一種具有提高了絕緣強度的斷流腔的中高壓電路斷路器的製作方法
2023-10-04 04:20:09 1
專利名稱：一種具有提高了絕緣強度的斷流腔的中高壓電路斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種中高壓電路斷路器，電路斷路器斷開時產生的電弧，在磁場驅動下，排放在含有絕緣氣體和具有一圓柱形狀的外電極以及具有一大致沿外電極軸線延伸的一中央電極的斷流腔內。
這種型號的電路斷路器是公知的，特別可以從1986年6月4日公開的歐洲專利申請EP 0058007中獲悉。在此對比文件中，活動觸頭既作用於一電觸頭上，也作用於一中央觸頭上。當電路斷路器斷開時，活動觸頭和一固定觸頭之間開始形成的電弧在活動觸頭與外部觸頭之間快速地產生起來，且將電荷傳輸到與外部電極相串聯的一線圈上。在電磁力的驅動下，由線圈產生的磁場引起電弧相對於靜止的絕緣氣體運動，該電磁力作用在絕緣氣體分子上，絕緣氣體分子被電弧所電離。
在斷開行程的末端，活動觸頭大致置於第一電極的軸線上，活動觸頭的自由端位於所述的第一電極的一端面之前。
在斷開行程的末端，活動觸頭的布置似乎不太令人滿意，在此情形下，活動觸頭的自由端引起局部相當大的電場變化率。
在要中斷的電流已經經過零電流點後，局部的電場變化率很容易地將電弧產生起來，因為在電離後的絕緣氣體再次產生時，與電壓升高的速度相比，此電場變化率下降的速度慢，而電壓升高的速度是由電路斷路器連接的電網施加的。在有效中斷的一定時間範圍內，該電場變化率能很容易地使電弧建立起來。
在此條件下，明顯看出，在中斷階段期間和只要電路斷路器保持斷開期間，僅僅靠升高含在斷流腔內的絕緣氣體的壓強，就能保障活動觸頭與外部觸頭之間的絕緣強度。
本發明的目的是提高上述那種電路斷路器斷流腔中電極之間的絕緣強度。
本發明是基於這樣想法，使活動觸頭作為一電觸頭上，給出中斷電極相對於不與該觸頭相重合的一中央電極的關係。
至此，本發明提供一種中高壓斷路器，電路斷路器斷開時產生的電弧，在磁場驅動下，排放在含有絕緣氣體和具有一圓柱形的外電極和具有一基本沿外電極軸線延伸的一中央電極的斷流腔內，電路斷路器的特徵在於所述的中央電極穿過所述的外部電極。
所述的中央電極穿過所述的外部電極，從而在兩電極之間產生一基本均勻的一個電場。當要中斷的電流經過零電流點時，從而電弧撞擊的危害減小，因此使電路斷路器中斷流腔的絕緣強度被增強了。
本發明的其它特徵和優點，通過閱讀附圖所示的本發明實施方式的描述，是顯而易見。
圖1示出了本發明的一電路斷路器，其包括一斷流腔，在盒中一中央電極穿過一外層電極，且中央電極通過一導體固定連接在一連接件上。
圖2示出了圖1所示的中央電極，其部分中央電極被一層絕緣層所覆蓋。
圖3示出了本發明的一電路斷路器，其包括一斷流腔，在盒中一中央電極穿過由支承件固定著的一外層電極，該中央電極通過一折彎成角度的導體，相對於一連接件固定著。
在圖1中，可以看出中高壓電路斷路器的斷流腔。該斷流腔包括有一具有良好絕緣生和耐熱性能的氣體，諸如幾巴(bar)壓力的六氟化硫(SF6)。
一電連接件1通過區域1A或1B與第一饋電線相連，一個活動觸頭2繞軸A相對於所述的電連接件1轉動地安裝著，當做示例，該活動觸頭2由一閘刀或由彼此平行放置且一同繞軸A轉動地鉸接著的若干閘刀所構成，閘刀數目是根據中斷電流而選定的。
一個固定觸頭3通過一連接區域3A與第二饋電線相連。當電路斷路器處於閉合位置時，活動觸頭2向固定觸頭3施加接觸壓力。為了斷開該電路斷路器，一機械控制系統(未示出)通過與觸頭架15相連的一絕緣連杆5來轉動活動觸頭2。
當電路斷路器處於斷開時，相對於固定觸頭3轉動活動觸頭2，則會在置於斷流腔的內部的活動觸頭2和圓柱外部電極6之間引起電弧快速地產生。外部電極6通過一線圈7與固定觸頭3相電連接，該線圈7與所述的第一電極相串聯。在圖1所示的實施例中，所述的外部電極6是管狀的，其外側壁作為一支承件，用來纏繞形成線圈7的連續的導線。
形成在活動觸頭2和圓柱外部電極6之間的電弧反饋到線圈7上，從而建立起一磁場。應該注意到，穿過線圈7的電荷是由在外部電極6和固定於所述固定觸頭上的角形避雷器3B之間所形成的瞬時電流所產生的。角形避雷器3B由具有高熔點材料製成，諸如鎢合金製成。角形避雷器3B尖形指向外部電極6，便於在活動觸頭2和外部電極6之間一電弧快速產生。僅有幾毫米厚的絕緣板14將角形避雷器3B與外部電極6相分離。該絕緣板14由具有良好高溫性能的絕緣材料製成，諸如難熔的陶瓷或PTFE型含氟塑料製成。
由線圈7所產生的磁場將電弧引入到斷流腔內靜止的絕緣氣體中。
斷流腔有一中央電極9，其大致沿外部電極6的軸線L延伸著。
根據本發明，中央電極9穿過外部電極6，在兩電極之間產生一大致均勻的電場。當要中斷的電流經過零電流點時，從而撞擊的電弧的危害被減到最小，綜上所述，從而增加了電路斷路器的斷流腔的絕緣強度。
