CN1440559A - 有灭弧室和开关气体阻尼器的低压断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压断路器(1)，它包括一个灭弧室(2)和一个开关气体阻尼器(4)，该开关气体阻尼器由两个可彼此相对移动的分壳体(6、7)组成。分壳体(6、7)之一(6)固定在断路器(1)上，而另一个分壳体(7)通过弹性复位力弹簧(12)有预紧度地压靠在第一分壳体(6)上。从灭弧室(2)排出的开关气体容纳在开关气体阻尼器(4)内腔(8)中，直至分壳体(6、7)相对移动构成一个供开关气体逸出的气流出口。

Description

有灭弧室和开关气体阻尼器 的低压断路器

本发明涉及一种低压断路器，它包括一个灭弧室和一个用于容纳从灭弧室排出的开关气体的开关气体阻尼器，其中，开关气体阻尼器可拆卸地固定在断路器上并有一个用于从灭弧室出口排出的开关气体的进口。

由DE3541514C2已知一种上述类型的断路器，其中为断路器的每个灭弧室分别设一个开关气体阻尼器。由EP0437151B1同样已知上述类型的开关气体阻尼器，它对于一个多极式断路器的一些灭弧室是公用的。

已公知的开关气体阻尼器要发挥作用比较重要的是要有适当的体积，并且在开关气体阻尼器外壳内要配置相应的材料或填料，它们能冷却开关气体和影响其流动。

本发明要解决的技术问题是创造一种体积尽可能小效率却尽可能高的开关气体阻尼器。

上述技术问题按照本发明是这样来解决的，即开关气体阻尼器的外壳由两个可彼此相对移动地导引的分壳体组成，其中第一分壳体装在断路器上，而另一分壳体为了增大由分壳体围成的内腔可克服弹性复位力相对于第一分壳体移动。

在这里弹性复位力的作用是使开关气体阻尼器的内腔能从一个比较小的初始尺寸开始，在开关气体的影响下逐渐增大。因此，开关气体阻尼器构成一个能自动适应开关气体具体排出量的呼吸式缓冲器。

由德国专利DE19638948A1已知一种带有一壳体的开关气体阻尼器，该壳体由可相对移动的彼此导引的分壳体组成。但是此开关气体阻尼器未固定在断路器上，而是固定在插接框架上，并因而只有在断路器插入时才与灭弧室结合。相对于开关气体的压力而言，此开关气体阻尼器以如前述已知的开关气体阻尼器(DE3541514C2和EP0437151B1)那样完全相同的方式来工作，因为分壳体的可相对移动性仅为了补偿误差和针对位置固定的开关气体阻尼器与可移动的断路器之间的密封而设。

按本发明的开关气体阻尼器的“呼吸式”工作方式可以实现不同的功能，这些功能可以按需使用。尤其是开关气体阻尼器可以与断路器一起共同构成一封闭系统。另一方面比较有利的是，开关气体阻尼器具有一个通过分壳体的相对移动可打开的用于开关气体的流出口。在开关过程结束后，开关气体阻尼器的分壳体返回其基本位置，此时流出口关闭。

若开关气体阻尼器的分壳体如本身早已公知的那样设计为互相插套，则无论是将开关气体阻尼器设计成“封闭式”还是设计成“开启式”业已证明都是比较有利的。尤其是插套式的可伸缩移动性可以实现流出口有利的实施形式。在这种实施形式中，分壳体互相套叠的壁的边缘区设有同向的斜面，以构成至少部分平行于壁定向的流出口。因此，可能的气体排出相对于断路器侧壁成一角度地进行，这与迄今为止直接向上或与侧面垂直定向地流动不同。

在开关气体阻尼器另一有利的实施形式中，为了构成流出口，开关气体阻尼器分壳体的壁上制有开孔，在分壳体的基本位置这些开孔互不重叠对齐，而在分壳体相对移动时它们才互相部分或完全重叠对齐。由此实现散射流动。

开关气体阻尼器作为缓冲器所起作用还可以通过采取下述措施来提高，即，令开关气体阻尼器包含有一种用于吸收开关气体的多孔材料。这样一种优选为矿物或金属类型的材料能预防气体压力的波动或振荡，这种波动对于断路器灭弧室内开关电弧的消除可能有不希望的反作用。

作用在开关气体阻尼器分壳体之间的弹性复位力相宜地可这样施加，即，在开关气体阻尼器内腔设置一些从分壳体发出的支座，这些支座供一个使分壳体彼此预紧的弹簧用；以及，设置一止挡用于限制分壳体的相对移动。虽然这种弹簧的配置与前面提及的DE19638948A1的开关气体阻尼器的实施形式有相似性，但作用方向正好相反，因为在本发明的范围内分壳体互相拉紧而不是彼此撑开。

考虑到断路器和开关气体阻尼器要有所期望的紧凑的结构方式，所遇到的困难是应将上述弹簧设置为离进口足够远，以排除它与有腐蚀性作用的开关气体接触的可能性。按本发明的进一步设计，此问题可这样避免，即，至少其中一个支座设计为使弹簧与开关气体阻尼器内腔相隔离的防护件。

