CN87102380A

CN87102380A - 断弧器

Info

Publication number: CN87102380A
Application number: CN198787102380A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·斯普纳
Original assignee: NORTHERN ENGINEERINGS INDUSTRIES PLC
Current assignee: NORTHERN ENGINEERINGS INDUSTRIES PLC; Rolls Royce Power Engineering PLC
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1987-10-07
Also published as: GB2188486B; IN169226B; ZA871598B; AU592414B2; GB8607397D0; GB8705413D0; US4752659A; JPS62232820A; BR8701298A; GB2188486A; AU7018487A; JPH0795415B2

Abstract

通过一种可动触点组合件(48)来改善断弧器(16)的额定值，该可动触点组合件(48)由两个承载主电流的构件(50，52)组成。在闭合位置时可与固定触点(20)接合，在断开位置时可完全脱离固定触点(20)，载流构件(50，52)中的第一构件(50)是组合件(48)在断开位置时最后脱离固定触点(20)的部分。要使第一触点构件(50)延迟脱离固定触点(20)有各种方法，例如，可通过下列措施使第一触点构件(50)与第二触点构件(52)具有不同的几何结构：加设弧触点(64)，加设空动机构，或加设辅助触点。

Description

本发明是关于断弧器，特别是（虽然不仅仅是）关于这样一种断弧器，在该断弧器中，电弧系绕某一轴线旋转，起协助灭弧的作用。

英国专利2119573B介绍和要求给予专利权保护的就是这种电弧绕一轴线旋转的断弧器的一个例子。如该专利所介绍的，改善断弧器的电流额定值有各种各样的方法，例如改变元件大小或增加触头接触面的数目等。

本发明的断弧器包括一个固定触点和一个可动触点组合件。可动触点组合件在闭合位置时与固定触点接合，从而处在可断开的主电流通道中，在断开位置时，则完全与所述固定触点分开。该可动触头组合件至少包括承载主电流的第一和第二触点构件，该两触点构件可绕各自的的枢轴线在所述闭合位置和所述断开位置之间转动。所述主电流通道断开时，该第一触点构件是所述可动触点组合件离开所述固定触点的最后部分。

本发明一个最佳实施例的断弧器包括一个固定触点、一个静电极、一个吹弧线圈和一个可动触点组合件。固定触点和固定电极分别形成彼此共轴线的第一和第二燃弧表面，两燃弧表面之间为一个环形间隙所隔离，所述第一燃弧表面比所述第二燃弧表面离所述两燃弧表面的公共轴线近。吹弧线圈与所述燃弧表面共轴线，其一端与所述电极有电气连接。可动触点组合件在闭合位置时与所述固定触点接合，从而使所述组合件处在可断开的主电流通道中，在断开位置时则完全与所述固定触点分开。所述固定触点与所述可打开触点组合件之间的最小距离大于所述间隙。在所述主电流通道断开时所述可动触点组合件运动的后部分过程中，所述线圈与电弧电流通道中的所述燃弧表面串联。所述可动触点组合件至少包括承载主电流的第一和第二触点构件，该两触点构件装配得可绕各自的枢轴线在所述闭合位置与所述断开位置之间转动。所述第一触点构件在所述主电流通道断开时是所述可动触点组合件离开所述固定触点的最后部分。

所述触点构件最好接到一个动作时能驱动所述触点构件在所述闭合位置和所述断开位置之间运动的公共驱动构件上。

所述枢轴线最好是彼此平行分开。不然的话各枢轴线也可合并成一个公共枢轴线。

所述诸触点构件相对于所述固定触点的装配位置最好应使它们能彼此反向运动。

所述诸触点构件最好起码在所述主电流通道断开的过程中能同时彼此运动，所述第一触点构件的形状应确保所述第一触点是所述动触点组合件离开所述固定触点的最后部分。

不然的话，在所述主电流通道断开时，所述第一触点构件的运动也可以滞后于所述第二触点构件的运动。这时最好有一个空动机构将所述第一触点构件与公共驱动构件连接起来。

还有另外一种选择方案是，所述第一触点构件上最好可摆动地装设有辅助弧触点，该辅助弧触点可有弹性地朝所述固定触点偏移。

本发明包括一种至少装有一个本发明的断弧器的电气开关。

现在参照附图通过实例介绍一些电气开关来说明本发明的内容。附图中：

图1是图2中本发明断弧器的一部分沿Ⅰ-Ⅰ线截取的剖面图;

图2是通过图1中所示断弧器固定触点的纵剖面的示意图，表示了各动触点构件处于闭合位置时的位置;

