本發(fā)明涉及先進(jìn)的氣體斷續(xù)器裝置.特別地，其涉及具有雙運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)的斷續(xù)器。

背景技術(shù)：

當(dāng)故障電流被斷路器中斷時(shí)，在發(fā)弧觸點(diǎn)之間觸發(fā)電弧.電弧的能量含量取決于電流的大小、電弧的長(zhǎng)度以及類(lèi)似的其它參數(shù).由于電弧的溫度相當(dāng)高，其分解絕緣介質(zhì)(氣體)和暴露于電弧的材料.在升高的溫度下的化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物也累積在附近使絕緣不穩(wěn)定，并且應(yīng)當(dāng)被移除以維持用于隨后中斷的電極間間隙的介電性質(zhì)。

在常規(guī)的斷續(xù)器中，兩個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)是固定的，移動(dòng)觸點(diǎn)由操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)并且在觸點(diǎn)分離(圖1(a))時(shí)觸發(fā)電弧。在零電流時(shí)，電孤被自然地熄滅，將所形成的電極間間隙暴露于系統(tǒng)和瞬態(tài)恢復(fù)電壓.如果間隙不能承受這些電壓，間隙重新點(diǎn)火或電弧被重新觸發(fā).對(duì)于機(jī)械約束，在常規(guī)斷續(xù)器中僅可以產(chǎn)生有限的電極間間隙，促進(jìn)對(duì)于ehv斷路器的多個(gè)斷路(break)的使用.高達(dá)245kv的單斷路斷路器設(shè)計(jì)是常見(jiàn)的，超過(guò)該額定值，串聯(lián)使用兩個(gè)或更多個(gè)斷路以形成一個(gè)斷路器。多重?cái)嗦沸枰穹謮弘娙萜鞯入妷壕庋b置，影響斷路器的可靠性和成本。

另外，常規(guī)斷續(xù)器使用靜態(tài)場(chǎng)分布電極，導(dǎo)致隨著觸點(diǎn)分離而改變場(chǎng)強(qiáng)度。更清楚地，當(dāng)屏蔽件被固定時(shí)，靜電場(chǎng)和電極間間隙的電壓承受能力受到限制。為了克服這種約束并實(shí)現(xiàn)所需的斷續(xù)器性能，設(shè)計(jì)者采用過(guò)量氣體和更高的壓差.

一些與本主題相關(guān)的專(zhuān)利發(fā)明是us20080257866a1、us4937406和us5739495。

us20080257866a1公開(kāi)了涉及一種用于高或中壓類(lèi)型的斷路器(1)的發(fā)明，其具有偶聯(lián)到驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)桿(70)和面向它的斷路室(2)，并且具有兩個(gè)觸點(diǎn)(3，4)，每個(gè)觸點(diǎn)(3，4)包含主觸點(diǎn)(分別為30，40)和發(fā)弧觸點(diǎn)(分別為31，41)，其中兩個(gè)觸點(diǎn)(3)中的一個(gè)被固定到噴氣(blast)或滅火噴嘴(32)。根據(jù)該發(fā)明，第二觸點(diǎn)(4)和驅(qū)動(dòng)桿(70)通過(guò)偶聯(lián)裝置(6)以這樣的方式連接在一起，使得它們?cè)谙嗤较蛏弦黄鹌揭埔苿?dòng)，傳輸裝置(5)設(shè)置在該室(2)的與驅(qū)動(dòng)桿(70)相鄰的一側(cè)(21)上，并且適于將受驅(qū)動(dòng)的第二觸點(diǎn)(4)的運(yùn)動(dòng)傳遞到第一觸點(diǎn)(3)。

