭弧器。

采用具有主权利要求特征的电流断路器解决了这项任务。尤其是在气动开关设备中将采用此电流断路器。

本发明主要在于，采用真空开关管作为辅助电路中的电流断路器，通过开关闸刀的移动断开真空开关管，其中移动的耦合方式如下：在开关闸刀经逆弧防护长度的行程后真空开关管的断开过程才启动。对此真空开关管的断开位置应一直保持到电流被安全的断开。电流安全断开的最迟时刻宜在开关闸刀到达其端位置之前。电流安全断开时刻不得早于消除电弧时刻。

真空开关管的优点在于，在高频繁开关情形下具有高的关合能力。

真空开关管抵抗弹簧件的弹力和外部大气压力作用被断开。只要弹簧件抵抗拉力和大气压力伸展，真空开关管就会一直被断开。当开关闸刀移动时，用于将闸刀开关的移动与真空开关机械连接的装置将一直使弹簧件处于拉紧状态，直至电流被安全地断开，电弧被消除。例如在DEG7516159中对可用于本发明的真空开关管做了说明。

在从属权利要求中对本发明的进一步设计做了描述。

其特殊的设计如下：

配置时，采用杠杆机构或盘形凸轮作开关闸刀和真空开关管的机械连接件。

也可以把较小型的真空开关管固定在开关闸刀上。在采用此选择配置方案时，采用杠杆机构或盘形凸轮作为机械连接件，并将其设置在位于开关闸刀上的真空开关管与机座之间。

最好选用上述第一种配置方案，这是因为在这种情况下必须对开关闸刀施加小得多的驱动力。

此外，机械连接配置必须满足下述条件：当开关闸刀向“通”开关方向移动时，连接装置被强制(自动)置于其与功能相符的原始位置并自动与开关闸刀锁定在一起(与功能相符的原始位置)。因而在任何接着的开关闸刀“断”移动时就能保证本发明的过程。

另外在应用本发明时应注意，连接装置的几何尺寸设计应使在开关闸刀接通时绝对(例如由于预燃)不得有电流流经辅助电路(即流经真空开关管)。开关闸刀及其固定主触点间的间距在闸刀的任何位置时都必须小于闸刀的带配压部分与连接装置间的间距。这样就保证了真空开关管不会通过预燃参与接通过程。

通过设计结构相应地保证了在断开过程中，只要开关闸刀尚未达到与接触件的充分间距，电流就会完全流经真空开关管。所以根据定义，将开关闸刀尚未启动真空开关管断开的第一段行程称为空行程。

机械连接装置的开关动作时间或开关行程的设计如下，逆弧防护长度(空行程)的开关闸刀行程为10至60毫秒。

位于上绝缘支座上的开关装置最好设有一个防风雨向下敞开的外罩，因而可以安装在室外。

空行程长度取决于绝缘气体。最好在开关装置用SF6作为绝缘瓦斯可把绝缘间距调整得短于(较短的空行程、较小的预燃间距)在空气中工作的开关装置。

真空开关管的同步行程亦即到“断开”位置的时间应为20至30毫秒。

最好在任何相位时都可以采用电流断路器。

下述数据作为真空开关管的进一步技术细节的要点：断路电压≤38千伏，电流负荷量≤2.5千安培(100毫秒)；开关动作时间：2至20毫秒电弧燃烧时间。对真空开关管的关合能力没有提出要求，这是因为真空开关管不参与接通过程。

在附图中对本发明做了进一步说明。

在附图中，未示出的支座支承有用于闸刀快速动作的驱动件，在支座上有两个绝缘支座10和10′，在绝缘支座上用螺纹固定有连接触点件6，6′。在下触点件6上有一带有旋转中心栓8的旋转点件，旋转中心栓支承着开关闸刀2。开关闸刀2由一控制杆3驱动，该控制杆与上面提及的，但附图中未示出的驱动件连接在一起。附图中示出了开关闸刀的4个位置2A，2B，2C，2′。

