專利名稱：噴吹型中壓或高壓斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種中壓或高壓斷路器，其內(nèi)提供有象六氟化硫這樣的具有優(yōu)良介電性能的氣體;該氣體還用于氣吹熄滅斷路器弧觸頭分離時所形成的電弧。
在這種類型的設(shè)備中，有一個稱為“熱”容積或“噴氣”容積的容積，該容積容納有弧觸頭，并且當(dāng)該觸頭分離時由電弧加熱，從而使該容積內(nèi)的壓力上升。在第一次電流過零時，氣體膨脹且吹弧。
在實施該型式設(shè)備時，已知要出現(xiàn)以下的困難。
在遮斷小電流(例如小于或等于斷路器正常承載的額定電流)時，壓力上升可能太小或太大，這取決于噴氣容積的體積。如果噴氣容積的體積大，則壓力上升得少且噴氣不夠。如果噴氣容積小，則壓力上升得大，噴氣的持續(xù)時間對達到其優(yōu)良效果可能太短。
相反，在遮斷大電流(例如短路電流)時，氣體壓力的上升和加熱不應(yīng)太大，因為那將可能防礙進行遮斷。
為了解決這個問題，已有人建議(尤其是在文件EP-A-0315505中)提供一種遮斷室形式的噴氣容積，它的容積根據(jù)要遮斷的電流值可變。
其實現(xiàn)方法為，用一種與一個活塞相關(guān)聯(lián)的半固定觸頭去取代斷路器中傳統(tǒng)的固定弧觸頭，而該活塞受到一個反向作用彈簧的推力。
該活塞的行程按照要遮斷的電流值變化，因此就使噴氣容積體積相應(yīng)變化。
該設(shè)備有一個缺點。
當(dāng)遮斷大電流時，該半固定觸頭快速完全升起，彈簧沒有限制作用，因而使電弧過分拉長，繼而就產(chǎn)生過分加熱噴氣的作用，從而造成過分污染圍繞電弧介質(zhì)、破壞遮斷電弧介質(zhì)的危險，并且可能在斷開、0.3秒暫停、閉合、打開的循環(huán)中使第二次遮斷失敗。
本發(fā)明的第一個目的是利用在大小適當(dāng)?shù)臒崤蛎浫莘e中的熱膨脹，通過吹弧能遮斷大電流;同時也能通過吹弧遮斷小電流，但僅利用整個熱膨脹容積的一部分。
本發(fā)明的第二個目的是提供其半固定組件的上升速度及沖程都遞增地受到限制的設(shè)備。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種設(shè)備，該設(shè)備中，在嚙合操作期間有冷氣體注入弧觸頭區(qū)域，從而大大改善了在上述型式操作循環(huán)期間設(shè)備的操作。
這些目的均由本發(fā)明實現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種中壓或高壓吹弧斷路器，它包括一個充有介電氣體的密閉外殼，該外殼還容納一個電氣上連到第一電流端子的半固定的第一觸頭，以及一個上連到第二電流端子、機械上連到一個驅(qū)動部件的可動的第二觸頭。上述半固定觸頭固定到一個在汽缸中運動的活塞上;該活塞將汽缸的電弧區(qū)域端部內(nèi)的第一容積以及其另一端內(nèi)的第二容積定界;該半固定觸頭受到一個彈簧的作用，在釋放操作期間，以與動觸頭同樣的方向推動該半固定觸頭;該斷路器的特征在于，它包括在嚙合操作期間按照短路電流限制活塞在彈簧壓縮方向運動的速度和幅值的裝置;該裝置還能在跟隨著釋放操作的再嚙合操作過程中，使非污染氣體注入到弧觸頭區(qū)域。
在一個具體的實施例中，該裝置在釋放操作中關(guān)閉第二容積的部件，這些部件能使氣體在再嚙合操作過程中，從第二容積進入第一容積。
例如，這些部件首先可以包括通過上述活塞的第一孔，該孔能在上述第一容積內(nèi)的壓力大于上述第二容積內(nèi)的壓力時，靠第一止回閥關(guān)閉;其次包括通過上述氣缸的端部的第二孔，該孔在上述第二容積內(nèi)的壓力大于上述氣缸外的外殼內(nèi)壓力時，能夠靠被關(guān)閉的第二止回閥關(guān)閉。
有利的是，上述各第一止回閥由一個第一墊圈一起構(gòu)成。
同樣，上述各第二止回閥由一個第二墊圈一起構(gòu)成。
按照下面對本發(fā)明的一個實施例敘述并參考附圖，會使本發(fā)明更易于理解;其中

