CN1351361A - 具有混合消弧功能的断路器 - Google Patents

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Abstract

具有混合消弧功能的断路器,包括顶部壳罩;底部壳罩,连接到顶部壳罩以形成充满绝缘气体的消弧室(S);可动电极,可移动地设置在顶部壳罩上并具有将消弧室(S)内的气体向外释放的排出槽;固定电极,具有在底部壳罩上固定的排出槽并与可动电极同轴线布置,通过它将消弧室(S)内的气体向外释放,可动电极可移动到与固定电极相接触的位置并可移动到与固定电极分离的位置;磁性线圈,布置在固定电极周围以形成旋转电弧的磁场,当可动电极位于与固定电极接触时接收来自可动电极与固定电极共享的传导电流;和电弧定位元件,由圆柱形磁性材料制成并布置在固定电极的排出槽上,用于将电弧定位于消弧过程中的固定电极的中部,并具有快速消弧的可变内径。

Description

具有混合消弧功能的断路器
                      技术领域
本发明涉及具有混合消弧功能的断路器，更具体的是涉及具有能够通过迅速熄灭电弧来改善消弧特性、增加传导电容的混合消弧功能、具有简单结构和紧凑尺寸的断路器。
                          背景技术
通常，断路器是安装在电力电源和电力负载之间的电力保护仪器，具有保护负载装置和电缆免于经受在电路中产生的可能的事故电流(由于例如短路和接地故障等事件所产生的大电流)的作用，具有电路交换和将电源转换到不同电缆的分配功能。
对于当前所使用的高压断路器，SF6通常用作绝缘介质并且将真空中断器多用作消弧器。
真空中断器是通常用于高压断路器的消弧器。尽管其具有很好的功能，但它很昂贵，并且由于将真空用作消弧媒质，就产生很高的操作过电压。
由于绝缘媒质使用SF6气体并且消弧介质是真空，其缺点在于费用方面。
因此，需要研发这样一种高压消弧功能元件，其使用SF6气体作为绝缘介质和消弧介质，但是具有和真空中断器相同的功能。
并且为满足需要，已经研发旋转电弧类型的消弧功能元件。它是容易制作的，它的价格相当低，并且不会出现操作过电压。
旋转电弧类型的消弧功能元件具有的优点是，当在固定的接触器和可移动的接触器之间产生电弧时，电弧电流在磁性线圈内流动，并且通过从磁性线圈中产生的磁通而使电弧旋转，因此对于电弧接触器不会有太多损害并且可以简化其结构。
但是旋转电弧类型的消弧功能元件具有以下问题。也就是说，在中断小电流的情况下，小电流流到磁性线圈，不能产生足够的驱动磁通，因此难以中断小电流。另外，由于只采用根据电弧旋转的冷却方法，如果中断电容增加，中断部分的尺寸和其行程就会增加，从而导致限制中断电容的升高。
为了消除旋转电弧类型(方法)的缺点，将积极进行关于使用多于两种消弧原理的混合消弧功能元件的研究。
也就是说，已经通过将旋转电弧类型(方法)与热膨胀消弧方法结合的方式开发了混合消弧功能元件，其中旋转电弧类型通过旋转电弧进行冷却，而在热膨胀消弧方法中，当产生电弧时，将由于绝缘介质热膨胀而升高的内部压力用于消除电弧。
图1是根据传统技术断路器的混合消弧功能元件的垂直剖面图。
图1的传统技术可以参见NO.5,166,483号美国专利。
具有传统技术混合消弧功能的断路器具有：顶部壳罩和底部壳罩111和112，形成充满例如SF6气体等绝缘介质的消弧室(S)；固定电极131，具有在底部壳罩112所固定顶端上的固定接触器132；可动电极141，将其布置成在顶部壳罩111上线性移动，并且具有通过与固定接触器132接触而引导的可移动接触器136；和磁性线圈147，布置在固定电极131周围，并且形成当固定接触器132和可移动接触器136分离时转动所产生电弧的磁场。
断路器的上述混合消弧功能元件用于三相断路器，并且由于三相具有相同的形式，因此将只描述其中的一相。
