CN1248780A - 具有插入时间长的电阻插入系统的断流器 - Google Patents

具有插入时间长的电阻插入系统的断流器 Download PDF

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Abstract

在断流器中,电阻器(R)插入系统包括两个辅助触点,第一个(7B)与可半移动的永久电流触点(3A)作电连接,第二个(7A)与固定的电弧触点(3B)作电连接。两个辅助触点安装成沿纵轴(D)可作相对移动,从而在造成电阻器短路连接的断流器闭合期间,它们能相互对着移动,在造成电阻器短路之前的断流器闭合期间,它们被约束成沿纵轴一起移动,以提高电阻器的插入时间。

Description

具有插入时间长的 电阻插入系统的断流器
本发明关于一种压缩气体断流器，尤其是一种高压断流器，在沿纵轴延伸的一个封罩中包括：一个第一触点组件，它包括一个第一永久电流触点和一个第一电弧触点，一个第二触点组件，它可沿着纵轴相对于第一触点组件移动并且包括一个第二永久电流触点和一个第二电弧触点，分别适于与第一永久电流触点和第一电弧触点连接，以及一个当断流器闭合时插入电阻器的系统，电阻器在第一电弧触点和第一永久电流触点之间作串联方式的电连接。
当断流器闭合时上述类型的电阻器限制了电网中瞬时电流的影响。实际上，在断流器闭合期间，当电弧触点之间形成电连接时插入电阻器，以及在永久电流触点之间形成电连接之前使电阻器短路。在断流器打开时决不可插入电阻器。
电阻器插入时间可从一个装置到另一个装置而变化。这一般与可移动触点组件的移动速度有关。对于速度量级为4米/秒的可移动触点组件，某些断流器具有量级为6毫秒的插入时间。某些装置需要采用能使阻器插入时间更长，量级为14毫秒的断流器。
本发明的一个目的是提出一个电阻器插入系统，可得到长的电阻器插入时间。
本发明的另一个目的是提出一个封闭的电阻器插入系统，它紧凑而零部件很少。
为此，本发明是一种压缩气体断流器，在沿纵轴延伸的一个封罩中包括：一个第一触点组件，它包括一个第一永久电流触点和一个第一电弧触点，一个第二触点组件，它可沿着纵轴相对于第一触点组件移动并且包括一个第二永久电流触点和一个第二电弧触点，分别适于与第一永久电流触点和第一电弧触点连接，以及一个当断流器闭合时插入电阻器的系统，电阻器在第一电弧触点和第一永久电流触点之间作串联方式的电连接。其中，电阻器插入系统包括两个辅助触点，第一个与第一永久电流触点作电连接，第二个与第一电弧触点作电连接，两个辅助触点安装成沿纵轴可作相对移动，从而在造成电阻器短路连接的断流器闭合期间，它们能相互对着移动，在造成电阻器短路之前的断流器闭合期间，它们被约束成沿纵轴一起移动。
采用上述布局，相应于两个辅助触点相互对着移动所需时间，加上被约束成一起移动时两个辅助触点的运行时间，就得到了电阻器的插入时间。
在本发明断流器的一个特定实施例中，第一电弧触点为杆状，一个带有第二辅助触点的金属块可在它上面滑动，当断流器闭合时，一个固定在第二电弧触点上的喷管沿纵轴推动金属块。因而可调节电阻器的插入时间来适应可移动触点组件的速度。
在本发明断流器的另一个实施例中，块具有一个基本上为锥形的端部，它套装在喷管内。它可在断流器闭合时消除冲击对块的影响，由此可采取与可移动触点相同的速度来移动块。
在本发明断流器的又一个实施例中，块具有管状的延伸部分，它沿着纵轴延伸，一个固定到第一辅助触点上的绝缘件可在它上面滑动，管状延伸部分的一端形成一个与绝缘件中凹口配合的活塞，它与绝缘件中的凹口配合，从而依靠在活塞和绝缘件之间绝缘件凹口中产生的压降，可使得在断流器闭合时活塞固定到绝缘件上。因而当断流器闭合时，采用一个不需要任何连杆的利用吸力效应的简单气压系统，就可把辅助触点约束成一起移动。
在本发明断流器的又一个实施例中，块包括一个内室，它被第一电弧触点杆上的一个径向肩部隔开，以及对着杆的径向肩部在内室内设置了一个环，使得当断流器闭合时，在内室充以气体的同时块沿着第一电弧触点杆的位移使弹簧压缩，并且当断流器打开时，在与气体通过小孔从内室排出的同时，伸展中的弹簧施加一个恢复力，它以相反方向自动地使块移动，小孔的尺寸作成可抵抗弹簧的恢复力。在简单的方式下，采取少数几个零部件和气压装置，这些布局提供了在断流器打开时辅助触点的断开，这个断开仅在电弧触点和永久电流触点断开之后才有效。因此，在断流器打开时不能插入电阻器。