us4937406公開(kāi)了一種絕緣體型氣體電路斷續(xù)器，其包括用于閉合和分離主電路和絕緣管的可動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)，其中限定了截頭圓錐形構(gòu)造的滅弧室.可動(dòng)觸點(diǎn)在截頭圓錐形滅弧室的較小內(nèi)徑側(cè)設(shè)置在截頭圓錐形滅弧室中，并且固定觸點(diǎn)在截頭圓錐形滅弧室的較大內(nèi)徑側(cè)設(shè)置在截頭圓錐形滅弧室中.將電絕緣氣體密封在截頭圓錐形滅弧室內(nèi)部。

us5739495公開(kāi)了：pctno.pct/de95/00631sec.371，日期為1996年11月26日，sec.102(e)，日期為1996年11月26日，pct申請(qǐng)日為1995年5月8日；pct公開(kāi)號(hào)為wo95/33274，pct公開(kāi)日期為1995年12月7日.壓縮氣體斷路器配備有彼此同軸相對(duì)布置的兩個(gè)觸點(diǎn)，兩個(gè)觸點(diǎn)中的至少一個(gè)可以被驅(qū)動(dòng)以在軸向方向上移動(dòng)。這兩個(gè)觸點(diǎn)在斷開(kāi)狀態(tài)中限定一觸點(diǎn)間隙。斷路器還具有由絕緣材料形成的噴嘴，其連接到驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)并且包圍觸點(diǎn)間隙的至少一部分。該發(fā)明要求高強(qiáng)度塑料管同軸地抵靠絕緣噴嘴的外側(cè)，以便防止噴嘴由于滅弧氣體壓力的增加而徑向膨脹。

發(fā)明目的

因此，本發(fā)明的目的是提供具有可動(dòng)的屏蔽機(jī)構(gòu)的改進(jìn)的斷續(xù)器裝置.

本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)第二可動(dòng)觸點(diǎn)上最低的電應(yīng)力水平。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在電流中斷期間排出孤后氣體(arcedgas)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)新穎的軌跡板實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的預(yù)定速度的行進(jìn)特性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在行程結(jié)束時(shí)特別是對(duì)于更高的故障電流限制非常高的壓力。

本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供電極間間隙(電流傳遞觸點(diǎn)系統(tǒng))的保護(hù)以免受熱/導(dǎo)電氣體的污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了成功的中斷，基本的設(shè)計(jì)要求是：足夠的電極間間隙；氣體的最佳介電性質(zhì)和電極間間隙中的場(chǎng)均勻性.為了解決這些要求中的一些，已經(jīng)創(chuàng)新了可動(dòng)的屏蔽方案。因此，提供了一種具有被動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極圍繞的銷(xiāo)的斷續(xù)器裝置，其被配置為具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)合適的稱(chēng)為帶電鏈路(charginglink)的偶聯(lián)器(coupler)將噴嘴偶聯(lián)到軌跡板，帶電鏈路本身又控制動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種斷續(xù)器裝置，包括具有三個(gè)策略性耦合體積的雙運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)，以在中斷時(shí)實(shí)現(xiàn)有效的氣體流速。整個(gè)觸點(diǎn)系統(tǒng)被例如六氟化硫(sf6)或sf6氣體與其它絕緣氣體或等效氣體的混合物的加壓氣體所包圍.進(jìn)一步地，軌跡板的輪廓以這樣的方式設(shè)計(jì)，使得可以調(diào)節(jié)觸點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)場(chǎng)電極的位置以獲得最大的益處，防止熱氣體在觸點(diǎn)系統(tǒng)的電極間間隙中的停滯/占用。此外，本發(fā)明提出并要求保護(hù)一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中銷(xiāo)在電流中斷期間自己工作。在先前的關(guān)閉操作期間，存儲(chǔ)/獲得該運(yùn)動(dòng)所需的必要能量.本設(shè)計(jì)的新穎性在于，銷(xiāo)再次處于基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下，并且確保了觸點(diǎn)系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)拈]合和斷開(kāi).本發(fā)明的斷續(xù)器還包括減少斷續(xù)器的操作能量的特征.本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是頂部圓蓋，其是軌跡板的殼體并且覆蓋雙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、軌跡板和帶電鏈路、導(dǎo)桿并提供均勻的電場(chǎng).剪刀桿設(shè)備在本發(fā)明中用于將噴嘴偶聯(lián)到用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的操作的動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極.由于電流中斷產(chǎn)生的電弧能量，本發(fā)明還提供了對(duì)可動(dòng)觸點(diǎn)的附加運(yùn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1-常規(guī)的斷續(xù)器和具有雙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷續(xù)器.