圖1為本發(fā)明斷路器的軸向截面圖，表示嚙合位置;
圖2為在小電流釋放時同樣斷路器的軸向截面圖;
圖3為在短路釋放時同樣斷路器的軸向截面圖;
圖4為在嚙合操作期間同樣斷路器的軸向截面圖。
在圖1中，可見到一個絕緣材料的外殼1，它容納有如六氟化硫SF6這樣良好介電特性的氣體，其壓力為1到幾個巴。第一個電流端子2以密封方式穿過該外殼，且通過編織帶3在電氣上連到第一觸頭4，該觸頭稱為“半固定”，其理由如下。觸頭4為管形，且以一個由耐電弧作用材料制的耐磨管4A為終端，其材料如鎢基合金。
第二電流端子5以密封方式穿過外殼，且經(jīng)過滑動觸頭6在電氣上連到桿7，該桿7構(gòu)成了斷路器的一個動觸頭。桿7以密封方式穿過外殼，且連到一個驅(qū)動機構(gòu)(未示出)。桿7的一端7A由耐電弧作用的材料制成。
該半固定觸頭4承載著一個活塞8，活塞8被可滑動地接收在一個固定汽缸9內(nèi)?；钊?的沖程受到一個下部臺肩11及一個上部環(huán)12的限制。該半固定觸頭4有一個頂壓在那里的彈簧，該彈簧在斷路器為嚙合位置時被壓緊，如圖1所示。
汽缸9經(jīng)過封閉端14固定到較大尺寸的汽缸15上。該較大的汽缸15固定到外殼1上，且在其一端承載著穿過滑動的桿7的一個絕緣噴咀16。
活塞8將汽缸9內(nèi)側(cè)分為兩個容積;第一容積V1構(gòu)成了圖中的下部容積，且第二容積V2構(gòu)成上部容積。容積V1和V2能夠經(jīng)過穿過活塞8的孔18連通。這些孔適用于由墊圈19構(gòu)成的一個止回閥同時關(guān)閉，墊圈19由活塞8的臺肩21擋住。第二容積V2能夠經(jīng)過穿過汽缸9封閉端14的孔22與汽缸9外側(cè)的容積V3連通。這些孔適用于由墊圈23構(gòu)成的止回閥同時關(guān)閉，墊圈23由環(huán)12擋住。
通過汽缸15構(gòu)成的孔24便于汽缸1內(nèi)側(cè)氣體的流動。
在氣缸15和9之間的容積標示為V4，且經(jīng)過噴咀16和氣缸9端部之間的一個通道與容積V1為永久聯(lián)系，則容積V4和V1一起就構(gòu)成了斷路器的總的熱膨脹容積V1+V4。
現(xiàn)在敘述斷路器的操作。
遮斷小電流這是其電流值不大于斷路器所接入的線路各相的額定電流情況。
由驅(qū)動機構(gòu)將桿7向圖中下方拉。受彈簧13推壓的半固定觸頭4與桿一起向下，直到活塞8被臺肩11擋住為止。桿本身繼續(xù)向下運動而將觸頭分開。在觸頭之間燃起電弧50(圖2)，且對周圍氣體加熱。由活塞8向下移動及對容積V1和V4內(nèi)氣體加熱產(chǎn)生的壓力上升使得電弧通過噴咀16及觸頭4A被噴出，且當(dāng)電流過零時電弧被熄滅。
在操作過程中，在容積V1中壓力少許降低將止回閥19推頂在它的閥座上，從而將容積V2隔開。
遮斷大電流這是短路電流的情況。
在觸頭分開之前的開始過程與上述方式相同。
但是，在電弧51(圖3)很熱的情況下，釋放出足夠的能量，使容積V1和V4內(nèi)的壓力極大地上升。由于施加在活塞8上很高的壓力，且產(chǎn)生的力克服了彈簧13的力，就將觸頭4向圖上方推回。于是容積V1加大，所以盡管其內(nèi)壓力很高;但仍維持在可接受值。
在容積V1內(nèi)壓力上升使得止回閥19關(guān)閉，從而將容積V2隔離。這個容積由可動活塞8減小。結(jié)果，容積V2內(nèi)的壓力上升，則首先關(guān)閉止回閥23，其次限制活塞8的速度和沖程，而容積V2的氣體起著沖擊吸收裝置的作用。結(jié)果，電弧51不會過分拉長，從而就限制了它釋放的熱量，以及由六氟化硫分解物所污染的周圍氣體的量。
在容積V1和V4內(nèi)的熱膨脹實質(zhì)上產(chǎn)生的壓力上升，使得電弧經(jīng)過噴咀14和觸頭4A被噴出，當(dāng)電流過零時電弧被熄滅。
當(dāng)電弧已熄滅后，彈簧13使半固定觸頭返回到壓靠著臺肩11，如圖2所示。
