帶有氣體弱壓縮斷流器的自充氣型高壓斷路器的製作方法

2023-06-28 18:52:26 4

專利名稱：帶有氣體弱壓縮斷流器的自充氣型高壓斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有氣體弱壓縮斷流器箱的自充氣型高壓斷路器。
文獻EP-0475270公開了一種自充氣型高壓斷路器，它包括一個環繞著充滿增壓絕緣氣體的膨脹腔的絕緣套和兩個相配的電弧觸頭，其中至少一個觸頭為可移動觸頭組件的一部分，該觸頭組件附著在一個動作部件上，適合於在絕緣套中的閉合和斷開位置間作軸向移動，可移動觸頭組件包括兩根同軸的管，這兩根同軸管限定在一個環的各自相對的側邊，該環連接這兩根管子形成一個由充氣噴咀閉合的恆定容積充氣腔和一個由半可動活塞封閉的能與充氣腔連通的壓縮腔。
當斷路器斷開時，由於在活塞和分隔壓縮腔和充氣腔的環之間的距離縮短，壓縮腔中的氣體受到壓縮。在現有技術的斷路器中，可移動觸頭組件在閉合位置和斷開位置之間移動全程期間絕緣氣體都受到壓縮，可移動觸頭組件的移動需要一定量的能量。因為在可移動觸頭組件整個移動過程中，壓縮腔中的氣體均被壓縮所以需要大量能量。
本發明的目的是降低斷開操作時斷路器的電能消耗。
為了這個目標，本發明包括一個自充氣型高壓斷路器，它包括一個圍繞著充滿增壓絕緣氣體的膨脹腔的絕緣套和兩個相配合的電弧觸頭，其中至少有一個觸頭是附著於動作部件的可移動觸頭組件的一部分，並適合於在絕緣套中的閉合位置和斷開位置間作軸向移動，上述可移動觸頭組件包括第一和第二兩根同軸管，這兩根同軸管限定在第一個環的各自相對的側邊，該環連接第一根和第二根管形成一個由充氣噴咀閉合的恆定容積充氣腔和一個由半可動活塞封閉的能與充氣腔連通的壓縮腔。該裝置的特徵在於所述的可移動觸頭組件在閉合位置和斷開位置之間移動的第一部分行程中使活塞不動，而在所述可移動觸頭組件在所述移動的第二部分行程中使所述活塞和所述可移動觸頭組件一起沿軸向移動。
當中斷弱電流時，在斷開操作期間通過壓縮腔中氣體壓縮使電弧觸頭之間電弧熄滅。在可移動觸頭組件停止移動之前，來自壓縮腔的氣流使電弧熄滅發生。因而沒有必要在可移動觸頭組件移動的全程壓縮壓縮腔中的氣體。從活塞隨可移動觸頭組件移動的時刻起，使可移動觸頭組件動作所需的能量是非常小的，因為此時氣體不再需要壓縮。
根據本發明的另一特徵，原軸向移動所述活塞的裝置包括一個固定於可移動觸頭組件上的輸送部件，在所述可移動觸頭組件移動的第二部分行程中，該輸送部件拖動一個固定於所述活塞上的支座，該支座置於固定於活塞上的所述輸送部件的通道上。
所述活塞耦連到一個至少有一個開口的第三管上，固定於所述第一個管上的一個指狀杆在這開口中滑動。並相對於第一管朝第二管的方向徑延展。
使所述活塞不動的所述裝置包括一個置在所述輸送部件和所述活塞之間的彈簧和一個固定的與所述活塞相配的保持部件。
在下文將參照附圖對本發明的一個實施例進行詳細說明。


圖1A、1B和1C是具有一個限定壓縮的斷流入器箱的斷路器在閉合狀態、壓縮位置的終端及開斷狀態的縱斷面視圖。
圖2A、2B和2C表示本發明應用於一個端部觸點型斷路器，又表示一個端部觸點斷路器部分分別在閉合、壓縮位置的終端、斷開狀態的縱斷面。
下面敘述一個斷流器箱，大家熟悉的是一個高壓斷路器每一相都包含幾個所述類型的斷流器箱。在圖1A到1C中，同樣的參考號數表示相同的零件。
參照附圖，一個絕緣的(最好為瓷製的)套1確定一個膨脹箱2的界線，膨脹箱2中充滿在幾巴氣壓下具有良好絕緣特性的氣體，例如六氟化硫。
該斷路器包括一個固定的組件和一個可移動的觸頭部件。
該固定組件包括一個金屬管形的電弧觸頭3，其端部3A用耐電弧效應的材料製成，如鎢基合金。固定組件還包括一個用一個放電防護5保護的指狀杆組成的固定的永久性觸頭4，電弧觸頭和固定的永久性觸頭電連接到第一個電流端子(未示出)。
可移動觸頭組件包括一個以氣封的方式貫穿箱2並連到一個沒有示出機構的動作部件6，部件6與一個包含兩個同軸管7和8的金屬組件耦合，而管8比管7有較大的直徑，兩個管子7和8用一個金屬環9連續在一起。這兩個管子和環最好是一個單一的機械部件。