圖2-常規(guī)的斷續(xù)器殼體.

圖3-常規(guī)的絕緣噴嘴

圖4-第一可動(dòng)觸點(diǎn)組件

圖5-動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極組件。

圖6-用于將噴哺偶聯(lián)到動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的剪刀桿設(shè)備。

圖7-所發(fā)明的絕緣噴嘴組件.

圖8-所發(fā)明的柔性偶聯(lián)裝置(flexiblecoupling).

圖9-所發(fā)明的具有提出的設(shè)計(jì)特征的斷路器.

具體實(shí)施方式

通常地，為了限制在中斷期間出現(xiàn)在觸點(diǎn)兩端的電壓，優(yōu)選多個(gè)斷路。多斷路系統(tǒng)由同一驅(qū)動(dòng)器操作，該驅(qū)動(dòng)器需要更高的能量驅(qū)動(dòng)以用于其操作。為了克服這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)將雙運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)確定為替代解決方案(圖1(b))。然而，在所有的這些系統(tǒng)中，第二可動(dòng)觸點(diǎn)，即除了基本移動(dòng)觸點(diǎn)之外，從操作機(jī)構(gòu)獲得足夠部分的能量.在一些常規(guī)斷路器中，這種系統(tǒng)具有相對(duì)高的能量需求并且難以用低能量機(jī)構(gòu)操作(參見(jiàn)：us20080257866a1)。

在可動(dòng)和固定觸點(diǎn)之間的靜電場(chǎng)由于諸如電極輪廓和觸點(diǎn)的相對(duì)位置的各種原因而是不均勻的.場(chǎng)強(qiáng)化(fieldintensification)不利地影響著氣隙的電壓承受能力。熱和導(dǎo)電氣體的可用性使得防止成功中斷的情況進(jìn)一步復(fù)雜化.在大多數(shù)斷續(xù)器中，離開(kāi)噴嘴之后的孤后氣體可能由于不適當(dāng)?shù)臏系蓝绯龅接|點(diǎn)系統(tǒng)中，并且這可能導(dǎo)致熱故障。超過(guò)電流中斷期間的特定時(shí)刻，最小發(fā)弧(arcing)時(shí)間由跨越電極間氣體間隙移除發(fā)弧氣體的效率和發(fā)弧觸點(diǎn)之間的靜電場(chǎng)的均勻性決定。為了克服這一問(wèn)題，噴嘴的沿面長(zhǎng)度(creepagelength)以不同的方式增加。然而，系統(tǒng)的性能是有限的，并且沒(méi)有一個(gè)中斷器被用于全部能力。在一些現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，觸點(diǎn)系統(tǒng)被布置在沒(méi)有發(fā)弧室組件的金屬外殼中.這種布置可能由于不包含弧后氣體而在電流中斷期間引起過(guò)早的氣體擊穿，并且可能直接與金屬外殼接觸(參見(jiàn)圖2(a)).在常規(guī)的絕緣發(fā)孤室的設(shè)計(jì)中，當(dāng)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，穿過(guò)絕緣體的靜電場(chǎng)可以接近均勻.在沒(méi)有集成到絕緣發(fā)孤室的屏蔽件的情況下，不能通過(guò)發(fā)弧和載流觸點(diǎn)屏蔽件來(lái)將表面應(yīng)力控制到需要的程度(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4937406).然而，在斷開(kāi)操作(即從閉合狀態(tài)到斷開(kāi)狀態(tài))期間，發(fā)孤觸點(diǎn)脫離其屏蔽件，并且跨觸點(diǎn)系統(tǒng)和絕緣發(fā)孤室的靜電應(yīng)力顯著增加，并且可能在較低恢復(fù)電壓下引起飛弧(flashover)(參見(jiàn)圖2(b))。

