CN1149600C - 电路断路器 - Google Patents

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Abstract

一种电路断路器(10)包括：一个充满绝缘流体的外壳(12)。在该外壳(12)中有一对相对的触点(14和16)，其中一个是固定的，另一个可相对于它轴向移动。当触点(14和16)分离时，其间会引燃电弧。电弧在线圈(18)产生的磁场的作用下发生旋转。保护罩(20)不仅可以防止电弧导致的线圈(18)短路，而且可将电离出的气体粒子和金属蒸气包围在其中。为了防止电离气体和蒸气的淤积，由通道(26和28)向区域A中导入一些净化流体。净化气流涌入这一区域，防止了电弧的重燃。

Description

电路断路器
本发明涉及一种电路断路器，特别涉及一种利用电弧旋转辅助熄灭电弧的电路断路器。
专利DE-A-2820021中公开了一种电路断路器，其上具有一对相对的触点，这对触点位于一个充满绝缘流体的外壳中，常用的绝缘流体是六氟化硫(SF6)气体。这对触点可在闭路位置和开路位置之间相对移动，在闭路位置上，它们相互接触以使电流可以从中流过；在开路位置上，它们相互分开。当这对触点移动以互相分开时，在电流被切断之前，这对触点间会发生电弧放电。这一电弧会严重地损坏触点，从而使电路断路器的寿命降低。
公知技术中采用电弧旋转的方式来辅助熄灭电弧并防止触点受损。电弧受洛仑兹力的作用而发生旋转，洛仑兹力是当电弧中流动的电流切割邻近触点处的线圈中产生的磁场时产生的。电弧在该力的作用下发生旋转以使其离开气体电离的区域。如果电弧旋转的速度比气体电离的速度快，电弧就会熄灭。
这种利用电弧旋转辅助熄灭电弧的电路断路器有一个问题：在触点间产生电弧的区域内的气体会发生分解，而且电弧也可能使线圈发生短路。
专利DE-A-2820021中给出了一种解决上述问题的试探方法。该方法中包括：利用一个触点从另一个触点上离开的运动，使包围在上述触点周围的绝缘气体发生流动，涌入触点间引燃电弧的区域，从而起到辅助电弧熄灭的作用。
在专利DE-A-282001中，净化气体从紧邻一个触点的区域中流出，因而使其被加热并很可能夹杂了含有金属粒子的电离气体。此外，在专利DE-A-282001中，净化气体仅从平行于两个触点分开时所延轴的方向上流出。
这种结构会导致无效的净化，并会使其熄灭电弧的效果变差。
根据本发明，一种电路断路器10，包括：一个外壳12，其中充满绝缘流体；至少一对相对触点14，16，容纳在上述外壳上，可以相互分离以引燃电弧；一个驱动器22，用于带动一个触点相对于另一个触点延轴向移动，该驱动器上装有一个活塞24，在使用中，驱动器的轴向移动使得活塞(24)压缩燃弧区中的净化流体，从而起到辅助电弧熄灭的作用，
其特征在于：该断路器还装有通道26，用于将压缩净化流体的轴向流导入电弧被引燃的触点之间的区域，还设置有至少一条导管28，用于把压缩净化流体的分离的径向流导入上述区域。
在本发明的优选实施方案中，触点附近装有一个线圈，该线圈产生一个可使触点间产生的电弧发生旋转的磁场。
最好，该通道26从至少一个触点16中穿过。
在线圈旁边装有一个保护罩，用以防止电弧使线圈短路。
下面参照附图1对本发明进行描述。图1是本发明的电路断路器的横截面图，该图示出断路器处于开路位置时的情形。
如图1所示，电路断路器总体上用标号10表示，包括一个外壳12，其中充满了绝缘流体。在本发明的优选实施方案中，绝缘流体为加压的六氟化硫(SF6)气体。
外壳12上有一对相对的电动触点14、16。这两个触点14、16在外壳12中延伸，并可在一个闭路位置和一个开路位置之间相对运动。
