專利名稱：具有改進的消弧的用于高壓斷路器的中斷腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高壓斷路器的中斷腔室。本發(fā)明涉及改進由值小于或等于斷路器的短路中斷容量的所有電流(包含不對稱電流)引起的消弧。本發(fā)明更明確地說涉及優(yōu)化有助于滅弧的氣體的排氣路線。主要應用的目標是大于52kV的高壓斷路器且更明確地說是額定電壓大于或等于 245kV的斷路器。
背景技術(shù)：
圖IA到圖IC以縱向截面圖表示根據(jù)自動氣動吹滅類型的現(xiàn)有技術(shù)的高壓斷路器的中斷腔室1，分別為-在觸點閉合的位置中，-在斷開操作開始時的中間位置中，此時活動的電弧觸點2開始與固定的電弧觸針3分離，-在斷開的極端位置中，其中氣體已被壓縮且由電弧能量加熱，且通過噴嘴4吹滅已使得有可能在零交叉時冷卻電弧且進而獲得短路電流的截止。當高強度電流(且明確地說，不對稱電流)必須被此種類型的自動氣動吹滅斷路器中斷時，吹滅氣缸5中的壓力能夠達到極高值，這是因為氣體的壓縮(壓縮容積5減少) 與所產(chǎn)生的電弧對氣體的加熱一同使壓力升高顯著增加。在圖2中，表示如圖IA到圖IC中所表示的斷路器的以觸點的斷開時間T為函數(shù)的壓力變化ΔΡ的不同曲線，每一曲線表示將被斷路器切斷的短路電流類型。更精確地-曲線Cl展示在斷路器無負載(換句話說，無電流存在)的情況下發(fā)生的壓力增加，所述曲線Cl表示最大ΔΡ等于1的參考值，-曲線C2展示值等于斷路器的中斷容量的30%的電流所發(fā)生的壓力增加，-曲線C3展示值等于斷路器的中斷容量的100%的對稱電流所發(fā)生的壓力增加，-曲線C4展示值等于斷路器的中斷容量的100%的不對稱電流所發(fā)生的壓力增加。因此在閱讀完這些曲線后可看出-當達到值等于斷路器的中斷容量的值的100%的不對稱電流時，達到最大壓力 (曲線C4的頂點)，-在所展示的實例中，在由達到值等于斷路器的中斷容量的值的100%的不對稱電流所達到的最大壓力(曲線C4的頂點)與無負載的情況下的最大壓力(曲線Cl的頂點)之間的因數(shù)為4左右，-電流類型(對稱或不對稱)對壓力增加ΔΡ有著重要影響在這種特定情況下， 不對稱電流的最大壓力(曲線C4的頂點)大致等于對稱電流的最大壓力(曲線C3的頂點)的4/3。
然而，如果所達到的壓力過高且變成大于斷開斷路器的控制所傳遞的原動力，那么中斷腔室的活動部件的移動變慢且甚至可能使自身倒轉(zhuǎn)。斷路器的中斷容量接著減少， 這是因為歸因于活動部件的移動減緩使吹滅接著減少。要解決的問題是具備具有斷路器的中斷容量的30%、60%、75%和90%的中間電流的足夠高過壓以獲得斷路(截止)，而無需具備具有100 %中斷容量的過多的過壓。因此，為在任何電流強度下都使中斷容量維持在高值，必需在斷路器切斷等于其中斷容量的100%的電流時將過壓限于可接受的值以使得與控制所傳遞的力相容，且確保吹滅容積中所含的所有氣體被有效地用于消弧，以便具有經(jīng)優(yōu)化的解決方案，而無氣體損失。先前已設(shè)想到對于來自消弧容積的流出物的不同解決方案。專利FR 2 694 987提出一種旨在限制長發(fā)弧時間內(nèi)的過壓的解決方案。過壓的限制通過從設(shè)備的給定沖程增加吹滅容積(V1+V2+VC)來進行。根據(jù)這個文檔提出的解決方案具有以下主要缺點，即，針對采用長發(fā)弧時間施行的所有斷路減少了過壓，包括用低強度電流施行的那些斷路，對于此類斷路，過壓減少并非合意的。專利EP 1 863 OM提出一種解決方案，其中將止回閥16、17裝設(shè)在吹滅活塞10 上，此使得有可能將過壓限制為給定值。當止回閥16、17打開時，此解決方案具有以下缺點，即，使吹滅氣體流失到吹滅容積的外部而不是用于消弧。因此此解決方案并非最佳的。