電極間間隙的介電強(qiáng)度不僅取決于孤后氣體的有效去除，而且還取決于占據(jù)發(fā)弧過(guò)的氣體區(qū)域的新鮮氣體的密度.在常規(guī)的斷續(xù)器中，一旦氣體從喉部釋放到擴(kuò)張區(qū)，則由于氣體的突然膨脹，存在馬赫數(shù)大于1的可能性(參見(jiàn)：美國(guó)專(zhuān)利5739495).由于增加的馬赫數(shù)，在喉部區(qū)域附近的氣體壓力突然下降，有時(shí)是負(fù)的(參見(jiàn)圖3)。這反過(guò)來(lái)產(chǎn)生低氣體密度區(qū)域，其對(duì)于在電流中斷期間耐受瞬態(tài)恢復(fù)電壓變得至關(guān)重要。

在本發(fā)明中，由高導(dǎo)電性和低侵蝕材料制得的插座(01)被保持在插座支座或保護(hù)體積(protectionvolume)(02)上.該插座被由低侵蝕絕緣材料制得的絕緣護(hù)罩(03)所覆蓋。噴嘴(05)被安裝于動(dòng)態(tài)載流(cc)觸點(diǎn)(04)和插座觸點(diǎn)組件上。插座(01)、絕緣護(hù)罩(03)和載流觸點(diǎn)(04)被稱(chēng)為插座觸點(diǎn)組件。圖4示出了第一可動(dòng)觸點(diǎn)組件。

在斷續(xù)器完全斷開(kāi)狀態(tài)下，銷(xiāo)(06)被動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)包圍.該銷(xiāo)位于動(dòng)態(tài)場(chǎng)電極內(nèi)部，并且該布置再次在靜態(tài)載流(cc)觸點(diǎn)組件內(nèi)部.該銷(xiāo)的尺寸被確定為使得其促進(jìn)兩個(gè)觸點(diǎn)之間的均勻靜電場(chǎng)。銷(xiāo)的尺寸也由待中斷的故障電流、需要中斷所有可能的測(cè)試任務(wù)的壓力窗口決定.靜態(tài)載流觸點(diǎn)組件包括靜態(tài)載流(cc)觸點(diǎn)(08)和靜態(tài)載流觸點(diǎn)屏蔽件(09)。發(fā)孤觸點(diǎn)系統(tǒng)和載流觸點(diǎn)系統(tǒng)被放置在絕緣的發(fā)弧室組件(10)中。絕緣的發(fā)弧室組件由在任一側(cè)上集成到絕緣的發(fā)弧室的(屏蔽電極的)ht屏蔽件i(11)和ht屏蔽件ii(12)組成。絕緣室由在真空/壓力下纏繞和侵漬有環(huán)氧樹(shù)脂的這些纖維或等同材料的組合的芳族聚酰胺/芳綸制成.絕緣室的內(nèi)和外表面可抵抗發(fā)孤過(guò)的sf6氣體.ht屏蔽件的輪廓是在發(fā)弧觸點(diǎn)系統(tǒng)和載流觸點(diǎn)系統(tǒng)之間保持均勻的電場(chǎng)。

