專利名稱：高壓、超高壓自能吹弧斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于電力系統(tǒng)作為控制和保護(hù)的設(shè)備，特別是采用自能壓氣(壓油)、自能分離排氣及增加分閘功的氣體或少油斷路器。
高壓、超高壓斷路器在輸變電系統(tǒng)中，作為系統(tǒng)的控制和保護(hù)設(shè)備，隨著系統(tǒng)發(fā)展，需要傳輸巨大的電能，線路采取升壓，以提高輸電容量，而對(duì)高壓、超高壓斷路器提出了更高要求，但現(xiàn)在中日合作生產(chǎn)的SFM型斷路器和中南技術(shù)合作的LW2系列斷路器的滅弧室是采用壓氣變熄弧距雙噴口結(jié)構(gòu)，即分閘時(shí)動(dòng)觸頭系統(tǒng)帶動(dòng)與之相連的大直徑壓氣缸向下運(yùn)動(dòng)，和噴口利用峰值電流對(duì)喉道的堵塞效應(yīng)來(lái)增加噴口內(nèi)壓氣缸的氣體壓力，待電弧電流過(guò)零時(shí)增加吹弧能力，但由于大直徑的壓氣缸下移形成弧隙周圍存在較大的低壓區(qū)，利于游離氣體的補(bǔ)充，而噴口的堵塞效應(yīng)消耗操作功，也延遲對(duì)游離氣體的排放不利于熄弧，而少油斷路器的滅弧室裝置是采用“機(jī)械壓油和連續(xù)橫吹式”或“縱吹加彈簧貯能壓油裝置”，滅弧室中絕緣固體物多(相對(duì)油量較少)，且弧隙中的絕緣固體物容受電弧灼燒成炭化通道(降低弧隙絕緣，不利于熄弧)，以及開(kāi)斷時(shí)排油多，不利于油氣置換，同時(shí)采用的是自然膨脹式分離器及對(duì)外排氣(膨脹分離能力低)，因此影響限制了少油斷路器斷口的開(kāi)斷能力和使用電壓的提高。
本發(fā)明提供一種“有機(jī)械壓氣”及“自能壓氣”吹弧的“自能吹弧”氣體斷路器和具有“自能壓油”吹弧及“自能抽空分離”對(duì)外排氣的少油斷路器，即“自能油吹”斷路器。
實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)的技術(shù)方案如下(一)采用機(jī)械壓氣或壓油裝置，合理利用動(dòng)觸頭下移的等體積補(bǔ)償原理，或從動(dòng)觸頭內(nèi)腔的單向閥對(duì)觸頭分離點(diǎn)壓進(jìn)適量絕緣介質(zhì)直至分?jǐn)嘟Y(jié)束，目的增加電弧電阻和電壓，減少電弧能量的輸入，提早消耗電弧能量，適當(dāng)影響電弧電流提早過(guò)零，使電弧從產(chǎn)生前至熄滅過(guò)程都有新鮮絕緣介質(zhì)對(duì)動(dòng)觸頭移出的空間補(bǔ)充及時(shí)對(duì)電弧和弧隙去游離，獲得短的熄弧開(kāi)距。
(二)氣體斷路器機(jī)械和自能吹弧及增加分閘功的結(jié)構(gòu)原理(1)在可動(dòng)絕緣噴口下部設(shè)有較大容積的熱膨脹室與一活動(dòng)壓氣缸面連接，此活動(dòng)壓氣缸即套在下面裝有一單向閥的缸座上形成一密閉空間，而裝有單向閥的管狀動(dòng)觸頭上部從活動(dòng)壓氣缸面軸心穿過(guò)且連接好，下部則穿過(guò)活動(dòng)壓氣缸底座軸心，與操作桿連接，分閘時(shí)壓氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)動(dòng)觸頭內(nèi)腔的單向閥壓出，當(dāng)在熱膨脹室內(nèi)剛分產(chǎn)生電弧時(shí)，絕緣氣體吸收電弧熱量而膨脹及離化形成壓力，部份通過(guò)靜觸頭周圍與絕緣噴口的小逢隙經(jīng)噴口向上噴出，而大部份壓力將活動(dòng)壓氣缸向下壓(即增加了分閘功)，同時(shí)動(dòng)觸頭在外部操作力的作用往下運(yùn)動(dòng)，使壓氣缸內(nèi)的壓力驟增，新鮮的絕緣介質(zhì)從動(dòng)觸頭內(nèi)腔經(jīng)單向閥向外噴出冷卻電弧去游離，直至電弧熄滅，開(kāi)斷結(jié)束。
