專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)電弧的高壓電路斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1前序部分所述的一種高壓電路斷路器。
背景技術(shù)：
對(duì)于前面所述類(lèi)型的開(kāi)關(guān)，在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的電弧的能量被充分利 用，以產(chǎn)生用于吹熄開(kāi)關(guān)電弧的滅弧氣體。該開(kāi)關(guān)電弧在這種情況下在 以直到約幾個(gè)巴的壓力的絕緣氣體來(lái)填充的殼體中旋轉(zhuǎn)。滅弧氣體被儲(chǔ) 存在加熱容積中，它通過(guò)通常環(huán)形的通道與容納開(kāi)關(guān)電弧的電弧區(qū)域連接。
在EP 0731 482 A2中描述了一種開(kāi)始所述類(lèi)型的斷3各器。這種斷 路器具有布置在充滿絕緣氣體的殼體中的傳導(dǎo)電流路徑，它具有兩個(gè)沿 著軸可以彼此相對(duì)移動(dòng)的開(kāi)關(guān)部件，其中 一個(gè)在同軸的結(jié)構(gòu)中具有電弧 觸頭、消弧環(huán)和包圍電弧觸頭的圓柱線圈。在斷開(kāi)時(shí)，要切斷的電流流 過(guò)該線圈。該電流的磁場(chǎng)作用在打開(kāi)傳導(dǎo)電流路徑時(shí)基于消弧環(huán)的開(kāi)關(guān) 電弧上。在電動(dòng)力的力的影響下，現(xiàn)在保持在消弧環(huán)中的開(kāi)關(guān)電弧圍繞 軸線旋轉(zhuǎn)并且加熱絕緣氣體。在這種情況下產(chǎn)生的高壓氣體從容納開(kāi)關(guān) 電弧的電弧區(qū)域引入加熱容積中。那么在要切斷的電流接近過(guò)零時(shí)，高 壓氣體從加熱容積流到電弧區(qū)域中，并且吹熄開(kāi)關(guān)電弧一直到要切斷的 電流中斷。
在斷開(kāi)較大的電流和在較長(zhǎng)的電弧時(shí)間下，這樣會(huì)形成非常強(qiáng)烈壓 縮的熱的高壓氣體。因?yàn)樵摎怏w一皮導(dǎo)入加熱容積中，該加熱容積必須構(gòu) 造的比較大和堅(jiān)固，盡管對(duì)開(kāi)關(guān)電弧的有效吹熄根本不需要這么多滅弧 氣體。因此對(duì)于這種斷路器，線圈構(gòu)造成至少部分可短路的。那么在開(kāi) 關(guān)較大的電流時(shí)，通過(guò)線圏的部分或者完全的短路消減磁場(chǎng)的大小，并 且由此迅速地減小高壓氣體的形成。加熱容積的空間容量可以這樣在加 工技術(shù)上有利地保持較小。
在FR 2 418 962 A中描述了 一種另外的斷路器，對(duì)于該斷路器， 為了中斷電流，充分利用開(kāi)關(guān)電弧在被要中斷的電流流過(guò)的線圈的》茲場(chǎng) 中的旋轉(zhuǎn)。該線圏具有兩個(gè)布置在共同的軸上的具有反向纏繞的繞組。

發(fā)明內(nèi)容
如在權(quán)利要求中說(shuō)明的，本發(fā)明的任務(wù)在于，簡(jiǎn)化開(kāi)始所述類(lèi)型的
斷路器。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的斷路器，線圈具有兩個(gè)反向纏繞的繞組，它們?cè)?構(gòu)成內(nèi)繞組和外繞組的情況下同心地布置，并且在同軸的結(jié)構(gòu)中在電弧 觸頭和內(nèi)繞組之間設(shè)有鐵磁性的第 一套管。由此在斷開(kāi)較小的電流時(shí)有 效提高在消弧環(huán)的位置處的磁通密度。這是因?yàn)?，鐵磁性的套管還沒(méi)有 由于引導(dǎo)較小的電流的線圈的磁場(chǎng)而發(fā)生磁飽和。因此在消弧環(huán)的位置 處的磁通密度和由此也包括在開(kāi)關(guān)電弧上的電磁力成比例地隨著電流 增加，這樣滅弧氣體的壓力與要斷開(kāi)的較小的電流的強(qiáng)度成比例地增 大。