虽然通过上面已说明的流出口的设置已保证分壳体可有限地相对移动，但按本发明的另一项设计仍然推荐将支座同时设计为限制分壳体相对移动的止挡。由此可确定断路器安装空间的高度。

下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明，附图中：

图1以简化的示意透视图示出一个带有一吹气阻尼器的三极低压断路器；

图2作为开关气体阻尼器的详示图示出一个弹簧装置和一个止挡，该弹簧装置能使分壳体实现有限的彼此移动；

图3以与图2相应的视图示出一个作用相同的装置，其中，弹簧和止挡互相组合在一起；

图4、5和6表示开关气体阻尼器的两个互相插套的分壳体相继的运动阶段。

图7、8和9以与图4、5和6相应的视图表示另一种实施方式，其中，在分壳体的边缘区上制有斜面。

图10和11表示带有流出口的两种实施方式，在这两种实施方式中，所述流出口由在分壳体壁上形状不同的孔构成。

图1在断开的视图中表示了一种三极低压断路器1，它的灭弧室2在断路器1的上侧有为开关时产生的开关气体布设的出口3。开关气体阻尼器4固定在断路器1上并覆盖现有的灭弧室2或它们的出口3。在开关气体阻尼器4上单独的进口5保证不让开关气体随意地亦即绕过开关气体阻尼器4地流出。

开关气体阻尼器4由两个分壳体6和7组成，其中在下部分壳体6上制有所述进口5。此外分壳体6以图中未详细表示的方式，例如借助螺钉、弹簧夹或类似器件固定在断路器1上。上部分壳体7罩状地装在下部分壳体6上并构成一内腔8的边界，当断路器1通断时在此内腔8中流入从灭弧室2逸出的开关气体。通过上部分壳体7相对于下部分壳体6的相对移动内腔8增大，同时在分壳体6和7之间的分缝处构成一个间隙10，开关气体可如箭头11所示通过它流出。因为所产生的开关气体的量取决于在断路器1内要断开的电流的大小，所以当开关气体在内腔8中充分冷却并相应地体积缩小时，有时可能不会发生开关气体的流出。

开关气体从开关气体阻尼器4的这种流出还与复位力的类型和大小有关，此复位力用于使所述两个分壳体彼此预先压紧。作为提供这种弹性复位力的装置，在图1中示出了两个设计为螺旋拉力弹簧且彼此成对角线相对布置的弹簧12。显然，弹簧12的尺寸可这样确定，即，使分壳体6和7处于一定的预紧状态，并因而只有在达到一定的过压时才能形成用于流出气体的一个间隙10。

弹簧12可例如按图2所示设置。在图2中表示了安置在分壳体6和7上的两个支座13，弹簧12的端边悬挂在支座13上。此外，作为用于分壳体6和7的彼此导引以及用于限制它们彼此相对移动的装置设有一些止挡14，这些止挡14与所述导杆15配合作用。图2中用一个双向箭头示意表示分壳体6和7的相对移动。在虚线所示的最终位置，导杆15靠在止挡14上。因此弹簧12可同样只是有限地拉伸并因而保持其所期望的特性。

按图3，弹性复位力的提供和止挡功能节省空间地综合在一个组件中。为此，用于设计为螺旋压力弹簧的弹簧17的支座16，同时设计为导杆18的止挡。导杆18本身则构成弹簧17的另一个支座，确切而言通过弹簧盘20。弹簧盘20的凸缘21限制了导杆18的行程。此外，止挡16设计为空心圆柱形防护件，它可防止弹簧17直接受开关气体的冲击。

在按图2和3的结构中，止挡和导杆的配置是任意的。因此，止挡14或支座16也可选择装在上部分壳体7上，而导杆15或18可从下部分壳体6出发。

在下面要说明的另一些实施方式中，分壳体设计为不同于图1、2和3所示，它们互相插套，并因而根据所选择的重叠量，只有在分壳体已经移动一定量后才释放开关气体流出。

在图4中表示了局部的开关气体阻尼器30，它包括一个带有壁32的下部分壳体31和一个上部分壳体33，分壳体33的壁34套在壁32上。通过在图4中未示出的例如类似于图2或图3中所示的一些导引装置，保证上部分壳体33的伸缩式可移动性。若开关气体按图5中的箭头方向35进入开关气体阻尼器30的内腔，则分壳体33克服作用在其上的弹性预紧力提升，由此相应地减少壁32和34的重叠量。但开关气体按图6中的箭头36所示的那样向外流动只有在分壳体31和33进一步相对移动后才能发生。因此，当分壳体31和33的相对移动比较有限并因而可能没有超越按图5所示的位置时，此开关气体阻尼器可作为封闭系统进行工作。

此外，在图4、5和6中还示出一种能吸收开关气体的多孔状材料37的涂层、内衬或衬垫式配置。这样一种材料，例如多层金属丝布、金属烧结体或多孔陶瓷或矿物材料，可避免压力波反射并因而有助于降低压力峰值。

