CN101930871B - 一种高压开关设备用高载流能力灭弧室 - Google Patents

一种高压开关设备用高载流能力灭弧室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，该灭弧室的最外层是一个两端均带有金属嵌件的绝缘支持件，包括其两端的金属嵌件；灭弧室的动触头***和静触头***处于绝缘支持件内部，与绝缘支持件同轴，绝缘支持件的静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接。本发明采用了将主回路电流导向绝缘支持件的金属嵌件以及改善主回路中导电零件材质和结构的方法，增大了导流截面积，降低了回路电阻，改善了散热条件，增强了灭弧室整体的通流能力。

Description

一种高压开关设备用高载流能力灭弧室
技术领域：
本发明属于高压设备领域，涉及一种高压开关设备用组件，该组件是高压断路器使用的灭弧室，特别是需要通过大额定电流的高载流能力灭弧室。
背景技术：
灭弧室是高压断路器必须使用的组件，是上述设备用以完成各种功能的核心组件，其作用是：通过该组件开断、关合、承载运行线路的正常电流，以及在规定时间内承载、开断、关合规定的异常电流，进而实现对输变电线路和设备的控制和保护作用。长期承载输电线路的正常运行电流时灭弧室的基本功能之一，载流能力是表征灭弧室先进性的一个重要指标。
现有断路器灭弧室处于充满SF6气体的断路器壳体中，其结构是这样的(如图1所示)：灭弧室的最外层是一个两端均带有金属嵌件的绝缘支持件4，绝缘支持件静端金属嵌件4B与灭弧室的静触头***的静触头座11连接，动端金属嵌件4A与灭弧室的动触头***的压气活塞1连接。静触头***包括与绝缘支持件静端金属嵌件4B相连接的静触头座11，安装在触头座上的静主触头8和静弧触头10；动触头***包括与绝缘支持件4动端金属嵌件4A相连接的压气活塞1，从活塞中穿过的活塞杆2，活塞杆2的一端与喷口座5、动弧触头6相连，喷口座5再与压气缸3、动主触头7、喷口9相连，有的灭弧室中还有辅助喷口，与动弧触头6相连，活塞杆2的另一端与传动***相连，为动触头***运动提供动力。
现有断路器灭弧室的导电回路是这样构成的：灭弧室外部电流首先流过灭弧室静触头***的静触头座11，然后依次流过静主触头8、动主触头7、喷口座5、压气缸3、第二触头13、压气活塞1，流出灭弧室；或者以相反的次序流经灭弧室。
现有断路器灭弧室的缺点是：其载流能力较低，额定电流水平较难提高，很难适应高压断路器发展的需要。
造成现有断路器灭弧室载流能力较低的原因是：一、导电回路中的大多数接触面(主要发热点)包裹在绝缘支持件4的内部，散热条件不好；二、受灭弧室结构影响，静触头座11和压气活塞1导电截面均较小，所以导通电流的能力有限；三、受灭弧室结构影响，整个导电回路的回路电阻较大，发热量较大。四、受传统设计理念影响，静触头座11和活塞1均采用铸铝材料，体电阻大，通流能力较低。
发明内容：
本发明的目的是提供一种适用于高压断路器的灭弧室，其采用了将电流向外部引出，改善导电零件结构设计和材料选择，降低回路电阻的方法，改善整个灭弧室的通流条件和散热条件，使其载流能力得到了大幅提升。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高压开关设备用高载流能力灭弧室。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、过渡导体和静触头座，其中静端金属嵌件与过渡导体连接，过渡导体靠近动触头的一端连接有静主触头，另一端连接有静触头座，静触头座与静弧触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头33、第二触头13、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头等；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头33与动端金属嵌件相连接，通过第二触头13与压气活塞相连接。
所述第一触头33和第二触头13是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
所述灭弧室中可以设置辅助喷口，该辅助喷口与动弧触头6相连接。
一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、静触头座和第三触头42，其中静端金属嵌件与静触头座之间通过第三触头42相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头33、第二触头13、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头33与动端金属嵌件相连接，通过第二触头13与压气活塞相连接。
所述第一触头33、第二触头13和第三触头42是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
所述灭弧室中可以设置辅助喷口，该辅助喷口与动弧触头6相连接。
一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、静触头座和第三触头42，其中静端金属嵌件与静触头座之间通过第三触头42相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头33、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头33与动端金属嵌件相连接。
