專利名稱:壓縮絕緣氣體電路斷路器的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有一個壓縮容積和一個熱容積的壓縮絕緣氣體電路斷路器。
上述術語“壓縮容積”是指這樣一種容積，在該容積中的氣體被活塞壓縮，并且射向電弧觸頭相互分離時所產(chǎn)生的電弧。
上述術語“熱容積”是指這樣一種容積，在該容積中的氣體在電路開斷時的電弧作用下被加熱，導致該氣體的壓力上升。
以這種方式獲得的熱能量用于壓縮噴氣容積，從而降低操作這種電路斷路器所需的能量。
一個與上述類型相同的電路斷路器已在美國專利US-4486632中描述了。但在那個電路斷路器中，由熱容積中來的熱氣體與噴氣容積室中的冷氣體相混合，因此降低了壓縮氣體的滅弧能力。
本發(fā)明的一個目的就是提供一種克服上述缺點的電路斷路器。
本發(fā)明提供一種壓縮氣體絕緣的電路斷路器，包括主靜觸頭，靜弧觸頭;一個具有主觸頭和弧觸頭的運動裝置;一個噴氣裝置，其中有一個被固定活塞分隔成第一和第二室的半運動氣壓缸，而第一室和一個噴嘴裝置連通在一起的;還有一個熱容積室，其開口朝向靜弧觸頭與上述運動裝置的電弧觸頭分離處的區(qū)域，這樣就在熱容積室與所述第二室之間建立了聯(lián)系，以使得氣體能被熱容積室中的電弧所加熱，增加了那里的壓力，幫助推動氣壓缸，因而也有助于第一室中氣體的壓縮。
本發(fā)明的實施方案通過實例及相應的附圖加以說明，其中圖1是按本發(fā)明的電路斷路器開斷室的局部軸向的半截面圖，圖中所示為合閘位置;
圖2是沿圖1中線Ⅱ-Ⅱ的橫截面圖;
圖3是當打開或斷開操作時開斷室的圖;
圖4是斷路器完全打開時開斷室的圖;
圖5是另一種斷路器開斷室的局部軸向的半截面圖;
圖6是熱容積室又一實施例的放大圖;
圖7是按本發(fā)明的另一不同實施例的電路斷路器開斷室的局部軸向半截面圖，圖中所示為合閘位置;
圖8是沿圖7線Ⅷ-Ⅷ的橫剖面圖;
圖9是當打開操作時圖7中該室的截面圖;
圖10是按本發(fā)明的又一種實施例的電路斷路器開斷室的局部軸向半截面圖，圖中所示為合閘位置;
圖11是沿圖10線Ⅺ-Ⅺ的橫剖面圖;
圖12是當打開操作時同一開斷室的截面圖。
在圖1中，標記1表示電路斷路器的軸線。這種電路斷路器具有一個密封的絕緣外包層2，在此包層中充有絕緣氣體，例如六氟化硫氣體，氣體的壓力為幾個巴。
在外包層里，由基本上為管狀的金屬裝置3與一個固定部件4連接，構成一個固定裝置，固定部件4與該電路斷路器的一個接線端具有電的連接。(圖中未示出)管3的突出端是一個與末端部件7相連的薄壁部件6，末端部件7可以是絕緣物，或由能夠耐受電弧的金屬制成。
管8上固定有電弧觸指8A，并且與管6、連同絕緣的或金屬的部件7一起圍成一個熱容積空間9。
管3的突出端上還裝有一個絕緣噴嘴12，同時還附有一個構成該電路斷路器主靜觸頭的金屬部件11。
該電路斷路器的噴氣容積室15由管3的外表面部分3A及半運動氣壓缸16和環(huán)繞管3的環(huán)3B所構成的活塞共同限定，環(huán)3B和管3最好經(jīng)機械加工形成一個單獨的整體部件。
密封墊圈17和18用來密封室15和為氣壓缸16導向。
活塞3B將氣壓缸16分隔成兩個室其中一個室15構成噴氣容積室，另一個室用標記35表示。該室35是由氣壓缸16、活塞3B、管3和氣壓缸的一端16A圍成。氣壓缸16繼續(xù)延伸為一個絕緣的圓筒形部件16B，當電路斷路器處于合閘位置時，該圓筒形部件16B緊靠在帽20上，帽20屬于運動裝置的組成部件之一，該運動裝置還包括主觸指21和管22，管22的末端22A構成電路斷路器的動弧觸頭。