顶部壳罩111和底部壳罩112插入到密封的机壳(没有示出)中，并且互相连接成正方形。在顶部壳罩111的顶面上连接用于引导可动电极141做线性移动的导向套113，并且在底部壳罩112的底面上形成固定孔124，用于固定插入固定电极131。沿形成消弧室(S)的内壁表面连接矩形屏蔽元件145。
以可动电极141绕轴中心移动的方式插入导向套113，并且在内表面安装密封层115，用于密封封闭线性移动的可动电极141。止动器117在密封层115的顶面啮合以防止密封层115的松脱。
在固定电极131中，为释放填满消弧室(S)中的SF6气体，向轴的方向形成和机壳(没有示出)内侧相联系的排出槽126，并且将由磁性材料所制成的电弧定位圆柱137与顶端隔离。
磁性线圈147形成磁场，以旋转电弧，使之围绕圆柱137的外周表面和固定电极131外周表面。
可动电极141包括布置成能向导向套113滑动的圆柱134；并且包括用于释放SF6气体而轴向形成的排出槽142；滑动插入圆柱134底面并且与固定接触器132接触的可动接触器136；和布置在可动接触器136和圆柱134之间的压力弹簧138，用于维持当可动接触器136接触固定接触器132时的接触压力。
通过外部机械启动器(没有示出)来驱动可动电极。
在如上所述构建的传统的具有混合消弧功能的断路器中，当其根据外部机械启动器的操作而向上滑动时，可动电极141与固定电极131相分离。
同时，在固定接触器132和可动接触器136之间所形成的电弧，在消弧室(S)中通过磁性线圈147形成的磁场而旋转，并且根据电弧的旋转，邻近的SF6气体一直旋转到屏蔽板145。当电弧形成时，消弧室(S)内的温度升高，并因此增加内压力。
当消弧室(S)内的压力增加并且旋转SF6气体时，就通过在可动电极141和固定电极131上分别形成的排出槽142和125，向外释放消弧室(S)内的气体。
以这种方式，通过磁场旋转电弧，并且同时根据压力的变化通过SF6气体的流动来加速冷却，以便相对快速地熄灭电弧。
当操作外部机械启动器来向下移动可动电极141来传导时，可动接触器136就靠近固定接触器132以形成封闭电路。
同时，在固定接触器132和可动接触器136之间形成电子排斥力。通过允许压力弹簧138对可动接触器136施加弹力，就可以保持固定接触器132的紧固力。
但是，根据传统技术的具有混合消弧功能的断路器具有许多问题。
也就是说，例如，首先，处于电路断开时传导电流变为零的状态中，用于定位电弧的圆柱的内壁表面具有平面线性形式，因此不能很快将电弧引入到排出槽中。
其次，当可动接触器与固定接触器相接触时，传导电流从可动接触器穿过固定接触器然后穿过线圈流到固定电极。
也就是说，考虑到它的结构，传导电流全部流经磁性线圈。因此，为增加传导电容，就应当增加磁性线圈的匝数和/或尺寸，从而导致不可避免地增加断路器的尺寸。
在这方面，如果磁性线圈的匝数是恒定的，并且仅是它的尺寸变得更大，就将减少用于控制和旋转电弧的磁通量，因此就不能正确执行断路操作。
但是如果为增加磁通量和为增加传导电容而增加磁性线圈的匝数时，由于增加了整个磁性线圈的尺寸，结果是由于磁阻的增加而导致磁通量的减小。因此，传导电容的增加将受到限制。
此外，当可动电极和固定电极相接触时，固定接触器和可动接触器之间产生的电磁排斥力就向上推可动接触器。因此，为保持固定接触器和可动接触器之间的紧固力，就必须在混合消弧功能元件中安装具有相当大弹力的压力弹簧，这将使用于驱动可动接触器的外部机械启动器的尺寸相当大。
                          发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有混合消弧功能的断路器，其中在磁性线圈中提供电弧定位元件和固定接触器，因此当进行消弧操作时，电弧定位元件可以在电流零点附近对电弧进行定位到固定电极的中点，因此增加消弧特性。
本发明的另一个目的是提供一种具有混合消弧功能的断路器，其能够以以下方式在不增加磁性线圈匝数和磁性线圈尺寸的情况下增加传导电容：主要的传导电流分别流经除磁性线圈之外的分别预备好的传导通路，因此传导电流分别从磁性线圈流出。