專利EP 0 783 173提出一種在熱膨脹容積中限制過壓但在位于止回閥沈后部的壓縮容積中不限制過壓的解決方案。但是，膨脹容積中的過壓對觸點的位移無影響，且因此對需要由控制供應的能量也無影響。專利DE 19 613 030揭示一種具有自動吹滅的中斷腔室(具有位于熱膨脹容積10 與壓縮容積9之間的止回閥20)。在此種情況下，在活塞8上無限制過壓的任何止回閥。在強電流的截止的情況下，容積10中高的過壓帶來止回閥20的閉合。容積9中的過壓由經(jīng)由通道23、13、14的持久排氣所限制。此解決方案的主要缺點在于以下事實，即，當銷1已停止而阻塞通道14時，壓縮容積將其自身永久排空，對于范圍是在斷路器的中斷容量的10% 與30%之間的電流值而言，包括位于主要吹滅通道12下游處遠離電弧4的根部的區(qū)域14 中。因此，所施行的吹滅并不是非常有效。專利FR 2 558 299揭示在圖1中提及為IOA的區(qū)域中施加來自熱膨脹容積9的吹滅，在熱膨脹容積9中，僅通過加熱而無需與壓縮氣體的可能混合便可實現(xiàn)壓力升高。另一缺點為遠離電弧根部來施加自動氣動吹滅，其是在圖1中提及為8A的點處發(fā)生，且并未有助于通過熱效應使容積13中的壓力升高，容積9和容積13并非彼此連通(容積并非水力串聯(lián))。此類型的解決方案歸因于其減少的截止容量而未在工業(yè)上應用。專利FR 2 576 142提出一種解決方案，其中在容積27中無過壓限制裝置。假定前向力通過傳輸來自通道20的熱氣體而使容積32中的壓力增加來增加操作能量。實際上， 給定在圖1到圖3的實施例中通道20到22的長度和容積32隨觸點的位移而增加的事實， 所施加的力為可忽略的。因此，未曾應用所述解決方案。專利FR 2 821 482揭示一種自動吹滅中斷腔室，其具有位于熱膨脹容積4與壓縮容積5之間的止回閥。所提出的止回閥并非是活塞9上的限制過壓的裝置。當容積4中過壓極高(截斷強電流)時，止回閥15的活動部件打開且容積5經(jīng)由通道13和噴嘴頸3A下游來排空自身。所述排空因此遠離發(fā)生在活動電弧觸點2的末端處的電弧的根部而進行， 且因此對于電流的截斷并不有效。這個文檔中所設(shè)想到的排空可因此僅用于頸3A下游的噴嘴的漸擴件中的熱氣體的抽空。專利US 4 486 632提出一種解決方案，其中不限制壓縮容積8中的過壓。假定熱膨脹容積6、7中的氣體的加熱給予前向力以通過推動部件15而輔助操作，但此效應受限， 因為容積7在操作期間增加，這傾向于減少原動過壓。操作應力的減少因此有限。此外，熱膨脹容積6、7和壓縮容積8如在專利FR 2 558 299中那樣彼此并不連通，且因此為并聯(lián)的而非串聯(lián)的。本發(fā)明的目標因此是提出一種解決方案，其彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺點且提出一種中斷腔室，在所述中斷腔室中，對于對稱或不對稱電流，無論其與電流的中斷容量相比的相對值以及保持受限的活動部件的操作能量如何，消弧都是有效的。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及一種用于高壓斷路器的中斷腔室，所述中斷腔室希望截斷值小于或等于所述斷路器的短路中斷容量的所有電流，包含不對稱電流，所述腔室包括各自包括電弧觸點且適合于在斷弧期間分開的兩對觸點，所述腔室包括絕緣消弧噴嘴，所述絕緣消弧噴嘴包括頸，所述消弧噴嘴與一對觸點成一體從而構(gòu)成可移動組合件，所述中斷腔室包括與所述電弧觸點成一體的額外絕緣組件，其自身與所述噴嘴成一體且布置在所述噴嘴的在所述頸上游的部分與所述電弧觸點之間以便界定兩個通道，界定于所述噴嘴與所述額外絕緣組件之間的所述通道永久地向容積可變的空腔敞開，所述空腔的容積在固定吹滅活塞的作用下可變，所述吹滅活塞穿透有適合于被閥堵上的通孔。