所述第一触头33和第三触头42是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
所述灭弧室中可以设置辅助喷口，该辅助喷口与动弧触头6相连接。
一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、过渡导体和静触头座，其中静端金属嵌件与过渡导体连接，过渡导体靠近动触头的一端连接有静主触头、另一端连接有静触头座，静触头座与静弧触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头33、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头33与动端金属嵌件相连接。
所述第一触头33是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
所述灭弧室中可以设置辅助喷口，该辅助喷口与动弧触头6相连接。
所述绝缘支持件、动触头***和静触头***同轴设置。
本发明的高压开关设备用高载流能力灭弧室采用了将电流向外部引出，改善导电零件结构设计和材料选择，降低回路电阻的方法，改善整个灭弧室的通流条件和散热条件，使其载流能力得到了大幅提升。其中，灭弧室的主回路电阻比原设计降低了20％以上，通流能力达到了5000A以上。
附图说明：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是一般灭弧室的结构示意图。
图2是本发明实施例1的灭弧室结构示意图。
图3是本发明实施例2的灭弧室结构示意图。
图4是本发明实施例3的灭弧室结构示意图。
图5是本发明实施例4的灭弧室结构示意图。
图1至图5中：1、压气活塞；2、活塞杆；3、压气缸；4、绝缘支持件(包含动端金属嵌件4A和静端金属嵌件4B)；5、喷口座；6、动弧触头；7、动主触头；8、静主触头；9、喷口；10、静弧触头；12、导向件；13、第二触头。
图1所示的一般灭弧室中：11、静触头座。
图2所示的实施例1和图5所示的实施例4中：31、静触头座；32、过渡导体；33、第一触头。
图3所示的实施例2和图4所示的实施例3中：33、第一触头；41、静触头座；42、第三触头。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1：
参见图2，一种灭弧室，处于充满SF6的断路器壳体中，其结构是这样的：灭弧室的最外层是一个两端均带有金属嵌件的绝缘支持件4，包括其动端金属嵌件4A、静端金属嵌件4B(与原设计相同)。
绝缘支持件静端金属嵌件4B与灭弧室的静触头***连接，该静触头***与绝缘支持件4同轴，包括与绝缘支持件4的静端金属嵌件4B相连接的过渡导体32、静触头座31、静主触头8和静弧触头10。
绝缘支持件动端金属嵌件4A与灭弧室的动触头***连接，该动触头***与绝缘支持件4同轴，包括与绝缘支持件4动端金属嵌件4A相连接的压气活塞1，从压气活塞1中穿过的活塞杆2，活塞杆2的一端与喷口座5、动弧触头6相连，喷口座5再与压气缸3、动主触头7、喷口9相连，带辅助喷口的灭弧室，动弧触头6还应与辅助喷口相连；压气缸3通过第一触头33(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)与动端金属嵌件4A相连，通过第二触头13(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)与压气活塞1相连；活塞杆2的另一端与传动***相连，为动触头***运动提供动力。
实施例1的导电回路是这样构成的：灭弧室外部电流首先流过灭弧室静触头***的静触头座31，然后依次流过过渡导体32、静主触头8、动主触头7、喷口座5、压气缸3，从此处分流，一路通过第一触头33(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流入动端金属嵌件4A，再经过压气活塞1的下法兰流出灭弧室，一路通过第二触头13(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流入压气活塞1，再流出灭弧室；或者以相反的次序流经灭弧室。
实施例1的优点在于：
一、在动侧，将电流导向绝缘支持件外部，绝缘支持件一端的金属件兼做导体，大幅提高通流能力。
1、对于动触头***，假定电流由静触头***向动触头***流动，流经压气缸3以后，电流分为两路，一路通过第一触头33(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流向动端金属嵌件4A，将原来从绝缘支持件4内部通过的电流大部分导向外部，极大的改善了灭弧室的导电回路；一路通过第二触头13(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流向压气活塞1。
其优点是：①将原来从绝缘支持件4内部通过的电流大部分导向外部，散热面积、气体对流空间均增大了数倍，散热条件大为改善；②电流导向外部以后，流经动端金属嵌件4A，其导电截面积比原结构增大了数倍，通流能力大幅提高；③电流导向外部以后，流经动端金属嵌件4A，此处的回路电阻明显降低，整个回路的回路电阻降低了20％～30％。
二、在静侧，将原设计中的静触头座11一分为二，即过渡导体32和新的静触头座31，处于绝缘支持件4内部的过渡导体32，采用了导电导热性能良好的铜材，其优点是：①高效地将绝缘支持件4内静主触头8所产生的热量导出，解决了静主触头8处散热不良的问题；②处于绝缘支持件4内部的过渡导体32本身的发热较小；③此处的回路电阻明显降低，整个回路的回路电阻降低了20％～30％。
实施例2：