在斷開(kāi)較大的電流時(shí)相反，鐵磁性的套管發(fā)生磁飽和。那么在消弧 環(huán)的位置處的磁通密度隨著增大的電流強(qiáng)度比在斷開(kāi)較小的電流時(shí)更 慢地增大，因?yàn)樵陲柡偷蔫F磁性的鐵芯的情況下，磁通密度現(xiàn)在在所有 材料上均勻地分布，無(wú)論是鐵磁材料、導(dǎo)電材料或者周?chē)目諝狻Ｍ瑫r(shí) 現(xiàn)在外繞組的磁場(chǎng)比先前在斷開(kāi)較小的電流時(shí)更強(qiáng)烈地影響內(nèi)繞組的 反向的磁場(chǎng)。在消弧環(huán)的位置處現(xiàn)在磁通密度的方向發(fā)生改變，并且磁 通密度和在開(kāi)關(guān)電弧中引導(dǎo)的電流的方向之間的角度在這種情況下減 小。那么在開(kāi)關(guān)電弧上比按照現(xiàn)有技術(shù)的除了不具有反向纏繞的繞組的 線圈結(jié)構(gòu)外都同樣地構(gòu)造的斷路器產(chǎn)生更小的電動(dòng)力的力。因此在斷開(kāi) 較大的電流時(shí)，比按照現(xiàn)有技術(shù)的類(lèi)似的斷路器產(chǎn)生具有更小的壓力的 滅弧氣體。
因?yàn)榫哂蟹聪蚶p繞的繞組的線圏可以容易地生產(chǎn)，于是加熱容積可 以在應(yīng)用更筒單措施的情況下保持較小，并且相應(yīng)地該斷路器節(jié)約空間 地構(gòu)造并且成本經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的斷路器的一種構(gòu)造成發(fā)電機(jī)斷路器的實(shí)施方式中，
可以在斷開(kāi)較小的典型地為5至25kA的電流時(shí)，在消弧環(huán)的位置處比 在類(lèi)似尺寸的但沒(méi)有反向繞組的斷路器達(dá)到高20%的磁場(chǎng)。相應(yīng)地在開(kāi) 關(guān)更大的典型地為150至300kA的電流時(shí)，磁場(chǎng)相對(duì)按照現(xiàn)有技術(shù)的類(lèi) 似的斷路器下降直至40%,而在開(kāi)關(guān)中等的典型地為50至100kA的電流 時(shí)，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)只不明顯地變化。
為了使線圏在簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)下可以承受在開(kāi)關(guān)較大的電流時(shí)出現(xiàn)的可觀的機(jī)械力，內(nèi)繞組應(yīng)該比外繞組具有更大的線匝數(shù)量。此外推薦， 出于簡(jiǎn)單的加工和高的機(jī)械強(qiáng)度的原因，內(nèi)繞組和外繞組的遠(yuǎn)離消弧環(huán) 的端面通過(guò)電導(dǎo)體互相導(dǎo)電連接，內(nèi)繞組和外繞組的面對(duì)消弧環(huán)的端面 分別構(gòu)造成環(huán)體的形式，并且內(nèi)繞組的電流接頭以導(dǎo)電的方式與消弧環(huán)連接。
上述的電導(dǎo)體有利地構(gòu)造成環(huán)體的形式。那么內(nèi)繞組和外繞組的遠(yuǎn) 離消弧環(huán)的端面可以支撐在該環(huán)體上，并且以簡(jiǎn)單的固定措施進(jìn)行固 定。
如果電導(dǎo)體模制在外繞組中并且構(gòu)造成環(huán)體的形式，并且內(nèi)繞組的 遠(yuǎn)離消弧環(huán)的端面支撐在該環(huán)體上，那么就以較小的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)特別穩(wěn)固 定的線圈。
如果在同軸的結(jié)構(gòu)中在內(nèi)繞組和外繞組之間設(shè)置另 一個(gè)鐵磁性的 套管，則實(shí)現(xiàn)在消弧環(huán)的位置處提高磁通密度以及線圏的特別好的穩(wěn)定性。
