CN1420515A

CN1420515A - 缓冲型气体断路器

Info

Publication number: CN1420515A
Application number: CN02107566A
Authority: CN
Inventors: 广濑诚; 河本英雄; 石黑哲
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-05-28
Also published as: TW536722B; KR100910839B1; CN1438665A; CN1201358C; KR20030041764A

Abstract

本发明的目的是提供一种缓冲型气体断路器，该断路器的特征是：成本足够降低，而且抗弧性由于喷嘴是用无机材料混合的耐热树脂制成而得到提高。通过本发明提供的缓冲型气体断路器可达到以上目的，该断路器中，有用耐热树脂制成的喷嘴2和活动接点3装在缓冲缸4上，完成接点的开/闭动作。在这种断路器中，喷嘴2被分成三个区域；下游区2a，喉部附近区域2b和上游区2c。下游区2a和上游区2c只由耐热树脂制成，而喉部附近区域2b则由用无机材料如氮化硼混合的耐热树脂构成。在喷嘴2与活动接点3之间设有由耐热树脂制成的活动接点盖9，该盖有两个区－下游区9a和上游区9b，只有下游区9a是用无机材料混合的耐热树脂制成。

Description

缓冲型气体断路器

技术领域

本发明涉及一种电力断路器，尤其是涉及一种缓冲型气体断路器。

背景技术

一种缓冲型气体断路器通常使用抑弧的六氟化硫(SF₆)气体，该气体从闭合状态开启过程中在接点之间被压缩和吹送，以此，熄灭在接点之间产生的电弧，以确保能中断大电流

现参考图3和4，描述上述缓冲型气体断路器的一般构造：

图3表示断路器是闭合的，而图4则描绘断路器是在开启的过程中。

在图3所示闭合状态中，固定接点1同活动接点3相接触，并相互啮合，因此，在固定接点1与活动接点3之间形成电流路径。

活动接点3与抑弧气体输送喷嘴2一起装在缓冲缸4上，并锁在那里。一根绝缘操作杆6连接到缓冲缸4。因此，通过操作装置(未图示)在预先确定的方向(本图侧面方向)移动绝缘操作杆6，借此，喷嘴2和活动接点3在侧面方向与缓冲缸4一起也被传送。这样完成闭合和断路操作。

在这种情况下，缓冲活塞5装在缓冲缸4里，并锁在一个固定部分(未图示)，借此，在缓冲缸4形成一个压缩抑弧气体缓冲腔7。

构成抑弧腔的零件装在一个密封的容器(未图示)里，该容器充当缓冲型气体断路器的一个主要单元。在它们已经被装配成缓冲型气体断路器后，再用抑弧气体如六氟化硫注入密封容器，从而，形成一个完整产品的缓冲型气体断路器。

当通过操作装置经由绝缘操作杆6在右旋方向驱动缓冲缸4时，完成了缓冲型气体断路器开启时的操作。然后，图3所示状态移到图4所示开启状态。

在这种情况下，导电状态的活动接点3与固定接点1断开，因而，两者之间发生电弧A。在这种情况下，在缓冲腔7中的抑弧气体被压缩，并通过喷嘴2引入，吹灭电弧A，从而促进电弧A的抑制，结果是，快速熄灭电弧A，将电流切断。

喷嘴2通常用四氟化乙烯树脂制成。当喷嘴2受到电弧A作用时，从电弧A射出的能量侵入喷嘴2本身，并被吸收在那里。然后，喷嘴2材料产生空穴或碳化，结果造成喷嘴2漏电的绝缘性能，因此，两极之间的绝缘性能变坏。

为了解决这个问题，提出建议把粉状无机材料混入构成喷嘴的耐热树脂，以便阻止从电弧A射出的能量进入喷嘴2，以此，可提高防弧特性。在这里，无机材料的混合也被叫做用无机填充物填充。

根据日本公开专利第17657/1974号的官方公报，曾推荐氧化铝(A1₂O₃)作为一种混合的无机材料，而根据日本公开专利第38216/1973号的官方公报，则推荐氟化钙(CaF₂)，氟化镁(MgF₂)，硫化铅(SbS)，硫酸钡(BaSO₄)和氮化硼(BN)作为这种混合无机材料。