在本发明断流器的又一个实施例中，第一辅助触点和第一永久电流触点均装在和固定在一个可沿纵轴移动的管上，以及把一个弹簧设置成对着可移动管，来抵抗在断流器闭合时管沿纵轴的移动，当断流器打开时，弹簧施加一个恢复力，使管沿纵轴以相反的方向自动地移动。
以下更详细地描述了和在附图中表示了按照本发明的一个断流器实施例。
图1是一个本发明断流器处于完全打开状态下的高度简化的示图。
图2是图1断流器处于第一中间闭合状态下的高度简化的示图。
图3是图1断流器处于第二中间闭合状态下的高度简化的示图。
图4是图1断流器处于第三中间闭合状态下的高度简化的示图。
图5是图1断流器处于第四中间闭合状态下的高度简化的示图。
图6是图1断流器处于完全闭合状态下的高度简化的图。
如图所示的断流器，尤其是如图1所示的断流器，是一种用于极高电压的断流器。断流器具有一个例如为陶瓷或金属的封罩1，它基本上为圆柱形，沿着纵轴D延伸并包含一个可沿轴D移动的第一触点组件2和一个第二触点组件3。通常在封罩内充以压力为几巴的如SF6的绝缘气体，形成一个断流器室。
如图所示的断流器是一个绕轴D的对称旋转体。
在与触点组件3同一端的断流器室中，断流器包括一个电阻器R，当断流器闭合时它通常被插入断流器的电路中。
可移动触点组件2包括一个形式为金属指状环的永久电流触点2A和一个空心的电弧触点2B，它也是金属指状环形式，空心电弧触点2B绕着轴D与触点2A同轴。可移动触点2A和2B均装在设有气体压缩活塞(图中未示)的管2C上，以便在断流器打开时采用常规方式来熄灭电弧。管2C还带有一个气体喷管2D，它的扩张部分绕轴D与触点2A和2B同轴，通过漏斗形的扩张部分在与触点组件3的同一端上打开。依靠图中未示的断流器操作装置，使触点组件2A，2B带着喷管2D沿轴D移动。
在与可移动触点组件2对准位置上，触点组件3包括一个形式为金属指状环的永久电流触点3A，它绕轴D与金属指状环2A同轴，以及一个为杆状(它可以是空心杆)的电弧触点3B，它沿着轴D与指状环触点2B同轴。当断流器闭合时，杆状电弧触点3B通过喷管2D插入可移动的空心电弧触点2B，并且触点3A与触点2A咬合。
电阻器R保持在绝缘支承4上，支承4固定在电弧触点杆3B上并沿轴D延伸。电阻器R在电弧触点3B和永久电流触点3A之间作串联方式的电连接，虽然这在图中未表示。
一个金属块5可滑动地装在杆3B上，并通过伸缩触点6与杆作电连接。块5具有一个适于插入喷管颈部扩张部分的锥形端，并在锥形端的外表面上具有一个周向的圆凸缘5A，喷管2D扩张部分的开口边靠在圆凸缘5A上。
块5带有一个指状环形式的第一辅助电弧触点7A，它与管状的第二辅助电弧触点7B配合，当断流器闭合时，辅助电弧触点7A和7B使电阻器R短路。
更确切地说，指状触点7A沿轴D朝电阻器R方向延伸，管状触点7B沿相反方向延伸，也就是说朝可移动触点组件2方向延伸。
辅助触点7B通过金属管8与永久电流触点3A作电连接，金属管8沿着封罩1中轴D可移动地装在另一个金属管9上，金属管9固定在封罩内并包围着电阻器R。金属管8通过滑动触点8A与金属管9作电连接。
带有辅助触点7A的块5包括一个内室10，组件3的固定电弧触点杆3B(块5可在它上面滑动)以密封状态通过内室10。室10被杆3B上的一个径向肩部11(形成一个活塞类型)隔开，弹簧12支承在肩部11上。室10包括几个小孔5B，可使气体从室10内部逸出。当块5沿图1中轴D向下移动时弹簧12被压缩。
块5被延伸成管状部分5C，它沿轴D延伸并包围着杆3B。一个绝缘件13可滑动地装在管状部分5C上。管状部分5C具有变大的周边，它形成活塞5D，适于插入在绝缘件13中的附加凹口13A中。活塞5D包括阀5E，它的位置作成可在活塞5D插入凹口中时，使凹口13A中的气体从凹口逸出。
依靠绝缘支承锥14把绝缘件13固定在管8上，使得管8，因而也使得触点3A和7B均被约束成随着绝缘件13沿轴D作移动。
当管8沿着图1中的轴D向下移动时，在管8和管9肩部之间的弹簧15被压缩。此外，由于管9端部和绝缘锥14之间形成相靠的接界，阻止了图1中管8向下的冲程。
如图1所示，当断流器处于完全打开状态时，辅助电弧触点7A和7B分开一个距离dAX，当断流器闭合时，可以改变它来调节电阻器插入时间。此外，可改变距离dAX’来调节电阻器插入时间，距离dAX’相应于在绝缘锥靠到管9边上之前的管8的行程。
