CN1650381A - 高压断路器的断续器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压断路器的断续器单元(1)，其由一个支承部件(5，6)支承，该支承部件径向包绕所述断续器单元(1)，并具有两个部段(5a，5b，6a，6b)，其中，所述第二部段(5b，6b)相对于第一部段(5a，6a)径向外扩，在这两个部段(5a，5b，6a，6b)之间设有一个供开关过程中产生的灭弧气体流出的流出口(10，11)。

Description

高压断路器的断续器单元
本发明涉及一种高压断路器的断续器单元，其具有沿纵向彼此同轴地相对设置、并形成一触头间距的两个触头和一个沿纵向与这两个触头同轴延伸的空心管道，在该空心管道的内腔中，在开关过程中有一灭弧气体沿着从触头间距导出的第一方向流动，该灭弧气体在该管道的外周还沿着与第一方向相反的第二方向流动，其中，一个支承部件同轴地包绕所述管道设置，并至少支承所述断续器单元的一部分，以及从径向包围着沿所述第二方向流动的灭弧气体。
这样一种断续器单元例如已由德国专利申请公开说明书DE3211272A1公开。在这种公知的装置中，断续器单元的一部分被一个作为支承部件的转向帽(Umlenkhaube)固定。该转向帽包绕一个设计成中空管道的额定电流触头。在开关过程中在所述触头间距中产生的灭弧气体从该触头间距继续流过所述中空管道。所述灭弧气体在转向帽处转向，并且在该中空管道的外部、沿着与额定电流触头内的灭弧气体的流向相反的方向从所述断续器单元中流出。这样一种设计只具有一较短的用于所述灭弧气体的流出路径。此外，所述富集有分解产物的灭弧气体在紧邻所述触头间距处导出。从所述流出帽向所述额定电流触头延伸的、支承该额定电流触头的一些隔板紧邻地位于灭弧气体的流出路径中，并提高了该流出路径中的流动阻力。在这样导引灭弧气体时，只在有限的范围内可冷却和迅速导走所述触头间距处产生的灭弧气体。
此外，在美国专利说明书US4236053的图9中公开了一种断续器单元，其中，所述由触头间距中流出的灭弧气体首先从该触头间距处继续向前被输送，同时通过设置不同的多个流出帽构成一个迷宫式通道，所述灭弧气体的流向在该通道中分别两次折转大约180°。由此，在一个紧凑的空腔内提供了一较长的用于灭弧气体的流出路径。该流出路径在此基本上这样构成：在一些部分支承所述断续器单元的触头上固定有一些转向帽。虽然基于将这些触头的结构设计成被所述流出帽围绕的机械支承部件，而在流出帽的内部形成对机械构造而言的优化布置，但所述流出路径具有很高的流动阻力。
本发明要解决的技术问题在于对本说明书开始部分所述类型的断续器单元进行改进，以使该灭弧气体从触头间距到一流出口的流动路径在保持高机械稳定性的情况下具有较小的流动阻力。
按照本发明，对本说明书开始部分所述类型的断续器单元来说上述技术问题是这样加以解决的：所述支承部件具有一个第一部段和一个相对于第一部段径向外扩的第二部段，其中，所述第二部段由所述第一部段支承，以及至少所述断续器单元的一部分由所述第二部段支承，并且在所述第一和第二部段的连接区域中设计有一个沿所述第一方向开口的、供所述两个部段之间的灭弧气体流出的流出口。
为了实现一种流动技术上改进的供灭弧气体流动的路径，有必要开放伸入该路径中的构件的流出路径。通过采用一个包绕所述空心管道、并具有两个部段(两个部段之一径向外扩且该两部段相互叠置区域形成一流出口)的支承部件，所述断续器单元被一个“外部的包容体”支承。通过将所述支承部件设计成“外部的包容体”，在所述支承部件的内部构成一个没有强制用作机械支撑固定的组件的腔室。该支承部件的内腔可自由地按照就断续器单元所规定的要求来占用或利用。因而可以更加有利地构造用于灭弧气体的流出路径。此外，通过使所述流出口沿第一方向开口、亦即从该触头间距向前开口，确保所述灭弧气体在从该流出口流出后不能直接流回到所述触头间距区域中并弱化了那里的介电强度。
按照一种优选的扩展设计，所述第二部段在一个额定电流触头的区域内耦接在所述断续器单元上。
通过将第二部段耦接在一个额定电流触头的区域内，所述断续器单元从其一端沿纵向出发的很长部段被所述支承部件覆盖。这样就在所述额定电流触头的区域内构成一中央安装点，在该安装点支承着整个带有额定电流触头、电弧触头、开关传动机构等的触头系统。所述耦接结构在此可设计成固定式或移动式。一种移动式结构例如规定用于一移动式的额定电流触头。
按照另一种优选的设计，所述第二部段是可由断续器单元断开的电流路径的一部分。