根據(jù)本發(fā)明，所述閥的負載使得有可能當在所述空腔中施加的過壓小于預定值時堵上所述孔，所述孔為在界定于絕緣組件與電弧觸點之間的通道中的通孔，當在所述空腔中施加的所述過壓大于所述預定值時，施行所述閥負載以便在將要截斷的整個電流范圍內(nèi)在所述空腔中保持足夠高的過壓。因此，根據(jù)本發(fā)明，以某方式將截止閥安裝在吹滅活塞上，以使得通過所述截止閥抽空的氣體完全用來消弧。為此，在位于截止閥下游的容積與電弧的介于活動電弧觸點與由絕緣材料制成的組件之間的一部分之間建立連通，因此界定此電弧部分且引導此額外吹滅的氣體。根據(jù)本發(fā)明，所述額外吹滅為有效的，因為其是在電弧活動觸點上起始的電弧根部附近施行的。換句話說，在針對所有短路電流(對稱或不對稱)的值將部署的操作能量與在斷路時發(fā)生的消弧的有效性之間進行折衷，此舉是通過以下方式進行針對具有值大于所述斷路器的斷路值的大約給定百分數(shù)的電流的電弧，經(jīng)由熱膨脹容積的一部分(當所述中斷腔室為自動氣動吹滅型時)或經(jīng)由壓縮容積(當所述中斷腔室為自動吹滅型時)在根部處消弧。根據(jù)本發(fā)明，中斷腔室可因此為自動氣動吹滅型或自動吹滅型的。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員(高壓或中壓斷路器的專家)所熟知，自動氣動吹滅型的中斷腔室的特征在于以下事實，即，在斷開操作期間，斷路器自身產(chǎn)生消弧所必需的氣體的壓縮。吹滅氣缸相對于固定活塞的相對位移在氣缸中產(chǎn)生過壓，所述過壓排到噴嘴內(nèi)部且冷卻電弧，進而實現(xiàn)滅弧。自動吹滅型的斷路器(中斷腔室)的特征在于電弧能量對斷路的重要用途對于強電流的截斷，自動吹滅所進行的吹滅在很大程度上由自動氣動吹滅替代。弱電流的截斷仍通過自動氣動吹滅獲得，電弧能量不足以有助于吹滅。因此，當中斷腔室為自動氣動吹滅型時，根據(jù)本發(fā)明，當吹滅容積中歸因于氣體的壓縮和加熱所致的過壓大于經(jīng)確定值時，直接造成閥的打開。實際上，在此實施例中，容積可變的空腔(吹滅容積)也構(gòu)成熱膨脹容積，因為所產(chǎn)生的電弧將其能量直接增加給所述空腔，且因此，吹滅活塞與此熱過壓直接物理接觸。優(yōu)選地，當所述中斷腔室為自動氣動吹滅型時，所述閥的負載使得其打開從而使所述孔與界定于所述絕緣組件與所述電弧觸點之間的所述通道連通是針對值大于或等于所述中斷容量的90%的電流發(fā)生的。優(yōu)選地，當所述中斷腔室為自動吹滅型時，所述閥的負載使得其打開從而使所述孔與界定于所述絕緣組件與所述電弧觸點之間的所述通道連通是針對值大于或等于所述中斷容量的30%的電流發(fā)生的。根據(jù)本發(fā)明，自動吹滅型的中斷腔室有利地包括-固定壁，其布置于界定于所述噴嘴與所述額外絕緣組件之間的所述通道與所述吹滅活塞之間，所述固定壁進而界定熱膨脹容積，且所述容積可變的空腔進而界定于所述活塞與所述固定熱膨脹壁之間；-額外球型閥，其裝設(shè)在所述固定壁上且實現(xiàn)氣體從所述容積可變的空腔傳遞到所述熱膨脹容積中。為避免所產(chǎn)生的熱氣體逸出到接近于活動電弧觸點組合件處的區(qū)域中，在截斷強電流期間，可有利地提供裝設(shè)在界定于所述絕緣組件與所述電弧觸點之間的所述通道中的逆止式止回閥。當所述中斷腔室為自動吹滅型時，間接造成閥的打開，因為閥打開是歸因于熱膨脹容積中所含有的氣體的加熱。實際上，在此實施例中，提供固定熱膨脹容積，其向噴嘴與所述額外絕緣組件之間的通道敞開，所述固定熱膨脹容積通過固定壁與容積可變的空腔分離，在所述固定壁中裝設(shè)有額外閥，但與所述閥相對的組合件適合于堵上吹滅活塞中的通孔。因此，當電弧能量較低時，熱加熱不足以使固定壁上的額外閥閉合。通孔被堵上的活塞壓縮來自空腔的傳遞至熱膨脹容積中的氣體的容積。