再嚙合當(dāng)向圖中上方移動桿7(見圖4)再嚙合斷路器時，容積V1中的壓力下降，從而打開止回閥19。來自容積V2的未污染氣體則通過孔18，因而改善了容積V1和V2內(nèi)氣體的介質(zhì)性能，于是就提高了在再嚙合(如、斷開、0.3秒暫停、閉合、斷開循環(huán))以后短時發(fā)生的任何斷路操作成功的機會。
本發(fā)明并不限于例舉的實施例，且能應(yīng)用到任何用得到同樣效果而實施同樣功能的裝置來代替本發(fā)明裝置的斷路器。
本發(fā)明能用于中壓和高壓斷路器。
權(quán)利要求
1.一種中壓或高壓吹弧斷路器，它包括充有一種介質(zhì)氣體的密封外殼，并包括一個電氣上連到第一電流端子(2)的半固定第一觸頭(4)，以及一個電氣上連到第二電流端子(5)且機械上連到一個驅(qū)動部件的可動的第二觸頭(7)；上述半固定觸頭(4)固定到一個在氣缸(9)內(nèi)運動的活塞(8)上；該活塞定界在上述氣缸(9)電弧區(qū)域端部內(nèi)的第一容積(V1)以及在其另一端部內(nèi)的第二容積(V2)；上述半固定觸頭(4)在釋放操作過程中受到彈簧(13)以與動觸頭同樣方向推壓該半固定觸頭的作用；該斷路器的特征在于它包括在依短路電流釋放操作過程中限制活塞(8)沿彈簧壓縮方向運動速度和幅值的裝置；該裝置還能在跟隨著上述釋放操作的再嚙合操作過程中，使未污染的氣體被注入到電弧觸頭區(qū)域。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的斷路器，其特征在于上述裝置包括在釋放操作過程中關(guān)閉上述第二容積(V2)的部件(18、19、22、23);上述部件能在再嚙合操作過程中使氣體通過，從上述第二容積進入上述第一容積。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2的斷路器，其特征在于上述部件首先包括穿過上述活塞(8)的第一孔(18)，該孔(18)能借助在上述第一容積(V1)內(nèi)的壓力大于上述第二容積(V2)內(nèi)的壓力時閉合的第一止回閥(19)而關(guān)閉;以及其次包括穿過上述氣體(9)端部(9A)的第二孔(22)，該孔(22)能借助在上述第二容積(V2)內(nèi)的壓力大于上述氣缸(9)外側(cè)的外殼內(nèi)壓力時閉合的第二止回閥(23)而關(guān)閉。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的斷路器，其特征在于上述各第一止回閥由一個第一墊圈(19)一起構(gòu)成。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3或4的斷路器，其特征在于上述各第二止回閥由一個第二墊圈(23)一起構(gòu)成。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項的斷路器，其特征在于上述第一容積(V1)經(jīng)過在上述噴咀(16)和上述氣缸(9)的敞開端之間的通道與第四容積(V4)永久聯(lián)系。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6的斷路器，其特征在于上述第四容積(V4)由上述氣缸(9)和與上述先提到的氣缸(9)同軸的第二氣缸(15)定界。
全文摘要
一種高或中壓吹弧斷路器包括充介質(zhì)氣體的密封外殼和電氣連到第一電流端子的半固定第一觸頭，及電氣連到第二電流端子且機械連到驅(qū)動部件的可動第二觸頭；半固定觸頭固定到在氣缸內(nèi)運動的活塞，活塞定界在氣體電弧區(qū)端部內(nèi)第一容積及其另一端第二容積；半固定觸頭在釋放操作中受彈簧與動觸頭同向推壓，還有在依短路電流釋放操作中限制活塞沿彈簧壓縮方向運動速度及幅值的裝置，能在再嚙合操作中使未污染氣體注入電弧觸頭區(qū)域。
文檔編號H01H33/90GK1063966SQ9110095
公開日1992年8月26日 申請日期1991年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月7日
發(fā)明者埃德蒙·圖里埃斯, 丹尼斯·杜弗耐特, 米歇爾·帕雷特 申請人:Gec阿爾斯托姆有限公司