CN110993431A - 一种高压开关sf6气体灭弧室新型灭弧触头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构，包括静弧触头及动端触头。本发明采用变半径的静弧触头，在预压缩阶段对主喷口进行阻挡，使气缸压力迅速建立，因此当电弧开始出现时，喷口就立即变得通畅。在筒上增加开孔利用虹吸原理，对高热电离子进行降温，同时还实现气体的循环流动，加速电弧的长燃弧熄灭，从而具备更好的熄弧性能。本发明中增加的导流锥与散流罩可以防止热电离子回弹到高电位区引起壳体或盆子击穿放电，具有更好的安全性能。

Description

一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构

技术领域

本发明涉及一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构。

背景技术

断路器是高压电力系统中担负着控制和保护作用的一种核心部件，SF6气体 灭弧室是高压开关断路器的一个关键模块，其主要作用是通过动、静触头在SF6 气体中的接触和相对运动，利用SF6气体的流动，迅速降低电弧温度，加速电弧 熄灭，以实现高压开关分闸操作的目的。

目前市场上传统灭弧室采用静触头与动触头部分配合，来实现开断电流，这 种开断方式导致了喷口喉部直径在开断不同故障电流时的矛盾，必须通过采用不 同的喷口喉部直径来对不同的故障电流进行开断，成本高且通用性差，不同故障 电流无法实现通用。部分产品为了加强熄弧能力，普遍采用的办法是加长开距， 增加单位时间下的分闸速度等，这样会降低了产品的稳定性，并导致产品成本的 增加。

发明内容

本发明的目的是：采用低成本的简单灭弧触头结构来解决高压开关中的灭弧 问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种高压开关SF6气体灭弧 室新型灭弧触头结构，包括静弧触头及动端触头，动端触头套设在管外，管设于 气缸的活塞上，设于活塞端部的小喷嘴通过压环将动端触头压紧在活塞内，活塞 端部还设有主喷口，小喷嘴位于主喷口内，操动机构通过中间传动结构驱动气缸 的杆，从而由杆带动活塞内的动端触头接触或远离静弧触头以此来实现断路器的 合、分闸运动，其特征在于，静弧触头从远离动端触头的方向至靠近动端触头的 方向依次分为直径为φ1的细段、直径为φ2的过渡段及直径为φ3的粗段， φ1<φ3<φ2，且φ2与主喷口的喉部直径相适应，静弧触头设于托架上，托架 设于静支座内，静支座的端部设有与主喷口相配合的接触环，静弧触头的过渡段、 粗段及部分的细段位于接触环内，在由托架与静支座围成的空间内设有筒。

优选地，在所述筒的光滑部分设有开孔，当所述主喷口完全打开后，所述筒 与所述静支座之间的气体与所述筒内高速流动的气体形成的压力差使得所述筒 与所述静支座之间的新鲜已冷却的SF6气体通过开孔进入所述筒内部，对高热电 离子进行降温，同时实现气体的循环流动，加速电弧的长燃弧熄灭。

优选地，在所述由托架与静支座围成的空间内还设有散流罩，散流罩套在所 述筒外，散流罩将热电离子发散出去的散流罩，防止热电离子回弹到高电位区引 起壳体或盆子击穿放电。

优选地，在所述由托架与静支座围成的空间内还设有用于引导热气流顺畅流 出灭弧室的导流锥，通过导流锥加速SF6气体的流动，迅速降低热电离子的温度， 并防止气流回弹，形成气流对冲。

本发明采用变半径的静弧触头，在预压缩阶段对主喷口进行阻挡，使气缸压 力迅速建立，因此当电弧开始出现时，喷口就立即变得通畅。在筒上增加开孔利 用虹吸原理，对高热电离子进行降温，同时还实现气体的循环流动，加速电弧的 长燃弧熄灭，从而具备更好的熄弧性能。本发明中增加的导流锥与散流罩可以防 止热电离子回弹到高电位区引起壳体或盆子击穿放电，具有更好的安全性能。

本发明克服了现有技术的不足，可有效改善传统灭弧室在开断不同故障电流 时所存在的不足。解决了主喷口喉部直径在开断不同故障电流时的矛盾，可以实 现主喷口在不同故障电流下的通用。变半径的静弧触头制作简单，相较于市场上 为实现不同故障电流开断时的应对措施，方便简单且成本更低。相较于市面上的 灭弧室触头结构，具备更好的熄弧性能。

附图说明

图1为本发明中的总体结构；

图2为图1中第Ⅰ部分的局部放大示意图；

图3为图1中第Ⅱ部分的局部放大示意图；

图4为本发明中的合闸位置；

图5为本发明中的刚分点位置；

图6为本发明中的刚分点后10ms位置；

图7为本发明中的刚分点后20ms位置；

图8为本发明中的分闸位置；

图9为本发明中的筒。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之 后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本 申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1至图3所示，本发明提供的一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触 头结构包括静触头部分及动触头部分。

静触头部分包括装配在绝缘盆子上的静支座50。静支座50为铸造铝合金， 静支座50内装配托架30及筒40。筒40为铝合金制品，位于由托架30与静支 座50形成的空间内。静弧触头20装配在托架30上。静弧触头20的材质为铜钨 合金制成，以保证在具有可靠的通流能力时，同时具有抗电弧的灼烧能力.静弧 触头20从远离动端触头140的方向至靠近动端触头140的方向依次分为直径为 φ1的细段、直径为φ2的过渡段及直径为φ3的粗段，φ1<φ3<φ2，且φ2与主 喷口70的喉部直径相适应。本实施例中，φ1＝25mm，φ3＝29mm。静支座 50上还装配有接触环10。