在按图7、8和9的另一个实施方式，开关气体阻尼器40同样有一个带有壁42的分壳体41和一个带有壁44的分壳体43，它们互相套叠。但在本实施方式中是下部分壳体41套在上部分壳体43外面。壁42和44的边缘区制有同向斜面45或46，它们按图9所示构成一通道状流出口，以便促使排出的气体转向。由图9中的箭头47可见，此流动大体上平行于壁44进行。在这里，当分壳体41和43超过按图8的位置后，已经发生沿上述方向的流动，并在分壳体41和43进一步移动时保持不变。

若希望开关气体扩散地流出，则可用图10和11所示开关气体阻尼器50或60来实现。在这里使用的分壳体51具有壁52，壁的边缘区内制有一些圆孔53。另一个配属的分壳体54也具有壁55，它的边缘区上同样有一些圆孔56。在开关气体阻尼器50的静止状态，在孔53和56之间形成间隔。因此开关气体阻尼器是封闭的。在分壳体51和54彼此足够地相对移动时，孔53和56互相部分或完全重合，从而形成许多小的流出口。

图11所示开关气体阻尼器60具有与在图10中表示的开关气体阻尼器50类似的功能，但其在分壳体61和64壁中的孔63和66有不同的形状。这两种孔63和66设计为三角形，并且在分壳体61和64配合作用时成镜面对映和有侧向错移地排列。因此当分壳体61和64相对移动时，在按图11的实施方式中会导致孔63和66逐渐相交以及流出口横截面相应地增加。

在本发明的范围内，图2和图3中所示弹簧和止挡也可同理地或按作用相同的变型设计应用于按图4至6、图7至9以及图10和11的实施方式中。同样，图4至6中所示的一种减少反射的材料也可考虑在其它所有的实施方式中使用。还应指出，通过所述开关气体阻尼器分壳体的相对移动构成的流出口，既可设在开关气体阻尼器的全部周边上，也可只设在某些侧面上。由此做到可使开关气体避开断路器周围的某些区域。若例如取代开关气体按图1中的箭头11从各侧引出而希望流出只是侧向进行，则这一点可以这样达到，即，使分壳体6和7设计为互相在前侧和后侧大体按图4重叠，在这里重叠量这样确定，即在分壳体规定的相对移动范围内保持存在重叠量。在按图10和11的实施方式中开关气体向期望的一侧或多侧的流出这样实现：只在相关侧设孔53和56或63和66。同理这也可在所说明的其他实施方式中实施。

Claims (9)

1.一种低压断路器(1)，它包括一个灭弧室(2)和一个用于容纳从灭弧室(2)排出的开关气体的开关气体阻尼器(4；30；40；50；60)，其中，开关气体阻尼器(4；30；40；50；60)可拆卸地固定在断路器(1)上并有一个供从灭弧室(2)出口(3)排出的开关气体用的进口(5)，其特征在于：所述开关气体阻尼器(4；30；40；50；60)的外壳由两个可彼此相对移动地导引的分壳体(6、7；31、33；41、43；51、54；61、64)组成，其中第一分壳体(6；31；41；51；61)装在断路器(1)上，而另一分壳体(7；33；43；54；64)为了增大由分壳体(6、7；31、33；41、43；51、54；61、64)围成的内腔(8)可克服弹性复位力相对于第一分壳体(6；31；41；51；61)移动。

2.按照权利要求1所述的低压断路器，其特征为：所述开关气体阻尼器(4；30；40；50；60)具有一个通过分壳体(6、7；31、33；41、43；51、54；61、64)的相对移动可打开的用于开关气体的流出口。

3.按照权利要求1或2所述的低压断路器，其特征为：所述开关气体阻尼器(4；30；40；50；60)的分壳体(31、34；41、44；51、54；61、64)设计为互相插套。

4.按照权利要求3所述的低压断路器，其特征为：所述分壳体(41、43)互相套叠的壁(42、44)的边缘区为了构成至少部分平行于壁(42、44)定向的流出口设有同向的斜面(45、46)。

5.按照权利要求3所述的低压断路器，其特征为：所述开关气体阻尼器的分壳体(52、54；62、64)的壁(52、55；62、65)上制有一些孔(53、56；63、66)，在分壳体(51、54；61、64)的基本位置这些孔互不重合，在分壳体(51、54；61、64)相对移动时它们互相部分或完全重合。

6.按照上述任一项权利要求所述的低压断路器，其特征为：开关气体阻尼器(30)包含有一种能吸收开关气体的多孔材料(37)。

7.按照上述任一项权利要求所述的低压断路器，其特征为：在开关气体阻尼器(4)内腔中设有从分壳体(6、7)出发的一些支座(13)，这些支座用于一个使分壳体(6、7)彼此预紧的弹簧(12)；另外还设有一个止挡(14)以限制分壳体(6、7)的相对移动。

8.按照权利要求7所述的低压断路器，其特征为：至少其中一个支座(16)设计为使弹簧(17)与开关气体阻尼器(4)内腔(8)隔离的防护件。

9.按照权利要求7或8所述的低压断路器，其特征为：所述支座(16)同时设计为限制分壳体(6、7)相对移动的止挡。

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