本發(fā)明的裝置由三個(gè)策略性偶聯(lián)的體積(volume)構(gòu)成。該布置的目的是實(shí)現(xiàn)中斷時(shí)的有效氣體流速.第一體積是壓縮體積(13)，其中活塞-氣缸設(shè)備允許在中斷期間通過(guò)常規(guī)地偶聯(lián)到操作機(jī)構(gòu)/驅(qū)動(dòng)器的活塞的運(yùn)動(dòng)來(lái)存儲(chǔ)冷氣體及其壓縮。在閉合操作期間，新鮮氣體被收集并保留在該體積中。第二個(gè)是膨脹體積(15)，其中可用氣體在觸點(diǎn)分離/發(fā)孤期間直接暴露于電弧.第三體積是中間體積(14)，其中存儲(chǔ)的氣體通過(guò)膨脹體積(15)氣體而被壓縮，并且其中由于通過(guò)膨脹體積氣體和通過(guò)混合這兩種壓縮，氣體壓力在發(fā)弧期間上升。存在一個(gè)與壓縮體積串聯(lián)的被稱(chēng)為保護(hù)體積(02)的附加體積.在斷開(kāi)操作期間的行程結(jié)束時(shí)，該體積有助于避免產(chǎn)生過(guò)多的氣體壓力并且不會(huì)加載該機(jī)構(gòu).斷路器為壓縮體積(13)提供備用體積的另一個(gè)目的是在較高的發(fā)弧周期期間限制極高的壓力，因?yàn)樵趦杉?jí)噴氣中斷中壓縮體積(13)中的建立的壓力高得多.該保護(hù)體積(02)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，以便在空載/輕載狀態(tài)期間的中斷不受影響。

在斷續(xù)器斷開(kāi)狀態(tài)下，動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)從靜態(tài)載流觸點(diǎn)屏蔽件(09)突出，并且動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)和動(dòng)態(tài)載流觸點(diǎn)(04)之間的氣隙決定了耐受電壓.圖5示出了動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極系統(tǒng)。整個(gè)觸點(diǎn)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)密度的sf6氣體所包圍.插座與靜態(tài)載流觸點(diǎn)屏蔽件隔開(kāi)一設(shè)計(jì)距離，該設(shè)計(jì)距離與系統(tǒng)電壓和sf6氣體的密度成比例.

在斷開(kāi)操作期間，動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)在其操作的預(yù)定瞬間根據(jù)預(yù)期的最小發(fā)弧時(shí)間和銷(xiāo)(06)觸點(diǎn)與動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)交叉的時(shí)刻向下移動(dòng).更清楚地，在零電流時(shí)，在存在動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的情況下改善了觸點(diǎn)之間的耐壓能力。插座組件利用軌跡板(16)通過(guò)噴嘴(05)被偶聯(lián)到動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)。軌跡板(16)的輪廓被以這樣的方式設(shè)計(jì)使可以調(diào)節(jié)觸點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)場(chǎng)電極的位置以獲得最大的益處。插座觸點(diǎn)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)和偶聯(lián)系統(tǒng)被布置成使在第一零電流時(shí)，熱氣體通過(guò)引導(dǎo)噴嘴(05)被排放到主體積，防止在電極間的間隙中的熱氣體停滯于/占用觸點(diǎn)系統(tǒng).軌跡板(16)被以這樣的方式輪廓化，使得其確定以下參數(shù)：

1.動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的速度特性.

2.動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的無(wú)摩擦運(yùn)行.

3.動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)和動(dòng)態(tài)載流觸點(diǎn)(04)之間的氣隙.