在断流器闭合时，电阻器插入系统的操作方式如下。
在图1中，断流器处于完全打开的状态。触点2A，2B和7A分别与3A，3B和7B分开。活塞5D被完全压在凹口13A中。在产生压降的活塞5D和绝缘件13之间的对接面上没有气体。
在图2中，断流器闭合开始。组件2按箭头F所示的方向，开始了沿轴D的闭合冲程。触点2A和2B朝触点3A和3B移动，首先在电弧触点2B和3B之间产生电弧放电。然后电流从电弧触点2B流到电弧触点3B。按照设计，距离dAX足够大，可防止在辅助触点7A和7B之间起弧。然后电流流过电弧触点杆3B和插入断流器电路中的电阻器R。在闭合的第一阶段，喷管2D与触点2A和2B同时移动，并撞到块5前端锥面上的圆凸缘5A上。但是，这个块5的锥端已先逐渐插入喷管2D的漏斗形扩张部分中，因而它的移动没有因撞击引起的振动。
在图3中，组件2已相对于图2位置沿箭头F方向稍有移动。因而触点2A和2B移动得更接近触点3A和3B，但在触点2A和3A之间的距离dCP仍足以防止起弧。由于喷管2D的推动，块5也按箭头F方向沿轴D稍有移动，造成在绝缘件13中凹口13A内活塞5D的一个相应位移dP。这个稍微的运动在活塞5D和绝缘件13之间的对接面上产生一个压降。应注意到，在辅助电弧触点7A和7B之间的距离dAX也稍有降低，但仍保持大到足以防止这些触点之间起弧。电流仍在电弧触点2B，电弧触点3B和插入的电阻器R中流动。
在图4中，组件2从图3位置沿箭头F方向移动得更远。现在把杆状电弧触点3B插入空心电弧触点2B，而永久电流触点2A和3A仍分开足够的距离dCP来防止起弧。随着触点2A和2B的移动，喷管2D按箭头F方向沿轴D推动块5，使得弹簧12在肩部11和块5之间被压缩，以及使得气体通过阀5F进入块5的室10中。与上述同时，在块5管状部分5C端的活塞5D依靠吸力按箭头F方向拉动绝缘件13，结果使得管8也按箭头F方向沿轴D移动，使弹簧15压缩。可以理解到，弹簧15的力必须小于活塞5D施加到绝缘件13上的吸力。因为管8和块5已沿同一方向一起移动，辅助电弧触点7A和7B保持了分开一个大到足以防止起弧的距离dAX。因此，电流仍在电弧触点2B，电弧触点3B和仍插入的电阻器R中流动。在图4中，支承锥14靠到管9的端部，防止了管8按箭头F方向沿轴D移动。
在图5中，组件2相对于图4中的位置按箭头F方向移动。杆状电弧触点3B已在空心电弧触点2B中插进了更大的距离，永久电流触点2A和3A仍然相互靠近，虽然距离还大到足以防止起弧。喷管2D按箭头F方向把块5推得更远，弹簧12被进一步压缩。由于管8按箭头F方向靠在接界上，推动块5的喷管2D使得活塞5D从绝缘件13凹口13A中退出。这消除了吸力作用。辅助电弧触点7A朝着辅助电弧触点7B移动，直到距离dAX小到足以在这两个触点之间产生起弧为止。触点7A和7B之间的这个连接使电阻器R短路，从而电流流经电弧触点2B，电弧触点3B，伸缩触点6，金属块5，辅助电弧触点7A，辅助电弧触点7B，管8，伸缩触点8A和管9。
在图6中，断流器完全闭合。触点2A，2B和7A连接到相关的触点3A，3B和7B上。在辅助电弧触点7A和7B连接之后，形成永久电流触点2A和3A之间的连接。与图5所示的断流器状态作比较，块5已被喷管2D按箭头F方向推得更远，弹簧12被进一步压缩。因为活塞5D不再被约束成随着缘件13作移动，弹簧15伸展并施加一个恢复力，按照与箭头F相反的方向移动管8以及触点3A和7B。从而管8回到图1中断流器完全打开时占有的位置。
当断流器打开时，组件2按照与箭头F相反的方向随着喷管2D作高速移动。永久电流触点2A和3A首先分离，然后电弧触点2B和3B分离。因为不再受喷管2D推动，由于弹簧12(它在伸展)施加的恢复力，沿着与可移动组件2同一的方向，以及在与块5室10中气体通过小孔5B逸出的同一时间，块5自动地作移动。如上所述，这些小孔的尺寸大小可使得：施加在弹簧12恢复力上的阻力使块5在与箭头F相反方向上的移动比组件2更慢。结果是在电弧触点2B和3B分离之后，辅助电弧触点7A和7B保持连接，从而当断流器打开时电阻器保持短路。当块5回到它在图1中占有的位置时，活塞5D再一次插入绝缘件13的凹口13A中，在活塞5D和绝缘件13之间对接面上的气体通过阀5E排出。

