專利名稱：電泳限制斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電涌限制斷路器。
眾所周知，電阻隨其兩端電壓而變化的一種電阻器，即“變阻器”，是可以與一斷路器的斷電室并聯(lián)的。此種變阻器一般以氧化鋅為基礎材料，用來避免電弧閃擊斷路器的接點，使其過早耗損。當把這種斷路器與無負載變壓器、電阻器或馬達之類的感應電路串聯(lián)時，上述電阻器就能保護電路不受斷路或斷開作業(yè)時所引起電涌的影響。
按上述方式使用變阻器，例如已描述于“工程師技術(Technique de l′Ingenieur)”，E2110卷“變阻器(Varistors)”，p.13以及美國專利4831487號中。
當用這種斷路器保護線路時，斷路器本身會受到可能是很高的電涌影響，尤其是在斷開無負載的或處于反相的線路之際。為了避免這里的變阻器幾乎是永久性地處于運行狀態(tài)下，必須串聯(lián)上一開關，使之在斷路器處于斷開位置時得與電路隔離開。此種要求使得所制的這類傳統(tǒng)型式的設備附加上了龐大而昂貴的裝置。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種用變阻器來限制電壓的廉價的斷路器，此變阻器在斷路器斷開時自動地插入于電路中，也能從此電路中自動地撤下。
通常，帶有斷路器斷電室的變阻器是設在一絕緣瓷管內，后者與上述斷電室平行，處于大氣中。這種瓷管會受到污染，它的一或多處污染的外表會改變其表面上的電位分布，這樣將產生應力區(qū)或加熱區(qū)，而有可能使變阻器受到熱擊穿與毀壞。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種變阻器來限制電壓的斷路器，其中的變阻器不會受到污染。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種由變阻器來限制電壓的斷路器，其中的變阻器的實際尺寸小于先有技術中變阻器的尺寸。
上述目的是用一種電涌限制斷路器來實現(xiàn)的，它在各相中包括至少一個斷電室，后者由充填有高介電強度氣體的氣密絕緣套構成，且含有固定的和活動的主接點與固定的和活動的電弧接點，以及用于這類活動接點的傳動裝置，此種斷路器的特征是，上述絕緣套封裝有一變阻器與變阻器插入裝置，后者用來當斷路器斷開時，與此斷路器接點并聯(lián)地接入該變阻器以隔開這些主接點，而在活動電弧接點的行程終端之前斷開此變阻器;和當斷路器接通時且在電弧接點相互接觸之前，與斷路器接點并聯(lián)地接入此變阻器，而此變阻器在電弧接點相觸時短路。
下面用非限制性例子并對照附圖描述本發(fā)明，使之得以被充分地理解，在附圖中

圖1是本發(fā)明的斷路器處于接合位置的軸向剖面圖;
圖2是上述斷路器處于斷開位置時的軸向剖面圖;
圖3是一變阻器插入臂之一端的局部剖面圖;
圖4是另一種變阻器插入臂端部的局部剖面圖，而圖5是另一種變阻器插入臂的制動裝置的示意圖。
圖1所示的斷路器包括一最好由陶瓷制成的管套1，后者有限定的內部容積2并充填有高介電常數的氣體，例如六氟化硫，氣體壓力為數巴(bar)。
此種斷路器包括一由管件3構成的固定主接點，經一臂4與斷路器的端子作機電連接。上述管件3固定到一同樣是由一管件構成的固定電弧接點6上。此接點6與接點3是電連接的。
斷路器的運動設備包括一主活動接點，后者由抗電暈裝置10保護的觸指9與管件3相結合組成。此運動設備還包括一電弧接點，它由與一風嘴12配合工作的一批觸指11構成。此風嘴裝置不構成本發(fā)明的一部分，未予示明，且是根據熟悉本項技術的人所周知的通常方式構成。上述運動設備連到一操作杠(未示明)上。這種活動的電接點則連到一第二電流端(未示明)。
