CN114068242A - 一种小型化断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小型化断路器，包括：壳体，壳体包括筒体和两端的盖板；动端组件，安装在其中一个盖板上，动端组件包括动弧触头；静端组件，包括静触座、静弧触头和排气筒，静弧触头固定在静触座内侧，排气筒固定在静触座背向动弧触头的一侧，排气筒与另一盖板之间具有设定的间距；排气筒内壁上凸设有沿排气筒轴向布置的多个阻气部。阻气部对热气流形成阻碍，使热气流在排气筒内形成涡流，便于散热，同时阻气部增大了热传导面积以及热气流通过的路径，可有效降低热气流温度。阻气部还延长了热气流在排气筒内的停留时间，分解的六氟化硫可以在排气筒内重新生成，使排出气体仍然是绝缘性能比较好的六氟化硫，因此可以减小排气筒与盖板之间的间距。

Description

一种小型化断路器

技术领域

本发明涉及高压开关技术领域，具体涉及一种小型化断路器。

背景技术

GIS电网设备中，断路器起着至关重要的作用。它需要具备正常条件下持续承载、关合和开断额定电流的能力。断路器通常包括壳体，壳体内设置有静端组件和动端组件，动端组件包括动弧触头、喷口和压气缸，静端组件包括静触座、静弧触头和排气筒，静弧触头固定在静触座的内侧，排气筒固定在静触座的背向动弧触头的一侧，为了保证绝缘性能，在壳体内充装有一定压力的六氟化硫气体。使用时，在动弧触头和静弧触头分离的瞬间，动、静弧触头之间产生电弧，断口间的六氟化硫气体会在电弧高温下分解为SF₄、SOF₄等气体，导致绝缘能力降低；同时在动侧压气缸的压缩下，从喷口部吹出的大量新鲜SF₆气体，将断口间分解后的热气体吹至排气筒进而排出到壳体内；在此过程中，六氟化硫的分解物会再度合成为绝缘性能较好的SF₆气体。

上述壳体是由筒体和固定在筒体两端的盖板组成，动端组件安装在其中一个盖板上，排气筒与另一个盖板相对设置，由于排气筒是开断电弧后重要的尾部排气通道，为防止开断后的热气流直接吹至壳体，造成烧蚀、放电等事故的发生，设计时，将排气筒和盖板之间留有较大的距离，无形中增长了断路器壳体的长度，增大了气室容积，这不但与目前主流需求的小型化设计思想背道而驰，而且导致材料成本增加，同时也增加了六氟化硫气体的使用量，加大了污染环境的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化断路器，以解决现有技术中排气筒和盖板之间的间距比较大而导致断路器壳体的长度比较大、不利于断路器的小型化，同时也导致材料成本较高、六氟化硫用气量较大的问题。

为实现上述目的，本发明中的小型化断路器采用如下技术方案：

一种小型化断路器，包括：

壳体，壳体包括筒体和固定在筒体两端的盖板；

动端组件，位于壳体内且安装在其中一个盖板上，动端组件包括动弧触头；

静端组件，位于壳体内，静端组件包括静触座、静弧触头和排气筒，静弧触头固定在静触座的内侧，排气筒固定在静触座的背向动弧触头的一侧，排气筒与另一个盖板之间具有设定的间距；

排气筒的内壁上凸设有沿排气筒轴向布置的多个阻气部。

上述技术方案的有益效果在于：由于排气筒的内壁上凸设有沿排气筒轴向布置的多个阻气部，这样就可以通过阻气部对热气流形成阻碍，使热气流在排气筒内形成涡流，便于热气流的散热，同时凸设的多个阻气部还增大了热传导面积，增加了热气流通过的路径，可以有效降低热气流的温度。另外，多个阻气部延长了热气流在排气筒内的停留时间，使被高温电弧分解的六氟化硫气体可以在排气筒内重新结合生成，从而使排出排气筒的气体仍然是绝缘性能比较好的六氟化硫气体，保证了壳体内的绝缘性能。

综合以上好处，由于从排气筒排出的气体经过较好的降温，且具有良好的绝缘性能，因此排气筒与盖板之间的间距就可以设定的小一些，这样就可以减小断路器壳体的长度，减小气室容积，进而不但能够实现断路器的小型化，而且材料成本也可以降低，同时也可以减少六氟化硫气体的使用量，减小污染环境的可能。