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是通過(guò)稱(chēng)為帶電鏈路(17)的合適的偶聯(lián)器偶聯(lián)到軌跡板(16)的噴嘴(05)，所述偶聯(lián)器本身又控制動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的運(yùn)動(dòng).動(dòng)態(tài)場(chǎng)電極通過(guò)導(dǎo)桿(18)被偶聯(lián)到軌跡板(16)。帶電鏈路(17)具有導(dǎo)向槽，其構(gòu)造由斷路器的行程和銷(xiāo)(06)移動(dòng)的距離設(shè)計(jì).圖5示出了具有動(dòng)態(tài)場(chǎng)電極的斷續(xù)器。當(dāng)cb處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，銷(xiāo)(06)被壓抵抗阻尼器(19)的力并由受電器(currentcollector)(20)引導(dǎo).該銷(xiāo)(06)通過(guò)機(jī)械設(shè)備(21)被連接到帶電鏈路(17)。這種布置有助于銷(xiāo)(06)與插座組件永久接合，并且不允許銷(xiāo)(06)獨(dú)立地移動(dòng).在閉合操作的特定時(shí)刻，機(jī)械設(shè)備(21)進(jìn)行操作，并且由阻尼器(19)引導(dǎo)的銷(xiāo)被壓.這本身又導(dǎo)致銷(xiāo)(06)的運(yùn)動(dòng)和彈性能量(springenergy)在阻尼器(19)中的存儲(chǔ).一旦斷路器閉合，機(jī)械設(shè)備(21)和帶電鏈路(17)之間的撥動(dòng)(toggle)確保了銷(xiāo)的位置；通過(guò)斷續(xù)器的斷開(kāi)命令重新激發(fā)撥動(dòng)。在斷開(kāi)操作期間，銷(xiāo)(06)最初由插座、銷(xiāo)(06)和插座(01)之間的摩擦保持.從插座(01)釋放的銷(xiāo)(06)以由存儲(chǔ)的能量、銷(xiāo)(06)的重量和受電器(20)提供的摩擦決定的速度移動(dòng).隨著銷(xiāo)(06)在受控下行進(jìn)，它起超出這個(gè)行進(jìn)的靜態(tài)觸點(diǎn)的作用。銷(xiāo)(06)移動(dòng)的距離可以通過(guò)修改機(jī)械設(shè)備(21)的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)調(diào)整。一旦斷開(kāi)操作被完成，銷(xiāo)通過(guò)機(jī)械設(shè)備以這樣的方式被偶聯(lián)到帶電鏈路，使得其不能自己操作.圖5示出了具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)方案的本發(fā)明的斷續(xù)器。該機(jī)械設(shè)備(21)由旋轉(zhuǎn)軸(21a)組成，該旋轉(zhuǎn)軸在任一端由軸承殼通過(guò)負(fù)載軸承支撐。適當(dāng)?shù)臈U(21b)被用于偶聯(lián)旋轉(zhuǎn)軸(21a)和可移動(dòng)發(fā)孤觸點(diǎn)(銷(xiāo))(06).桿(21b)的尺寸和旋轉(zhuǎn)角度由第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06)的行程和速度決定.第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06)的速度基于在最小發(fā)弧時(shí)間的斷續(xù)器的介電恢復(fù)更求來(lái)設(shè)計(jì)?；谙鄷r(shí)于觸點(diǎn)分離之后的時(shí)刻的位置來(lái)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的軌跡。

本發(fā)明提出并要求保護(hù)一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中銷(xiāo)(06)在電流中斷期間自己工作.在先前的閉合操作期間存儲(chǔ)/獲得該運(yùn)動(dòng)所需的必要能量.本設(shè)計(jì)的新穎性在于，銷(xiāo)(06)再次處于基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下，并且確保觸點(diǎn)系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)拈]合和斷開(kāi)。此外，本發(fā)明的斷續(xù)器的特征在于減小了用于斷續(xù)器的操作能量。