Claims (6)

1.一种压缩气体断流器，在沿纵轴(D)延伸的一个封罩(1)中包括：一个第一触点组件(2)，它包括一个第一永久电流触点(2A)和一个第一电弧触点(2B)，一个第二触点组件(3)，它可沿着纵轴相对于第一触点组件移动并且包括一个第二永久电流触点(3A)和一个第二电弧触点(3B)，分别适于与第一永久电流触点和第一电弧触点连接，以及一个当断流器闭合时插入电阻器(R)的系统，电阻器在第一电弧触点和第一永久电流触点之间作串联方式的电连接，其特征在于：电阻器插入系统包括两个辅助触点，第一个(7B)与第一永久电流触点作电连接，第二个(7A)与第一电弧触点作电连接，两个辅助触点安装成沿纵轴可作相对移动，从而在造成电阻器短路连接的断流器闭合期间，它们能相互对着移动，在造成电阻器短路之前的断流器闭合期间，它们被约束成沿纵轴一起移动。
2.按照权利要求1的一种断流器，其中，第一电弧触点为杆状，一个带有第二辅助触点的金属块(5)可在它上面滑动，当断流器闭合时，一个固定在第二电弧触点上的喷管(2D)沿纵轴推动金属块。
3.按照权利要求2的一种断流器，其中，块(5)具有一个基本上为锥形的端部，它套装在喷管(2D)内。
4.按照权利要求2的一种断流器，其中，块具有管状的延伸部分(5C)，它沿着纵轴延伸，一个固定到第一辅助触点上的绝缘件(13)可在它上面滑动，管状延伸部分的一端形成一个与绝缘件中凹口(13A)配合的活塞(5D)，它与绝缘件中的凹口(13A)配合，从而依靠在活塞和绝缘件之间绝缘件凹口中产生的压降，可使得在断流器闭合时活塞固定到绝缘件上。
5.按照权利要求2的一种断流器，其中，块(5)包括一个内室(10)，它被第一电弧触点杆上的一个径向肩部(11)隔开，以及对着杆的径向肩部在内室内设置了一个环(12)，使得当断流器闭合时，在内室充以气体的同时块沿着第一电弧触点杆的位移使弹簧压缩，并且当断流器打开时，在与气体通过小孔(5B)从内室排出的同时，伸展中的弹簧施加一个恢复力，它以相反方向自动地使块移动，小孔的尺寸作成可抵抗弹簧的恢复力。
6.按照权利要求1的一种断流器，其中，第一辅助触点(7B)和第一永久电流触点(3A)均装在和固定在一个可沿纵轴移动的管(8)上，以及把一个弹簧(15)设置成对着可移动管(8)，来抵抗在断流器闭合时管沿纵轴的移动，当断流器打开时，弹簧施加一个恢复力，使管沿纵轴以相反的方向自动地移动。
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