管7是可移動電弧觸頭。其端部7A由耐電弧效應的材料製成並與觸頭3-3A相配合。管8有一個直徑較小的端部8A。帶有一個絕緣材料製成的充氣嘴10。管狀部分8A構成斷路器的永久性可移動觸頭，並當斷路器被接合時，它與如圖1A所示的指狀杆4相配合。
管8的端部8A，充氣嘴10，管7和環9確定了一個充氣腔17的界線。環9，管7和管8，活塞11確定了壓縮腔18的界線，壓縮腔18與充氣腔17中間由環9隔開。活塞在管7和管8間以氣封的方式軸向滑動，活塞11耦連到與管7和管8同軸的管12上。管12的自由端耦連到構成一個法蘭的環12A上。環12A與連接到與管12同軸的固定管14上的環14A相配合，而在閉合動作期間，環14A成為管12的終端制動。管14通過電連接到第二個電流端子(未示出)，管14帶有一個與管8電接觸的指狀杆形永久觸頭，該明白的是環11、管12和環12A為一個機械部件。
固定於管7上並相對於管7向管8的方向徑向伸展的一個或多個指狀杆7B的自由端嵌入管12的一個或多個開口13中。我們知道，指狀杆7B和管7為一個部件。
在一個或多個指狀杆7B和活塞11之間配置了1個或多個彈簧15。
活塞11裝有能使氣體從斷流器箱2流到壓縮腔的單向閥11A，同樣，環9也裝有一個能使氣體從壓縮腔18流到充氣腔17的單向閥。
該斷路器以如下方式工作。
為接合斷路器，先驅動動作管6，以圖1A中箭頭f所示的方向向左移動可移動觸頭組件，在這一閉合動作過程中，因指狀杆7B和活塞11之間的距離減小而使彈簧15受到壓縮，指狀杆7B向左移動，但因環12A被環14A卡住而使活塞不動，由於環9從活塞11處移開打開了單向閥11A，壓縮腔18被來自斷流器箱2的氣體充滿。同樣，由於打開了單向閥9A，充氣腔17被來自壓縮腔18的氣體充滿，在接合位置，電流流經指狀杆4，管8-8A，指狀杆16和管14。
為切斷電流，驅動動作管6，以圖1B和1C中箭頭O所示的方向向右移動可移動觸頭組件。永久性觸頭4和8A分離。電流被切換到電弧觸頭3-3A和7A上，當它們分離時，電弧觸頭間就會觸發電弧。電弧使電弧區氣體變熱，增加了充氣腔中的氣壓。電弧電流是正弦波，當該電流值接近零時，充氣腔17中通過管7A和噴嘴10限定的通道排出並吹滅電弧，當可移動觸頭組件移動到離電弧觸點3A足夠遠以使噴嘴10的排氣口無約束時，排氣口處的氣壓低於充氣腔中的氣壓，氣腔中增壓的氣體就會通過噴嘴的排氣孔排入斷流器箱2。氣體的流動使電弧變冷，當電流過零時電弧熄滅。
在斷開動作期間，因為環9和活塞11間的距離減小，壓縮腔中的氣體被增壓，在可移動觸頭組件移動的第一部分行程中，指狀杆7B在管12的開口的左端和右端間自由移動，但管12的環12A通過活塞11上的彈簧緊靠在環14A上。這使得壓縮箱中的氣壓升高。當指狀杆7B在移動了一距離Dx後，緊靠在該開口的右端時，它拖動管12以及活塞11直到可移動觸頭組件停止移動。在可移動觸頭組件的第二部分行程中，壓縮腔18中氣體的壓縮被中斷，驅動該動作管所需的能量也減少。
在可移動觸頭組件停止移動之前，如上所述的充氣腔中的氣壓降低，單向閥9A打開。這就減小了壓縮腔中的氣壓，使得氣體從壓縮腔流入充氣腔並因而流向電弧區。於是來自壓縮腔的高密度冷氣替代電弧區的低密度熱氣，由此大大降低了充氣腔中的溫度，因而改善了斷路器的工作性能。
在切斷弱電流方面，由電弧引起的充氣腔中氣壓的增加不足以有效地熄滅電弧，在這種情況下，要藉助於壓縮腔來熄弧，因壓縮腔中氣壓在斷開操作期間會上升。這樣壓縮腔中的氣壓變成高於充氣腔中的氣壓，使止單向閥9A打開，而壓縮腔中的氣體流入膨脹腔。當電流過零時這一氣流足以熄灰電弧。因活塞11與可移動觸頭組件一起移動，儘管壓縮箱中的壓縮氣體體積保持恆定，通過電弧觸頭彼此分離即可繼續斷開操作。因此斷路用於可移動觸頭組件的這一部分行程的能耗降低。
圖2A到2C表示本發明在中壓或高壓終端觸頭斷路器上的應用。
可動組件包括一個用指狀杆觸頭22電連接到一個電流端子(沒示出)上的金屬圓筒21，圓筒21的底座21A機械連接到一個動作杆23;圓筒21由一個環形橫斷隔板24和一個絕緣噴嘴25確定出一個膨脹體積V1，隔板24至少裝有一個單向閥26。
圓筒21的內部是一個固定於構成可移動觸頭的管28末端的環形活塞27;圓筒管28的頂端28A是由耐電弧效應的合金製成的，它與一個固定管30相配合構成斷路器的固定觸頭，管30的端部30A也由耐電弧效應的合金製成。
圓筒21，隔板26，活塞27和管28確定出一個壓縮體積V2。
斷路器閉合時，管28和30被對著圓筒21的底座21A支撐在活塞27的彈簧壓在一起。
當斷路器閉合時，固定於隔板24上的指狀杆觸頭傳導恆定電流。
一個滑動觸頭23傳輸電流從管28到隔板26。
注意活塞27裝有一個單向閥35，圓筒21的底座21A有孔36。
斷路器以下面方式工作-在閉合位置(圖2A)，電流流經管30，指狀杆32，隔板26，圓筒21和指狀杆22。
-當斷路器斷開時，可移動組件按圖所示向右移動，壓縮腔體積減小;指狀杆32離開管30，但頂端觸頭28A和30A繼續作為觸頭。因此活塞27仍未移動(圖2B)。
-當觸頭28A和30A分離時，活塞與可動組件的其餘部件一起移動。
權利要求
1.自充氣型高壓斷路器包括一個環繞著充滿增壓絕緣氣體的膨脹腔(2)的絕緣套(1)和兩個相配合的電弧觸頭(3A-7A)，其中至少一個觸頭為可動觸頭組件的一部分，該可移動觸頭組件附著在一個動作部件(6)上，適合於在絕緣套中的閉合位置和斷開位置之間作軸向移動，可移動觸頭組件包括同軸的第一根和第二根管(7，8)，這兩根同軸管限定在第一個環(9)的各自相對的側邊，該環連接第一根和第二根管形成一個由充氣噴咀(10)閉合的恆定容積的充氣腔(17)和一個由半可動活塞(11)封閉的能與充氣腔連通的壓縮腔。該裝置特徵在於可動觸頭組件在閉合位置和斷開位置之間移動的第一部分行程中，使活塞不動，而在可動頭組件的第二部分行程中，使活塞與可移動觸頭組件一起沿軸向移動。
2.根據權利要求1所述的斷路器，軸向移動活塞(11)的裝置包括一個固定在可移動觸頭組件上的輸送部件(7B)，在該可移動觸頭組件的第二部分行程中，該輸送部件拖動一個固定在活塞上的支座，該支座安置在輸送部件的通道上。
3.根據權利要求2所述的斷路器，活塞耦連到至少有一個開口(13)的第三根管子(12)上，固定於第一根管(7)上並相對於第一根管向第二根管徑向伸展一個指狀杆在這開口中滑動。
4.根據權利要求2所述的斷路器，為使活塞(11)不動的裝置包括一個置於輸送部件和活塞間的彈簧(15)和一個固定的與活塞相配合的保持部件(14A)。
5.自充氣端部觸頭型斷路器包括一個固定組件和一個可移動觸頭組件，固定組件包括一根構成一個固定觸頭的管(30)，可移動組件包括一個有一底座(21A)的金屬氣缸(21)、一個橫向隔板(24)和一充氣嘴(25)，其特徵在於可移動組件還包括一個位於所述底座(21A)和所述隔板(26)間的活塞(27)，並固定於組成一個可移動觸頭，又與所述固定觸頭(30)配合的管(28)上，所述觸頭(28，30)組成終端觸頭，對著所述底座支撐的一個彈簧(31)使活塞有一個彈性負載，在斷路器斷開的過程中，活塞被固定不動，直到終端觸頭分離開。
全文摘要
一種自充氣型高壓斷路器包含一個可移動組件，該組件包括一個可分為一個充氣腔(17)和一個壓縮腔(18)兩部分的斷流器腔，這兩個腔由一個環(9)隔開。壓縮腔(18)由一個半可動活塞(11)封閉。該斷路器的特徵在於該可移動觸點組件在閉合位置和斷開位置之間移動的第一部分行程中，可使活塞不動，而在第二部分行程中，可使活塞與可移動觸頭組件一起沿軸向移動。這減小了斷開操作中驅動移動觸頭組件所需的能量。
文檔編號H01H33/915GK1095520SQ9311816
公開日1994年11月23日 申請日期1993年9月29日 優先權日1992年9月29日
發明者杜福爾奈特·丹尼斯, 佩雷特·米歇爾 申請人:Gec阿爾斯託姆T&D公司