帽20和觸指21固定在從管22上加工出的環(huán)22B上。
管22連接到移動裝置上(圖中未示出)，當電路斷路器處于合閘位置時，帽20推頂氣壓缸16，并且壓縮彈簧25。
噴氣容積室15通過通道與弧區(qū)相通，這些通道例如30形成于管3的壁厚內(nèi)，并且其一端具有通到絕緣部件7和12之間的環(huán)狀空間31的開口，而另一端通過設在活塞3B上的開口32通到室15。
室35通過穿通管3的壁的通道36，與熱容積室9相連通?？梢钥闯?，通道30和通道36彼此間并不相通，因此熱容積室9中的熱氣體不會與噴氣容積室15里的冷氣體混合。
最后，應該注意到活塞3B上裝有一個止回閥3D，其作用是允許氣體流進室15，但不允許從該室流出。
電路斷路器的工作過程如下在合閘或電流流通位置(圖1)，電流流經(jīng)部件4、管3、觸頭11和21和管22。
當電路斷路器打開時，運動裝置就朝該圖的左方移動，主觸頭11和21首先分離開，此時電流通過弧觸頭8A和22A流動。一旦該二弧觸頭分離(圖3)開，在觸頭間產(chǎn)生一個電弧A。帽20不再頂著管16A，此時在彈簧25的作用下，半運動裝置(即氣壓缸16)朝著該圖的右邊移動。
室15受到壓縮，使冷的氣體經(jīng)過通道30和室31被噴向電弧A。
與此同時，電弧A將室9中的氣體加熱，這一氣體的壓力上升，增加的壓力通過通道36和室35推動氣缸16A的一端，從而進一步增加了噴氣容積室15中的氣體壓力。
到此動作末尾(圖4)室15的容積減少到零，氣體從孔3C和22C排掉。當此電路斷路器再次合閘時，止回閥3D打開，很容易再次充氣入噴氣容積室15。
上述電路斷路器的配置具有顯著的優(yōu)點，即a)用來吹弧的氣體保持冷的狀態(tài)，其絕緣性能不會因與熱氣體混合而有所降低;
b)如果電弧不大(開斷正常電流)，則存儲在彈簧中的能量對于壓縮噴氣容積室是足夠的;但是如果電弧很大(開斷短路電流)，電弧自身的能量也用來強有力地推動半運動裝置，壓縮噴氣容積室。要切斷的電流越大，電弧自身產(chǎn)生的熱能就越大，因此使噴氣壓力也越大;
c)用于推動運動裝置所需的能量，始終與要切斷的電流量無關。
圖5表示半運動裝置可以安裝在運動裝置上。在本圖中與前面圖中所共同的元件取相同的標記數(shù)字加上一撇“′”，圖中固定的和運動的裝置的標記已互換。
一個固定的管件41用作半運動裝置的鄰接物，附加到管3′上。
彈簧25與形成管22的一部分的一個環(huán)22′相鄰接。
孔3E，41A和3C用來當電路斷路器斷開操作后，允許氣體排出。
圖6表示一個不同的實施例，其中的通道36由止回閥，例如36A所關閉，只允許氣體從室9經(jīng)通道開口排入室35。結果被電弧加熱的氣體里所含有的熱能保存在室35中，這一能量全部用于推進室15的壓縮過程。另外，這一熱氣流并不影響使用冷的氣體吹弧。
圖7到圖9表示本發(fā)明的另一實施方案。圖中與圖1至圖4中共同的元件其標號相同。
開斷室包括一個半移動、管狀弧觸頭41。術語“半運動”用來表示正討論的另件相對于一個相關部件，這里指管3，具有移動一定距離的能力。
在電路斷路器的合閘位置，由于靠動觸頭22的推動，觸頭41壓縮一根彈簧42。
觸頭41關閉了熱容積室9。有一圈觸指43安裝在這個室中，這些觸指輕輕地壓在管41上。觸指機械上和電氣上裝接到固定管件3上。
最后，我們可以看出氣壓缸的一端16A上裝有一個止回閥16C，其功能在下面說明。