根據本發(fā)明的特征之一，在斷電室中設有一變阻器20。此變阻器最好由一垛以氧化鋅(ZnO)為基礎材料的金屬氧化物片構成。斷電室的頂部有一彈簧21向下壓在這個垛上，向上頂住一封閉此室且與電流端5電連接的金屬罩22。在變阻器20與罩22之間有一金屬編織件保證這兩者的電連續(xù)性。
上述這些金屬氧化物片保持并導入一絕緣管23內，管的底端由一金屬端片24封閉。
下面描述將此種變阻器插入電路內以及從此電路內取下的機構。該機構包括一軸向導桿25，固定在端件24上，終結于一支座26，此支座設有例如合成橡膠板式的減震器27。上述軸向導桿用來導引一種半活動性的設備，此設備包括一滑動件30，上面設有一批臂(最好是兩個臂)31，用來支承一最好由銅制成的觸環(huán)32。環(huán)32中插入有片狀磁鐵33?；瑒蛹?0由一壓靠在端件24的彈簧35推向圖中下方。此端件24由一金屬桿37連到支座26上?；瑒蛹?0在上述金屬桿上滑動，上面帶有在變阻器20與臂31間建立電連接的滑動接點38。
此斷路器最好由一個環(huán)形件42完成，此環(huán)形件設有片狀磁鐵43，且由金屬臂44托盛住與活動接點作電連接。
從結構上說，臂31與44的長度應使得，當斷路器處于斷開位置(圖2)時，環(huán)32與42間的距離B要小于電弧接點6與11間的距離。
此斷路器的工作情況如下1.接通斷路器參看圖2在接通斷路器時，此斷路器的運動設備推向此圖中的上方。
在環(huán)32與42間，繼而在電弧接點6與11間，最后在主接點3與9間相續(xù)作接觸。在此接通行程中，彈簧35漸次被壓縮。當環(huán)32與42接觸時，變阻器即插入到電路中，而電流便流過環(huán)42、環(huán)32、臂31、滑動接點38、桿37、端件24、變阻器20、編織件19、罩22與電流端5。
一旦電弧接點6與11接觸，此變阻器即短路。
2.斷開斷路器當斷路器斷開時，前述運動設備即推向圖中下方。
彈簧38的伸張與磁鐵33和43之間的引力能使臂31依從上述運動設備的向下運動。
借助于這種磁鐵引力，滑動件30通過圖1所示的靜止位置，到達支座26的減震器27上，推抵彈簧35。調節(jié)此斷路器，使得在滑動件30與減震器27之間的接觸在斷開行程結束前2毫秒(ms)前發(fā)生。隨著此運動設備繼續(xù)其行程，環(huán)32與42相互分離，而滑動件30在該彈簧的驅動下便返回其靜止位置(即圖2中所示位置)。
當中斷電流時，特別是在電弧接點上的電弧熄滅時，這種重新建立的電壓便加到了變阻器20的兩端。如果此種電壓超過了變阻器20的名義工作電壓，環(huán)32與42間將有電流流過。但要是此電壓小于變阻器20的名義電壓，則此變阻器將停止導電而再次成為絕緣的。
當滑動件30到達其靜止位置時(圖2)，環(huán)32與42間的距離就足以承受住所加的電壓而并不要求變阻器工作。
如圖3所示，前述磁鐵是以這樣的方式配置在環(huán)32與42內，使得當這兩個環(huán)接觸時，在磁鐵33與43之間留有一個小的間隙49。結果便在此兩環(huán)的銅質部分間優(yōu)先發(fā)弧。
為了增大中斷間隙B的介電性能，可在上述兩環(huán)之間的空隙確立附加的壓力。為此，如圖4所示，將環(huán)42固定到一個隨所說運動設備而運動的圓筒件50上。在斷路器的靜止部分上連接有一活塞51，用來經由通過環(huán)43所形成的孔52噴注入壓縮氣體流。