触点14是固定触点，而触点16是活动触点，可延轴向相对于触点14移动。在闭路位置上时，触点16的端部嵌入固定触点14内，以接通电路。在开路位置上时，触点16由一个驱动器22带动离开触点14，如图1中所示。
驱动器22在压缩汽缸25中延伸，其上装有一个活塞24。
在固定触点14的附近装有一个线圈18，在线圈18外装有一个保护罩20。
使用中，电路断路器10闭合，使主触点14和16相互接通以使电流的一相从中流过。
当要切断电流时，驱动器22带动触点16进行轴向运动，使其离开固定触点14。触点14和16相互分开，此时其间产生了电弧。当触点16的端部穿过电极17时，电弧传递到触点16和电极17之间。于是，电流通路就变为由电极17经过线圈18然后流至连接点19。
线圈中有电流流过时会产生磁场。电弧中流过的电流切割该磁场，产生可使电弧旋转的洛仑兹力。电弧在该力的作用下发生旋转，由此将其从绝缘流体SF6电离的区域去除。如果电弧旋转的速度大于气体电离的速度，电弧将被熄灭。
电弧保护罩20为电弧提供了外壳，将电弧包围在其中以防止电弧将线圈18短路。该保护罩20也将电离的气体和金属蒸气包围在区域A中。
为防止热量、金属蒸气和电离气体的堆积，从而导致断路并阻碍电弧熄灭，本发明向区域A中注入净化流体。
净化流体SF6在汽缸25中通过一个活塞进行压缩，该活塞安装在触点16的驱动器22上。当触点16延轴向运动时，活塞24使得SF6气体受到压缩。气体的压力在其通过活动触点16上的通道26和导管28流到区域A中时得以释放。
净化气流冲刷区域A，有效地驱散了导致断路的电离气体和金属蒸气。因此，这些净化气流起到了辅助熄灭电弧的作用。
电弧通过以下两种作用的联合作用熄灭：一是在洛仑兹力作用下的旋转，二是将区域A中的热量、金属蒸气和电离气体去除。
在低电弧电流的情况下，没有足够的能量使电弧高速旋转。因此，电弧可能在其穿过相同的电离气体时重新点燃。从通道26和导管28中流出的净化气流确保在低电弧的情况下将金属蒸气和电离气体驱散，从而防止电弧的重燃。
本发明的电路断路器在电压高于72KV的高压区很有效。但本领域技术人员应当明了：净化流体可以应用于任何一个需要清除产生了电弧的区域中的电离气体污染物的电路断路器中。
本领域技术人员还应明了：净化流体可以是任何一种绝缘介质，并且可由一个另外的容器提供，对气体注入的控制独立于对触点运动的控制之外。

Claims (5)

1.一种电路断路器(10)，包括：一个外壳(12)，其中充满绝缘流体；至少一对相对触点(14，16)，容纳在上述外壳上，可以相互分离以引燃电弧；一个驱动器(22)，用于带动一个触点相对于另一个触点延轴向移动，该驱动器上装有一个活塞(24)，在使用中，驱动器的轴向移动使得活塞(24)压缩燃弧区中的净化流体，从而起到辅助电弧熄灭的作用，
其特征在于：该断路器还装有通道(26)，用于将压缩净化流体的轴向流导入电弧被引燃的触点之间的区域，还设置有至少一条导管(28)，用于把压缩净化流体的分离的径向流导入上述区域。
2.权利要求1中所述的电路断路器，其特征在于：在邻近触点(14、16)处装有线圈(18)，该线圈产生磁场使两触点间引燃的电弧发生旋转。
3.权利要求1或2中所述的电路断路器，其特征在于：该通道(26)从至少一个触点(16)中穿过。
4.前述权利要求中任何一个所述的电路断路器，其特征在于：在线圈(18)附近装有一个保护罩(20)，用以防止线圈被电弧电流所短路。
5.前述权利要求中任何一个所述的电路断路器，其特征在于：净化流体是六氟化硫。
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