(2)氣體斷路器在靜觸頭上部設(shè)有一帶有單向閥的活塞缸，當(dāng)開(kāi)斷產(chǎn)生電弧時(shí)，活塞缸上的活塞受電弧壓力作用向上移動(dòng)造成低壓區(qū)，利于高溫游離氣體的補(bǔ)充，同時(shí)活塞內(nèi)腔壓力增大也通過(guò)單向閥向另一空腔充壓，此空腔與靜觸頭內(nèi)腔相聯(lián)并通過(guò)單向閥與弧隙相通，在電弧電流過(guò)零弧隙壓力降低，活塞在彈簧力作用下復(fù)位，貯氣室單向閥關(guān)閉，缸體單向閥打開(kāi)吸氣，而靜觸頭內(nèi)腔的單向閥即打開(kāi)向弧隙壓氣。
(三)少油斷路器多層縱吹滅弧室結(jié)構(gòu)(1)在滅弧片的第一片噴口內(nèi)設(shè)有較大的空氣室用來(lái)吸收電弧壓力，當(dāng)電弧電流過(guò)零即產(chǎn)生反壓，來(lái)增加弧隙及噴口油流速度和油量，加速弧隙油氣置換，且滅弧片的噴口是串在兩觸頭之間(其中心線與弧隙中心線重合)，截面只能通過(guò)動(dòng)觸頭是滅弧片內(nèi)對(duì)外的唯一通道，這樣能充分利用動(dòng)觸頭往下移動(dòng)的等體積補(bǔ)償原理，使動(dòng)觸頭壓出的油噴向電弧及弧隙，利用電弧的冷卻和去游離。
(2)少油斷路器的漏斗形噴口結(jié)構(gòu)以靜觸頭引弧點(diǎn)內(nèi)腔向上，形成一大面積的漏斗形(啦叭形)噴口，噴口內(nèi)上部大截面處裝設(shè)若干片帶有較多且方向不同小斜口的擋板，當(dāng)電弧噴出的高溫高速油蒸氣流，將在此形成多股交叉噴射的湍流混合油氣流，形成降溫、降速、降壓，而漏斗形噴口及上部周邊組成觸頭座通過(guò)螺栓與帶有自能壓氣缸噴口和一回油單向閥的座蓋連接為一體，把滅弧室與膨脹室隔開(kāi)，這樣在觸頭斷口上部的周圍即存有較大容積的油量，待電弧電流過(guò)零時(shí)，即快速對(duì)弧隙進(jìn)行油氣置換。
(3)少油斷路器自能壓油和自能抽空分離對(duì)外排氣的結(jié)構(gòu)用一活塞把空氣室隔為上下室，當(dāng)滅弧室排出的油蒸氣(壓力)，使空氣室充壓而驅(qū)動(dòng)活塞向上移動(dòng)，把上部空氣對(duì)外排放，而下部形成低壓區(qū)，利用油蒸氣體的降溫、減壓分離，當(dāng)活塞上移到頂部即打開(kāi)數(shù)個(gè)小截面斜口使上下兩室連通，同時(shí)活塞也帶動(dòng)一連桿把一小油缸的油壓向弧隙，壓油數(shù)量是隨活塞上移距離和速度成比例增加，當(dāng)滅弧室壓力減弱回油時(shí)，活塞在彈簧力作用下復(fù)位并帶動(dòng)連桿將壓油缸活塞向上抽(活塞缸上面有一排油孔)，而使滅弧室的弧隙上部側(cè)邊形成低壓區(qū)，加速弧隙高溫氣體逸開(kāi)向其補(bǔ)充利于弧隙的油氣置換。
本發(fā)明特點(diǎn)是利用電弧產(chǎn)生的壓力，經(jīng)活塞和貯氣室及單向閥的作用對(duì)弧隙產(chǎn)生壓氣，還通過(guò)熱膨脹室的電弧壓力與活動(dòng)壓氣缸的配合轉(zhuǎn)化為分閘操作功和對(duì)電弧產(chǎn)生吹弧作用，并改進(jìn)了少油斷路器的滅弧室及噴口結(jié)構(gòu)，對(duì)動(dòng)觸頭向下移動(dòng)的等體積補(bǔ)償原理得到充分利用，也利用電弧壓力通過(guò)活塞缸和機(jī)械連桿形成自能抽空分離和壓油吹弧及對(duì)外排氣。因而本發(fā)明使氣體或少油斷路器的斷口在使用電壓和開(kāi)斷容量方面都有較大的提高?？朔爽F(xiàn)有油或氣體斷路器的滅弧室內(nèi)絕緣固體物多，排油泄壓通道多，空氣分離室和排氣室功能效率低，以及未能很好地利用電弧壓力差來(lái)加速油氣置換或使新鮮絕緣氣體介質(zhì)對(duì)弧隙置換等缺點(diǎn)。
