CN1290019A - 一种具有提高了绝缘强度的断流腔的中高压电路断路器 - Google Patents

Abstract

中高压电路断电器包括一含有绝缘气体的断流腔,其中一活动触头2相对于固定触头3转换着,用来断开所述的电路断路器,从而引起在活动触头2和一与固定触头3相电连接的外部电极6之间的电弧快速产生起来,其中与外部电极6相串联的一线圈7由电弧提供能量,该电弧产生一磁场,该磁场使电弧相对于静止绝缘气体移动。一中央电极9与活动触头2相电连接且穿过外部电极6,结果当电弧在两电极6、9间产生时,驱使电弧转移。

Description

一种具有提高了绝缘强度的 断流腔的中高压电路断路器

本发明涉及一种中高压电路断路器，电路断路器断开时产生的电弧，在磁场驱动下，排放在含有绝缘气体和具有一圆柱形状的外电极以及具有一大致沿外电极轴线延伸的一中央电极的断流腔内。

这种型号的电路断路器是公知的，特别可以从1986年6月4日公开的欧洲专利申请EP 0058007中获悉。在此对比文件中，活动触头既作用于一电触头上，也作用于一中央触头上。当电路断路器断开时，活动触头和一固定触头之间开始形成的电弧在活动触头与外部触头之间快速地产生起来，且将电荷传输到与外部电极相串联的一线圈上。在电磁力的驱动下，由线圈产生的磁场引起电弧相对于静止的绝缘气体运动，该电磁力作用在绝缘气体分子上，绝缘气体分子被电弧所电离。

在断开行程的末端，活动触头大致置于第一电极的轴线上，活动触头的自由端位于所述的第一电极的一端面之前。

在断开行程的末端，活动触头的布置似乎不太令人满意，在此情形下，活动触头的自由端引起局部相当大的电场变化率。

在要中断的电流已经经过零电流点后，局部的电场变化率很容易地将电弧产生起来，因为在电离后的绝缘气体再次产生时，与电压升高的速度相比，此电场变化率下降的速度慢，而电压升高的速度是由电路断路器连接的电网施加的。在有效中断的一定时间范围内，该电场变化率能很容易地使电弧建立起来。

在此条件下，明显看出，在中断阶段期间和只要电路断路器保持断开期间，仅仅靠升高含在断流腔内的绝缘气体的压强，就能保障活动触头与外部触头之间的绝缘强度。

本发明的目的是提高上述那种电路断路器断流腔中电极之间的绝缘强度。

本发明是基于这样想法，使活动触头作为一电触头上，给出中断电极相对于不与该触头相重合的一中央电极的关系。

至此，本发明提供一种中高压断路器，电路断路器断开时产生的电弧，在磁场驱动下，排放在含有绝缘气体和具有一圆柱形的外电极和具有一基本沿外电极轴线延伸的一中央电极的断流腔内，电路断路器的特征在于所述的中央电极穿过所述的外部电极。

所述的中央电极穿过所述的外部电极，从而在两电极之间产生一基本均匀的一个电场。当要中断的电流经过零电流点时，从而电弧撞击的危害减小，因此使电路断路器中断流腔的绝缘强度被增强了。

本发明的其它特征和优点，通过阅读附图所示的本发明实施方式的描述，是显而易见。

图1示出了本发明的一电路断路器，其包括一断流腔，在盒中一中央电极穿过一外层电极，且中央电极通过一导体固定连接在一连接件上。

图2示出了图1所示的中央电极，其部分中央电极被一层绝缘层所覆盖。

图3示出了本发明的一电路断路器，其包括一断流腔，在盒中一中央电极穿过由支承件固定着的一外层电极，该中央电极通过一折弯成角度的导体，相对于一连接件固定着。

在图1中，可以看出中高压电路断路器的断流腔。该断流腔包括有一具有良好绝缘生和耐热性能的气体，诸如几巴(bar)压力的六氟化硫(SF6)。

一电连接件1通过区域1A或1B与第一馈电线相连，一个活动触头2绕轴A相对于所述的电连接件1转动地安装着，当做示例，该活动触头2由一闸刀或由彼此平行放置且一同绕轴A转动地铰接着的若干闸刀所构成，闸刀数目是根据中断电流而选定的。

一个固定触头3通过一连接区域3A与第二馈电线相连。当电路断路器处于闭合位置时，活动触头2向固定触头3施加接触压力。为了断开该电路断路器，一机械控制系统(未示出)通过与触头架15相连的一绝缘连杆5来转动活动触头2。

当电路断路器处于断开时，相对于固定触头3转动活动触头2，则会在置于断流腔的内部的活动触头2和圆柱外部电极6之间引起电弧快速地产生。外部电极6通过一线圈7与固定触头3相电连接，该线圈7与所述的第一电极相串联。在图1所示的实施例中，所述的外部电极6是管状的，其外侧壁作为一支承件，用来缠绕形成线圈7的连续的导线。