圖5示明了將這些接點相互保持于接合位置的另一種裝置。
在臂44上固接著帶有一樞軸72的抗電暈罩73，上面鉸接有終端在一端板76上的緊固抓手70。有一彈簧71將此端板推抵到環(huán)32上，從而確保了該端板能緊固于此環(huán)上。此端板76有一個用作它的支承件的鉤74。
在斷開行程終點之前，有一絕緣桿75推壓上述抓手70，以帶動端板76脫開環(huán)32，借此松釋開返回到靜止位置的臂31。
應該注意到，當斷開某些無源電路，例如一組電容器、一個電感器或一臺其中重建電壓不超過1p。u.(功率單位)的無負載變壓器時，其中沒有必要設置一絕緣的與中斷電流的間隙B。環(huán)32與42可以由單一管件置換而把它們固連到一起。這時，彈簧35與減震器27也就不再需要。
于是，可以用終結到環(huán)繞該抗電暈裝置10的一管件上的兩個臂構成之單一部件，使端件24與活動接點電流端作電連接。
通過將此種變阻器置于加壓介電氣體中并裝入一金屬罩22內，就能減小變阻器的尺寸和避免大氣污染。
本發(fā)明提供了下述優(yōu)點1.當中斷電流時中斷電流時，出現(xiàn)在此斷路器兩端的電壓限制在一預定值，例如，1.6p.u.，即1.6Un 2/3，這里的Un為此網絡的名義電壓。
在1958年大型電網國際年會的146號報告中，作者們提出了用裝配有斷路電阻的斷路器來將電涌限制到1.9p.u.。
在中斷一三相故障時，待中斷的第一極之上將加有可高達1.5×1.5p.u.的瞬變恢復電壓。這時，此種變阻器會把所有的電涌限制到1.6p.u.。
在反相或當中斷一無負載線路時，在此斷路器兩端的重建電壓可高達2p.u.或之上。
當中斷一電抗器時，這時的電涌可以超過2p.u.。
任何情況下，這種變阻器的存在會防止兩端電壓超過1.6p.u.，因而在多數情況，防止了電弧接點上發(fā)生直接的電弧閃擊，否則將會在電網前引致極高的電涌與造成耗損。
存在有變阻器的另一優(yōu)點是，在中斷周期為0.3S(秒)的通一斷型的線路中，于其第一次斷開作業(yè)之際，借助于這種變阻器的工作，可使此種線路保持其負載僅僅到不大于0.5p.u.的值而不是1p.u.。
結果可使在0.3秒后發(fā)生的閉合作業(yè)引起較小的“下游”電涌。在某些情況下，通常用于電壓甚高網絡上的閉合電阻可以省除，不然就可避免同步閉合。
在很高的電壓情形，所有的斷路器都有一批串聯(lián)的室，而通過讓這些變阻器起作用，仍可在閉合上無負載線路時降低電涌。
為此，上述一或兩個室(取決于每相中的室數)的閉合延時約為1ms至2ms，使在最后插入的相應的變阻器上具有超過名義工作值的高電壓。
這樣，在有關電路中插入一電阻就降低了電涌。
閉合時變阻器的插入時間取決于距離B與C之間的差，還取決于活動接點的接合速度。
2.將此種斷路器用于斷開位置在電壓浪涌超過標準值時，由于前述的中斷間隙B在經受雷電閃擊與工作中的電震方面頗不如電弧接點，因而變阻器的存在還能通過從中吸收能量起到限制電涌的作用。
3.污染消除了先有技術中變阻器因所用陶瓷的污染帶來的損傷。
權利要求
1.一種電涌限制斷路器，它在各相中包括至少一個斷電室，后者由充填有高介電強度的氣密絕緣套構成，且含有固定的和活動的主接點與固定的和活動的電弧接點，以及用于這種活動接點的傳動裝置，此種斷路器的特征在于所說的絕緣套(1)封裝有一變阻器(20)與變阻器插入裝置(32、42)，后者用來；當斷路器斷開時，與此斷路器接點并聯(lián)地接入此變阻器以隔開上述主接點(3、9)，而在活動電弧接點(11)的行程終點之前斷開此變阻器；當斷路器接通時且在電弧接點(3、11)相互接觸之前，與斷路器接點并聯(lián)地插入此變阻器，而此變阻器在這些電弧接點相觸合時短路。