本发明的另一个目的是提供一种具有简单结构的混合消弧功能的紧凑尺寸的断路器，其不需要额外的元件来维持压力，利用自身具有确定弹力的结构来构造可动电极，因此当可动电极插入到固定电极时，接触压力施加到可动电极上，以保持它们之间的接触压力。
为实现这些和其它的优点并且根据本发明的目的，这里具体和广泛地进行描述，提供具有混合消弧功能的断路器，其包括：顶部壳罩；底部壳罩，连接到顶部壳罩上以形成充满绝缘气体的消弧室(S)；可动电极，将其可移动地装入在顶部壳罩上，并且具有用于将消弧室(S)内的气体向外释放的排出槽；固定电极，具有在底部壳罩上固定的排出槽，并且与可动电极同轴线布置，通过它将消弧室(S)内的气体向外释放，可动电极可移动到与固定电极相接触的位置，并且可以移动到与固定电极分离的位置；磁性线圈，布置在固定电极周围，以形成用于旋转电弧的磁场，并且当可动电极位于与固定电极相接触时，接收来自可动电极与固定电极共享的传导电流；和电弧定位元件，由圆柱形磁性材料制成，并且布置在固定电极的排出槽上，用于将电弧定位于消弧状态中的固定电极的中部，并且具有快速消弧的可变内部直径。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，顶部壳罩和底部壳罩相互连接以形成矩形的消弧室(S)，形成分区以便将消弧室(S)分成相应于这里每个三相的三个部分，在顶部壳罩的顶面整体形成可滑动布置在可动电极上的导向套，并且在底部壳罩的底面形成固定电极，穿过其插入固定的固定孔。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，电弧定位元件具有插入到固定电极排出槽中、以便向外释放消弧室气体的空心圆柱形状，并且包括电弧定位部分，其利用以预定角度向内径中心倾斜形成的上部内园周面来会聚电弧。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，电弧定位元件包括：圆柱体部分，插入到固定电极排出槽中；颈部分，从圆柱体部分顶端随缩减的直径而延伸；和电弧定位部分，以颈部分内周表面向里倾斜的方式形成。
为实现上述目的，还提供具有混合消弧功能的断路器，包括：形成充满绝缘气体的消弧室(S)的顶部壳罩和底部壳罩；磁性线圈，插入到消弧室中，以便提供用于旋转电弧的磁场；可动电极，可滑动地布置在顶部壳罩上，并且将传导通路分为可动电弧接触器和可动主接触器，以使传导电流按所划分的预定比率流动；固定电弧接触器元件，固定在底部壳罩上以便布置在可动电极的轴线上，并且与可动电弧接触器相接触以形成传导通路；和固定电极，与可动主接触器相接触，并且与磁性线圈电连接以便共享传导电流，该传导电流从可动电极按预定比例的传导通路流出，并且使其流向磁性线圈。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，可动电极包括：可动电极体，可滑动地插入到顶部壳罩中；可动电弧接触器元件，连接到可动电极体的底端并且与固定电弧接触器元件接触而形成传导通路；和制动器，从可动电极体的一侧延伸，以限制可动电极体的垂直行程，并使主动主接触器与固定主接触器相接触而用作底面传导通路。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，在可动电极体的底端整体连接可动电弧接触器元件，并且可动电弧接触器形成有处理成圆形的底部，传导电流在其外周面上流动。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，制动器包括：啮合支座，其在顶面与顶部壳罩啮合来限制可动电极向上的行程；和可动主接触器，用于限制可动电极向下的行程，并且其与固定电极的固定主接触器相接触，使传导通路流通。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，固定电极包括：固定电极体，固定在底部壳罩的固定孔中并且其中具有排出槽；固定电弧接触点元件，固定在固定电极体的排出通路中并且与可动电弧接触器元件相接触而形成主传导通路；和固定主接触器，固定在磁性线圈的顶面并且与可动主接触点相接触而使传导电流流向磁性线圈。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，固定电弧接触器元件具有插入到固定电极体的圆柱形，并且包括：弹力提供部分，用于当与可动电极接触并且防止可动电极由于电磁排斥力而松开时，在垂直方向对轴施加弹力而施加接触压力；和固定电弧接触器，在顶端形成并与可动电弧接触器相接触。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，固定主接触点布置在磁性线圈的顶侧，并且其由传导材料以环形制成，以便通过与可动接触器的接触而传导，并且在其前面以确定间隔径向形成缝隙。
在具有本发明混合消弧功能的断路器中，磁性线圈包括：线圈支架，围绕固定电弧接触器元件外周表面堆叠；绝缘材料，布置在磁性线圈之间；并且安装线圈支架使其与磁性线圈电连接。
为实现上述目的，还提供具有混合消弧功能的断路器，包括：形成充满绝缘气体的消弧室(S)的互相连接的顶部壳罩和底部壳罩；磁性线圈，插入到消弧室中以便提供用于旋转电弧的磁场；可动电极，可滑动地布置在顶部壳罩上，并且将传导通路分为可动电弧接触器和可动主接触器，以使传导电流按所划分的预定比率流动；固定电弧接触点元件，固定在底部壳罩上以便与可动电极布置在共轴线上，并且与可动电弧接触器相接触以形成传导通路；固定电极，与可动主接触器相接触并且与磁性线圈电连接，以便共享传导电流，该传导电流从可动电极按预定比例的传导通路流出，并且使其流向磁性线圈；和电弧定位元件，布置在固定电极的内周表面上，用于将电弧定位于消弧中固定电极的中部，并且其具有快速消弧的可变内部直径的磁性材料。
从下文结合附图的对本发明详细的描述中，可以使本发明的上述和其它目的、特点、特征和优点变得更清楚。
                          附图说明
结合对本发明进一步理解的附图以及说明书，连同本发明所示的实施例一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1表示根据传统技术中，具有混合消弧功能的断路器的主要部件的垂直剖面图；
图2表示根据本发明一个实施例，具有混合消弧功能的断路器的主要部件的垂直剖面图；
图3表示根据本发明优选实施例断路器的可动电极的平面图；
图4表示根据本发明优选实施例断路器可动电极的透视图；
图5表示根据本发明优选实施例断路器固定电极的平面图；
图6表示根据本发明优选实施例断路器固定电极和磁性线圈的分解透视图；
图7表示根据本发明优选实施例断路器的固定电极和磁性线圈怎样连接的结构透视图；
图8表示根据本发明优选实施例具有混合消弧功能断路器运行状态视图；和
图9表示根据本发明另一个实施例断路器的电弧定位元件的透视图。
                      具体实施例方式
对本发明的优选实施例进行详细的描述，其示例如附图所示。
这里有多个本发明的具有混合消弧功能断路器的实施例，现在将描述本发明最优选的实施例。
图2是表示根据本发明一个实施例具有混合消弧功能的断路器的主要部件的垂直剖面图。
具有混合消弧功能的断路器包括：顶部壳罩10和底部壳罩20，将它们密封连接以形成充满电绝缘气体的消弧室(S)；可动电极31，将其可滑动地布置在顶部壳罩10上；固定电极51，固定在底部壳罩20上并且与可动电极31布置在共轴线上；和磁性线圈83，布置在固定电极51的外周表面上，从而提供用于旋转电弧的磁场。
顶部壳罩10和底部壳罩20连接而形成矩形消弧室(S)，并且在连接表面和螺栓啮合处形成凸缘11和21。
这里有用于划分消弧室(S)以便相应于每个3相的分区13和23。
在顶部壳罩10的顶侧整体形成导向套25，其中可滑动布置可动电极31。
在底部壳罩20的底侧形成固定孔24，其中可插入固定固定电极51。
作为消弧室(S)中所充满的绝缘介质，SF6气体是优先使用的。
图3是表示根据本发明优选实施例断路器可动电极的平面图。
可动电极31包括：可动电极体33，可滑动地插入到在顶部壳罩10上所形成的导向套25中，并且由外部机械启动器所驱动；可动电弧接触器元件41，连接到可动电极体33的底端；和制动器37，从可动电极体33的一侧延伸，防止可动电极体33从顶部壳罩10松开，并且用作传导通路。
在可动电极体33中，用于在电弧操作中排出充满消弧室(S)的电弧气体的排出槽35，在轴向方向(垂直方向)上形成。
可动电弧接触器元件41由耐电弧性材料制成，并且整体连接在可动电极体33上的底端，并且可动电弧接触元件45形成有沿圆周方向加工成圆形的末端部分，传导电流流经它的外周表面。
制动器37包括：啮合支座39，其顶面倾斜成一定角度，以便和导向套25的内周表面啮合；和可动主接触器38，将其底面用作制动器，通过与固定电极51的顶面啮合，并且当可动电极向下降低时能以预定程度限制可动电极31向下降低，其与固定电极51接触使传导电流流动。
在可动电极31中，将传导电流按预定的比例分配流经可动电弧接触器45和可动主接触器38。
图5是表示根据本发明优选实施例断路器固定电极的平面图，图6是表示根据本发明优选实施例断路器固定电极和磁性线圈的分解透视图，图7是表示根据本发明优选实施例断路器的固定电极和磁性线圈怎样连接的结构的透视图。
固定电极51包括：固定电极体53，固定在底部壳罩的固定孔24中；固定电弧接触器元件77，插入到固定电极体53中，其中插入可动电弧接触器元件41，以便使它们相互电连接，并且当插入可动电弧接触器元件41时施加弹力以防止可动电弧接触器元件41松开；和固定主接触器91，固定在磁性线圈83的顶面，以便和可动主接触器38接触或分离。
在具有可变直径的空心圆柱形状中的电弧定位元件73，布置在固定电弧接触器元件77的内周表面上，使得在电弧定位在固定电极51的中部并且在中断电路中传导电流变为零的状态下快速熄灭电弧。
固定电极体53包括：在轴向形成的用于排除消弧室(S)内电弧气体的排出槽55；和在其顶端形成的与固定孔24内部啮合的凸缘63，来防止固定电极体53从底部壳罩20上松开。
通过螺栓的凸缘元件57将凸缘63与底部壳罩20连接。
在排出槽55上，分别以步进方式形成插入固定的固定电弧接触器元件77内的第一插入凹座59，并且以步进方式形成插入固定的电弧定位元件72内的第二插入凹座61。
固定电弧接触器元件77由铬铜合金材料以固定在第一插入凹座中的圆柱形制成，通过与可动电弧接触器45接触而传导的固定电弧接触器79固定在末端部分，并且形成弹力提供部分78以保持接触状态，当可动电弧接触器元件41插入时，通过向纵向提供垂直方向的弹力来防止可动电弧接触器元件41的松开。
弹力提供部分78包括多个抓手92(fingers)，抓手92是由划分多个固定电弧接触器元件77顶部的缝隙形成，于是当可动电弧接触器元件41插入到固定电弧接触器元件77时，抓手向外加宽以提供弹性恢复力，因此防止由于电磁排斥力而引起的可动电弧接触器元件41和固定电弧接触器元件77相互分离。
当插入可动电弧接触器元件41时，固定电弧接触器元件77向外加宽以提供对可动电弧接触器元件41的压力，并且当固定电弧接触器79与可动电弧接触器45接触时，产生传导。
电弧定位元件73具有纵向的两端部分都开口的空心圆柱形，以便排出充满消弧室(S)的气体，其固定在固定电弧接触器元件77的内周表面上，并且由磁性材料所制成，并且包括电弧定位部分75，其在顶部内周表面上形成，向内直径的中心倾斜预定角度，其中内直径可以改变，因此可以会聚电弧。
磁性线圈83包括多个环形传导元件，环形传导元件具有开口部分和安装在固定电弧接触器元件77外周表面周围的堆叠部分。
绝缘材料85布置在每对磁性线圈83之间以便对它们绝缘，并且由传导材料所制成的线圈支持器89通过贯入绝缘材料85，电连接每对磁性线圈83。
在磁性线圈83的内周表面上插入用于电绝缘磁性线圈83的、具有纵向开口末端部分的空心圆柱绝缘元件90和固定电弧接触器元件77。
多个螺栓65在垂直方向贯穿堆叠的多个磁性线圈83，并且通过将螺栓65连接到固定电极的凸缘63上，将磁性线圈83固定在固定电极53上。
固定主接触器91布置在磁性线圈83的顶侧，并且由环形传导材料所制成，通过与可动主接触器41接触使其传导，并且电弧转轮93固定在它的内周表面上。
在前表面，缝隙94以矩形间隔放射状形成，并且通过用于固定磁性线圈83的螺栓65在磁性线圈83的顶面啮合。
现在将描述如上所述构建的具有混合消弧功能断路器的操作。
当运行附加的启动器(没有示出)以传导和向下降低可动电极31时，可动电弧接触器元件41插入到固定电弧接触器元件77中，因此可动电弧接触器45与固定电弧接触器79接触，形成传导电流的电缆。
当可动电弧接触器元件41插入到固定电弧接触器元件77中，并且固定电弧接触器元件77弹性地向外加宽时，对电弧接触器79施加弹力，因此它保持接触状态。在这方面，由于可动电弧接触器元件41的末端部分以圆形形成，可动电弧接触器元件41就容易插入到固定电弧接触器元件77中。
当可动电极体33进一步向下降低时，可动主接触器38与固定主接触器91接触，形成第二传导通路，且可动主接触器38与固定主接触器91啮合，因此限制可动电极体33进一步向下降低。
以这种方式，当可动电弧接触器45和固定电弧接触器79相互接触时，传导电流流经接触器45和79，并且可动主接触器38和固定主接触器91接触而形成传导通路。
同时，由于磁性线圈83的阻抗值与固定电弧接触器元件77比较相对较小(也就是说，由于磁性线圈83的传导率比固定电弧接触器元件77的大)，主传导电流经过可动主接触器38和固定主接触器91流向磁性线圈83，并且和预定比例一样小的电流流经可动电弧接触器和固定电弧接触点79。
更优选的是，流向磁性线圈83和固定电弧接触器79的电流量的比例是65％和35％。
结果是，由于来自可动电极31的传导电流，可以分为流向磁性线圈83的和固定电弧接触器79的电流，因此在不具有大尺寸磁性线圈83的情况下可以增加传导容。
当在断路器处于ON状态的情况下传导反常电流或过电流时，运行断路器的保护控制器(没有示出)向启动器(没有示出)传送跳闸信号，于是相反地运行启动器到断路器的ON状态，并因此使可动电极31升高而与固定电极51分离并且断开电路。
也就是说，当升高可动电极31时，首先使可动主接触器38与固定主接触器91分离，并且当再升高可动电极31时，可动电弧接触器45和固定电弧接触器79相分离，此时在可动电弧接触器45和固定电弧接触器79之间产生电弧。
并且，当可动电弧接触器元件41更加升高，并且可动电弧接触器45离固定主接触器的电弧转轮93更近时，电弧传送到固定电弧接触器79的电弧转轮93上。
当可动电极31保持上升时，在可动电弧接触器45和电弧转轮93之间形成电弧。并且根据邻近区域所产生的磁场，电弧电流流经固定主接触器91、磁性线圈83和呈线圈形式的线圈支架98。通过所产生的磁场在电弧转轮93的圆周方向上高速旋转电弧并且对其进行冷却。
在消弧室(S)中，当产生电弧时，温度升高。因此使SF6气体热膨胀并且增加内部压力。
在电弧转轮93的圆周方向上高速旋转的电弧与SF6气体接触，并且根据热交换来进行冷却，并且同时，由于温度升高而增加压力的SF6气体，通过分别在固定电极体53和可动电极体33上形成的排出槽55和35向外排出。由于该排出气体，加速冷却电弧。
当可动电极31保持上升并且传导电流几乎变为零时，电弧很快从电弧转轮93，沿SF6气体经过固定电极体53的排出槽55向外排出的流动方向，会聚到电弧定位元件73的倾斜电弧定位部分75。因此，由于电弧定位元件73所感应的剩余磁通的影响而持续进行旋转和冷却，所以可以快速熄灭电弧。
同时，电弧定位元件73由磁性材料所制成，于是根据电弧定位元件73所感应的涡流通过磁通持续旋转电弧，因此改进消弧作用。
图9是表示根据本发明另一个实施例断路器的电弧定位元件的透视图。
