本發(fā)明涉及一種滅弧室，特別是一種串聯(lián)壓氣室的滅弧室。

背景技術(shù)：

短路電流提高，增加了保護(hù)斷路器開斷短路電流的難度，為了提高斷路器開斷短路電流能力，需要增加氣吹能力。傳統(tǒng)增加氣吹能力的方法是增加壓氣缸的直徑，或者增加壓氣缸長度，同時(shí)增加壓氣室壓縮速度。但是增加壓氣缸直徑必然會增加斷路器體積，不但增加了斷路器的制造成本，也增加了斷路器的運(yùn)輸和變電站的建設(shè)成本。而增加壓氣室長度同時(shí)提高壓縮速度，需要增加斷路器的分閘速度和行程，極大地增加了設(shè)計(jì)成本。

鑒于以上技術(shù)問題，實(shí)有必要提供一種串聯(lián)壓氣室的滅弧室，以解決以上技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種串聯(lián)壓氣室的滅弧室，在不增加壓氣缸直徑和長度的前提下，引入串聯(lián)壓氣室的設(shè)計(jì)概念，實(shí)現(xiàn)斷路器體積和速度不變的條件下，增加2倍以上的壓氣能力。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種串聯(lián)壓氣室的滅弧室，包括靜觸頭系統(tǒng)、動觸頭系統(tǒng)、噴口，以及串聯(lián)的第一和第二壓氣室，所述靜觸頭系統(tǒng)包括靜主觸頭和靜弧觸頭，所述動觸頭系統(tǒng)包括動主觸頭和動弧觸頭，所述第一壓氣室由內(nèi)空的內(nèi)壓氣缸形成，所述第二壓氣室由內(nèi)空的外壓氣缸形成，活塞桿和活塞軸向貫穿第一壓氣室和第二壓氣室，所述動主觸頭的底部設(shè)置有安裝孔，所述動弧觸頭安裝在該安裝孔內(nèi)，所述活塞桿安裝在動弧觸頭的外壁和動主觸頭的安裝孔內(nèi)壁之間，所述動主觸頭內(nèi)以安裝孔為中心分布有多個排氣孔；當(dāng)滅弧室向分閘方向運(yùn)動時(shí)，第一壓氣室和第二壓氣室體積同時(shí)縮小，被壓縮的氣體通過該排氣孔對噴口內(nèi)的電弧進(jìn)行冷卻，進(jìn)而對電弧進(jìn)行氣吹冷卻。

所述的靜主觸頭和靜弧觸頭在朝向動觸頭系統(tǒng)方向的頂部均設(shè)置有接觸圓??；所述動弧觸頭和動主觸頭朝向靜觸頭系統(tǒng)方向的頂部分別設(shè)置有接觸圓弧。

所述的靜弧觸頭的端面與靜主觸頭的端面位于同平面；所述動弧觸頭的接觸圓弧的端面與動主觸頭的接觸圓弧的端面位于同一平面。

所述的動主觸頭為中心帶有沉孔的結(jié)構(gòu)，噴口在遠(yuǎn)離動觸頭系統(tǒng)的一端在合閘時(shí)伸入靜主觸頭包圍的內(nèi)部，噴口另外一端安裝在沉孔上并抵在動主觸頭沉孔的底部。

所述的噴口朝向靜弧觸頭方向突出形成喇叭形狀，噴口通過該喇叭結(jié)構(gòu)包圍靜弧觸頭。

所述的動弧觸頭朝向該喇叭結(jié)構(gòu)的張口方向，但動弧觸頭與該喇叭結(jié)構(gòu)在軸向方向留有空隙，且動弧觸頭與噴口在徑向方向也留有空隙。

在噴口內(nèi)壁和動弧觸頭外壁之間形成有第一氣體流通通道，該第一氣體流通通道與所述的排氣孔連通。

所述的內(nèi)壓氣缸一端有向內(nèi)翻邊的連接面，另一端有向外翻邊的連接端面，內(nèi)壓氣缸的內(nèi)翻邊的連接面外端面與動主觸頭用螺栓連接，所述的內(nèi)壓氣缸的外翻邊的連接端面與外壓氣缸滑動連接。

所述的內(nèi)壓氣缸的連接端面安裝有圓環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞閥片，該活塞閥片用螺栓固定在內(nèi)壓氣缸上，活塞閥片的內(nèi)徑與活塞的外徑為間隙配合。

所述的內(nèi)壓氣缸的外翻邊外徑與外壓氣缸的內(nèi)徑為間隙配合，所述的內(nèi)壓氣缸通過外翻邊上安裝導(dǎo)電觸頭而與外壓氣缸滑動接觸。

所述的導(dǎo)電觸頭為螺旋結(jié)構(gòu)的金屬圓環(huán)。

所述的內(nèi)壓氣缸上開設(shè)有第二氣體流通通道，當(dāng)活塞閥片打開時(shí)，外界的環(huán)境氣體通過該第二氣體流通通道進(jìn)入到第二壓氣室。

所述的活塞閥片的內(nèi)徑與活塞的外徑為間隙配合，該活塞閥片的另一端固定在連接端面上，保證活塞、活塞閥片和內(nèi)壓氣缸之間形成平衡氣室，該平衡氣室通過第二氣體流通通道與外界的環(huán)境相通。

沉孔底部中心設(shè)置有所述安裝孔，活塞桿安裝在該安裝孔內(nèi)且通過內(nèi)螺紋和外螺紋與動主觸頭和動弧觸頭連接。

所述的活塞在第一壓氣室的自由端為外翻邊結(jié)構(gòu)，該外翻邊結(jié)構(gòu)抵在內(nèi)壓氣缸的內(nèi)壁，所述的第一壓氣室由內(nèi)壓氣缸的內(nèi)壁、活塞桿的外壁、活塞，以及設(shè)置在活塞和活塞桿之間的單向閥形成。

所述的第二壓氣室由外壓氣缸的內(nèi)壁、內(nèi)壓氣缸的外翻邊連接端面、活塞閥片，以及活塞構(gòu)成。

所述活塞一端為外翻邊結(jié)構(gòu)，外翻邊的外徑與內(nèi)壓氣缸的內(nèi)徑為間隙配合，活塞另外一端通過螺栓固定。

所述活塞的內(nèi)壁和活塞桿的外壁之間設(shè)置有單向閥，該單向閥與活塞桿以及活塞之間形成與第二壓氣室連通的第二氣體流通通道。

當(dāng)單向閥打開時(shí)，所述的第二氣體流通通道與第一壓氣缸連通。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明在動主觸頭內(nèi)以安裝孔為中心分布有多個排氣孔，這樣，當(dāng)滅弧室向分閘方向運(yùn)動時(shí)，第一壓氣室體積縮小，同時(shí)第二壓氣室的體積按照第一壓氣室的壓縮速度等比壓縮。當(dāng)?shù)诙簹馐覚C(jī)械壓縮后，其內(nèi)部氣體受體積縮小而增加壓力，該壓力給第一壓氣室中氣體增壓，第一壓氣室中的氣體被第二壓氣室和本身機(jī)械運(yùn)動聯(lián)合壓縮，被聯(lián)合壓縮的氣體通過排氣孔，對噴口的喉道內(nèi)電弧進(jìn)行冷卻，由第一壓氣室和第二壓氣室壓縮產(chǎn)生的氣體在通過電弧后，變成高溫氣體，該高溫氣體再通過噴口的排氣通道排走，從而對電弧進(jìn)行氣吹冷卻。

【附圖說明】

圖1為滅弧室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A的局部放大圖；

圖3為圖1中B的局部放大圖；

圖4為圖1中C的局部放大圖；

圖5為滅弧室向分閘方向運(yùn)動時(shí)，第一氣室和第二氣室體積縮小的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為電弧產(chǎn)生示意圖；

圖7為第一氣室和第二氣室內(nèi)的氣體變?yōu)楦邷貧怏w并對電弧進(jìn)行氣吹冷卻的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為分閘操作過程中，主觸頭和弧觸頭先后脫離并在斷口形成電弧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為氣缸1和氣缸2氣體壓縮流動示意圖；

圖10為活塞閥片的俯視圖；

圖11為活塞閥片安裝到滅弧室后的使用狀態(tài)示意圖；

圖12為滅弧室整體結(jié)構(gòu)裝配過程示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合圖1至圖12對本發(fā)明的滅弧室及其滅弧過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

請參閱圖1至圖4。滅弧室主要由靜觸頭系統(tǒng)、動觸頭系統(tǒng)、噴口系統(tǒng)、壓氣室系統(tǒng)組成，壓氣室系統(tǒng)分為第一壓氣室1和第二壓氣室2，兩個壓氣室結(jié)構(gòu)為串聯(lián)布置，第一壓氣室1布置在第二壓氣室2之前。具體的說，第一壓氣室更靠近斷口位置。

靜觸頭系統(tǒng)包括靜弧觸頭15和靜主觸頭16，靜主觸頭16為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，靜弧觸頭15為細(xì)圓棒結(jié)構(gòu)，靜弧觸頭15安裝在靜主觸頭16圓筒中心。靜弧觸頭15的端面與靜主觸頭16的端面基本位于同平面。靜主觸頭16朝向動觸頭系統(tǒng)的方向的頂部有接觸圓弧18，靜弧觸頭朝向動觸頭系統(tǒng)方向的頂部有接觸圓弧17。靜主觸頭16和靜弧觸頭15均由導(dǎo)電金屬材料制造。

動觸頭系統(tǒng)包括動主觸頭19和動弧觸頭20，動主觸頭19為中心帶有一個沉孔的圓柱結(jié)構(gòu)，沉孔底部中心有一個貫通安裝孔23，動弧觸頭20安裝在該安裝孔23內(nèi)，動主觸頭19朝向靜觸頭系統(tǒng)方向的端面有接觸圓弧21。動弧觸頭20為中心有通孔的薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，動弧觸頭20朝向靜觸頭系統(tǒng)方向頂部有接觸圓弧22，靜弧觸頭15安裝在動弧觸頭20的通孔內(nèi)，動弧觸頭的接觸圓弧22的端面與動主觸頭的接觸圓弧21的端面基本位于同一平面。所述的動主觸頭19的沉孔底部以安裝孔23為中心均勻分布有多個貫通排氣孔24。動主觸頭19和動弧觸頭20均由導(dǎo)電金屬材料制造。

噴口27為圓筒結(jié)構(gòu)，噴口27、靜主觸頭16、靜弧觸頭15、動主觸頭19、動弧觸頭20為同軸布置。噴口27外壁與動主觸頭19的沉孔內(nèi)壁為螺紋連接。噴口27在遠(yuǎn)離動觸頭系統(tǒng)的一端與靜弧觸頭15平齊，噴口27另外一端抵在動主觸頭19沉孔的底部，且噴口27朝向靜弧觸頭15方向突出形成突部，噴口27通過該突部與靜弧觸頭15接觸，所述的動弧觸頭20安裝在動主觸頭的安裝孔23內(nèi)并朝向所述突部延伸，但動弧觸頭20與該突部在軸向方向留有空隙，且動弧觸頭20與噴口27在徑向方向也留有空隙，如此在噴口27內(nèi)壁和動弧觸頭20外壁之間形成第一氣體流通通道25。該第一氣體流通通道25與上述的排氣孔24連通。動觸頭系統(tǒng)帶動噴口27一起運(yùn)動。噴口27由絕緣耐燒蝕材料制造。

內(nèi)壓氣缸3是薄壁圓筒，一端有向內(nèi)翻邊的連接面30，連接面30與圓筒中心軸垂直，另一端有向外翻邊的連接端面31，該連接端面31與圓筒中心軸垂直。內(nèi)壓氣缸3內(nèi)翻邊的外端面與動主觸頭19用螺栓32連接，內(nèi)壓氣缸3與動主觸頭19同軸安裝。內(nèi)壓氣缸3為導(dǎo)電金屬制造。

活塞桿5安裝在動主觸頭19的安裝孔23上，活塞桿5是薄壁金屬管，活塞桿5一端有一段外螺紋和一段內(nèi)螺紋，外螺紋用來和動主觸頭19安裝孔連接，內(nèi)螺紋與動弧觸頭20連接?；钊麠U5的尾部設(shè)置有排氣孔13，活塞桿5用高強(qiáng)度金屬材料加工制造?；钊麠U5的長度遠(yuǎn)超過內(nèi)壓氣缸3的長度?；钊?為圓柱結(jié)構(gòu)，活塞桿5在活塞4的中心導(dǎo)向孔中滑動，活塞4一端為外翻邊結(jié)構(gòu)，外翻邊的外徑與內(nèi)壓氣缸3的內(nèi)徑為間隙配合，活塞4另外一端通過活塞閥片固定在內(nèi)壓氣缸3上。內(nèi)壓氣缸3的連接端面31安裝有圓環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞閥片6，該活塞閥片6用螺釘32固定在內(nèi)壓氣缸3上，活塞閥片6外徑遠(yuǎn)小于外壓氣缸7的內(nèi)徑大于內(nèi)壓氣缸3的內(nèi)徑，活塞閥片6的內(nèi)徑與活塞4的外徑為間隙配合。

上述內(nèi)壓氣缸3的外周進(jìn)一步安裝有外壓氣缸7，內(nèi)壓氣缸3的外翻邊外徑與外壓氣缸7的內(nèi)徑為間隙配合。外壓氣缸7為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，外壓氣缸7為導(dǎo)電金屬材料制造。內(nèi)壓氣缸3的外翻邊延面安裝導(dǎo)電觸頭39，導(dǎo)電觸頭39與外壓氣缸7滑動接觸，導(dǎo)電觸頭39為螺旋結(jié)構(gòu)的金屬圓環(huán)。外壓氣缸7有一個外翻邊端面，該外翻邊端面用螺釘連接在安裝端面。外壓氣缸7外側(cè)安裝均勻斷口電場和均勻?qū)Φ仉妶龅钠帘?5。

在活塞桿5的外周安裝有單向閥9，該單向閥9與內(nèi)壓氣缸3、活塞4，以及活塞桿5構(gòu)成上述的第一壓氣室1，活塞閥片6、外壓氣缸7和活塞構(gòu)成上述的第二壓氣室。上述單向閥與活塞桿5和活塞之間形成與第二壓氣室連通的第二氣體流通通道8。所述活塞4的外翻邊與內(nèi)壓氣缸3和活塞閥片6之間形成平衡氣室41。上述內(nèi)壓氣缸上進(jìn)一步開設(shè)有第二氣體流通通道42，該第二氣體流通通道42與所述平衡氣室41連通。

當(dāng)滅弧室向分閘方向運(yùn)動時(shí)，由內(nèi)壓氣缸3、活塞4、活塞桿5組成的第一壓氣室1體積縮小，同時(shí)由活塞閥片6、外壓氣缸7、活塞4組成的第二壓氣室2體積按照第一壓氣室1的壓縮速度等比壓縮。結(jié)構(gòu)示意見圖5。

當(dāng)?shù)诙簹馐?機(jī)械壓縮后，其內(nèi)部氣體受體積縮小而增加壓力，該壓力通過第二氣體流通通道8和單向閥9給第一壓氣室1中氣體增壓，第一壓氣室1中的氣體被第二壓氣室2和本身機(jī)械運(yùn)動聯(lián)合壓縮，被聯(lián)合壓縮的氣體通過排氣孔24，對噴口27的喉道內(nèi)(即第一氣體流通通道25)電弧12進(jìn)行冷卻。結(jié)構(gòu)示意見圖6。

由第一壓氣室1和第二壓氣室2壓縮產(chǎn)生的氣體在通過電弧12后，變成高溫氣體，該高溫氣體再通過噴口27和活塞桿5的排氣通道13排走，從而對電弧進(jìn)行氣吹冷卻。結(jié)構(gòu)示意見圖7。

分閘操作過程中，由于動靜主觸頭的接觸圓弧和動靜弧觸頭的接觸圓弧尺寸差異，主觸頭先脫離，而弧觸頭還未脫離，此時(shí)電流由主觸頭的連接導(dǎo)電回路轉(zhuǎn)移到弧觸頭的連接回路上。繼續(xù)分閘下，弧觸頭脫離，斷口形成電壓，在弧觸頭上形成電弧12。如圖8所示。

分閘操作過程中，第二壓氣室2內(nèi)的活塞閥片6向后運(yùn)動，壓縮第二壓氣室2的氣室體積，第二壓氣室2壓力升高，反向閥9向內(nèi)壓氣缸3內(nèi)側(cè)打開，安裝在安裝端面上的反向閥40關(guān)閉，第二壓氣室2內(nèi)的氣體通過反向閥9進(jìn)入第一壓氣室1內(nèi)，同時(shí)第一壓氣室1在分閘動作下，體積也隨之降低，第一壓氣室1在機(jī)械和第二壓氣室2的氣體壓力的雙重作用下氣體通過排氣孔24吹向噴口。同時(shí)環(huán)境氣體通過第二氣體流通通道42流入平衡氣室41，來防止出現(xiàn)額外氣壓阻尼機(jī)械功。如圖9所示。

合閘操作過程中，第一壓氣室1和第二壓氣室2同時(shí)擴(kuò)大，反向閥9向第二壓氣室2側(cè)運(yùn)動關(guān)閉，反向閥40向第二壓氣室氣缸2側(cè)運(yùn)動打開，環(huán)境氣體通過噴口喉道和第二氣體流通通道42進(jìn)入第一壓氣室1和第二壓氣室2。平衡氣室41的氣體通過排氣孔24向外流動，降低氣體對機(jī)械操作的阻力。

活塞閥片6為兩片或兩片以上的活塞片裝配組成，活塞閥片和裝配面32為止扣定位，同時(shí)用螺釘32固定。結(jié)構(gòu)見圖10至圖11。

動側(cè)裝配順序?yàn)榛钊到y(tǒng)先裝配完成，活塞系統(tǒng)裝入活塞4中，半分狀態(tài)安裝活塞閥片6，再將安裝完成的結(jié)構(gòu)用螺釘固定在安裝面上，然后推入外壓氣缸7，外壓氣缸7用螺釘固定在安裝端面上。外壓氣缸7裝配完成后，裝入屏蔽45，屏蔽45用螺釘固定在外壓氣缸7的裝配法蘭面上。如圖12所示。