因?yàn)闇u流會(huì)減小線圏在消弧環(huán)的位置處的磁通密度，于是至少在第 一套管或者第二套管中，或者在內(nèi)繞組或者外繞組的構(gòu)造成環(huán)體的電流 接頭中，布置有至少一個(gè)主要軸向和徑向敷設(shè)的槽縫。在第一套管和/ 或第二套管中有利地布置至少兩個(gè)在圓周方向上均勻分布的槽縫。為了
能夠承受較大的電流力，在外繞組的電流接頭中 一般模制僅一個(gè)第一槽 縫，而在內(nèi)繞組的電流接頭中一般模制僅一個(gè)第二槽縫。這兩個(gè)槽縫在 軸向方向上最高敷設(shè)到內(nèi)繞組或者外繞組的連接在內(nèi)繞組或者外繞組 的電流接頭上的線匝。在斷路器的主要特征在于外繞組和內(nèi)繞組的確定 的線匝數(shù)量的實(shí)施方式中，線圏這樣構(gòu)造是有利的，即第一槽縫和第二 槽縫徑向在相同的方向上延伸。
有利地，在將內(nèi)繞組和外繞組互相導(dǎo)電連接的電導(dǎo)體中模制抑制渦 流的第三槽縫。按照通過(guò)內(nèi)繞組或者外繞組的線匝數(shù)量所確定的線圈結(jié) 構(gòu)，第一槽縫、第二槽縫和第三槽縫可以徑向在相同的方向上延伸，或 者三個(gè)槽縫中的至少兩個(gè)槽縫徑向在不同的方向上延伸。


接下來(lái)借助附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在此示出
圖1示出了通過(guò)一種根據(jù)本發(fā)明的高壓電路斷路器的第一實(shí)施例的沿著軸線A的剖視圖，其中該斷路器在軸線的左側(cè)示出了接通狀態(tài)，并 且在軸線的右側(cè)示出了斷開(kāi)狀態(tài)，
圖2示出了曲線圖，在該曲線圖中示出了在斷開(kāi)按照?qǐng)D1的斷路器 以及按照現(xiàn)有技術(shù)的斷路器時(shí)，分別在斷路器線圏中產(chǎn)生的并且有助于 開(kāi)關(guān)電弧進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的磁通密度B [T]與要切斷的電流I [kA]的強(qiáng)度的函數(shù) 關(guān)系，
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的高壓電路斷路器的第二實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)部 件，它在右半部分沿著軸線A剖切，
圖4示出了根據(jù)圖3的開(kāi)關(guān)部件的從下方沿箭頭IV的方向的視圖， 其中布置在中心的以及構(gòu)造成絕緣的零件未示出，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的高壓電路斷路器的第三實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)部 件的對(duì)應(yīng)圖4的視圖，它與根據(jù)圖4的實(shí)施方式略微不同。
具體實(shí)施例方式
在所有的附圖中，相同的附圖標(biāo)記涉及作用相同的零件。
在圖1中示出的斷路器是發(fā)電機(jī)斷路器，并且可以在直至100kV的 高壓下將直至仍然允許的典型為300kA的最大短路切斷電流斷開(kāi)。它包 含以壓縮的絕緣氣體，例如基于六氟化硫、氮?dú)饣蛘叨趸蓟蛘呋?這些氣體中的一種或者多種的氣體混合物來(lái)填充的殼體10,以及被殼體 10容納的并盡可能構(gòu)造成軸對(duì)稱的、具有兩個(gè)沿著軸線A可彼此相對(duì)移 動(dòng)的開(kāi)關(guān)部件20、 30的接觸結(jié)構(gòu)。在接通狀態(tài)下，兩個(gè)開(kāi)關(guān)部件20及 3 0利用未示出的額定電流觸頭處在示意標(biāo)出的低電阻的額定電流路徑N 中，并且利用電弧觸頭21及電弧觸頭31、鐵磁性的套管32和圓柱線圈 C處在虛線示出的平行于所述額定電流路徑的傳導(dǎo)電流路徑L中。