電路斷路器工作如下a)切斷低電流在斷開操作中，運動裝置運動，觸指43與管件41保持接觸，這是由于它們之間是輕的壓接。
在觸指43和管件41之間沒有產(chǎn)生電弧，彈簧25中所存能量足以提供吹滅管41和管22間電弧所需的壓力。
b)切斷高電流因為有相當大的電動力作用在觸指43上，使觸指從管41上稍稍分離。在觸指和管之間產(chǎn)生初次燃弧A′(參見圖9)，于是在室9中建立相當高的氣壓。這一壓力經(jīng)通道36與室35相連通，推動噴氣容積室15中氣體的壓縮，以達到熄滅電弧A的目的。
要切斷的電流值越大，從初次燃弧A′中產(chǎn)生成的熱能就越大，因此有效的壓力則越高。
在動作的末尾，室9中的余壓通過校準孔45排出。當電路斷路器再次合閘時，止回閥3D打開，這樣使室15里很容易充入氣體。當切斷低電流時，止回閥16C打開，以避免由于管16的移動在該室內(nèi)產(chǎn)生真空狀態(tài)。而切斷高值電流時，由于電弧產(chǎn)生的壓力，保證使這個止回閥關閉。
圖10至圖12表明本發(fā)明進一步的實施例。
斷路器滅弧室包括一個固定的管件50，通過部件51連接到電路斷路器的接線端上去(圖中未示出)。在離部件51最遠的一端，該管子上裝有一個噴嘴53和構成靜主觸頭的部件52。
在一端裝有弧觸指55的管件54，固定在上述管件50上。管件50和54圍成一個熱容積室56。該室由一個絕緣件57封閉，這個絕緣件與噴嘴一起，構成一個環(huán)狀噴氣道60。
一個其端部為62的半運動氣壓缸61圍在管50外，管61在第一個環(huán)50A(與管50一起整體模壓成型或鍛造成型)上以密封的方式滑動。
在環(huán)50A與端部件62之間裝有一個彈簧63。標號64表示一個室空間，該室是由元件50、50A、61和62所圍成。
沿氣壓缸61延伸裝有一個管狀絕緣帽65，并與端部件62、管50和第二個環(huán)50B一起構成噴氣室66。
室64通過穿過管50的通道67，與熱容積室56相通。
噴氣室66經(jīng)通道68與環(huán)狀噴氣道相通。
該運動裝置包括一個管件70，其末端70A是動弧觸頭，還包括由帽72保護的觸指71。
帽72與帽65配合動作，以便在電路斷路器合閘時，壓縮彈簧63。
這個電路斷路器的動作與圖1至圖4中的斷路器動作相同。
當開斷低值電流時，彈簧63可提供所有所需的能量。
當開斷高電流時(參見圖12)，電弧中的熱能產(chǎn)生了熱容積室56中的過氣壓，這一過壓從室56傳送到室64，附加在彈簧產(chǎn)生的壓力上，使在噴氣室66中的氣體受壓縮的程度增加了。
如果該電路斷路器再次合閘，止回閥62A則打開，易于重新使室66中充入氣體。
本發(fā)明可以用于高電壓電路斷路器(即在大于45千伏下工作)，也可以用于中壓電路斷路器。
權利要求
1.一種壓縮氣體絕緣電路斷路器，由下列部件組成靜主觸頭(11)，靜弧觸頭(8A)，一個由主觸頭(21)和弧觸頭(22A)構成的運動裝置，一個噴氣裝置包括一個被固定活塞(3B)分隔成第一和第二室(15、35)的半運動式氣壓缸(16)，其中第一個室(15)與一個噴嘴(12)相通，一個熱容積室(9)，其開口朝向靜弧觸頭(8A)與運動裝置的弧觸頭(22A)分離的區(qū)域，其特征是在熱容積室(9)和所述第二室(35)之間，具有聯(lián)絡通道(36)，其作用是使在熱容積室中被電弧加熱的氣體能增加壓力，并協(xié)助推動氣壓缸(16)的移動，增強對第一室(15)中氣體的壓縮。
2.按權利要求