动弧触头部分包括气缸110及动端触头140。气缸110为铝合金制品，包括 活塞130及杆100，活塞130装配在杆100上。管120装入气缸110的活塞130 中。动端触头140、圆环170、小喷嘴150拧在活塞130上。动端触头140材质 为铜钨合金制成，以保证在具有可靠的通流能力时，同时具有抗电弧的灼烧能力。 活塞130端部设有主喷口70，小喷嘴150位于主喷口70内。主喷口70采用聚 四氟乙烯材料制作，为提高其耐电弧烧蚀能力，可在聚四氟乙烯材料中增加氮化 硼或二硫化钼等添加剂。设于活塞130端部的小喷嘴150通过压环160将动端触 头140压紧在活塞130内。活塞130套在管120外。杆100通过轴销90与绝缘 拉杆80装配，使得绝缘拉杆80可以带动动端触头140动作。操动机构通过由连 杆180、拐臂190、转轴200组成的中间传动机构经由绝缘拉杆80驱动动端触头140接触或远离静弧触头20以此来实现断路器的合、分闸运动。

静弧触头20采用变半径结构，目的是在预压缩阶段对主喷口70进行阻挡， 使气缸110压力迅速建立，当电弧开始出现时，主喷口70立即变得的通畅。从 合闸位置(见图4)到刚分位置静弧触头20的粗段位于主喷口70喉部，使预压 缩更充分，便于气缸110压力迅速建立，有利于小电流短燃弧开断。当动端触头 140运动到刚分点位置时(见图5)，此时静弧触头20的粗段离开主喷口70喉 部，细段开始位于主喷口70喉部，电弧开始燃起。主喷口70喉部气流间隙开始 增大。当动端触头140运动到刚分点后10ms位置时(见图6)，主喷口70逐步打开，气流开始高效喷出。当动端触头140运动到刚分点后20ms位置时(见 图7)，主喷口70完全打开，气流开始高效喷出，带走大量高热电离子，电弧 的长燃弧结束熄灭。弹簧操动机构进入缓冲阶段。电弧的长燃弧结束熄灭后，弹 簧操动机构进入缓冲阶段，弧隙还能维持一段时间的有效气吹，直到分闸终了见 图9。解决主喷口70喉部直径在开断不同故障电流时的矛盾，实现对不同故障 电流的开断。

一种较佳的实施方式是：如图9所示，在筒40的光滑部分增加开孔210。 增加开孔210后，当动端触头140运动使主喷口70完全打开，气流开始高效喷 出时，筒40内有气体高速流动。此时筒40与静支座50之间的气体与筒40内高 速流动的气体形成了压力差。在筒40上增加开孔210后，依据虹吸原理，压力 差使得筒40与静支座50之间的新鲜已冷却的SF6气体通过所开孔进入筒40内 部，对高热电离子进行降温，同时还实现气体的循环流动，加速电弧的长燃弧熄 灭，从而具备更好的熄弧性能。

一种较佳的实施方式是：在托架30与静支座50形成的空间内还设有导流锥 T与散流罩60。导流锥T为铝制冲压件，也可与静支座50铸为一体。导流锥T 可以引导热气流顺畅的流出灭弧室，防止回弹。散流罩60为不锈钢冲压件，或 采用型材卷板制成。散流罩60将热电离子发散出去。导流锥T与散流罩60都 可以起到防止热电离子回弹到高电位区引起壳体或盆子击穿放电的作用。

Claims (4)

1.一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构，包括静弧触头(20)及动端触头(140)，动端触头(140)套设在管(120)外，管(120)设于气缸(110)的活塞(130)上，设于活塞(130)端部的小喷嘴(150)通过压环(160)将动端触头(140)压紧在活塞(130)内，活塞(130)端部还设有主喷口(70)，小喷嘴(150)位于主喷口(70)内，操动机构通过中间传动结构驱动气缸(110)的杆(100)，从而由杆(100)带动活塞(130)内的动端触头(140)接触或远离静弧触头(20)以此来实现断路器的合、分闸运动，其特征在于，静弧触头(20)从远离动端触头(140)的方向至靠近动端触头(140)的方向依次分为直径为φ1的细段、直径为φ2的过渡段及直径为φ3的粗段，φ1<φ3<φ2，且φ2与主喷口(70)的喉部直径相适应，静弧触头(20)设于托架(30)上，托架(30)设于静支座(50)内，静支座(50)的端部设有与主喷口(70)相配合的接触环(10)，静弧触头(20)的过渡段、粗段及部分的细段位于接触环(10)内，在由托架(30)与静支座(50)围成的空间内设有筒(40)。

2.如权利要求1所述的一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构，其特征在于，在所述筒(40)的光滑部分设有开孔(210)，当所述主喷口(70)完全打开后，所述筒(40)与所述静支座(50)之间的气体与所述筒(40)内高速流动的气体形成的压力差使得所述筒(40)与所述静支座(50)之间的新鲜已冷却的SF6气体通过开孔(210)进入所述筒(40)内部，对高热电离子进行降温，同时实现气体的循环流动，加速电弧的长燃弧熄灭。

3.如权利要求2所述的一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构，其特征在于，在所述由托架(30)与静支座(50)围成的空间内还设有散流罩(60)，散流罩(60)套在所述筒(40)外，散流罩(60)将热电离子发散出去的散流罩(60)，防止热电离子回弹到高电位区引起壳体或盆子击穿放电。

4.如权利要求1所述的一种高压开关SF6气体灭弧室新型灭弧触头结构，其特征在于，在所述由托架(30)与静支座(50)围成的空间内还设有用于引导热气流顺畅流出灭弧室的导流锥(T)，通过导流锥(T)加速SF6气体的流动，迅速降低热电离子的温度，并防止气流回弹，形成气流对冲。

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