因此經(jīng)由噴嘴與額外絕緣組件之間的通道通過存在于固定壁的任一側(cè)上的壓縮氣體的容積來實現(xiàn)消弧。當電弧能量較高時，熱膨脹容積中的熱加熱使固定壁上的額外閥閉合。接著以組合方式且在兩個分離區(qū)域中實現(xiàn)吹滅-熱膨脹容積中產(chǎn)生的過壓經(jīng)由噴嘴與額外絕緣組件之間的通道來實現(xiàn)吹滅，-通過活塞在空腔中產(chǎn)生的壓縮經(jīng)由活塞的通孔和額外絕緣組件與所述固定電弧觸點之間的通道來在固定電弧觸點上的電弧根部處實現(xiàn)額外吹滅。如上文看到，在自動氣動斷路器的情況下，有利地獲得經(jīng)由活塞的通孔所進行的額外吹滅，此時默認電流的百分數(shù)(相對于短路中斷容量來表達)有利地為90% (對稱電流)，但取決于所考慮的應用，較低百分數(shù)可證明是令人感興趣的。實際上，從電弧電流與中斷容量相比為90%的此值估計到，為了減少操作能量，證明了對于大于52kV的多數(shù)高壓斷路器來說此值為必要的。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選針對稍高于90%的電流稍微限制過壓，因為根據(jù)CEI標準化的測試，在值等于中斷容量的90%的對稱電流的情況下提供極嚴格的截止條件。測試的流程在針對高壓斷路器的CEI 62271-100標準中被稱作L90在線故障。因此， 在低于此電流值時，必需限制過壓。同樣從上文看到，在具有自動吹滅的斷路器的情況下，閥的打開和額外吹滅是發(fā)生在大于中斷容量的30%的電流下。明顯地，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠確定作為CEI標準化測試的函數(shù)的與中斷容量的值相比的百分數(shù)，所述測試適用于所考慮的高壓斷路器。根據(jù)有利的構(gòu)造實施例，閥由裝設(shè)在活塞中的減壓閥構(gòu)成。根據(jù)優(yōu)選構(gòu)造實施例，吹滅活塞包括兩個平行的隔離壁，所述兩個隔離壁間隔開、 通過管狀部分連接到一起且其間裝設(shè)有所述減壓閥，所述減壓閥的底座由在所述下游隔離壁中穿透的通孔構(gòu)成，且其一個末端固定到壓縮彈簧的一個末端，所述壓縮彈簧的另一末端擱置在所述上游隔離壁上，與界定于所述絕緣組件與所述電弧觸點之間的所述通道的所述連通是由在所述活塞的所述管狀部分中穿透的另一通孔和在與所述電弧觸點成一體且與所述額外絕緣組件連續(xù)的部分中形成的口形成。優(yōu)選地，上游隔離壁和下游隔離壁各自包括閥，所述閥的打開實現(xiàn)氣體從所述上游隔離壁上游到所述下游隔離壁下游的流動，且因此實現(xiàn)在所述斷路器的閉合操作期間所述多對觸點的合攏。有可能在中斷腔室中提供驅(qū)動構(gòu)件，所述驅(qū)動構(gòu)件使兩對觸點能夠為可移動的， 本發(fā)明因此適用于被稱作雙運動腔室的腔室。本發(fā)明還涉及一種大于52kV且更明確地說大于170kV直到420kV的高壓斷路器， 其包括如先前所界定的中斷腔室。


在閱讀了參考以下圖式進行的實例的詳細描述之后，其它優(yōu)點和特性將變得清楚，在所述圖式中-圖IA到圖IC以縱向且部分截面圖來示意性地展示在觸點的不同位置中的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自動氣動吹滅腔室，-圖2展示以觸點的斷開時間T為函數(shù)的壓力變化ΔΡ的不同曲線，每一曲線表示將被根據(jù)圖IA到圖IC的斷路器切斷的短路電流的類型，-圖3A和圖;3B以縱向且部分截面圖來示意性地展示在斷開結(jié)尾的位置中的根據(jù)本發(fā)明的斷路器的自動氣動吹滅中斷腔室，此時電弧截止值分別小于中斷容量的90%左右和大于中斷容量的90%左右，-圖4以縱向且部分截面圖來示意性地展示在斷開位置中的根據(jù)本發(fā)明的斷路器的自動吹滅中斷腔室，此時電弧截止值小于中斷容量的90%。