除了整个喷嘴混合一定密度的无机材料外，有关这些无机材料混合物的形式已经提出了各种其他建议。例如，日本公开专利第94743/1993号的官方公报公开了：把无机材料混合到与喷嘴轴线成直角方向的内径侧的一定距离。

日本公开专利第74287/1993号的官方公报公开了：相对于与轴线成直角方向的距离，被混合的无机材料类型和密度要逐步改变。日本公开专利第296689/1995号的官方公报公开了：相对于喷嘴轴向的距离，提出具有不同混合密度的无机材料多重区和上述区域中密度不断变化的区域。

上述现有技术没有注意到无机材料用量的减少，而引发了缓冲型气体断路器总成本增加的问题。

总之，含无机材料如BN的耐热树脂要比单一的耐热树脂贵很多。因此，使用大量混合物将增加喷嘴的生产成本。

然而，在现有技术的喷嘴中，相对于喷嘴轴向距离，从上游侧到下游侧的缓冲缸一侧所有部分均混合无机材料。使用大量的无机材料增加了生产成本。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种缓冲型气体断路器，该断路器的特征是：成本足够降低并在耐热树脂制成的喷嘴中混合无机材料确保优良的抗弧性。

通过本发明能达到上述目的，该发明提供一种缓冲型气体断路器，在活动接点周围装有用耐热树脂制成的抑弧气体输送喷嘴，其特征在于：

在喷嘴喉部附近区域由含无机材料的耐热树脂制成，而上述喉部附近区域以外部分则由不含无机材料的耐热树脂制成；

其中，上述活动接点有一个抑弧气体输送的活动接点盖，该盖在活动接点与喷嘴之间由耐热树脂制成；并且

该活动接点盖的下游区由含无机材料的耐热树脂制成，而上游区则由不含无机材料的耐热树脂制成。

在此，上述由不舍无机材料做成的喷嘴部分可构成上、下游区，喉部附近所述的区域除外。换言之，上述由不含无机材料的耐热树脂做成的喷嘴部分只能构成喉部的上述上游区。

附图说明

根据本发明，作为一个实施例，图1是代表缓冲型气体断路器主要部分的横截面放大图；

根据本发明，作为另一个实施例，图2是代表缓冲型气体断路器主要部分的横截面放大图；

图3是主要部分的横截面，表示现有技术的缓冲型气体断路器一个例子中的闭合状态；和

图4是主要部分的横截面，表示现有技术的缓冲型气体断路器一个例子中的开启过程。

具体实施方式

下面根据本发明，参照附图，对缓冲型气体断路器加以描述：

图1表示本发明的一个实施例。图中编号2a表示喷嘴2的下游区，2b表示喉部附近区域，2c表示上游区，9表示下游接点盖，9a表示活动接点盖下游区，和9b表示上游区。

在图1实施例中，包括喷嘴2的另一个构造与以前工艺的缓冲型气体断路器一样，如参照图1和4所述。图1只表示缓冲型气体断路器中断路器的活动侧，而且，只是活动侧上半部。

如上所述，图1所示实施例中的喷嘴2由下游区2a的单独部分，喉部附近区域2b，喷嘴上游区2c，和活动接点3构成。首先，下游区2a只由不含无机材料的四氟化乙烯树脂制成，喉部附近区2b由含1％到20％体积的氮化硼作为无机材料的四氟化乙烯树脂制成，然而，上游区2c只由四氟化乙烯树脂做成，与下游区2a相似。

在图1实施例中，设置活动接点盖9以便包围活动接点3。活动接点盖9分成下游区9a和上游区9b。下游区9a由含1％到20％体积的氮化硼作为无机材料的四氟化乙烯树脂制成，而上游区9b只由不含无机材料的四氟化乙烯树脂制成。

下面描述电流中断时本实施例的操作：

在本实施例中，当电流中断时，在固定接点1(图1中未图示)与活动接点3之间发生电弧，与参照图3和4描述的以前工艺情况相似，而且把发送出的能量施加到喷嘴2内表面和活动接点盖9的内、外表面。

在这种情况下，受到最高能量级的部分是上游区2c的内表面2d，在该区，喷嘴2内径较小和与电弧的距离较短。在本实施例中，输入能量的较大部分被喉部附近区域2b所含氮化硼反射，而且，由于喷嘴2内侧被屏蔽，故该喷嘴得到保护，不会因输入能量而造成可能的损坏。