主驅(qū)動(dòng)器通過(guò)絕緣噴嘴(05)、軌跡板(16)和剪刀桿(22)被偶聯(lián)到動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)上。軌跡板(16)被固定在該組件的頂部圓蓋(23).本專(zhuān)利的另一個(gè)目的在于設(shè)計(jì)頂部圓頂(23)，該頂部圓頂是容納軌跡板(16)的殼體并且覆蓋雙運(yùn)動(dòng)裝置、軌跡板(16)和帶電鏈路(17)、導(dǎo)桿(18)并且提供均勻的電場(chǎng)。頂部圓頂(23)是由薄片制成的球形，并且將一個(gè)構(gòu)件(23a)集成到其中以偶聯(lián)到軌跡板(16).頂部圓頂(23)設(shè)置為機(jī)械地偶聯(lián)到保持機(jī)械設(shè)備(21)的雙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體(24)。導(dǎo)桿(18)被偶聯(lián)到移動(dòng)元件(25)，移動(dòng)元件本身又偶聯(lián)到軌跡板(16).來(lái)自噴嘴(05)的帶電鏈路(17)通過(guò)剪刀桿設(shè)備(26)被偶聯(lián)到軌跡板(16).剪刀桿設(shè)備(26)包括來(lái)自每個(gè)帶電鏈路(17)的兩個(gè)桿。來(lái)自每個(gè)帶電鏈路(17)的一組桿(22)通過(guò)移動(dòng)元件(25)被連接到另一組杠.在桿之間提供合適的引導(dǎo)元件和間隔件，以確保動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)的平滑操作.

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在電流中斷期間引導(dǎo)孤后氣體排出.所提出的模型防止在電流中斷期間電極間間隙的熱/弧后氣體污染。為此，具有合適的內(nèi)部引導(dǎo)環(huán)(28)的噴嘴保持器(27)被保持在金屬管(29)內(nèi)部.該金屬管與動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)相集成。動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極(07)將由位于靜態(tài)載流(cc)觸點(diǎn)(08)中的外部引導(dǎo)環(huán)(30)引導(dǎo)。由于內(nèi)部和外部引導(dǎo)環(huán)(28，30)，從噴嘴排出的孤后氣體將不被允許泄漏進(jìn)觸點(diǎn)系統(tǒng)中。圖6示出了在本發(fā)明中使用的用于將噴嘴偶聯(lián)到動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的剪刀桿設(shè)備。

噴嘴(05)的第二端子通過(guò)機(jī)械設(shè)備(21)和能量?jī)?chǔ)存裝置偶聯(lián)到銷(xiāo)(06)。噴嘴(05)的第二端子處于固定電位，而不是如在一些常規(guī)系統(tǒng)中的汗水漂移電位.通過(guò)考慮機(jī)械、熱、電和流動(dòng)參數(shù)來(lái)優(yōu)化噴嘴(05)設(shè)計(jì).噴嘴(05)應(yīng)能承受由驅(qū)動(dòng)器提供的機(jī)械力和在發(fā)弧現(xiàn)象期間的氣體壓力上升.該設(shè)計(jì)應(yīng)適用于穿過(guò)噴嘴表面的均勻靜電場(chǎng)和有效質(zhì)量(加壓氣體)輸送。所提出的噴嘴(05)的總輪廓被分為五個(gè)區(qū)域。

這些區(qū)域被定義為收縮區(qū)cz1(31)、直區(qū)或喉部區(qū)域sz1(32)、第一擴(kuò)張區(qū)dz1(33)、第二擴(kuò)張區(qū)dz2(34)和第三擴(kuò)張區(qū)dz3(35).每個(gè)區(qū)在氣流中具有其重要性，并決定了在電流中斷期間斷路器的性能.cz1(31)是連接中間體積(12)和喉部區(qū)域的收縮區(qū).sz1(32)是直區(qū)或喉部區(qū)，連接收縮到噴嘴的擴(kuò)張部分。其占據(jù)的距離主要取決于移動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)的速度.喉部的直徑取決于要被中斷的故障電流。如果喉部區(qū)(32)小于要求，則來(lái)自熱體積的輸入壓力可能不足以形成穿過(guò)觸點(diǎn)系統(tǒng)的氣體的必要密度.擴(kuò)張區(qū)(dz1，dz2和dz3)的擴(kuò)張角彼此不同。dz1(33)的擴(kuò)張角約為40至60度.該區(qū)域所占的距離取決于喉部/固定觸點(diǎn)/固定可動(dòng)觸點(diǎn)的直徑.該輪廓決定在零電流時(shí)段期間sz1區(qū)(32)和dz1區(qū)(33)中的氣體密度。