具體實施例方式在上文已解釋了圖1和圖2。為清楚起見，對于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的中斷腔室和根據(jù)本發(fā)明的中斷腔室，用相同的元件符號來表示相同的部件和部分部件。在所有圖式中，未表示每一中斷腔室的兩個主要觸點，其中一個是與吹滅噴嘴成一體。同樣也指出，所使用的術(shù)語“下游”和“上游”在圖3A、圖;3B和圖4中分別表示左邊禾口右邊。根據(jù)本發(fā)明的中斷腔室1包括由金屬管構(gòu)成的活動的電弧觸點2和具有互補形狀的同樣是金屬的固定電弧觸針3?；顒拥碾娀∮|點2與吹滅噴嘴4和形成罩6的額外絕緣組件成一體。更精確地， 罩6連續(xù)地固定在與活動觸點2成一體的管狀部件20的下游。絕緣罩60的末端具有與噴嘴4的內(nèi)部400互補的外部輪廓和與活動觸點的末端 21的輪廓互補的內(nèi)部輪廓。噴嘴4包括在其內(nèi)部400下游，頸40和連續(xù)地在頸40下游的漸擴件41。噴嘴4 包括在其上游部分中的管狀部件42，所述管狀部件42以罩6的上游部分和其固定到的管狀部分20界定圓柱形環(huán)形空腔5。概略描繪的管狀部件42形成未表示的主要觸點的部分。絕緣罩6相對于噴嘴4以及固定觸點的功能部件21和所述絕緣罩6固定到的其管狀部件20的布局界定兩個通道70、71。其中一個通道70與圓柱形環(huán)形空腔5直接連通。 另一通道71在分別由絕緣罩6的末端60和活動觸點2的末端21界定的區(qū)域Z中向下游敞開且在活動觸點2的管狀部件20中所形成的口 200中向上游敞開。圓柱形環(huán)形空腔5具有在氣體的吹滅活塞8的作用下可變的容積。裝設(shè)此活塞8，使得噴嘴4的管狀部件42與活動觸點2的管狀部件20之間無空隙。更精確地，在其外周邊上固定壓力密封件800，壓力密封件800此外適合于幫助活動組合件2、4、6在活塞8上滑動。此活塞8基本上包括兩個隔離壁80、81，所述隔離壁彼此平行且借助于管狀連接隔離壁82連接到一起，管狀連接隔離壁82與固定觸點2的管狀部件20鄰近且平行。下游隔離壁81包括通孔810。連接隔離壁82也包括通孔820。三個隔離壁80、81、82與主要管狀部件83成一體，此舉具有相對于由噴嘴4、絕緣罩6和固定觸點2所構(gòu)成的活動組合件進行的移動的平移沖程而以精確距離來固定活塞8 的功能。更具體來說，確定活塞8的固定和活動組合件2、4、6的平移沖程，以便在斷開操作的整個結(jié)尾，在中間連接隔離壁82中形成的通孔820是面向在固定觸點2的管狀部件20 中形成的口 200。在所說明的實施例中，操作的結(jié)尾對應于固定的電弧觸針3的末端30從其從在噴嘴4的頸40中的位置傳遞到其已離開噴嘴4的頸40且從噴嘴的漸擴件41到達下游部分(在氣體的流動方向上)的位置，如圖3A和圖;3B中所表示。在此后一個位置中， 可看到，通孔820面向口 200的極端下游部分。在活塞內(nèi)部組裝有板彈簧系統(tǒng)，其構(gòu)成止回閥9的活動部件90。更具體來說，壓縮彈簧900的一末端9000固定在上游隔離壁80的內(nèi)壁上且另一末端9001固定到橫向尺寸大于在下游隔離壁81中形成的通孔810的寬度的板910。根據(jù)空腔5中所占據(jù)的氣體的過壓和在彈簧上施行的負載的作用，板910阻塞或不阻塞構(gòu)成止回閥9的底座部分的通孔 810。根據(jù)本發(fā)明的彈簧的負載是用以下方式來施行，即，使得孔810的打開且因此在活塞的兩個隔離壁80、81之間的空間中的氣體的傳遞是在過壓水平由值大于或等于斷路器的中斷容量的90%左右的電流達到時發(fā)生。