2.如權利要求1所述的斷路器，特征在于此變阻器(20)是與前述絕緣套同軸向配置的。
3.如權利要求1或2所述的斷路器，特征在于此變阻器(20)是配置在上述絕緣套的罩(22)與此斷路器的固定接點之間。
4.如權利要求1至3中任一項所述的斷路器，特征在于此變阻器(20)是由一垛封裝于一絕緣管內的片狀件構成。
5.如權利要求4所述的斷路器，特征在于上述這一由片狀件構成的垛是由一壓靠一金屬罩(22)的彈簧(21)所壓緊，而此金屬罩則連至此斷路器的電流端(5)。
6.如權利要求4或5所述的斷路器，特征在于前述絕緣管的一端是由一金屬端件封閉。
7.如權利要求1至6中任一項所述的斷路器，特征在于述及的插入裝置包括一以機械方式固定到活動接點上的第一接點(42)，以及一相對于固定接點為半活動式的且與固定接點作電連接的第二接點(32)。
8.如權利要求7所述的斷路器，特征在于當此斷路器處于其斷開位置時，上述第二接點(32)占據一靜止位置，使第一接點(42)與第二接點(32)之間的距離B小于電弧接點(6、11)間的距離C。
9.如權利要求7或8所述的斷路器，特征在于此第二接點(32)為一在一導桿(25)上滑動的滑動件(30)所載承，而此導桿與前述絕緣套共軸且固定到前述端件(24)上，在此滑動件(30)與端件(24)之間插裝有一彈簧(35)。
10.如權利要求9所述的斷路器，特征在于此導桿(25)終止于一設有減震器(27)的支座(26)上。
11.如權利要求10所述的斷路器，特征在于上述滑動件(30)載有與一桿(37)配合工作的滑動接點(38)，此桿在所說支座(26)和端件(24)之間延伸并通過上述滑動件。
12.如權利要求7至11任一項中所述斷路器，特征在于所說接點(32、42)乃是一些載承有磁鐵(33、43)的環(huán)。
13.如權利要求12所說的斷路器，特征在于當上述接點(32、42)相互接觸時在磁鐵(33、43)間留有一間隙(49)。
14.如權利要求7至13中任一項所述的斷路器，特征在于它包括有噴射裝置，用來在斷路器進行斷開作業(yè)時，將壓縮氣體噴射入前述接點(32、42)之間的區(qū)域內。
15.如權利要求14所述的斷路器，特征在于上述噴射裝置包括一固定到連到活動接點的第一接點(42)上之圓筒件(50)，后者與一固定活塞(51)配合工作。
16.如權利要求1至11中任一項所述的斷路器，特征在于至少在一個相的一室具有這樣一閉合瞬間，它滯后于其它室的閉合瞬間。
17.如權利要求7至11任一項所述的斷路器，特征在于所述之第一接點(42)包括至少一個繞樞軸轉動的抓手(70)，它由彈簧(71)所推動并終結于一用來接合所說半活動環(huán)(32)的端板(76)上，有一與所說抓手配合工作的固定桿(75)可使此半活動環(huán)(32)松釋。
全文摘要
一種電泳限制斷路器，各相至少有一充以高介電強度氣體之絕緣套構成的斷電室，且含固定、活動的主接點與電弧接點。絕緣套內有變阻器及其插入裝置，用來在斷路器斷開時與其接點相關聯(lián)地插入變阻器以隔開主接點，而在活動電弧接點行程終端前斷開變阻器；又當斷路器接通時且在電弧接點相互接觸前，與斷路器接點并聯(lián)地接入此變阻器，而后者則在電弧接點相接觸時短路。
文檔編號H01H33/91GK1051454SQ9010883
公開日1991年5月15日 申請日期1990年11月3日 優(yōu)先權日1989年11月3日
發(fā)明者萬·多安·法姆, 約瑟夫·馬丁, 簡·馬克·威廉姆, 約塞利·特里布雷, 格哈德·塞爾林格 申請人:Gec阿爾斯托姆公司