CN1023924C - 串联电弧式高压断路器 - Google Patents

Abstract

具有压力绝缘气体的吹弧型高压断路器，包括第二弧触头对(25，26)，可在第二容积(V2)的内部形成有利于断开操作的压力，其特征在于所有这些电触头(13，22)均放置在所述第二容积的外部。

Description

本发明涉及一个能自动吹弧的气体绝缘断路器。这类断路器包括一个附助触头，它在开断操作时，能产生一个与主电弧相串联的电弧，这个第二电弧的能量有助于操作开关装置。

这种类型的断路器例如在法国专利FR-2610763中已有描述。

本发明的目的在于实现一种上述类型的断路器，它易于实施，尤其是对于产生第二电弧的部分易于实施。

本发明的另一目的在于实现一种滑动触头不布置在第二电弧区域中的断路器，这个区域由于绝缘气体的分解形成而被污染，这可能引起滑动触头质量的降低。

本发明的另一目的是实现一种不包含任何绝缘活塞的断路器，这种绝缘活塞的制作成本高，并且易于磨损，需要经常更换。

本发明的另一目的在于实现一种断路器，其中运动部分机构轻便。只需要很少的操作能量即可操作。

本发明用于实现一种压力绝缘气体高压断路器，它至少包括一个适用于各个分合阶段的开断室，该开断室腔具有一个绝缘壳，在壳的内部充有所述气体，并且在壳的内部设置有：

-一个组件，包括一个静主触头及一个静弧触头，它们与第一电源端子相连接;

-一个运动组件，包括一个固定在构成动弧触头的第一管件上的操作连杆，一个第二管件，它 与第一管件同轴，其第一端构成主动触头，其上装有一个喷嘴，所述第一及第二管件限定了一个吹弧容积，该容积由将所述两管件相连接的穿孔环形件及固定吹弧活塞所封闭。

-放置在第二容积中的两个第二弧触头，该第二容积位于和吹弧容积毗邻的吹弧活塞的另一侧上，其特征在于：所述的吹弧活塞固定连接到与第一管件平行的第三金属管上，并且与第一管及与第一管相固定的第二活塞限定了所述第二容积，所述第三管通过一段绝缘管状部分固定到第四管上，后者与断路器的第二电源端子形成电连接。所述第二管的第二端，一方面与所述第三管在其外部形成电接触，另一方面它与所述第四管件连接的指形触头形成电接触，所述第二弧触头对的一个触头固定在第三管上，另一个则固定在第四管上，所述第二弧触头与固定在运动组件上的一个臂相接触，该弯臂包括一个绝缘部分及一个金属部分，这两个管状部分相应的位置及长度这样地选择，使得对于闭合位置来说，至少一个第二弧触头与上述绝缘部分接触，而对于开断操作阶段，该对第二弧触头首先同时地与其金属部分接触，然后至少其中一个第二弧触头离开该金属部分。

在一个专门的实施形式中，所述第二管的第二端制成带有外圆柱状部分的凸缘形状，在闭合位置可与所述指状触头触合，该第二端还带有内圆柱形部分，其上设有与所述第四管滑动接触的滑动触头。

吹弧活塞设有单向平衡阀，能让气体从吹弧容积的内部通向其外部。

吹弧活塞还具有一个单向阀，仅允许气体从第二容积的外部通向其内部。

通过以下参照附图对本发明实施例的描述将会使本发明更易于理解。其附图为：

图1：根据本发明的一个断路器的开断室的轴向半剖面局部视图，表示关闭位置。

图2：同样的开断室的轴向半剖面局部视图，表示开始分断;

图3：同样的开断室的轴向半剖面局部视图，表示分断操作的下一阶段。

以下将描述一种开断室，显然一种高压断路器对于各个分合阶段可以包括下述几个类型的开断室。

在附图中，标号1表示一个绝缘外壳，最好是瓷做的，它限定了一个空间2，其中充满绝缘性能好的气体，例如为六氟化硫，气压为几个巴。

固定组件包括一个弧触头3，它由一金属管制成，其一端3A是由一种耐电弧的材料制成的，例如一种钨基合金。固定组件还包括一个主静触头4，它做成指形触头状，并由电弧放电防护罩5保护。弧触头及静触头与图中未示出的第一电源端子形成电连接。

运动组件包括一个操作杆6，它由一绝缘材料的杆制成，并密封地穿出室2，与图中未示出的一个断路器操作机构相连接。

在固定组件上连接着一个金属组件，它包括两个管件7与8，它们是同轴布置的，并由金属环形件9固定连接，这两个管件及环圈最好由单件加工作成。

管7构成了主要弧触头，它的端部7A是由耐电弧的材料制成，并和触头3-3A可离合。

管8具有直径缩小的第一端部8A，它携带有绝缘材料制作的喷嘴10。

管状部分8A构成了断路器的主要动触头，并当断路器处于合闸位置时与指状触头4可触合，如图1中所示。

一个固定的金属管11与在图中未示出的断路器的第二电源端子形成电连接，该管11具有一个用作支撑金属指状触头13的环圈12，当断路器处于合闸位置时，该指状触头13与管8的一端8B形成电接触，端部8B做成一个凸缘状，它比该管厚得多，其接触面为凸缘8B外圆柱状表面部分。

显然可以理解，凸缘8B最好与管件7和8及环形件9制作成一个整体。

一个金属管14，最好直径接近于管11的直径，它通过一绝缘材料做的管状部分15固定在管11上，并在机械上与金属活塞16相连接，后者可以在环状容积V1中相对滑动，所述环状容积V1的其它侧面由管件7，8及环形件9所限定。可以从图中看出，管14及15，触头13及活塞16是该断路器的固定部件，因为它们是固定在管11上的。