为了确保有足够的机械稳定性，所述可至少部分支承所述断续器单元的支承元件的第二部段用一种适合的材料制成。这种材料例如是导电金属。尤其是在将所述支承部件的第二部段耦接在一个额定电流触头的区域内时，电流可通过第二部段直接传输到触头间距处，因此并不需要其它必须将电流输送到断续器单元的触头的附加电流导线。作为有待断开的电流路径的一部分，所述支承部件的第二部段必然也带有形成电流的电位。因此，该第二部段也适用于屏蔽由其包绕的组件。
按照本发明的另一优选的扩展设计，在所述支承部件上，尤其是其第二部段上设置一个场控电极。
尤其在所述支承部件的端部区域中存在着出现高电场强度的危险，这是因为在该区域内要实现向其他可能还具有另一电位的组件或材料的过渡。为了控制该电场，可采用一些场控电极。在此，所述支承部件本身可成型为构成一场控电极。
按照本发明的另一优选的扩展设计，在灭弧气体的流动路径中所述流出口之前设有一个冷却装置。
为了进一步提高供灭弧气体用的长流出路径的有效性，特别优选在该灭弧气体流中设置一冷却装置。通过该冷却装置，降低所述灭弧气体的温度水平，由此提高了该灭弧气体的绝缘强度。
在该冷却装置的一种特别优选的变型设计中，所述灭弧气体流过一多孔薄板。
下面借助附图所示一实施方式对本发明予以详细说明：
图1是一高压断路器的断续器单元的示意性结构图。
图中示出一高压断路器的断续器单元1。该断续器单元1设置在一个图中仅局部示出的封装外壳23内。该封装外壳23内充有一种处于高压状态下的绝缘气体，例如六氟化硫。该断续器单元1具有一第一电连接头2以及一第二电连接头3。该第一电连接头2以及第二电连接头3用于将该断续器单元1结合到一电流路径中。该电流路径可被所述断续器单元1断开或连通。该第一电连接头2以及第二电连接头3例如可借助一些穿壁套管穿过该高压断路器的封装外壳23。该断续器单元1借助于一些绝缘子4a，4b被支撑和支承在所述封装外壳23上。
所述断续器单元1具有一第一支承部件5以及一第二支承部件6。该第二支承部件6在一端具有一流动转向装置。该第一支承装置5也配备有一单独的流动转向装置7。该流动转向装置7由一种绝缘材料制成。该第一支承部件5以及第二支承部件6均具有一管形结构，它们各自由一第一部段和一第二部段构成。此外，也可采用偏离圆形管状的结构体来构成所述支承部件。所述支承部件5的第一部段5a的直径小于第一支承件5的第二部段5b。同样，第二支承部件6的第一部段6a的直径小于第二支承件6的第二部段6b的直径。所述第一支承部件5的第一部段5a和第二部段5b在一个搭接区域内相互机械耦连(参见附图标记8)。同样，所述第二支承部件6的第一部段6a和第二部段6b也在一个搭接区域内相互机械耦连(参见附图标记9)。这些机械固定点8、9例如设置在沿支承部件5、6的环周对称分布的三个点上。在所述第一支承部件5的第一部段5a和第二部段5b之间设有用于灭弧气体的第一流出口10。而在所述第二支承部件6的第一部段6a和第二部段6b之间设有用于灭弧气体的第二流出口11。第一流出口10和第二流出口11以圆环状、但被所述固定点8，9断开的方式分别环绕各自的第一部段5a、6a延伸，且在那里定向设置成使该两流出口面10、11从所述断续器单元1的触头间距引出。各自的第一部段5a，6a支承各自的第二部段5b，6b。在所述第一支承部件5的第二部段5b朝向触头间距的端部设有另外一些固定点12a，12b。在这些固定点12a，12b上固定有一个滑动接触装置的一环形固定触头13。在该滑动接触装置的固定触头13内可移动地支承着一个额定电流触头14。一个绝缘材料喷嘴15与该可移动的额定电流触头14刚性连接。所述绝缘材料喷嘴15以及所述可移动的额定电流触头14同轴地围绕一个可移动的电弧触头16。该可移动的电弧触头16设计成管形，并是一空心的管道。所述可移动的额定电流触头14、所述可移动的电弧触头16以及所述绝缘材料喷嘴15被所述第一支承部件5的第二部段5b支承。
在所述第二支承部件6的第二部段6b面向触头间距的端部设有另一些固定点12c，12d。一个固定的额定电流触头17被这另一些固定点12c，12d所支承。此外，在这另一些固定点12c，12d上固定有一个构成一通道的管状件18。在该管状件的内部设置有一固定的电弧触头19。该固定的电弧触头19伸入所述绝缘材料喷嘴15中。所述可移动的额定电流触头14和所述可移动的电弧触头16相对于所述固定的额定电流触头17以及所述固定的电弧触头19彼此同轴地相对布置。所述固定的额定电流触头17、所述固定的电弧触头19以及所述管状件18被所述第二支承部件6的第二部段6b支承。