进一步的，为了使阻气效果更好，多个阻气部沿排气筒的轴向连续布置。

进一步的，为了使阻气效果更好，多个阻气部形成波浪段。

进一步的，为了使阻气效果更好，单个阻气部为环形阻气部，各阻气部之间彼此独立。

进一步的，为了方便制造排气筒和阻气部，排气筒以及所述阻气部为一体铸造成型。

进一步的，为了方便排气筒连接出线导体，同时避免受热气流烧蚀，排气筒上设置有用于连接出线导体的连接座，连接座设置在靠近排气筒的出气口的一端。

进一步的，为了方便连接出线导体，同时避免受热气流烧蚀，连接座上设置有供螺栓由内向外穿过连接座的螺栓穿孔，所述螺栓穿孔为沉头孔。

进一步的，为了方便静触座和排气筒之间的连接，静触座和排气筒通过止口结构进行定位并通过法兰结构固定连接。

进一步的，为了方便安装静弧触头，同时不影响排气，静触座的用于与排气筒相连的一端的内孔中设置有径向延伸的固定杆，静弧触头固定在固定杆上，固定杆与所述内孔的孔壁之间的空间构成供热气流进入排气筒的通道。

附图说明

图1为本发明中小型化断路器的结构示意图；

图2为图1中静触座的左视图。

图中：1-筒体；2-左盖板；3-右盖板；4-排气筒；41-波浪段；42-连接座；43-螺栓穿孔；5-静触座；51-固定杆；52-止口结构；53-通道；54-法兰结构；6-喷口；7-静弧触头；8-动弧触头；9-动端固定支撑；10-压气缸。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中小型化断路器的一个实施例如图1所示，包括壳体、动端组件和静端组件，其中，壳体包括轴线方向为左右方向的筒体1、分别固定在筒体1左右两端的左盖板2和右盖板3，壳体内充装有一定压力的六氟化硫气体。

动端组件位于壳体内且安装在右盖板3上，动端组件包括固定在右盖板3上的动端固定支撑9、与动端固定支撑9相连的压气缸10、与压气缸10相连的喷口6、以及设置在喷口6内的动弧触头8，动端组件的结构与现有技术中普通压气式灭弧的动端组件相同，关于其具体装配关系和动作原理，本发明中不再介绍。

静端组件位于壳体内，静端组件包括静触座5、静弧触头7和排气筒4，静弧触头7固定在静触座5的内侧，排气筒4固定在静触座5的背向动弧触头8的一侧，也即排气筒4固定在静触座5的左侧，排气筒4与左盖板2之间具有设定的间距d。

具体的，静触座5的左端和排气筒4的右端通过止口结构进行定位并通过法兰结构固定连接，如图2所示，静触座5的左端设置有止口结构52和法兰结构54，排气筒4上设置有对应的止口结构和法兰结构。此外，静触座5的左端内孔中设置有径向延伸的固定杆51，静弧触头7固定在固定杆51上，固定杆51与该内孔孔壁之间的空间构成供热气流进入排气筒4的通道53。

如图1所示，本发明中排气筒4的内壁上凸设有多个沿排气筒4的轴向连续布置的阻气部，阻气部的截面形状与正弦波的波峰形状相同，因此多个阻气部形成了波浪段41。并且单个阻气部为沿排气筒4的内壁凸设一圈的环形阻气部，各阻气部之间彼此独立，因此为了方便制造排气筒4和波浪段41，将排气筒4和波浪段41设计为一体铸造成型。

排气筒4和静触座5导电连接，排气筒4上设置有用于连接出线导体（图中未示出）的连接座42，连接座42设置在靠近排气筒4的出气口的一端，也即连接座42设置在靠近排气筒4左端的位置。连接座42通过螺栓（图中未示出）连接出线导体，因此在连接座42上设置有供螺栓由内向外穿过连接座42的螺栓穿孔43，螺栓穿孔43为沉头孔，以避免螺栓的头部受热气流烧蚀。