清楚示出的管形的、不過(guò)必要時(shí)也可以構(gòu)造成實(shí)心的電弧觸頭21 穿過(guò)作用為輔助襯管的絕緣管11,并且在斷路器的接通狀態(tài)下(圖1的 左半部分)接觸具有接觸指的電弧觸頭31。絕緣管11和固定在開(kāi)關(guān)部 件30上的絕緣盤(pán)12限定出環(huán)形的加熱通道13，它在斷開(kāi)狀態(tài)下(圖1 的右半部分)將容納開(kāi)關(guān)電弧S的電弧區(qū)域與加熱容積14連接起來(lái)。
開(kāi)關(guān)部件30不動(dòng)地固定在殼體10中，并且主要按照空心圓柱的形 式構(gòu)造。在同軸的結(jié)構(gòu)中從內(nèi)向外，開(kāi)關(guān)部件30包含管形的構(gòu)造成郁 金香花形的電弧觸頭31、套管32、線圏C的具有兩個(gè)線匝的內(nèi)繞組40、
7另一個(gè)鐵磁性的套管33和線圈C的與內(nèi)繞組40反向纏繞的并具有僅一 個(gè)線匝的外繞組50。在開(kāi)關(guān)部件30的面對(duì)開(kāi)關(guān)部件20的端面上，開(kāi)關(guān) 部件30具有由耐火的材料、如特別是石墨制成的消弧環(huán)15,用于將消 弧環(huán)15固定在內(nèi)繞組40的端面上的固定環(huán)16以及處在固定環(huán)16、套 管33和外繞組50的端面上并徑向向外限定了消弧環(huán)15的絕緣盤(pán)12
在內(nèi)繞組40和外繞組50的遠(yuǎn)離消弧環(huán)的端面上設(shè)有構(gòu)造成環(huán)形盤(pán) 的電導(dǎo)體52，它將內(nèi)繞組和外繞組導(dǎo)電地互相連接。內(nèi)繞組40和外繞 組50的面對(duì)消弧環(huán)15的端面分別具有一個(gè)構(gòu)造成環(huán)體形式的電流接頭 41及51。電流接頭41以導(dǎo)電的方式與消弧環(huán)15連接。電流接頭51用 作為開(kāi)關(guān)部件結(jié)構(gòu)的電流接頭，并且將開(kāi)關(guān)部件30固定在殼體10上。 內(nèi)繞組40的兩個(gè)線匝利用標(biāo)記43,標(biāo)明，而外繞組50的p舉一線匝利用 才示i己54才示明。
在鐵磁性的套管32及33中模制有軸向取向的槽縫321及331。如 后面要說(shuō)明的，這些槽縫如同也模制在繞組40、 50中的只能從圖3至5 看出的槽縫42、 53、 55—樣用于抑制渦流。
開(kāi)關(guān)部件30的單個(gè)零件主要通過(guò)螺紋件互相連接。套管32以它的 朝下的端面設(shè)在構(gòu)造成郁金香花形的電弧觸頭31的法蘭311上，并且
常由鋁或者銅或者由鋁合金或者銅合金制成的繞組40、 50也如鐵磁性 的套管33 —樣螺紋連接在構(gòu)造成環(huán)形盤(pán)的電導(dǎo)體52上。消弧環(huán)15借 助金屬的固定環(huán)16導(dǎo)電地固定在內(nèi)繞組40的電流接頭41上。電流接 頭41以及由此也包括線圏C借助螺紋件或者壓配合固定在套管32的上 端面上。在單個(gè)的零件之間設(shè)置的空腔，如在線匝43、 54和線圏C的 電流接頭41、 51之間的絕緣距離，在線圏的繞組40、 50、鐵磁性的套 管32、 33和電弧觸頭31之間的絕緣距離，或者如槽縫42、 53、 55,都 利用絕緣材料填充。這些材料在圖1中未示出。
在接通狀態(tài)下(圖1的左半部分)，額定電流路徑N和傳導(dǎo)電流路 徑L閉合并且斷3各器導(dǎo)通電流，電流主要在額定電流路徑中流動(dòng)，并且 只以約r/。的份額在傳導(dǎo)電流路徑中流動(dòng)。為了斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)部件20通過(guò) 未示出的驅(qū)動(dòng)器向上引導(dǎo)。首先打開(kāi)額定電流路徑N。待切斷的電流現(xiàn) 在完全換向到傳導(dǎo)電流路徑L中，并且從電弧觸頭21經(jīng)過(guò)電弧觸頭31、 鐵磁性的套管32、內(nèi)繞組40、電導(dǎo)體52和與內(nèi)繞組反向纏繞的外繞組5 0流到電流接頭51。