在所述支承部件5、6的第二部段5b、6b面向触头间距的端部，两第二部段倒圆成形，并在那里分别构成一场控电极5c，6c。
在所述可移动的电弧触头16、所述可移动的额定电流触头14和所述绝缘材料喷嘴15沿着以附图标记20所示箭头方向的断开运动过程中，在所述两个电弧触头16，19之间点燃一电弧24。基于该电弧24的热作用，在所述由电弧触头16，19构成的触头间距区域中形成一灭弧气体，该灭弧气体基于由电弧24造成的压力提升作用，一侧经所述可移动的电弧触头16流出，另一侧经所述管状件18流出。所述可移动的电弧触头16在其背离所述触头间距的端部具有一些开孔，所述灭弧气体经这些开孔流出并撞击到所述单独的流动转向装置7上。所述灭弧气体从该处转向并在所述可移动的电弧触头16的外面转向到一个与所述灭弧气体在可移动的电弧触头16的内部的流向相反的方向。灭弧气体沿径向向外流经由一个由第一部段5a和第二部段5b构成的径向开孔21a，紧接着通过所述第一流出口10排出。
所述在第二支承部件6的区域内流动的灭弧气体以类似的方式转向。在所述触头间距处产生的一部分灭弧气体继续经由所述管件18从所述触头间距处流出，并撞击到该第二支承部件6的转向装置上。所述灭弧气体从那里沿着所述管状件18的外侧经由一个在所述支承部件6的第一部段6a和第二部段6b之间形成的径向开口21b向外排出。接着由所述第二支承部件6的第二部段6b完成灭弧气体流向的进一步转向并将灭弧气体从所述第二流出口11流出，从而连续地将所述灭弧气体从所述触头间距处导引走。在所述第二支承部件6的第一部段6a和第二部段6b之间构成的径向开口21b区域内设有一冷却装置22。该冷却装置22具有一管状结构并基本上由一多孔薄板构成，灭弧气体可穿过该多孔薄板上的孔流出。在经过该冷却装置22上的孔时，完成对灭弧气体的辅助冷却。
在附图中用间断的细划线示出的箭头表示所述灭弧气体从所述触头间距流到所述流出口10、11的流动路径。用点虚线则示出从电连接头2、3到所述电弧触头16、19或所述额定电流触头14、17的电流路径。
由于附图1只是一个简化视图，因此灭弧气体的流动路径仅原理性地示出。尤其是灭弧气体在经由所述流动转向装置的前后可通过另外一些构件来分流。此外，也可以通过各构件体边缘处的折角或倒圆来使流动阻力最小化。

Claims (6)

1.一种用于高压断路器的断续器单元(1)，其具有两个沿纵向彼此同轴地相对设置、并形成一触头间距的触头(16，19)和一个沿纵向与所述两个触头(16，19)同轴延伸的空心管道(18，16)，在该空心管道(18，16)的内腔中，在开关过程中有一灭弧气体沿着从所述触头间距导出的第一方向流动，该灭弧气体在该管道(18，16)的外周还沿着与第一方向相反的第二方向流动，其中，一支承部件(5，6)同轴地包绕所述管道(18，16)设置，并至少支承所述断续器单元的一部分，在该支承元件与所述通道的径向间隙中包容着沿所述第二方向流动的灭弧气体，其特征在于：所述支承部件(5，6)具有一个第一部段(5a，6a)和一个相对于第一部段(5a，6a)径向外扩的第二部段(5b，6b)，其中，所述第二部段(5b，6b)由所述第一部段(5a，6a)支承，以及至少所述断续器单元的一部分由所述第二部段(5b，6b)支承，并且在所述第一和第二部段的连接区域(8，9)中设计有一个沿所述第一方向开口的、供所述两个部段(5a，5b和6a，6b)之间的灭弧气体流出的流出口(10，11)。
2.如权利要求1所述的用于高压断路器的断续器单元(1)，其特征在于：所述第二部段(5b，6b)在一额定电流触头(14，17)的区域内耦接在所述断续器单元(1)上。
3.如权利要求1或2所述的用于高压断路器的断续器单元(1)，其特征在于：所述第二部段(5b，6b)是可被所述断续器单元(1)断开的电流路径的一部分。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于高压断路器的断续器单元(1)，其特征在于：在所述支承部件(5，6)上、尤其是第二部段(5b，6b)上设置一个场控电极(5c，6c)支承部件。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于高压断路器的断续器单元(1)，其特征在于：在所述灭弧气体的流动路径中所述流出口(11)之前设有一个冷却装置(22)。
6.如权利要求5所述的用于高压断路器的断续器单元(1)，其特征在于：所述冷却装置(22)具有一可被灭弧气体流过的多孔薄板。
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