活塞包括密封垫17，该垫装在平衡阀18上，后者用于限制容积V1内部的压力。如后面将要描述的，该阀用于小电流密度开断时起作用。

活塞还包括一个单向阀装置19，其作用是只允许气体从容积V1的外部通向其内部。该阀是放置在活塞孔20上的一个简单的垫片。

为了能使气体流向喷嘴，在环形件9上开有孔9A。

凸缘8B在其内圆柱面上装有滑动电触头22，可压接在管14上。凸缘8B上还钻有孔23，既用于减轻重量，又有利于气体的循环。

管14及管11在绝缘管件15的两侧对应各固定有第二弧触头对的两个触头25及26。这些触头做成管状的，它们的端部是用耐电弧的材料制成的。

触头25及26与固定于管7上并与管7一起运动的弯臂件可离合操作，该弯臂件包括一个绝缘部分28，及一个金属部分29，金属部分的顶端是用耐电弧的材料制成的。

此外，该断路器还包括一个金属活塞30，固定装在操作杆6上，其上装有密封垫31及一个单向阀32，只允许气体从容积V2的外部进入其内部，容积V2由管7、14，和活塞16、30所限定。

该断路器的操作过程如下：

-在闭合位置（如图1），电流通路为：指状触头4，管8A-8-8B，指状触头13，环圈12及管件11。

-大电流密度时的开断：

这种开断包括短路电流的情况。

操作杆被拉向图右方。

主触头4及8A分离开（如图2），电流通路转移到弧触头3及7A，指形触头13离开了凸缘8A，然而此时触头25及26与弯臂的合金部分接触，即使得电流流过下述路径：管3、管7，环形件9，管8，触头25，管29，触头26及管11。

当弧触头3A-7A分离时，（如图3），第一电弧（50）在触头间产生，几乎在同时，触头25及29分离开，第二电弧51在容积V2中产生。该第二电弧迅速加热容积V2中的气体，从而引起该空间压力的增加，一方面，它有助于分断操作，由于该压力作用在活塞30上，从而给操作杆上施加了能量;另一方面，有利于第一电弧的熄灭，因为该压力封闭了阀门限制器18，这就使得容积V1中的所有气体作用于吹熄第一电弧。

-小电流密度时的开断：

这种开断包括低于或者等于断路装置的额定电流的情况。

其操作过程与上述情况相似，只是该种开断电流小，使得第二电弧51提供的能量不足以抵抗容积V1中产生的压力，不能保持阀门18的封闭。容积V1中的压力由平衡阀18控制。

容积V2中没有预压缩，因为阀门32可打开，允许气体充入容积V2中。

-闭合断路器操作：

该断路器的闭合是由向图的左方移动操作杆6实现的。在该操作过程中阀门19打开，以使得既不会出现减压，也不会出现增压，闭合操作同样也只需要小的操作能量。

本发明的断路器结构简单，经济，紧凑，坚实，在电弧区域中没有电触头，因而很少需要维护。

本发明适用于高压断路器的实施。

Claims (5)

1、充有压力绝缘气体的高压断路器，至少包括一个适用各个分合阶段的开断室，该开断室包括一个绝缘外壳，其中充有所述气体，在其内部设置有：

一个固定组件，包括一个静主触头(4)及一个静弧触头(3-3A)，它们与第一电源端子形成电连接；

一个运动组件，包括一个与构成动弧触头的第一管件(7-7A)相固定的操作连杆(6)，一个第二管(8-8A-8B)与第一管同轴，其中第一端部(8A)构成主动触头，其上装有一个喷嘴(10)，所述第一及第二管限定了一个吹弧容积(V1)，该容积由带孔的并将这两管件相连接的环形圈(9)及一个吹弧静止活塞(16)所封闭；

放置在第二容积(V2)中的两个第二弧触头(25，26)，该第二容积位于和吹弧容积吡邻的吹弧活塞(16)的另一侧上；

其特征在于，所述的吹弧活塞固定在第一管(7-7A)同轴的第三金属管(14)上，并且与第一管及与固定在第一管上的第二活塞(30)限定出所述第二容积(V2)，所述第三管(14)由一个绝缘管部分(15)固定到第四管(11)上，后者与断路器的第二电源端子形成电连接，所述第二管件具有第二端(8B)，一方面，它与所述第三管(14)在其外部形成电接触，另一方面，它与所述第四管(11)上固定的指状触头(13)形成电接触，所述第二弧触头的一个触头(25)固定在第三管(14)上，另一个触头(26)与第四管(11)相固定，所述第二弧触头与固定在运动组件上的一个变臂(28-29)相接触，该臂包括一个绝缘部分(28)及一个金属部分(29)，这两个管状部分相应的位置与长度这样地选择：对于闭合位置来说，至少一个第二弧触头(26)与绝缘部分(28)接触，而在开断操作附段，该两个第二弧触头首先同时地与其金属部分(29)相接触，然后至少其中一个第二弧触头(25)离开该金属部分(29)。

2、根据权利要求1的断路器，其特征在于：所述第二管（8）的第二端（8B）制成带有外圆柱状部分的凸缘形状，在闭合位置可与所述指状触头（13）触合，并且该第二端还带有内圆柱状部分，其上设有与所述第四管（14）滑动接触的滑动触头（22）。

3、根据权利要求1及2中一个权利要求的断路器，其特征在于：吹弧活塞（16）设有单向平衡阀（18），能让气体从吹弧容积（V1）的内部通向其外部。

4、根据权利要求1的断路器，其特征在于：吹弧活塞（16）还装有一个单向阀（19），它只允许气体从吹弧容积（V1）的外部通向其内部。

5、根据权利要求1的断路器，其特征在于：第二活塞（30）设有一个单向阀（32），它仅允许气体从第二容积（V2）的外部通向其内部。

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