球型閥84a、84b裝設(shè)在活塞8的上游隔離壁81和下游隔離壁80中的每一者中。 如下文所解釋，這些閥84a、84b在斷路器的整個斷開操作期間保持關(guān)閉且僅用于閉合以實現(xiàn)絕緣氣體從上游空腔10傳遞到吹滅空腔5。圖4中所說明的實施例對應于根據(jù)本發(fā)明的自動吹滅型的中斷腔室所說明的腔室以與圖3中所說明且上文所詳述的相同組件相同的方式來復制且另外包含以下組件。在噴嘴4的管狀部件42與活動觸點2的管狀部件20之間固定有壁51。此固定壁 51在吹滅活塞8的下游。因此，在活塞8的作用下容積可變的圓柱形環(huán)形空腔5—方面由活塞界定且另一方面由固定壁51界定。因此在固定壁51的下游界定熱膨脹容積50。在固定壁51上裝設(shè)額外球型閥510，從而實現(xiàn)氣體從容積可變的空腔5傳遞到熱膨脹容積50中。最后，逆止式止回閥(或換句話說單向止回閥)2001裝設(shè)于通道71中位于口 200 的正下游。現(xiàn)在將解釋根據(jù)圖3A和圖;3B的實施例的高壓斷路器的中斷腔室1的運作。當氣體的過壓是由觸點2、3之間的值實質(zhì)上小于斷路器的中斷容量的90%的電弧產(chǎn)生時，止回閥9無法打開(圖3A)。如在圖1中表示的現(xiàn)有技術(shù)中施行氣體的吹滅，換句話說，用僅由通道70從空腔5進行的自動氣動吹滅。當過壓是由觸點2、3之間的值大于斷路器的中斷容量的90%的電弧產(chǎn)生時，止回閥9打開，此使得壓縮氣體的一部分經(jīng)由孔820、口 200且接著是通道71逸出，如在圖;3B中
用箭頭展示。因氣體流經(jīng)通道71進而實現(xiàn)的額外吹滅發(fā)生在區(qū)域Z中，換句話說盡可能接近于電弧根部。以此方式，一方面獲得在由空腔5構(gòu)成的吹滅容積中發(fā)生的過壓的限制，這是因為止回閥9在壓力變得小于彈簧900的負載的值時再閉合，且另一方面獲得盡可能接近于電弧根部Z的額外有效吹滅。無論將要截斷的電流的值和類型(對稱或不對稱)如何，彈簧的負載和通孔810 相較于吹滅空腔5的相對尺寸使得有可能在所述空腔5中保持足夠的過壓。在斷路器的閉合期間，可移動組合件2、4、6朝向其閉合位置的滑動(在圖3A和圖 3B中從右到左)在空腔5的容積中產(chǎn)生低壓，此通過絕緣氣體從活塞8上游的空腔10通過閥84a、84b傳遞來補償，止回閥9保持部分關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的解決方案對于具有自動氣動腔室的斷路器，尤其對于具有強中斷容量(例如，63kA)的類型的斷路器具有重要優(yōu)點。實際上，在此種類型的斷路器中的不對稱電流的截止過壓使得必須找到一種解決方案以便使用具有可接受能量/價格的液壓千斤頂?，F(xiàn)在將解釋根據(jù)圖4的實施例的高壓斷路器的中斷腔室1的運作。當氣體的過壓是由觸點2、3之間的值實質(zhì)上小于斷路器的中斷容量的30%左右的電弧產(chǎn)生時，止回閥9無法打開，且額外閥510在由活塞在空腔5中壓縮的氣體的作用下打開。如在圖1中表示的現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)氣體的吹滅，換句話說，用僅由通道70經(jīng)由容積 50從空腔5進行的自動氣動吹滅。換句話說，容積50中的熱加熱不足以使固定壁51上的額外閥510閉合。通孔810被堵上的活塞8壓縮來自空腔5的傳遞至容積50中的氣體的容積。因此通過經(jīng)由噴嘴與絕緣罩6之間的通道的存在于固定壁的任一側(cè)上的壓縮氣體的容積來實現(xiàn)消弧。當過壓是由觸點2、3之間的值大于斷路器的中斷容量的30%的電弧產(chǎn)生時，熱膨脹容積50中的熱加熱使固定壁51上的額外閥510閉合，而當空腔5中的由壓縮產(chǎn)生的過壓足以克服彈簧900的力時，止回閥9打開。