隨著斷開(kāi)過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行，所述利用摩擦配合在電弧觸頭31中引 導(dǎo)的電弧觸頭21與固定不動(dòng)的開(kāi)關(guān)部件30脫離嚙合，并且然后在電弧 觸頭21和電弧觸頭31的接觸指之間形成開(kāi)關(guān)電弧S,開(kāi)關(guān)電孤?lián)Q向到 消弧環(huán)15 (圖1的右半部分)上。所述換向進(jìn)行極快，因?yàn)樘坠?2和 電弧觸頭31在這種情況下從傳導(dǎo)電流路徑L中取出，并且要切斷的電 流現(xiàn)在從電弧觸頭21經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電弧S、消弧環(huán)31、內(nèi)繞組40、電導(dǎo)體 52和與內(nèi)繞組反向纏繞的外繞組50流到電流接頭51 。
在電弧S中，要切斷的電流I基本上在軸向方向上流動(dòng)。在斷開(kāi)較 小的或者中等的電流(例如直至最大允許的短路切斷電流的約10%或者 在約10%和約30%之間)時(shí)，通過(guò)線圈C和鐵磁性的套管32和33產(chǎn)生 的磁通密度B在消弧環(huán)15的區(qū)域中主要為徑向取向。因此在基于消弧 環(huán)15的開(kāi)關(guān)電弧S上產(chǎn)生在圓周方向起作用的電動(dòng)力的力，通過(guò)該力 使電弧圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生對(duì)于滅弧所需的壓縮氣體。隨著要切 斷的電流的電流強(qiáng)度增大，外繞組50的磁場(chǎng)比先前在較小的電流時(shí)對(duì) 反向的內(nèi)繞組40的磁場(chǎng)產(chǎn)生更大的影響。在消弧環(huán)15的位置處，磁通 密度B的方向和大小或者B的主要徑向取向的分量的大小連續(xù)地變化。 在具有大的電流強(qiáng)度(最大允許的短路切斷電流的約30%和100%之間) 時(shí)，該分量的大小強(qiáng)烈減小，從而相比按照現(xiàn)有技術(shù)同樣地構(gòu)造的具有 由電流流過(guò)的相同方向的線圏的斷路器，這在開(kāi)關(guān)電弧S上產(chǎn)生更小的 電動(dòng)力的力。因此線圈C的B-I特性曲線在較大的電流的區(qū)域中比按照 現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的斷路器的由電流流過(guò)的相同方向的線圏明顯更低平。
這種事實(shí)可以由在圖2中示出的曲線圖明顯看出。由該曲線圖可以 得知，在具有仍然允許的300kA的最大短路切斷電流的、按照?qǐng)D1的才艮 據(jù)本發(fā)明的斷路器的實(shí)施方式中，在高于約50至100kA時(shí)，也就是說(shuō)， 特別是在大的電流的情況下，該特性曲線比按照現(xiàn)有技術(shù)同樣構(gòu)造的斷 路器的同向纏繞的線圏的特性曲線明顯更低平。通過(guò)向下的箭頭示出的 特性曲線的削平在200kA的電流強(qiáng)度下已經(jīng)約為20%,并且在最大允許 的300kA的電流強(qiáng)度下已經(jīng)約為40%。因此可以相應(yīng)較小:地構(gòu)造加熱容 積14的體積。
為了在小的電流I的情況下對(duì)線圈的磁場(chǎng)的有助于開(kāi)關(guān)電弧S的旋 轉(zhuǎn)的主要為軸向取向的分量進(jìn)行優(yōu)化，在線圏C中設(shè)有附加的機(jī)構(gòu)，通過(guò)上述機(jī)構(gòu)在中斷較小的電流時(shí)，在消弧環(huán)15的位置處達(dá)到高的磁通 密度B。這種小的電流一般達(dá)到最大允許的短路切斷電流的約5至10%, 并且因此在按照?qǐng)D1的實(shí)施方式中為約15至30kA。
上述附加的才幾構(gòu)一方面涉及兩個(gè)^t磁性的套管32和33。通過(guò)該套 管的材料和幾何尺寸的合適的選擇，并且通過(guò)套管32在電弧觸頭31和 內(nèi)繞組4 0之間的布置，或者套管3 3在內(nèi)繞組40和外繞組5 G之間的布 置，在消弧環(huán)15的位置處的磁通密度B顯著變大。此外套管32的幾何 尺寸，特別是壁厚盡可能選擇得大，并且使用具有小的抗磁力的鐵磁性 材料，如軟鐵或者利用硅制成合金的鐵合金作為套管的材料。這樣在小 的電流強(qiáng)度下在消弧環(huán)15的位置處已經(jīng)達(dá)到相對(duì)高的磁通密度。
另一方面通過(guò)所述^/L構(gòu)還有效抑制渦流的形成。因此在內(nèi)繞組40 以及外繞組50的分別構(gòu)造成環(huán)體的電流接頭41及51中分別模制至少 一個(gè)主要軸向和徑向敷設(shè)的槽縫。這些槽縫不能由圖l看出，但是也在 按照?qǐng)D3和4的根據(jù)本發(fā)明的斷路器的實(shí)施方式中和在按照?qǐng)D5的實(shí)施 方式中以相應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)，并且在那里利用電流-接頭41的標(biāo)記42和電 流接頭51的標(biāo)記53標(biāo)明。這兩個(gè)槽縫在軸向方向上最高通到內(nèi)繞組以 及外繞組的連接在內(nèi)繞組40以及外繞組50的電流接頭41及51上的線 匪43。在徑向上這些槽縫可以具有相同的方向，不過(guò)也可以徑向具有不 同的方向并且例如反向布置(圖5)。
由圖3至5可以看出，在將內(nèi)繞組和外繞組互相導(dǎo)電連接的電導(dǎo)體 52中也才莫制有抑制渦流的槽縫55。三個(gè)槽縫42、 53和55可以，如由 圖4可以看出，徑向上在相同的方向上延伸。不過(guò)根據(jù)兩個(gè)繞組40、 50 的線匝數(shù)量和在兩個(gè)繞組上出現(xiàn)的電動(dòng)力的力，三個(gè)槽縫中的至少兩個(gè) 也可以徑向上在不同的方向上延伸(圖5)。
如先前在圖1中所示，抑制渦流的槽縫321或者331也可以設(shè)置在 兩個(gè)鐵磁性的套管32或者33上。在每個(gè)套管中^t制至少兩個(gè)，典型地 為十個(gè)至三十個(gè)在圓周方向上均勻分布的、軸向取向的槽縫是有利的。 槽縫321和331可以穿過(guò)整個(gè)套管壁敷設(shè)。那么它們?cè)谳S向方向上只在 套管長(zhǎng)度的一部分上延伸。然后它們或者可以全部通到套管的兩個(gè)端面 中的一個(gè)端面上，或者也可以交替地通到兩個(gè)端面上。所述槽縫也可以 分別模制成在套管的內(nèi)表面和/或外表面中的槽。
從根據(jù)圖2的曲線圖可以看出，通過(guò)所述的機(jī)構(gòu)使在消弧環(huán)15的位置處的磁通密度B的有助于電弧旋轉(zhuǎn)的分量在小的和部分也包括中等 的電流的情況下，也就是說(shuō)在直到約7 0kA的電流的情況下，相對(duì)按照 現(xiàn)有技術(shù)同樣構(gòu)造的、但是具有由電流流通的相同方向的線圏的斷路器 提高了約10至20%。
在按照?qǐng)D3和4的根據(jù)本發(fā)明的斷路器的實(shí)施方式中，與按照?qǐng)D1 的實(shí)施方式的不同之處在于，在內(nèi)繞組40和外繞組50之間沒(méi)有設(shè)置鐵 磁性的套管。此外以加工技術(shù)上有利的并且提高線圈C的機(jī)械強(qiáng)度的方 式，在外繞組50中模制有電導(dǎo)體52,并且將電導(dǎo)體構(gòu)造成環(huán)體的形式。 內(nèi)繞組40的遠(yuǎn)離消弧環(huán)15的端面支撐在該環(huán)體上。與按照?qǐng)Dl的實(shí)施 方式的不同之處在于，將單個(gè)的導(dǎo)引電流的零件之間的空腔如繞組40、 50、套管32和電弧觸頭31之間的空腔填充絕緣材料現(xiàn)在被示出，并且 利用標(biāo)記34標(biāo)明。該材料優(yōu)選是基于聚氨酯或者環(huán)氧化物的澆鑄材料。