设有活动接点盖9和喉部附近区域9b含有氮化硼，因此，输入能量的较大部分被反射，而且喷嘴2被屏蔽，结果使喷嘴2进一步受到保护，不会因输入能量而造成可能的损坏。

在图1实施例中，含有氮化硼的喷嘴2部分可被限制到喉部附近区域2b。这样，相对于整个喷嘴2，减少了氮化硼用量，而且能够以更少的生产成本制造出喷嘴2。

本实施例要求在活动接点盖9的下游区9a含有氮化硼。该活动接点盖9的体积大大小于喷嘴2的体积，并且含氮化硼的部分被限制到下游区9a。

相对于喷嘴2喉部附近区域2b，所含氮化硼用量随着相对于喷嘴2上述活动接点盖9的存在而使电弧输入能量总量降低而减少。就整个断路器来说，这表示所用氮化硼总量的减少。

因而，尽管减少了无机材料用量，但本实施例仍足以保护用耐热树脂做成的喷嘴不会受到可能的损坏，结果是，以更低的成本很容易地制造出具有优良抗弧特性的缓冲型气体断路器。

根据本发明，参照图2，描述另一个实施例。

在根据图2所示本发明的一个实施例中，喷嘴2被分成两个区域。一个是上游区2e另一个是下游区2f。其他的构造与图1所示实施例的构造一样。

下游区2f由含1％到20％体积氮化硼的四氟化乙烯树脂制成，而上游区2e只由不含无机材料的四氟化乙烯树脂制成。

因此，图2例举了图1实施例的变型。一方面，喷嘴2的更简单的构造相对地降低了成本，另一方面，增加了喷嘴2内含氮化硼的区域；这相对地没有降低成本。

然而，根据电力和热水力构造的不同，可以减少喷嘴2下游区2f的尺寸。这意味着将要减少氮化硼用量。

此外，因为通过活动接点盖9减少了到喷嘴2的电弧输入能量总量，所以减少了下游区2f含氮化硼的用量。这意味着氮化硼总量的减少，因此，成本降低了。

上面已描述了本发明各实施例；然而，不能认为，本发明只限于以上提及的实施例。而且，除氮化硼外，可使用别的材料当作无机材料。使用以上提及的氧化铝、氟化钙、氟化镁、硫化铅或硫酸钡可获得相同的效果。

上面所述可适用于耐热树脂；也就是，除了前述四氟化乙烯树脂和以硅为基础的树脂外，使用氟树脂也可获得相同的效果。

根据本发明，喷嘴2在轴向分成多重区域。无机材料的混合物存在于一些区域，但不是在其他区域，并且，每个区域的混合比是变化的。另外，还设置一个活动接点盖，其中，无机材料混合物存在于一些区域，但不是在其他区域，并且，每个区域的混合比是变化的。这样将电弧发送能量引起喷嘴可能的损坏降低到最低程度。减缓喉部附近漏电绝缘性能的恶化，并在总体上减少无机材料的用量。

因而，本发明很容易地提供了一种成本低，满足绝缘性能为特征的缓冲型气体断路器。

Claims

1.一种缓冲型气体断路器，其在活动接点周围装有耐热树脂制成的抑弧气体输送喷嘴，其特征在于：

所述喷嘴的喉部附近区域由含无机材料的耐热树脂制成，而喉部附近所述区域以外的部分由不含无机材料的耐热树脂制成；

所述活动接点有一个输送抑弧气体的活动接点盖，该盖由耐热树脂做成且装在所述活动接点与所述喷嘴之间；和

所述活动接点盖的下游区由含无机材料的耐热树脂制成，而上游区则由不含无机材料的耐热树脂制成。

2.根据权利要求1所述的缓冲型气体断路器，其特征在于：所述由不含无机材料耐热树脂制成的喷嘴的所述部分构成上、下游区，喉部附近的所述区域除外。

3.根据权利要求1所述的缓冲型气体断路器，其特征在于：由不含无机材料耐热树脂制成的喷嘴的所述部分只构成喉部的所述上游区。

4.根据权利要求1所述的缓冲型气体断路器，其特征在于：所述耐热树脂由四氟化乙烯制成。