在圖1所示的實施例中，在電路斷路器中，絕緣支承10固定著兩電極6和9，使它們兩者相對位置能精確地調整，以確保斷流腔有良好的機械和絕緣強度。導體8支承著中央電極9，且經過所述的電連接件1，在所述的中央電極9和活動觸頭2之間提供電連接。中央電極9大致是圓柱形，其兩端9A和9B以相當大距離從外部電極6的兩端面上伸出。
在本發明最佳實施方式中，中央電極9的兩凸出端9A和9B以半球形式形成圓弧表面，或最好是半橢球形式形成圓弧表面，以便減小局部的電場變化率，從而提高電路斷路器的斷流腔的絕緣強度。
圖2示出了圖1中的電路斷路器，其中遠離導體8的中央電極9的端部9A用一層絕緣層11所覆蓋著，用以限止兩電極6和9之間的電弧，和在電磁力的驅動下來避免電弧飛濺。
在外部電極6上也作了防備，在其面對中央電極9的厚絕緣層11的部分上，覆蓋了一層厚的絕緣層12，以便增強對兩電極6和9之間的電弧的限止作用。
絕緣層11和12的厚度最好通過放置難熔的陶瓷或PTFE型含氟塑料製成帽而方便地形成。
圖3示出了本發明另一實施方式，導體8』支承著中央電極9，且導體8』相對於軸線L折彎成角度，以便使活動觸頭2繞其轉動軸線有角度地運動，從與固定觸頭3相接觸的第一位置運動到與所述的折彎成角度的導體8』相接觸的第二位置，然後，運動到與接地接頭13相接觸的第三位置上。活動觸頭2的三個位置，即，閉合位置、斷開位置和接地位置，當其應用在第二級電流輸送變電站時，三個位置給出了圖3所示的電路斷路器的一個特殊的優勢。
絕緣支承10在電路斷路器內固定兩電極，使其相對位置易於精確調整。折彎成角度的導體8』固定於絕緣支承10上，且放置於垂直轉動軸線A的平面內，以便避開活動觸頭2的轉換路徑。活動觸頭2的自由端2A的寬度D大於角形避雷器3B和折彎成角度的導體8』之間的間距，這樣在活動觸頭2轉換過程中，在活動觸頭2與固定觸頭3相分離前，中央電極9與活動觸頭2相電連接。
同樣方式預先確定折彎成角度的導體8』與接地接頭13之間的間距，以使活動觸頭2同時與所述的接地接頭和折彎成角度的導體8』接觸，從而使中央電極9放電。
在本發明兩實施方式中，電弧從活動觸頭2極快地傳送至中央電極9，從而有助於減小電弧持續時間和限制電極的磨損。
權利要求
1.一種中高壓斷路器，電路斷路器斷開時產生的電弧，在磁場驅動下，排放在含有絕緣氣體和具有一圓柱形外電極(6)和具有一大致沿外電極(6)軸線(L)延伸的一中央電極(9)的斷流腔內，電路斷路器的特徵在於所述的中央電極(9)穿過所述的外部電極(6)。
2.一種如權利要求1所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的中央電極(9)在其兩端(9A、9B)有圓弧表面。
3.一種如權利要求2所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的中央電極(9)的兩端是半球形狀。
4.一種如權利要求2所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的圓弧表面是半橢球形式。
5.一種如權利要求1至4的任一項所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的兩電極(6、9)通過絕緣板(10)固定地安裝在電路斷路器中。
6.一種如權利要求1至5的任一項所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的兩電極(6、9)中的一個或另一個設置有塑料或難熔的陶瓷材料的絕緣層(11、12)，以避免電弧從斷流腔中濺出。
7.一種如權利要求1至6的任一項所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的中央電極(9)安裝在折彎成角度的導體8』上，以便使一活動觸頭(2)朝向一接地接頭(13)的方向上有角度地轉換。
8.一種如權利要求7所述的中高壓斷路器，其特徵在於所述的中央電極(9)通過所述的活動觸頭(2)與所述的接地接頭(13)相連接。
全文摘要
中高壓電路斷電器包括一含有絕緣氣體的斷流腔,其中一活動觸頭2相對於固定觸頭3轉換著,用來斷開所述的電路斷路器,從而引起在活動觸頭2和一與固定觸頭3相電連接的外部電極6之間的電弧快速產生起來,其中與外部電極6相串聯的一線圈7由電弧提供能量,該電弧產生一磁場,該磁場使電弧相對於靜止絕緣氣體移動。一中央電極9與活動觸頭2相電連接且穿過外部電極6,結果當電弧在兩電極6、9間產生時,驅使電弧轉移。
文檔編號H01H9/38GK1290019SQ99122389
公開日2001年4月4日 申請日期1999年9月24日 優先權日1999年9月24日
發明者吉恩·梅恩爾特, 雷蒙德·普魯維奧 申請人:阿爾斯託姆T&D股份有限公司