本发明中的小型化断路器在工作时，在动弧触头8和静弧触头7分离的瞬间，动、静弧触头之间产生电弧，电弧燃弧对六氟化硫气体做功，产生大量的热膨胀气流，并且在电弧的高温作用下，六氟化硫会发生分解。热气流通过静触座5上的通道53进入排气筒4内，由于排气筒4的内壁上凸设有波浪段41，波浪段41对热气流形成阻碍，使热气流在排气筒4内形成涡流，便于热气流的散热，同时波浪段41还增大了热传导面积，增加了热气流通过的路径，可以有效降低热气流的温度。另外，波浪段41延长了热气流在排气筒4内的停留时间，使被高温电弧分解的六氟化硫气体可以在排气筒4内重新结合生成，从而使排出排气筒4的气体仍然是绝缘性能比较好的六氟化硫气体，保证了壳体内的绝缘性能。

因此，综合以上好处，由于从排气筒4排出的气体经过较好的降温，且具有良好的绝缘性能，因此排气筒4与左盖板2之间的间距d就可以设定的小一些，这样就可以减小断路器壳体的长度，减小气室容积，进而不但能够实现断路器的小型化，而且材料成本也可以降低，同时也可以减少六氟化硫气体的使用量，减小污染环境的可能。

在小型化断路器的其他实施例中，动端组件也可以安装在左盖板上，此时排气筒与右盖板之间具有设定的间距。

在小型化断路器的其他实施例中，筒体也可以上下布置。

在小型化断路器的其他实施例中，静触座的用于与排气筒相连的一端可以是完全敞口的，没有设置固定杆，此时可以在静触座中部的侧壁上设置固定结构，以通过该固定结构固定静弧触头。

在小型化断路器的其他实施例中，静触座和排气筒之间可以不设置止口结构，而是直接端面对接并固定相连。

在小型化断路器的其他实施例中，静触座和排气筒之间也可以是螺纹连接。

在小型化断路器的其他实施例中，连接座上不是设置螺栓穿孔，而是设置螺纹孔，且螺纹孔是孔口朝外的盲孔，此时螺栓穿过出线导体与连接座上的螺纹孔连接，实现出线导体和连接座之间的固定。

在小型化断路器的其他实施例中，排气筒上也可以不设置连接座，连接座可以设置在静触座上。

在小型化断路器的其他实施例中，排气筒上的阻气部可以是通过机加工得到。

在小型化断路器的其他实施例中，多个阻气部可以是一体相连的，例如呈螺旋形。

在小型化断路器的其他实施例中，阻气部不是环形的，而是在排气筒周向上断断续续分布。

在小型化断路器的其他实施例中，阻气部的截面形状可以不是正弦波的波峰形状，也即多个阻气部形成的不是波浪段，例如阻气部的截面形状可以是三角形，也可以是梯形，此时形成的是锯齿段。

在小型化断路器的其他实施例中，多个阻气部可以不是沿轴向连续布置，而是间隔布置。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种小型化断路器，包括：

壳体，壳体包括筒体和固定在筒体两端的盖板；

动端组件，位于壳体内且安装在其中一个盖板上，动端组件包括动弧触头；

静端组件，位于壳体内，静端组件包括静触座、静弧触头和排气筒，静弧触头固定在静触座的内侧，排气筒固定在静触座的背向动弧触头的一侧，排气筒与另一个盖板之间具有设定的间距；

其特征在于：排气筒的内壁上凸设有沿排气筒轴向布置的多个阻气部。

2.根据权利要求1所述的小型化断路器，其特征在于：多个阻气部沿排气筒的轴向连续布置。

3.根据权利要求2所述的小型化断路器，其特征在于：多个阻气部形成波浪段。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的小型化断路器，其特征在于：单个阻气部为环形阻气部，各阻气部之间彼此独立。

5.根据权利要求1~3任意一项所述的小型化断路器，其特征在于：排气筒以及所述阻气部为一体铸造成型。

6.根据权利要求1~3任意一项所述的小型化断路器，其特征在于：排气筒上设置有用于连接出线导体的连接座，连接座设置在靠近排气筒的出气口的一端。

7.根据权利要求6所述的小型化断路器，其特征在于：连接座上设置有供螺栓由内向外穿过连接座的螺栓穿孔，所述螺栓穿孔为沉头孔。

8.根据权利要求1~3任意一项所述的小型化断路器，其特征在于：静触座和排气筒通过止口结构进行定位并通过法兰结构固定连接。

9.根据权利要求1~3任意一项所述的小型化断路器，其特征在于：静触座的用于与排气筒相连的一端的内孔中设置有径向延伸的固定杆，静弧触头固定在固定杆上，固定杆与所述内孔的孔壁之间的空间构成供热气流进入排气筒的通道。

Images