真空开关管12固定在上连接件6′上。真空开关管具有一个固定触点13和一个移动触点14。由波纹管17真空密封地实现开关动作。移动触点的电流触接栓16可以在“通”位置和“断”位置间有一个行程S1，该行程对断开电流是必要的。杠杆20可绕轴22旋转安装在真空开关管12的支承件19上。在断开过程中(箭头T)，杠杆20从开关闸刀2的“通”位置2A开始通过开关闸刀2上端的止挡4实现旋转移动(经杠杆的空行程SO或角行程WO)，直至触及到电流接触栓16上的止挡18。由此处开始，杠杆驱动触点14到达位置18′最大行程S1(或杠杆的角行程)。杠杆20的设计应使在实现最大行程(在位置4′和2C)时，杠杆释放止挡4，以便开关闸刀2可以不受阻碍地到达其“断”位置2′。

杠杆的特殊形式(特别是其伸展的下端)如上所述，原因在于，在“通”位置和在此位置附近时，开关闸刀与设备的其它部件间必须有逆弧防护距离(安全间距S3)。

杠杆20也可以是双杠杆结构，配置在开关管12的两侧。

在止挡4与杠杆20(位置2C)分离后，在拉簧21(或在轴22上的扭转弹簧)作用下杠杆快速返回其静止位置。

作为机械耦合装置，除了已做说明的杠杆外也不可以采用其它方案；例如自由杠杆端可以是单侧移动的曲肘或采用侧面作用的球形爪或盘形凸轮。

在外部大气压力的作用下，真空开关管的移动触点14返回移至其静止位置，由于真空管内是真空的，故大气压力将触点相互叠压在一起。

如上所述，耦合机械件的设计应为真空管内的灭弧过程提供充分的时间(例如25毫秒)。为此，为进行调整，电流接触栓16上的挡销18可进行变化调节，以便也可以变更杠杆20和挡销18的止挡间(冲程SO；角WO)的接触时刻。

在“通”端位置(闸刀开关向箭头R方向移动)时，开关闸刀与杠杆20无电流地卡锁在一起。此过程如下，开关闸刀首先弹跳过其端位置并使卡爪4有机会置于杠杆20之后。

在断开过程中，杠杆20从开关闸刀2和触点6′接触分离开始，有大约40至50毫秒起着导电体的作用。所以建议用相应的导电材料制作杠杆并且同样用特殊材料制作传导电流必要的零部件，尤其是止挡4和18。例如可以采用高机械强度的铜合金或银石墨、炭或铝作为导电材料。

Claims (10)

1.开关装置中的负荷隔离开关的电流断路器，该电流断路器由一桥接开关触点在断开状态时形成明显断开的开关闸刀构成，其特征在于，在灭弧电路中采用一真空开关管(12)作为电流断路器，该电流断路器采用一机械连接装置(20)通过移动开关闸刀(2)被断开，真空开关管(12)在经逆弧防护安全长度(S3)的行程(WO)后才开始断开且真空开关管(12)的断开位置(S1)保持在电流断路时刻之后。

2.依照权利要求1的电流断路器，其特征在于，机械连接装置(20)是针对下述开关动作时间设计的：空行程10至30毫秒；真空开关管的断开位置持续时间20至60毫秒。

3.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，在任何相位时都可以使用电流断路器(20，12)。

4.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，采用杠杆机构(20)或盘形凸轮作机械连接装置。

5.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，机械连接装置(20)最迟在开关闸刀(2)到达断开位置后自动返回到其原始状态。

6.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，当闸刀开关(2)被返回置于“通”位置(2A)时，机械连接装置(20)自动与开关闸刀锁合。

7.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，在机械连接装置(16，20)上设有一个用于调整真空开关管(12)的断开位置(S1)持续时间的调整件(18)。

8.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，辅助电路中的所有导电件(4，20，18，16)由相应的导电材料制成。

9.依照上述权利要求中任一项的电流断路器，其特征在于，位于上绝缘支座(10)上的开关装置设有一个用于安装在室外防风雨的向下敞口的外罩。

10.依照上述权利要求1至8中任一项的电流断路器，其特征在于，电流断路器(20，12)在填充有SF6的开关装置中使用。

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