現(xiàn)結(jié)合附圖
與實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明圖一為本發(fā)明的氣體斷路器實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖一、氣體斷路器的分?jǐn)噙^(guò)程參照?qǐng)D一，當(dāng)帶有單向閥的動(dòng)觸頭(1)與靜弧觸頭(2)在熱膨脹室(3)內(nèi)剛分離產(chǎn)生電弧壓力，此壓力的大部份將活動(dòng)壓氣缸(4)往下壓(即產(chǎn)生分閘功)，加上操作桿(5)往下運(yùn)動(dòng)使活動(dòng)壓氣缸(4)內(nèi)壓力增大，使活動(dòng)壓氣缸座(6)的吸氣單向閥(7)關(guān)閉，而動(dòng)觸頭(1)內(nèi)的單向閥被迫打開(kāi)，強(qiáng)勁的新鮮絕緣氣體直噴電弧至分?jǐn)嘟Y(jié)束，同樣剛分時(shí)電弧在熱膨脹室(3)內(nèi)的壓力也把靜弧觸頭(2)內(nèi)的單向閥(8)關(guān)閉，并經(jīng)靜弧觸頭(2)與絕緣噴口(9)的縫隙噴出，經(jīng)過(guò)靜觸頭座(10)和靜觸頭座排氣孔(11)對(duì)外擴(kuò)散。當(dāng)斷路器內(nèi)部壓力增高，即把有單向閥的活塞缸(12)上的活塞(13)向上移動(dòng)，使其內(nèi)腔壓力增加，而向帶有單向閥的貯氣室(14)充壓，當(dāng)電弧電流過(guò)零時(shí)，弧隙壓力降低，活塞(13)在回位彈簧(15)的作用下復(fù)位，活塞缸(12)上的單向閥(16)打開(kāi)吸氣，而靜弧觸頭(2)內(nèi)腔的單向閥(8)打開(kāi)使貯氣室(14)內(nèi)的新鮮絕緣氣體介質(zhì)噴進(jìn)弧隙，加強(qiáng)弧隙去游離。
圖二為本發(fā)明中的少油斷路器實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖二、少油斷路器的分?jǐn)噙^(guò)程參照?qǐng)D二，當(dāng)開(kāi)斷時(shí)動(dòng)觸頭(1)離開(kāi)靜觸頭(2)，即產(chǎn)生電弧離化油的膨脹壓力通過(guò)漏斗形噴口(3)，沖過(guò)噴口多孔板(4)到達(dá)空氣分離室，并壓縮排氣活塞(5)向上移動(dòng)，迫使大蓋(6)內(nèi)的空氣經(jīng)排氣蓋(7)對(duì)外排放，而排氣活塞(5)也帶動(dòng)壓油缸連桿(8)，把壓油缸(9)內(nèi)的壓油活塞(10)往下壓，排出一股壓力油流經(jīng)壓油通道(11)，到達(dá)滅弧室內(nèi)對(duì)弧隙進(jìn)行補(bǔ)充混合。同時(shí)動(dòng)觸頭(1)向下運(yùn)動(dòng)和電弧壓力使滅弧片(12)第一片內(nèi)的空氣室(13)蓄壓，而動(dòng)觸頭(1)的通道即滅弧片(12)的噴口是滅弧片(12)對(duì)外唯一的通道(其中心線與弧隙中心線重合)，因此動(dòng)觸頭(1)壓出的油流必然指向電弧或弧隙，當(dāng)電弧電流過(guò)零，弧隙壓力降低，動(dòng)觸頭(1)的等體積補(bǔ)償和空氣室(13)的反壓，將形成一股強(qiáng)勁的油流噴向弧隙強(qiáng)制弧隙冷卻去游離，直至分?jǐn)嘟Y(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種具有機(jī)械壓氣和自能壓氣吹弧的“自能吹弧”氣體斷路器，其特征在于由帶有單向閥的動(dòng)、靜觸頭、活塞缸、貯氣室、熱膨脹室、活動(dòng)壓氣缸等組成，而有“自能壓油吹弧”及“自能抽空分離”和“對(duì)外排氣”的少油斷路器，即“自能油吹”少油斷路器，其特征在于由“多層縱吹滅弧室”、“漏斗形噴口”、“自能壓油”和“自能抽空分離器”及對(duì)外排氣裝置組成。
2.由權(quán)利要求“1”所述的“自能吹弧”氣體斷路器，其特征是可動(dòng)絕緣噴口(9)下設(shè)有較大容積的熱膨脹室(3)與活動(dòng)壓氣缸(4)的缸面螺紋連接，而活動(dòng)壓氣缸(4)套在有吸氣單向閥(7)的活動(dòng)壓氣缸座(6)上，而帶有單向閥的管狀動(dòng)觸頭(1)上部從活動(dòng)壓氣缸(4)的缸面軸心穿過(guò)接好。(用螺紋或焊接)下部則與操作連桿(5)接從底座軸心穿過(guò)。
3.由權(quán)利要求1所述的“自能吹弧”氣體斷路器其特征是內(nèi)腔裝有單向閥(8)的靜弧觸頭(2)與帶有排氣孔(11)的靜觸頭座(10)連為一體，經(jīng)螺紋與貯氣室(14)連接托住活塞(13)和回位彈簧(15)，而活塞缸(12)也用螺紋與貯氣室外殼連接。
4.由權(quán)利要求1所述的“自能油吹”少油斷路器，其特征是多層縱吹滅弧室的滅弧片(12)的第一片噴口內(nèi)設(shè)有較大的空氣室(13)且滅弧片(12)的噴口截面剛好能通過(guò)動(dòng)觸頭(1)是滅弧片內(nèi)對(duì)外的唯一通道(其中心線與弧隙中心線重合)。
5.由權(quán)利要求1所述的“自能油吹”少油斷路器其特征是以靜觸頭引弧點(diǎn)內(nèi)腔向上形成一大面積的漏斗形噴口(3)，而噴口大截面處設(shè)有若干片分布有較多且方向不同的小截面多孔板(4)，漏斗形噴口(3)及上部周邊組成靜觸頭座通過(guò)螺栓與設(shè)有壓油缸(9)及壓油通道(11)和一個(gè)回油單向閥的座蓋用螺栓連成一體而把滅弧室與膨脹室隔開(kāi)。
6.由權(quán)利要求1所述的“自能油吹”少油斷路器，其特征是用一個(gè)排氣活塞(5)把空氣室隔為上下室，上室有一回位塔簧，室中的空氣是通過(guò)大蓋(6)上的排氣蓋子(7)內(nèi)的孔對(duì)外相通，而且大蓋(6)的內(nèi)面上部設(shè)有數(shù)個(gè)小斜孔來(lái)配合活塞(5)到達(dá)上止位時(shí)使上下兩室聯(lián)通，排氣活塞(5)下部中心處聯(lián)接著壓油缸連桿(8)，可帶動(dòng)壓油缸內(nèi)的壓油活塞(10)上下運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有機(jī)械壓氣和自能壓氣的“自能吹弧”氣體斷路器，和具有自能壓油吹弧、自能抽空分離對(duì)外排氣的“自能油吹”少油斷路器。本發(fā)明利用電弧壓力經(jīng)活塞、貯氣室及單向閥對(duì)弧隙壓氣，通過(guò)電弧壓力與括動(dòng)壓氣缸配合轉(zhuǎn)化為“分閘功”和吹弧，改進(jìn)少油斷路器滅弧室及噴口結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)觸頭下移的等體積補(bǔ)償，通過(guò)活塞和機(jī)械連桿組成自能壓油吹弧和抽空分離對(duì)外排氣，因此本發(fā)明的氣體或少油斷路器在斷口的使用電壓和開(kāi)斷容量方面提高了。
文檔編號(hào)H01H33/88GK1086044SQ9310767
公開(kāi)日1994年4月27日 申請(qǐng)日期1993年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月5日
發(fā)明者楊軍 申請(qǐng)人:楊軍