图3和图4是本发明第二种和第三种形式断弧器，这是通过断弧器固定触点的纵剖面图，图中示意表示了各可动触点构件的位置。

电气开关（见图1和图2）是英国专利2119573B所介绍和要求专利权保护的那一种，有关该开关结构的详细情况请参阅该专利文件。

简单说来，该开关有一个例如形成外壳的金属构架10，里面充有例如受压的六氟化硫（SF₆）的绝缘介质。套管12使主铜导体14与构架10绝缘，且密封穿过构10。第二主导体（图中未示出）以类似的方式相对于构架10装配在远离导体14的位置。该两主导体承载着流经开关的同一相电流。

断弧器16构成两主导体之间可断开的主电流通道的一部分。导体14和断弧器16在公共轴线18上彼此共轴线配置。

断弧器16在导体14末端形成与轴线18共轴线的固定触点20。接触片26两侧有两个沟槽22，24，这是从固定触点20一侧除去两小段形成的，接触片26则可藉触点构件50、52（下面将详细介绍）接合。固定触点20下端有一个装在下部凸缘28上的电弧构件30，构件30有一个诸如埃尔克乃特（Elkonite，注册商标）之类的耐弧材料制成的弧触点32。弧触点32可与触点构件50端部的弧触点64接合，从而主电流通道一断开，弧触点32和64之间就开始触发电弧。

孔34通过电弧构件30端部延伸，其直径成阶梯式变化，使该孔形成一个凸肩形。带凸缘的销钉36配置在孔34中，藉丝扣连接到触点20的端部28中。销钉36的凸缘与配置在孔34中的弹簧38接合，使构件30保持固定在固定触点20上。

构件30上有第一燃弧表面40与轴线18共轴线。电弧一在两弧触点32和64之间触发就极易转移到表面40，并绕表面40旋转，下面即将详细谈到。

固定组合件42通过若干绝缘座（图中未示出）固定到构10上。组合件42有一个圆柱形电弧电极44。电弧电极44是铜质的，与轴线18共轴线装配，周围设有吹弧线圈（图中未示出），并和吹弧线圈的一端有电气连接。吹弧线圈的另一端电气连接到第二主导体上。为提高线圈对电弧的作用，线圈周围设有软钢之类的铁磁材料45。

电极44的内表面形成与轴线18共轴线的第二燃弧表面46，该表面与固定触点20的燃弧表面40相隔一段距离，大体上位于燃弧表面40对面，从而在燃弧表面40与46之间形成一个环形间隙。

可动触点组合件48配置在电极44附近。

组合件48有第一可动触点构件50和第二可动触点构件52，该两触点构件装在摆动件54上，可在闭合位置（在图1中用实线轮廓表示）和断开位置（在图1中用点划线表示）之间转动。在闭合位置时，构件50、52与固定电极20接合;在断开位置时，构件50、52与固定触点20之间的最小距离大于燃弧表面40和46之间的间隙。

各触点构件50和52分别由两个板50A、50B和52A、52B组成，该两个板分别在各的翼片56、58两侧从摆动件54延伸。为确保构件50、52与固定触点20的接触片26牢靠接合，弹簧组合件60、62（与固定触点20端部的销钉弹簧组件36、38类似）有弹性地迫使各对板50A、50B和52A、52B彼此靠扰。

板50A、50B和52A、52B的各端开槽，接触片26即嵌入该各槽中。

触点构件50的板50B装有弧触点64，在断弧器处在闭合位置时弧触点64与固定触点20上的弧触点32接合。弧触点64一直延伸出板50B末端外。弧触点64由诸如埃尔克乃特（Elkonite，注册商标）的耐弧材料制成。

摆动件54与第二主导体有电气连接。

触点构件50延伸出摆动件54外，在板52A和52B之间与杆件66的一端可摆动地接合。杆件66的另一端与曲臂68的一个臂可摆动地接合。曲臂68的另一个臂可摆动地连接在第二杆件70的一端，第二杆件70的另一端则可摆动地连接到板52A和52B之间的触点构件52上。

曲臂68装在驱动轴72上，可绕驱动轴72来回转动，从而使曲臂68和杆件66、70在各触点构件各自的闭合和断开位置之间驱动着各触点构件。

图中所示的断弧器16是处在闭合位置。主电流通道通过主导体14、固定触点20、可动触点构件50、52、摆动件54和第二主导体。

操作操作机构（图中未示出）时促使驱动轴72转动。于是曲臂68转动，通过杆件66、70同时将触点构件50、52接到点划线轮廓线所示的位置。

在触点构件50、52绕其各自的枢轴转动而断开的过程中，板50A、50B和52A、52B分别大体上同时离开固定触点20的接触片26，但由于弧触点64（此弧触点构成触点构件50的一端分）尚未离开固定触点20上的弧触点32（即这是可动触点组合件48离开固定触点的最后部分），所以板50A、50B及52A、52B与固定触点20之间不会触发电弧。