接著在兩個分離區(qū)域中實現(xiàn)吹滅-熱膨脹容積50中產(chǎn)生的過壓經(jīng)由噴嘴4與絕緣罩6之間的通道70來實現(xiàn)吹滅，-通過活塞8在空腔5中產(chǎn)生的壓縮經(jīng)由活塞的敞開通孔810、通孔820、口200和絕緣罩6與所述固定電弧觸點2之間的通道71來在固定電弧觸點2上的電弧根部處實現(xiàn)額外吹滅。此外，發(fā)明人已識別出在強電流的截斷期間潛在的危險熱氣體可逸出到通道71 中且進入口 200中，使容積900中的壓力升高且閉合止回閥910。如先前所看到，在固定容積50中經(jīng)由熱氣體的熱膨脹而存在過壓，使得閥510閉合。因此在斷開操作期間存在以下危險空腔5中的容積的壓縮，且可能并未抽空氣體且因此使移動顯著減緩，此可導致截止失敗。為消除這個主要缺陷，裝設(shè)在通道71中的單向止回閥避免熱氣體逸出到容積900 中且實現(xiàn)正常操作發(fā)生從空腔5的壓縮容積到容積900中的排空，且在電流在其零交叉附近時(稍早于零交叉而開始且接著持續(xù)了整個電壓恢復階段的時間間隔)經(jīng)由口 200和通道71進行消弧為可能的。因所有壓縮氣體流經(jīng)通道71進而實現(xiàn)的額外吹滅確實發(fā)生在區(qū)域Z中，換句話說盡可能接近于電弧根部。無論將要切斷的電流的值和類型(對稱或不對稱)如何，彈簧的負載和通孔810 相較于吹滅空腔5的相對尺寸使得有可能在所述空腔5中保持足夠的過壓。閉合操作以與參看圖3A和圖;3B描述的方式相同的方式來發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的解決方案因此為可行的，因為其可適用于任何自動吹滅式中斷腔室，優(yōu)點為不產(chǎn)生壓縮氣體的自行損失。
1權(quán)利要求
1.一種用于高壓斷路器的中斷腔室(1)，所述中斷腔室希望截斷值小于或等于所述斷路器的短路中斷容量的所有電流，包含不對稱電流，所述腔室包括各自包括電弧觸點(2、3) 且適合于在斷弧期間分開的兩對觸點，所述腔室包括絕緣消弧噴嘴，所述絕緣消弧噴嘴(4)包括頸(40)，所述消弧噴嘴與一對觸點(2)成一體進而構(gòu)成可移動組合件，所述中斷腔室包括與所述電弧觸點( 成一體的額外絕緣組件(6)，其自身與所述噴嘴(4)成一體且布置在所述噴嘴的在所述頸上游的部分(400)與所述電弧觸點( 之間以便界定兩個通道 (70、71)，界定于所述噴嘴與所述額外絕緣組件之間的所述通道(70)永久地向容積可變的空腔(5)敞開，所述空腔的容積在固定吹滅活塞(8、80、81、82、83)的作用下可變，所述吹滅活塞穿透適合于被閥(9)堵上的通孔(810)，所述閥(9)的負載使得有可能當在所述空腔中施加的過壓小于預定值時堵上所述孔，所述孔與界定于所述絕緣組件(6)與所述電弧觸點(2)之間的所述通道(71)連通，當在所述空腔中施加的所述過壓大于所述預定值時，施行所述閥負載以便在將要截斷的整個電流范圍內(nèi)在所述空腔中保持足夠高的過壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中斷腔室，其為自動氣動吹滅型，在所述自動氣動吹滅型的中斷腔室中，所述閥(9)的所述負載使得其打開從而使所述孔(810)與界定于所述絕緣組件(6)與所述電弧觸點( 之間的所述通道(71)連通是針對值大于或等于所述中斷容量的90%的電流發(fā)生的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中斷腔室，其為自動吹滅型，在所述自動吹滅型的中斷腔室中，所述閥(9)的所述負載使得其打開從而使所述孔(810)與界定于所述絕緣組件(6)與所述電弧觸點(2)之間的所述通道(71)連通是針對值大于或等于所述中斷容量的30%的電流發(fā)生的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動吹滅型的中斷腔室，其包括固定壁(51)，其布置于界定于所述噴嘴(4)與所述額外絕緣組件(6)之間的所述通道 (70)與所述吹滅活塞(8)之間，所述固定壁(51)進而界定熱膨脹容積，且所述容積可變的空腔( 進而界定于所述活塞(8)與所述固定熱膨脹壁(51)之間；額外球型閥(510)，其裝設(shè)在所述固定壁(51)上且實現(xiàn)氣體從所述容積可變的空腔(5)傳遞到所述熱膨脹容積(50)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動吹滅型的中斷腔室，其此外包括逆止式止回閥(2001)， 所述逆止式止回閥O001)裝設(shè)在界定于所述絕緣組件(6)與所述電弧觸點( 之間的所述通道(71)中以避免在強電流的截斷期間在所述可移動組合件的所述電弧觸點O)附近的區(qū)域(Z)中產(chǎn)生的熱氣體逸出到所述吹滅活塞(8)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的中斷腔室，其中所述閥由裝設(shè)在所述活塞 (8)中的減壓閥(900、910)構(gòu)成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的中斷腔室，其中所述吹滅活塞包括兩個平行的隔離壁(80、81)，所述兩個隔離壁(80、81)間隔開、通過管狀部分(82)連接到一起且其間裝設(shè)有所述減壓閥(910)，所述減壓閥(910)的底座由在所述下游隔離壁(81)中穿透的通孔(810)構(gòu)成，且其一個末端(910)固定到壓縮彈簧(900)的一個末端(9001)，所述壓縮彈簧(900)的另一末端(9000)擱置在所述上游隔離壁(80)上，與界定于所述絕緣組件與所述電弧觸點之間的所述通道的所述連通是由在所述活塞的所述管狀部分(8 中穿透的另一通孔(820)和在與所述電弧觸點( 成一體且與所述額外絕緣組件(6)連續(xù)的部分(20)中形成的口 (200)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中斷腔室，其中所述上游隔離壁(80)和所述下游隔離壁 (81)各自包括閥(8^、84b)，所述閥的打開實現(xiàn)所述氣體從所述上游隔離壁上游到所述下游隔離壁下游的流動，且因此實現(xiàn)在所述斷路器的閉合操作期間所述多對觸點的合攏。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的中斷腔室，其中所述兩對觸點為可移動的。
10.一種大于52kV且更明確地說大于170kV的高壓斷路器，其包含根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的中斷腔室。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于大于52kV的高壓斷路器的中斷腔室。根據(jù)本發(fā)明，在針對所有短路電流(對稱或不對稱)的值將部署的操作能量與在斷路時發(fā)生的消弧的有效性之間進行折衷，此舉是通過以下方式進行針對具有值大于所述斷路器的斷路值的給定百分數(shù)的電流的電弧，經(jīng)由熱膨脹容積的一部分(當所述中斷腔室為自動氣動吹滅型時)或經(jīng)由壓縮容積(當所述中斷腔室為自動吹滅型時)在根部(Z)處消弧。
文檔編號H01H33/90GK102177565SQ200980140366
公開日2011年9月7日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者D·德福奈特 申請人:法國阿?，m集團輸配電自動中心