代替具有只兩個(gè)線匝43的內(nèi)繞組40和/或具有4義一個(gè)線匝54的外 繞組5 0,線匪數(shù)量也可以更大或者更小。例如內(nèi)繞組可以具有兩個(gè)線匝， 并且外繞組具有 一個(gè)半線匝。對(duì)于用于斷開(kāi)功率較弱的電流的斷路器， 線匝數(shù)量也可以明顯更大。附圖標(biāo)記列表10殼體
11絕緣管
12絕緣盤(pán)
13力口熱通道
14力口熱容積
15消弧環(huán)
16固定環(huán)
20開(kāi)關(guān)部件
21電弧觸頭
30開(kāi)關(guān)部件
31電弧觸頭
311法蘭
32、33鐵磁性的套管
321、331槽縫
34絕緣材料
40內(nèi)繞組
41電流纟妻頭
42槽縫
43線匪
50外繞組
51電流纟妻頭
52電導(dǎo)體
53、55槽縫
54線匪
A軸線
B磁通密度
C線圈
I電流
傳導(dǎo)電流i 各徑
N額定電流^各徑
S開(kāi)關(guān)電弧
權(quán)利要求
1. 高壓電路斷路器，具有-填充有絕緣氣體的殼體(10)，-用于容納壓縮的滅弧氣體的加熱容積(14)，所述滅弧氣體在斷開(kāi)較小的、中等的或者較大的電流強(qiáng)度的電流(I)時(shí)分別被旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)電弧(S)加熱并處于壓力下，所述旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)電弧受依賴于電流的磁通密度(B)作用，-兩個(gè)沿著軸線(A)可彼此相對(duì)移動(dòng)的并且布置在殼體(10)中的開(kāi)關(guān)部件(20，30)，并且其中一個(gè)開(kāi)關(guān)部件(30)在同軸的結(jié)構(gòu)中具有電弧觸頭(31)、消弧環(huán)(15)和包圍著所述電弧觸頭(31)并與所述消弧環(huán)(15)導(dǎo)電連接的線圈(C)，該線圈導(dǎo)引著要斷開(kāi)的電流(I)，其特征在于，所述線圈(C)具有兩個(gè)反向纏繞的繞組(40，50)，這些繞組在構(gòu)成內(nèi)繞組和外繞組的情況下同心地布置；并且在同軸的結(jié)構(gòu)中在所述電弧觸頭(31)和內(nèi)繞組(40)之間設(shè)有鐵磁性的第一套管(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其特征在于，所述內(nèi)繞組(40) 的線匝(42)的數(shù)量比外繞組(50)的線匝的數(shù)量大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斷路器，其特征在于，所述內(nèi)繞組 (40)和外繞組(50)的遠(yuǎn)離消弧環(huán)(15)的端面通過(guò)電導(dǎo)體(52)互相導(dǎo)電連接；內(nèi)繞組(40)和外繞組(50)的面對(duì)消弧環(huán)(15)的端面 分別具有構(gòu)造成環(huán)體形式的電流接頭(41, 51);并且內(nèi)繞組(40)的 電流接頭(41)以導(dǎo)電的方式與所述消弧環(huán)(15)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷路器，其特征在于，所述電導(dǎo)體(52) 構(gòu)造成環(huán)體的形式；并且內(nèi)繞組(40 )和外繞組(50 )的遠(yuǎn)離消弧環(huán)(15)的端面支撐在該環(huán)體上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷路器，其特征在于，所述電導(dǎo)體(52) 模制在外繞組(50)中并構(gòu)造成環(huán)體的形式，并且內(nèi)繞組(40)的遠(yuǎn)離 消弧環(huán)(15)的端面支撐在該環(huán)體上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于， 在同軸的結(jié)構(gòu)中在內(nèi)繞組(40)和外繞組(50)之間設(shè)有鐵磁性的第二 