随着断开动作的继续进行，弧触点32与64分离，它们之间就触发电弧。触点构件50、52急速移到其断开位置，在弧触点64掠过电极44时，电弧被转移到电极44上，电极44就将吹弧线圈带进电弧电流通道中。线圈所产生的磁场促使电弧绕轴线18旋转，固定触点20上的弧根迅速从弧触点32转移到第一燃弧表面40上。

在适当的零电流下，电弧就熄灭。

反向操动使触点构件50、52返回到其闭合位置的操作机构就可使断弧器闭合。

图1和图2所介绍的开关，其正常额定值为12千伏，1.25千安，故障情况下的额定值为25千安。

采用接触界面多的触点构件50、52，增加接触压力和增加载流能力比一般触点大的铜料的数量可以提高开关的设计额定值。此外，确保电弧在第一触点构件和固定触点之间触发，可以避免在其它元件上产生不希望有的寄生电弧。

一般说来，装有本发明断弧器的开关，其正常额定值可达36千伏，2千安，故障额定值可达40千安。

必要时，在维修检验时可按下面介绍的检验方法检验出弧触点32和64遭受的烧蚀量。

当触点32、64是新的时，在主电流切断的情况下，在主导体两端接上一个电池，慢慢合上，断弧器直到在，例如，电压表上显示有电池电势为止，这时在操作机构上标上读数标记。

在维修检验过程中重复上述程序，直到“刚闭合”位置和原标记位置的电流差值表明，烧蚀程度足以证明需要更换触点为止。这个程序还可以检查出其中一个触点或其它触点的质量是否已经变坏。

在图3所示的实施例中，断弧器116与图1和图2所示的类似，其中各部件采用与图1及图2中所用的同样编号，只是都加上了一个前缀“1”。但固定触点120下端是一个直径较小的细长柱形短棒121，该短榛上有一个耐弧材料制成的触点123。短棒121的表面构成与辅助弧触点174的耐弧材料触点176接触的第一燃弧表面140，辅助弧触点174则装在第一触点构件150上，构成该构件的一部分。

辅助弧触点174靠销钉弹簧组件178、180有弹性地装配到构件150上。在图3所示的闭合位置，弧触点123和176系处在接合状态，触点174对抗弹簧180的偏移，相对于构件150摆动。在断弧器116打开的过程中，弹簧180使触点174的触点176仍然与触点123接合，直到构件150、152离开固定触点120为止，即触点174是触点构件150离开固定触点120的最后部分。

图4是类似的断弧器116A，但这时固定触点120A的短棒121A系用销钉弹簧178A、180A装在固定触点120A的剩余部分。在闭合位置时，如图4所示，辅助弧触点174A使短棒121A对抗弹簧180A的偏移摆出与轴线118A成一直线的位置之外。在断弧器116A断开的过程中，弹簧180A使短棒121A摆回其与轴线118A成一直线的位置，且仍然与触点174A接触，直到构件150A、152A离开固定触点120A为止。

固定触点120、120A的圆柱形短棒121、121A，它们的直径是较小的，因而可以将固定电极（图中未示出）的直径做得小一些，而且无需减小各燃弧表面之间的间隙。尺寸上的这种减小，不仅可以省料，还可以省空间。此外在主截流触点构件和电弧触点构件之间还可以加绝缘材料制成的屏蔽板。

在本发明的范围内还可以进行其它修改。例如，可以采用两个以上的触点构件承载正常电流;各触点构件可分开驱动;触点构件可采用公共枢轴线;第一触点构件的动作可以滞后于第二触点构件的动作，这时空动机构将第一构件连接到驱动轴，第一触点构件可用耐弧材料制造。

虽然本发明着重介绍的是电弧可绕一轴线旋转的那一种断弧器，但不言而喻，本发明也适用于其它类型断弧器。例如在具有灭弧罩的那种断弧器中，第一触点构件用以将电弧抽到在适当零电流下促进灭弧作用的灭弧槽中。

Claims

1、一种这样的断弧器(16∶116∶116A)，该断弧器包括一个固定触点(20∶120∶120A)和一个可动触点组合件(48∶148∶148A)，可动触点组合件(48∶148∶148A)在闭合位置时与所述固定触点(20∶120∶120A)接合，从而使所述组合件(48∶148∶148A)处在可断开的主电流通道中，在断开位置时则完全离开所述固定触点(20∶120∶120A)，所述断弧器(16∶116∶116A)的特征在于，所述可动触点组合件(48∶148∶148A)至少包括第一和第二承载主电流的触点构件(50，52∶150，152∶150A，152A)，该触点构件(50，52∶150，152∶150A，152A)可绕各自的枢轴在所述闭合位置和所述断开位置之间转动，在所述主电流通道断开过程中，所述第一触点构件(50∶150∶150A)是所述可动触点组合件(48∶148∶148A)离开所述固定触点(20∶120∶120A)的最后部分。