1所述的電路斷路器，其特征是所述半運動氣壓缸(16)在與其同軸的一個固定管件(3)上滑動，在所述管的一端裝有靜觸頭，一個位于該管件上的環(huán)(3B)構成的活塞，第一室(15)經(jīng)在該管件的壁中平行于此管軸線通過的通道(30)與噴嘴相通，由靜弧觸頭(8A)和上述其端部為壁厚減薄了的部分(6)的管子之外壁所圍成的熱容積室(9)，在熱容積室和第二室間的聯(lián)系為穿過管壁并位于所述各通道(30)之間的輻射狀通道(36)。
3.按權利要求
1所述的電路斷路器，其特征是氣壓缸在管(3′)上滑動形成運動裝置的一個部分，該管上裝有動觸頭(8A′、11′)，第一室(15)經(jīng)在管的壁厚中形成并與該管軸線平行的通道(30)排氣，由動弧觸頭(22A)和帶有減薄了厚度的端部的管(3′)之外壁圍成的熱容積室，在熱容積室(9)與第二室(35)間的聯(lián)系為做在管(3′)上的輻射狀通道(36)。
4.按權利要求
2或3所述的電路斷路器，其特征是輻射狀通道(36)可由相關的止回閥(36A)關閉以只允許氣體單向地沿著從熱容積室向第二室的方向流動。
5.按權利要求
1所述的電路斷路器，其特征是所述半運動氣壓缸(16)在與其同軸的一個固定管件(3)上滑動，在所述管的一端裝有靜主觸頭(11)，由環(huán)(3B)構成的活塞固定在該管件上，第一室(15)經(jīng)穿過該管件的壁厚做成且平行于該管件軸線安置的通道(30)與噴嘴相通，熱容積室由一構成弧觸頭之一的半運動管(41)和管的外壁所限定，一圈與固定管件(16)之間具有機械的和電氣的連接的且位于熱容積室里面的觸指(43)壓在半運動管件(41)上，熱容積室(9)和第二室(35)間的聯(lián)系為穿過管壁制成并置于所述各通道(30)之間的輻射狀通道(36)。
6.一種壓縮絕緣氣體電路斷路器，由下列部件組成靜主觸頭(52)，靜弧觸頭(55)，一個由主觸頭(71)和弧觸頭(70A)構成的運動裝置，一個噴氣裝置包括一個裝在一活塞上并分成第一和第二室的半運動式氣壓缸(61)，其中第一個室與一個噴嘴相通，一個其開口朝向靜弧觸頭(55)與動弧觸頭(70A)分離區(qū)域的熱容積室(56)，該電路斷路器的特征是位于熱容積室(56)和第二室(64)之間有聯(lián)系通道(67)，其作用是使在熱容積室中被電弧加熱的氣體能增加壓力，并協(xié)助推動活塞(62)的移動，增強對第一室(66)中氣體的壓縮。
專利摘要
一種壓縮絕緣氣體電路斷路器，包括有靜主觸 頭(11)，靜弧觸頭(8A)，包括主觸頭(21)和弧觸頭 (22A)的運動裝置，帶有半運動式氣壓缸(16)的噴氣 裝置。該氣壓缸被固定活塞(3B)分成第一和第二室 (15，35)，其中第一室(15)與一個噴嘴(12)相通。一 個熱容積室(9)，其開口朝向靜弧觸頭(8A)與運動裝 置的弧觸頭(22A)分離的區(qū)域。其特征是在熱容積 室(9)和第二室(35)間，具有聯(lián)系通道(86)。其作用 是使在熱容積室中被電弧加熱的氣體能增加壓力，并 協(xié)助推動氣壓缸(16)移動，增強對第一室(15)中氣 體的壓縮。
文檔編號H01H33/88GK87102963SQ87102963
公開日1987年10月7日 申請日期1987年3月24日
發(fā)明者埃德蒙·蒂利, 丹尼斯·都夫爾納, 左太郎·柳父, 米歇爾·貝雷 申請人:阿爾斯托姆有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan