專利名稱：用介電氣體吹弧的高壓斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于高壓斷路器的，在斷路器的開關(guān)盒內(nèi)充滿介電氣體六氟化硫，利用電弧的能量提高氣體的壓力，以減少斷路器操作所需的能量。
更具體地說，本發(fā)明的斷路器有一個(gè)吹弧室及另一個(gè)開關(guān)室，那里裝有一對(duì)輔助觸點(diǎn);當(dāng)斷路器動(dòng)作時(shí)，此觸點(diǎn)產(chǎn)生的二次電弧能提供斷路器操作所需的部分能量。
這類斷路器是人所共知的，例如法國(guó)專利第8701545號(hào)。
然而，這類斷路器尚需解決的一個(gè)問題是，當(dāng)斷路器切斷小電路時(shí)吹弧室內(nèi)的壓力變化不大(操動(dòng)的能量亦小)，而當(dāng)斷路器切斷大電流時(shí)，滅弧室內(nèi)壓力升得較高，但并沒有增加操動(dòng)所需的能量。
本發(fā)明的目標(biāo)是當(dāng)斷路器切斷微小電流時(shí)操動(dòng)能量維持不變，本發(fā)明的另一目標(biāo)是而當(dāng)切斷短路電流時(shí)，吹弧室內(nèi)氣體壓力升高很多。
本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)一種充介電氣體的高壓斷路器，這類斷路器至少有一個(gè)開關(guān)盒由絕緣外殼組成，內(nèi)充介電氣體，并裝有固定部件即固定的主觸點(diǎn)和固定的電弧觸點(diǎn);還有一個(gè)移動(dòng)部件，包括動(dòng)的主觸點(diǎn)和動(dòng)的電弧觸點(diǎn);開關(guān)盒內(nèi)還有一個(gè)吹弧室，它與吹弧口相連，和一對(duì)輔助觸點(diǎn)，其特征為，上述的吹弧室由裝有動(dòng)的電弧觸點(diǎn)的內(nèi)管筒、和裝有固定主觸點(diǎn)的外管筒、以及位于上述兩筒之間的主滑動(dòng)活塞構(gòu)成;該滑動(dòng)活塞靠一個(gè)彈簧由裝在固定部件上的一個(gè)凸緣定位，裝有動(dòng)的電弧觸點(diǎn)的內(nèi)管筒與一個(gè)裝在固定部件上的同軸圓管之間有一個(gè)封閉吹弧室另一端的小活塞，這樣吹弧室一端由上述主活塞密封，另一端由環(huán)形活塞密封，環(huán)形活塞由內(nèi)管筒定位并沿內(nèi)管筒的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)。在吹弧室中有兩個(gè)輔助觸點(diǎn)，第一個(gè)裝在上述的圓管上、第二個(gè)裝在上述的內(nèi)管筒上。
通過以下介紹一個(gè)按本發(fā)明構(gòu)成的一個(gè)斷路器的理想模型，這能更好地理解此發(fā)明。


圖1是按本發(fā)明構(gòu)成的斷路器的開關(guān)盒的縱向剖面圖(圖是軸對(duì)稱的，只示出一半)，圖所示斷路器處于閉合狀態(tài);
圖2是類似的剖面圖，所示的斷路器正處于切斷微弱電流的過程中;
圖3也是類似的剖面圖，顯示斷路器切斷電流后的狀態(tài)。
圖4亦是類似的剖面圖，表示切斷強(qiáng)大電流時(shí)的情況。
圖1給出了一個(gè)開關(guān)盒的結(jié)構(gòu)，其由用絕緣材料陶瓷制的外殼1組成，內(nèi)充有幾個(gè)大氣壓的介電氣體即六氟化硫，在開關(guān)盒中裝有一組指狀的固定觸點(diǎn)2，及防電暈保護(hù)罩3，及一個(gè)管狀的金屬電弧觸點(diǎn)4，其端部4A用耐弧合金制成。
運(yùn)動(dòng)部件由用作運(yùn)動(dòng)電弧觸點(diǎn)的金屬筒或管5組成，其端部裝有套管5A，是用耐弧合金制成的。
管筒5是金屬管6驅(qū)動(dòng)的，管6可用鋁制成與斷路器操動(dòng)桿(圖中沒表示出來)相連接。但管5和管6不是固定在一起的，而是能有一定的相對(duì)移動(dòng)，這個(gè)位移是靠各自管子上的凸緣5B和6B來實(shí)現(xiàn)的，擋圈6C則起限制位移量的作用。
與管筒5同心的金屬管7是運(yùn)動(dòng)主觸點(diǎn)，它帶有一個(gè)用絕緣材料制的吹弧口8，管7與金屬件9的電接觸是靠一組指狀觸點(diǎn)10，9可用鋁制成，是與斷路器的固定部分相連接的。
管筒5和管筒7用絕緣圓環(huán)12連接起來，圓環(huán)上有一些孔12A。
空間20由管筒5和管筒7圍成，一端是活塞14，用絕緣材料制成，如聚四氟乙烯。
活塞14相對(duì)于斷路器的固定部分是半可動(dòng)的，這是因?yàn)榛钊?4與圓筒15相接，其端部有凸緣15A，能沿著管筒7內(nèi)表面滑動(dòng)。
圓筒15的位移受到凸緣16A的限制，16A是固定在件9上的管子16的端部。
位于15A和16A之間的彈簧17把活塞14定位在凸緣16A上。
活塞14上有單向閥14A，只允許空間20中的氣體流出，活塞14上裝有密封環(huán)18及導(dǎo)向環(huán)19。
此外還有一對(duì)輔助觸點(diǎn)它包括圓管狀的固定觸點(diǎn)30裝在管16上，端部30A用耐弧合金制成，圓管狀的觸點(diǎn)31裝在用絕緣材料制的導(dǎo)向塊32上，其端部鑲有耐磨損的材料31A，同時(shí)有管5滑動(dòng)的部分31B。
絕緣塊32位于管5和16之間，依靠32A與管16內(nèi)表面相接觸。32A上有一些孔33，可讓空間35中的氣體自由流動(dòng)，空間35由管16和件31、32圍成。
絕緣塊32上裝有定位裝置，由鋼球36和彈簧37及管5上的槽38、39組成。管16上的凸緣40是限制件31或32的位移的。
環(huán)形空間35由用絕緣材料制成的活塞42封閉，活塞固定在管5上，裝有導(dǎo)向活塞環(huán)43和單向閥44，此閥只容許氣體從外面進(jìn)入空間35。
管子5上有一些孔46，同樣管子6上有孔47。
件9上裝有觸點(diǎn)48，它只在斷路器完成切斷電路后才與管子5上的觸點(diǎn)49相接觸，以保持管5及運(yùn)動(dòng)部件有相同的電位。斷路器的運(yùn)轉(zhuǎn)如下當(dāng)斷路器閉合時(shí)(見圖1的位置)，電流經(jīng)觸點(diǎn)組2、管7、觸點(diǎn)組10及件9流通。
切斷微弱電流當(dāng)電流小于或接近等于斷路器的額定電流時(shí)，斷路器工作時(shí)(見圖2)、運(yùn)動(dòng)部件由管子6驅(qū)動(dòng)，在切斷電流時(shí)，在4B和5A之間突然出現(xiàn)電弧50，空間20中的壓力升高，并與彈簧17一起推活塞14緊貼管子16，這時(shí)空間20中的壓力是恒定的且不太高，因?yàn)閱蜗蜷y14A的開啟使空間20泄壓。
由于運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)，使空間35變大而壓力降低，這時(shí)單向閥44打開，保持35中的壓力不變，這樣就不會(huì)引起氣流能量的損失。
電弧60也在觸點(diǎn)30和31之間產(chǎn)生，也許與電弧50同時(shí)，也許略早些或略晚些，此電弧引起的氣體壓力升高是相當(dāng)小的，以致于不會(huì)使活塞14相對(duì)于16A移動(dòng)。
在觸點(diǎn)脫開的過程中，當(dāng)電流被切斷之前，電流是從觸點(diǎn)4、電弧50、管5、觸點(diǎn)組31B、觸點(diǎn)31、電弧60、觸點(diǎn)30及管16和件9流通的。
經(jīng)過一段時(shí)刻后，件32A與件40相接觸，但管5繼續(xù)移動(dòng)，鋼珠36滑出槽39，并在斷路器開啟的終止時(shí)移到槽38(見圖3)。
觸點(diǎn)48和管5上的觸點(diǎn)49閉合，這樣觸點(diǎn)31與件9同電位，與管16和觸點(diǎn)30的電位一樣。
斷路器的閉合如圖中管6向左移動(dòng)，6C推動(dòng)管5、觸點(diǎn)30和31將閉合、但不會(huì)產(chǎn)生電弧，因?yàn)橛|點(diǎn)48和49的閉合使它們處于同電位。空間35中的氣體被擠壓并從重迭在一起的孔46和47中流向管5內(nèi)的空間70，觸點(diǎn)30A頂?shù)接杏|點(diǎn)31的件上，鋼珠36滑出槽38并在斷路器閉合過程結(jié)束時(shí)回到槽39內(nèi)。
閉合過程結(jié)束時(shí)，斷路器的狀態(tài)如圖1所示。
切斷強(qiáng)大電流這是相當(dāng)于切斷短路電流時(shí)的情況。圖4給出當(dāng)管6向右移動(dòng)、要切斷大電流時(shí)的情況。很強(qiáng)的電弧的迅速加熱由觸點(diǎn)30、31、活塞42管筒5構(gòu)成的空間35和35B，這使空間35和35B中的氣體壓力迅速升高，推動(dòng)活塞14克服彈簧17力而運(yùn)動(dòng)，空間20中的氣體被壓縮，這不但是由于開關(guān)盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)引起的、同時(shí)也由于活塞14相對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件的附加移動(dòng)而引起的，空間35中壓力的升高，使得單向閥14A和44關(guān)閉了。在雙重壓縮作用下的空間20中的氣體，產(chǎn)生很強(qiáng)的氣流從吹弧口8沖出。在空間35和35B中壓力升高的第二個(gè)效果是有力作用在活塞(絕緣材料)42上提供斷路器動(dòng)作所需的力。實(shí)現(xiàn)這個(gè)作用是靠空間35中的氣體流過件32A上的幾個(gè)小孔33。
斷路器在切斷強(qiáng)電流后的重閉合過程類同上面敘述過的那一部分?jǐn)嗦菲鞯拈]合，孔46和47重新迭合，空間35中的高壓氣體泄放入空間70。
按本發(fā)明做的斷路器在切斷各種電流時(shí)都只需要很小的力，在切斷短路電流時(shí)，吹滅電弧的作用非常有效。
權(quán)利要求
1.充帶壓介電氣體的高壓斷路器，這種斷路器至少有一個(gè)開關(guān)盒，它由用絕緣材料做的外殼組成，內(nèi)充有介電氣體、裝有固定部件即固定主觸點(diǎn)及固定電弧觸點(diǎn)，還有運(yùn)動(dòng)部件，它包括有動(dòng)的主觸點(diǎn)和動(dòng)的電弧觸點(diǎn)；開關(guān)室內(nèi)還有帶吹弧口的吹弧室，及一對(duì)輔助觸點(diǎn)，其特征為該吹弧室由內(nèi)管筒(5)和外管筒(7)組成，上面分別裝有動(dòng)的電弧觸點(diǎn)和固定的主觸點(diǎn)；在內(nèi)外管筒之間有主活塞(14)，該主活塞它由彈簧(17)固定在與固定部件連接的零件(16A)上，內(nèi)管筒(5)上有運(yùn)動(dòng)的電弧觸點(diǎn)，管子(15)是與固定部件相接且同軸安裝組成吹弧室，其另一端由活塞(14)密封，可變的容積(35、35B)由上述主活塞(14)和環(huán)形活塞(42)圍住、環(huán)形活塞42在內(nèi)管筒(5)和管(16)間，且能沿管(16)長(zhǎng)度滑動(dòng)。在此容積中有兩個(gè)輔助觸點(diǎn)，一個(gè)是裝在管(16)上的主觸點(diǎn)(30)，另一個(gè)裝在上述內(nèi)管筒(5)上的次觸點(diǎn)(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的斷路器，其特征為輔助觸點(diǎn)(31)是限制在其沿管(5)移動(dòng)的兩個(gè)固定位置之間，管(5)上有運(yùn)動(dòng)的電弧觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的斷路器，其特征為輔助觸點(diǎn)(31)上裝有機(jī)構(gòu)(36、37)與在管子(5)上的槽(38、39)一起限制此觸點(diǎn)在限定位置的位移，管(5)上有運(yùn)動(dòng)的電弧觸點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3的斷路器，其特征為斷路器固定部件的觸點(diǎn)(48)、在斷路器開啟時(shí)與管(5)上的動(dòng)弧觸點(diǎn)接通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的斷路器其特征為吹弧室(20)由具有單向閥(17)的活塞14封閉，單向閥只允許吹弧室(20)中的氣體流出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5斷路器其特征為環(huán)形活塞(42)上有單向閥(44)，只允許氣體從外流入空間(35、35B)，在此空間內(nèi)裝有輔助觸點(diǎn)(30、31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的斷路器其特征為具有運(yùn)動(dòng)電弧觸點(diǎn)的內(nèi)管筒(5)與管(6)相配合，兩者間允許一定的相對(duì)位移，當(dāng)斷路器要重新閉合時(shí)，有運(yùn)動(dòng)電弧觸點(diǎn)的上述內(nèi)管筒(5)上的孔(46)與管(6)上的孔(47)相重迭，讓空間(35)中的氣體從孔中流出而泄壓，空間(35)中裝有輔助觸點(diǎn)(30、31)。
全文摘要
用介電氣體吹弧的斷路器。此斷路器有一個(gè)吹弧室，其由具有運(yùn)動(dòng)電弧觸點(diǎn)的內(nèi)管筒5，具有固定主觸點(diǎn)的外管筒7，及在兩管間滑動(dòng)的活塞14組成，活塞14靠彈簧17定位在與固定部件相連接的零件16A上，管筒5裝有運(yùn)動(dòng)電弧觸點(diǎn)，與管子15同軸線密封吹弧室。容積可變空間由活塞14和環(huán)形活塞42封閉，它們位于管筒5上沿管16滑動(dòng)，此空間內(nèi)有輔助觸點(diǎn)，觸點(diǎn)30裝在管子上，觸點(diǎn)31裝在內(nèi)管5上。
文檔編號(hào)H01H33/915GK1041239SQ89107100
公開日1990年4月11日 申請(qǐng)日期1989年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月16日
發(fā)明者埃德蒙·思林斯, 丹尼斯·杜弗利斯, 米歇爾·佩雷特 申請(qǐng)人:Gec阿爾斯托姆公司