2、一种断弧器（16∶116∶116A）包括一个固定触点（20∶120∶120A）及一个固定电极（44）、一个吹弧线圈和一个可动触点组合件（48∶148∶148A），所述固定触点（20∶120∶120A）和固定电极（44）分别具有第一和第二共轴线的燃弧表面（40，46∶140∶140A），该两燃弧表面之间为一个环形间隙所隔离，所述第一燃弧表面（40∶140∶140A）比所述第二燃弧表面（46）距所述燃弧表面（40，46∶140∶140A）的公共轴线（18）近，所述吹弧线圈与所述燃弧表面（40∶46∶140∶140A）共轴线，所述线圈的一端与所述电极（44）有电气连接，所述可动触点组合件（48∶148∶148A）在闭合位置时，与所述固定触点（20∶120∶120A）接合，从而使所述组合件（48∶148∶148A）处在可断开的主电流通道中，在断开位置时，则完全离开所述固定触点（20∶120∶120A），且所述固定触点（20∶120∶120A）与所述可动触点组合件（48∶148∶148A）之间的最小距离大于所述间隙，在所述主电流通路断开时所述可动触点组合件（48∶148∶148A）动作的后一部分的过程中，所述线圈与所述燃弧表面（40，46∶140∶140A）处在串联状态，所述断弧器（16∶116∶116A）的特征在于，所述可动触点组合件（48∶148∶148A）至少包括承载主电流的第一和第二触点构件（50，52∶150∶150A，152），该第一和第二触点构件（50，52∶150∶150A，152）可绕各自轴线在所述闭合位置与所述断开位置之间转动，所述第一触点构件（50∶150∶150A）在所述主电流通道断开的过程中是所述可动触点组合件（48∶148∶148A）离开所述固定触点（20∶120∶120A）的最后部分。

3、根据权利要求1或权利要求2的断弧器，其特征在于，所述触点构件（50，52∶150，152∶150A，152A）接到一个公共驱动构件（68），该驱动构件（68）可加以操纵使其在所述闭合位置与所述断开位置之间驱动所述触点构件（50，52∶150，152∶150A，152A）。

4、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，所述各枢轴线彼此分开而且平行。

5、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，所述各枢轴线合并成一个公共枢轴线。

6、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，所述各枢轴线平行于所述公共轴线。

7、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，所述触点构件（50，52∶150，152∶150A，152A）垂直于所述各枢轴线。

8、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，所述触点构件（50，52∶150，152∶150A，152A）系这样相对于所述固定触点（20∶120∶120A）进行装配的，使它们可彼此反向移动。

9、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16），其特征在于，所述触点构件（50，52）起码在所述主电流通道断开的过程中可同时彼此运动，所述第一触点构件（50）的形状适于确保所述第一触点构件（50）成为所述可动触点构件（48）离开所述固定触点（20）的最后部分。

10、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（16∶116∶116A），其特征在于，在所述主电流通道断开的过程中，所述第一触点构件（50∶150∶150A）的动作滞后于所述第二触点构件（52∶152∶152A）的动作。

11、根据权利要求10的断弧器，其特征在于，有一个空动机构将所述第一触点构件（50∶150∶150A）与公共驱动构件（68）连接起来。

12、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（116），其特征在于，所述第一触点构件（150）有一个可摆动地安装在其上的辅助弧触点（174），该辅助弧触点（174）可有弹性地朝所述固定触点（120）偏移，从而所述辅助弧触点（174）成为所述第一触点构件（152）离开所述固定触点（120）的最后部分。

13、根据权利要求1或权利要求2的断弧器（116A），其特征在于，所述第一触点构件（150A）有一个辅助弧触点（174A），且所述固定触点（120A）有一个可摆动地安装在其上的短棒（121A），该短棒（121A）可有弹性地朝断开位置偏移，且在所述闭合位置时与所述辅助弧触点（174A）接合，并由所述辅助弧触点（174A）摆离其断开位置，从而使所述辅助弧触点（174A）成为所述第一触点构件（150A）离开所述固定触点（120A）的最后部分。

14、一种这样的电气开关，该电气开关有一个里面装有绝缘介质和导体器件（14）的外壳构架（10），该导体器件（14）在外壳构架（10）中形成一个可断开的主电流通道，所述电气开关的特征在于，所述主电流通道至少包括一个如权利要求1或权利要求2所述的断弧器（16∶116∶116A）。