換句話(huà)說(shuō)，dz1輪廓決定了斷路器在零電流時(shí)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓的穩(wěn)定性.如果該輪廓允許突然膨脹，則存在馬赫數(shù)大于1(一)的可能性，并且在sz1區(qū)(32)和擴(kuò)張區(qū)dz1(33)中存在負(fù)壓.在該區(qū)中的高馬赫數(shù)導(dǎo)致低氣體密度區(qū)域并降低穿過(guò)電極間系統(tǒng)(跨發(fā)孤觸點(diǎn)/噴嘴的內(nèi)表面)的氣體介電強(qiáng)度.dz2(34)的擴(kuò)張角約為2至5度。該區(qū)所占據(jù)的距離取決于移動(dòng)觸點(diǎn)/固定觸點(diǎn)的速度(雙運(yùn)動(dòng))和斷路器的發(fā)孤時(shí)間。發(fā)弧通道上的氣體流速應(yīng)足夠大，以零電流前后熄滅電弧.如果dz2區(qū)(34)的角度較小，則觸點(diǎn)系統(tǒng)必須移動(dòng)更長(zhǎng)的距離以獲得足夠的氣流并且可以增加發(fā)孤時(shí)間.dz3(35)區(qū)的擴(kuò)張角為大約40度或更大.它所占據(jù)的距離取決于用于在發(fā)孤觸點(diǎn)(移動(dòng)觸點(diǎn)和可動(dòng)固定觸點(diǎn))之間建立隔離的時(shí)間與最大發(fā)弧時(shí)間之間的差異。該區(qū)有助于引導(dǎo)弧后氣體有效地排出而不會(huì)溢出到載流觸點(diǎn)系統(tǒng)的區(qū)域。圖7示出了本發(fā)明的噴嘴。

該設(shè)計(jì)的另外一個(gè)目的是使用發(fā)弧能量增加第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06)的操作速度。噴嘴設(shè)計(jì)以這樣的方式實(shí)現(xiàn)，使得在噴嘴阻塞期間，膨脹體積(15)中的壓力有助于增加第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06)的斷開(kāi)速度.膨脹體積(15)中的氣體壓力隨故障電流的增加而增加.在輕負(fù)載狀態(tài)下，只有彈簧(19)能量會(huì)被用于斷開(kāi)第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06).噴嘴阻塞的時(shí)間決定了建立的壓力和第二可動(dòng)觸點(diǎn)(06)的速度。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供從斷路器極到斷路器(37)的端子的可調(diào)偶聯(lián)(36)，因?yàn)樗枰哔|(zhì)量制造以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性和角度精度.所提出的偶聯(lián)元件(36)在兩個(gè)方向上可調(diào)，并且有效地從斷路器極傳遞電流傳遞電流到斷路器極.這通過(guò)在偶聯(lián)元件的任一側(cè)上使用可調(diào)節(jié)間隔件(38)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖8示出了柔性偶聯(lián)元件。該偶聯(lián)對(duì)于幾十千安的較高故障電流和幾千安培的較高額定電流是有效的.該偶聯(lián)元件(36)由具有電流傳遞觸點(diǎn)(39)的可旋轉(zhuǎn)類(lèi)型的圓柱形構(gòu)件組成.該偶聯(lián)將電流從雙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體(24)傳遞到斷路器端子(37).該機(jī)構(gòu)殼體將電流從靜態(tài)載流(cc)觸點(diǎn)(08)傳遞到偶聯(lián)元件(36).斷路器端子(37)通過(guò)支撐絕緣體(40)將電流傳遞到下一個(gè)gis模塊。斷路器極位于接地的金屬外殼(41)中.圖9示出了本發(fā)明的在閉合狀態(tài)下的具有用于氣體斷路器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)場(chǎng)控電極的斷續(xù)器。