本发明另一个实施例断路器的电弧定位元件74包括：机体部分96，也就是插入到固定电极体53的第二插入凹座中的两端、具有纵向开口的空心圆柱形中的磁性元件；颈部分97，从机体部分96顶端随缩减的直径延伸；和电弧定位部分98，以颈部分内周表面向内倾斜的方式形成。
也就是说，为快速排出电弧气体，电弧定位元件74，以排出口部分的直径小于机体部分的直径并且具有向内倾斜变化的直径的方式形成。
换句话说，在电弧定位元件74中，当排出消弧室中膨胀的SF6气体时，当它经过颈部分97时它的流速变快，因此电弧连同所排出的SF6气体一起快速经过电弧定位元件74并且很快熄灭。
如上所述，具有混合消弧功能的断路器具有许多优点。
也就是说，例如，首先用于将电弧定位在固定电极31中部并且快速交换电弧的电弧定位元件，安装在形成传导电流电缆的固定电弧接触器元件的内侧，因此，在熄灭电弧中，在传导电流几乎变为零的状态中，可以将电弧定位在固定电极的中部，并且连续对其旋转和冷却，因此改善消弧特性。
其次，在成比例电流的传导运行中，由于将传导电流分配流向固定电弧接触器和磁性线圈，即使在没有使磁性线圈的尺寸相同情况下，也可以增加成比例电流传导电容。因此，可以相对减小磁性线圈的尺寸。
第三，固定电弧接触器元件自身可以对可动电弧接触器元件施加弹力。因此，当可动电弧接触器元件插入到固定电弧接触器元件，并且使它们相互电连接时，在没有抑制电磁排斥力的任何附加元件的情况下，可以保持固定电弧接触器元件和可动电弧接触器元件之间的接触力。因此，结构可以简化和紧凑的。
在不背离发明的精神和基本特性的前提下，本发明可以通过几种形式实现，应当理解上述实施例除非另外指定都不受上面描述的细节的限制，而应该可在所附权利要求定义的精神和范围内做出广泛的解释，因此在满足和限制在权利要求之内的所有改变和改型、或这种满足和限制的等同物都包括在所附权利要求内。

Claims (18)

1.一种具有混合消弧功能的断路器，包括：
顶部壳罩；
底部壳罩，连接到顶部壳罩以形成充满绝缘气体的消弧室(S)；
可动电极，将其可移动地插入在顶部壳罩上，并且具有用于将消弧室(S)内的气体向外释放的排出槽；
固定电极，具有在底部壳罩上固定的排出槽，并且与可动电极同轴线地布置，通过它将消弧室(S)内的气体向外释放，可动电极可移动到与固定电极相接触的位置，并且可以移动到与固定电极分离的位置；
磁性线圈，布置在固定电极周围以形成用于旋转电弧的磁场，并且当可动电极与固定电极相接触时，接收来自可动电极与固定电极共享的传导电流；和
电弧定位元件，由圆柱形磁性材料制成，并且布置在固定电极的排出槽处，用于将电弧定位于消弧状态中的固定电极的中部，并且具有快速消弧的可变内直径。
2.根据权利要求1所述的断路器，其中顶部壳罩和底部壳罩相互连接以形成矩形的消弧室(S)，形成分区以便将消弧室(S)分成相应于这里每个三相的三个部分，在顶部壳罩的顶面整体形成可滑动布置可动电极的导向套，并且在底部壳罩的底面形成固定电极穿过其插入固定的固定孔。
3.根据权利要求1所述的断路器，其中电弧定位元件具有插入到固定电极排出槽中、以便向外释放消弧室气体的空心圆柱形状，并且包括电弧定位部分，其利用所形成的顶部内周表面向内直径倾斜预定的角度来会聚电弧。
4.根据权利要求1所述的断路器，其中电弧定位元件包括：
圆柱体部分，插入到固定电极排出槽中；
颈部分，从圆柱体部分顶端随缩减的直径延伸；和
电弧定位部分，以颈部分内周表面向里倾斜的方式形成。
5.根据权利要求1所述的断路器，其中固定电极包括用于以预定比例在可动电极与固定电极接触的位置从可动电极接收传导电流的固定接触器，其中可动电极与电磁线圈共享。
6.一种具有混合消弧功能的断路器，包括：
顶部壳罩；
底部壳罩，连接到顶部壳罩以形成充满绝缘气体的消弧室(S)；
可动电极，可滑动地布置在顶部壳罩上，其具有可动电弧接触器和可动主接触器，由此将传导电流以一定比例分配，并使其流过可动电弧接触器和可动主接触器；
固定电极，固定在底部壳罩上并且布置在可动电极的轴线上，并且具有与可动电弧接触器相接触以形成传导通路的固定电弧接触器、与可动主接触器接触以形成传导通路的固定主接触器、可移动到与固定主接触器接触的位置和与固定主接触器相分离的位置的可动主接触器、和移动到与固定电弧接触器接触的位置和与固定电弧接触器分离的位置的可动电弧接触器；和
磁性线圈，插入到消弧室(S)中以形成用于旋转电弧的磁场，并且从与固定电弧接触器共享的可动电极接收传导电流。
7.根据权利要求6所述的断路器，其中可动电极包括：
可动电极体，可滑动地在垂直方向插入到顶部壳罩中；
可动电弧接触器元件，连接到可动电极体的底端，并且与固定电弧接触器元件接触而形成传导通路；和
制动器，从可动电极体的一侧向外延伸，以限制可动电极体的垂直行程，并且具有与固定主接触器相接触而在底面用作传导通路的可动主接触器。
8.根据权利要求7所述的断路器，其中在可动电极体的底端整体连接可动电弧接触器元件，并且可动电弧接触器在传导通路流过的外周表面上形成有加工为圆形的末端部分。
9.根据权利要求7所述的断路器，其中制动器包括：啮合支座，在顶面与顶部壳罩啮合用以限制可动电极向上的行程；和可动主接触器，用于限制可动电极向下的行程，并且其与固定电极的固定主接触器相接触以便使传导通路流通。
10.根据权利要求6所述的断路器，其中固定电极包括：
固定电极体，固定在底部壳罩的固定孔中并且其中具有排出槽；
固定电弧接触器元件，固定在固定电极体的排出通路中，并且与可动电弧接触器元件相接触而形成主传导通路；和
固定主接触器，固定在磁性线圈的顶面，并且与可动主接触点相接触而使传导电流流向磁性线圈。
11.根据权利要求10所述的断路器，其中固定电弧接触器元件具有插入到固定电极体的空心圆柱形，并且包括：弹力提供部分，用于当与可动电极接触并且防止可动电极由于电磁排斥力而松开时，在垂直方向对轴施加弹力因而施加接触压力；和固定电弧接触器，在顶端形成并与可动电弧接触器相接触。
12.根据权利要求11所述的断路器，其中弹力提供部分包括：
多个向固定接触器元件纵向形成的用于提供弹力的缝隙，和多个由缝隙所形成的抓手。
13.根据权利要求10或11所述的断路器，其中固定电弧接触器元件由铬铜合金制成。
14.根据权利要求10所述的断路器，其中固定主接触器是环形传导元件，其电连接到磁性线圈的顶部，通过与可动主接触器的接触而使其传导，在其上面径向形成用于当断路时使其与可动主接触器即时分离的有规则的间隔。
15.根据权利要求10或14所述的断路器，其中固定主接触器包括在其内周表面上形成的电弧转轮，用于对电弧导向。
16.根据权利要求10所述的断路器，其中磁性线圈包括：
多个磁性线圈，具有围绕固定电弧接触器元件外周堆叠的环形；
电绝缘材料，布置在每对磁性线圈之间；和
线圈支架，其安装是用于与每对磁性线圈电连接。
17.一种具有混合消弧功能的断路器，包括：
顶部壳罩；
底部壳罩，连接到顶部壳罩以形成充满绝缘气体的消弧室(S)；
可动电极，可滑动地布置在顶部壳罩上，并且具有可动电弧接触器和可动主接触器，以使传导电流按一定比例分配并流过可动电弧接触器和可动主接触器；
固定电极，固定在底部壳罩上并且布置在可动电极的轴线上，并且具有与可动电弧接触器相接触以形成传导通路的固定电弧接触器元件、与可动主接触器接触以形成导电通路的固定主接触器、可移动到与固定主接触器接触的位置和与固定主接触器相分离的位置的可动主接触器、和移动到与固定电弧接触器接触的位置和与固定电弧接触器分离的位置的可动电弧接触器；和
磁性线圈，插入到消弧室(S)中以形成用于旋转电弧的磁场，并且从与固定电弧接触器共享的可动电极接收传导电流；和
圆柱磁性元件，具有可变内径，设置在固定电极内周表面上，将电弧定位在固定电极的中部，并且在消弧中快速熄灭电弧。
18.根据权利要求17所述的断路器，其中固定电极的排出通路包括以步进方式渐增内径的第一和第二插入凹座，使得可安装可动电弧接触器和电弧定位元件。
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