形成在活动触头2和圆柱外部电极6之间的电弧反馈到线圈7上，从而建立起一磁场。应该注意到，穿过线圈7的电荷是由在外部电极6和固定于所述固定触头上的角形避雷器3B之间所形成的瞬时电流所产生的。角形避雷器3B由具有高熔点材料制成，诸如钨合金制成。角形避雷器3B尖形指向外部电极6，便于在活动触头2和外部电极6之间一电弧快速产生。仅有几毫米厚的绝缘板14将角形避雷器3B与外部电极6相分离。该绝缘板14由具有良好高温性能的绝缘材料制成，诸如难熔的陶瓷或PTFE型含氟塑料制成。

由线圈7所产生的磁场将电弧引入到断流腔内静止的绝缘气体中。

断流腔有一中央电极9，其大致沿外部电极6的轴线L延伸着。

根据本发明，中央电极9穿过外部电极6，在两电极之间产生一大致均匀的电场。当要中断的电流经过零电流点时，从而撞击的电弧的危害被减到最小，综上所述，从而增加了电路断路器的断流腔的绝缘强度。

在图1所示的实施例中，在电路断路器中，绝缘支承10固定着两电极6和9，使它们两者相对位置能精确地调整，以确保断流腔有良好的机械和绝缘强度。导体8支承着中央电极9，且经过所述的电连接件1，在所述的中央电极9和活动触头2之间提供电连接。中央电极9大致是圆柱形，其两端9A和9B以相当大距离从外部电极6的两端面上伸出。

在本发明最佳实施方式中，中央电极9的两凸出端9A和9B以半球形式形成圆弧表面，或最好是半椭球形式形成圆弧表面，以便减小局部的电场变化率，从而提高电路断路器的断流腔的绝缘强度。

图2示出了图1中的电路断路器，其中远离导体8的中央电极9的端部9A用一层绝缘层11所覆盖着，用以限止两电极6和9之间的电弧，和在电磁力的驱动下来避免电弧飞溅。

在外部电极6上也作了防备，在其面对中央电极9的厚绝缘层11的部分上，覆盖了一层厚的绝缘层12，以便增强对两电极6和9之间的电弧的限止作用。

绝缘层11和12的厚度最好通过放置难熔的陶瓷或PTFE型含氟塑料制成帽而方便地形成。

图3示出了本发明另一实施方式，导体8’支承着中央电极9，且导体8’相对于轴线L折弯成角度，以便使活动触头2绕其转动轴线有角度地运动，从与固定触头3相接触的第一位置运动到与所述的折弯成角度的导体8’相接触的第二位置，然后，运动到与接地接头13相接触的第三位置上。活动触头2的三个位置，即，闭合位置、断开位置和接地位置，当其应用在第二级电流输送变电站时，三个位置给出了图3所示的电路断路器的一个特殊的优势。

绝缘支承10在电路断路器内固定两电极，使其相对位置易于精确调整。折弯成角度的导体8’固定于绝缘支承10上，且放置于垂直转动轴线A的平面内，以便避开活动触头2的转换路径。活动触头2的自由端2A的宽度D大于角形避雷器3B和折弯成角度的导体8’之间的间距，这样在活动触头2转换过程中，在活动触头2与固定触头3相分离前，中央电极9与活动触头2相电连接。

同样方式预先确定折弯成角度的导体8’与接地接头13之间的间距，以使活动触头2同时与所述的接地接头和折弯成角度的导体8’接触，从而使中央电极9放电。

在本发明两实施方式中，电弧从活动触头2极快地传送至中央电极9，从而有助于减小电弧持续时间和限制电极的磨损。

Claims (8)

1、一种中高压断路器，电路断路器断开时产生的电弧，在磁场驱动下，排放在含有绝缘气体和具有一圆柱形外电极(6)和具有一大致沿外电极(6)轴线(L)延伸的一中央电极(9)的断流腔内，电路断路器的特征在于所述的中央电极(9)穿过所述的外部电极(6)。

2、一种如权利要求1所述的中高压断路器，其特征在于所述的中央电极(9)在其两端(9A、9B)有圆弧表面。

3、一种如权利要求2所述的中高压断路器，其特征在于所述的中央电极(9)的两端是半球形状。

4、一种如权利要求2所述的中高压断路器，其特征在于所述的圆弧表面是半椭球形式。

5、一种如权利要求1至4的任一项所述的中高压断路器，其特征在于所述的两电极(6、9)通过绝缘板(10)固定地安装在电路断路器中。

6、一种如权利要求1至5的任一项所述的中高压断路器，其特征在于所述的两电极(6、9)中的一个或另一个设置有塑料或难熔的陶瓷材料的绝缘层(11、12)，以避免电弧从断流腔中溅出。

7、一种如权利要求1至6的任一项所述的中高压断路器，其特征在于所述的中央电极(9)安装在折弯成角度的导体8’上，以便使一活动触头(2)朝向一接地接头(13)的方向上有角度地转换。

8、一种如权利要求7所述的中高压断路器，其特征在于所述的中央电极(9)通过所述的活动触头(2)与所述的接地接头(13)相连接。

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