套管(50)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于，至少在第一套管 (40)或者第二套管(50)中，或者在內(nèi)繞組(40)或者外繞組(50)的構(gòu)造成環(huán)體的電流接頭(41, 51)中，布置有至少一個(gè)主要軸向和徑 向敷設(shè)的槽縫(321, 331, 42， 53， 55)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷路器，其特征在于，在第一套管(40) 和/或第二套管(50)中布置至少兩個(gè)在圓周方向上均勻分布的槽縫(321, 331 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的斷路器，其特征在于，在外繞組(50) 的電流接頭(51)中模制有第一槽縫(53),并且在內(nèi)繞組(40)的電 流接頭(")中模制有第二槽縫(42)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷路器，其特征在于，所述第一槽縫(53 ) 或者第二槽縫(42)在軸向方向上最高敷設(shè)到外繞組(50)或者內(nèi)繞組(40)的、連接到外繞組(50)或者內(nèi)繞組(40)的電流接頭(51或者 41 )上的線匝(54或者43)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路器，其特征在于，所述第一槽縫 (53)和第二槽縫(42)徑向在相同的方向上延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的斷路器，其特征在于，在將內(nèi)繞 組(40)和外繞組OO)互相導(dǎo)電連接的電導(dǎo)體(52)中模制有第三槽 縫(55)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路器，其特征在于，所述第一槽縫 (53)、第二槽縫(42)和笫三槽縫(55)徑向在相同的方向上延伸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路器，其特征在于，所述三個(gè)槽縫 (42， 5 3, 55 )中的至少兩個(gè)槽縫(5 3, 55 )徑向在不同的方向上延伸。
全文摘要
高壓電路斷路器，包括填充有絕緣氣體的殼體(10)和用于容納壓縮的滅弧氣體的加熱容積(14)。滅弧氣體在斷開(kāi)較小、中等或者較大電流強(qiáng)度的電流(I)時(shí)分別被受依賴于電流的磁通密度(B)作用的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)電弧(S)加熱并處于壓力下。在殼體(10)中布置兩個(gè)沿著軸線(A)可彼此相對(duì)移動(dòng)的開(kāi)關(guān)部件(20，30)，其中一個(gè)在同軸的結(jié)構(gòu)中具有電弧觸頭(31)、消弧環(huán)(15)和包圍電弧觸頭(31)的線圈(C)，線圈與消弧環(huán)(15)導(dǎo)電連接并導(dǎo)引要斷開(kāi)的電流(I)。線圈(C)具有兩個(gè)反向纏繞的繞組(40，50)。線圈這樣構(gòu)造和布置，即在消弧環(huán)(15)的位置處的磁通密度(B)的有助于電弧(S)旋轉(zhuǎn)的分量在斷開(kāi)較大電流強(qiáng)度的電流時(shí)小于同樣構(gòu)造的但具有相同方向纏繞的線圈(C)的斷路器。加熱容積(14)由此可尺寸較小且斷路器可相應(yīng)緊湊地構(gòu)造。
文檔編號(hào)H01H33/98GK101536129SQ200780041406
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者J·基弗, M·凱勒, P·休古諾特, T·肖恩曼, Z·安德利克 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司