参见图3，一种灭弧室，处于充满SF6的断路器壳体中，其结构是这样的：灭弧室的最外层是一个两端均带有金属嵌件的绝缘支持件4，包括其动端金属嵌件4A、静端金属嵌件4B。
绝缘支持件静端金属嵌件4B与灭弧室的静触头***连接，该静触头***与绝缘支持件4同轴，包括与绝缘支持件4静端金属嵌件4B相连接的静触头座41、静主触头8、静弧触头10以及第三触头42(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)。
灭弧室动端的结构与实施例1完全相同。
实施例2的导电回路是这样构成的：灭弧室外部电流首先流向灭弧室静触头***的静触头座41，从此处分流，一路由静触头座41直接流向静主触头8，一路由静触头座41流向静端金属嵌件4B，然后经第三触头42流向静主触头8，或经第三触头42流向静触头座41，再流向静主触头8，进入静主触头8的电流再流向动主触头7、喷口座5、压气缸3，从此处再次分流，一路通过第一触头33(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流入动端金属嵌件4A，再经过压气活塞1的下法兰流出灭弧室，一路通过第二触头13(可以是弹簧触头或表带触头或自力型触头)流入压气活塞1，再流出灭弧室；或者以相反的次序流经灭弧室。
实施例2的优点在于：
一、在动侧，将电流导向绝缘支持件外部，绝缘支持件一端的金属件兼做导体，大幅提高通流能力。此点与实施例1相同。
二、在静侧，将原设计中的完全由静触头座11承载的电流分为两路，一路通过第三触头42分流到静端金属嵌件4B，将原来从绝缘支持件4内部通过的电流大部分导向外部；一路还是走原来的路径。
其优点是：①将原来从绝缘支持件4内部通过的电流大部分导向外部，散热面积、气体对流空间均增大了数倍，散热条件大为改善；②电流导向外部以后，流经静端金属嵌件4B，其导电截面积比原结构增大了数倍，通流能力大幅提高；③电流导向外部以后，流经静端金属嵌件4B，此处的回路电阻明显降低。
实施例3：
参见图4，实施例3与实施例2基本相同，区别在于去掉了实施例2中的第二触头13。因为由压气缸3流向动侧的电流大部分将经第一触头33流经动端金属嵌件4A，流出灭弧室，其实施效果、特点和优点与实施例2基本相同。
实施例4：
参见图5，实施例4与实施例1基本相同，区别在于去掉了实施例1中的第二触头13。因为由压气缸3流向动侧的电流大部分将经第一触头33流经动端金属嵌件4A，流出灭弧室，其实施效果、特点和优点与实施例1基本相同。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件，其特征在于：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、过渡导体和静触头座，其中静端金属嵌件与过渡导体连接，过渡导体靠近动触头的一端连接有静主触头，另一端连接有静触头座，静触头座与静弧触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头、第二触头、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头与动端金属嵌件相连接，通过第二触头与压气活塞相连接。
2.如权利要求1所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述第一触头和第二触头是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
3.一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件，其特征在于：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、静触头座和第三触头，其中静端金属嵌件与静触头座之间通过第三触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头、第二触头、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头与动端金属嵌件相连接，通过第二触头与压气活塞相连接。
4.如权利要求3所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述第一触头、第二触头和第三触头是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
5.一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件，其特征在于：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、静触头座和第三触头，其中静端金属嵌件与静触头座之间通过第三触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头与动端金属嵌件相连接。
6.如权利要求5所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述第一触头和第三触头是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
7.一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，包括动触头***、静触头***和绝缘支持件，其特征在于：
所述灭弧室的最外层是一个绝缘支持件，该绝缘支持件两端分别设置有动端金属嵌件和静端金属嵌件；
所述静端金属嵌件与灭弧室的静触头***连接，该静触头***包括静主触头、静弧触头、过渡导体和静触头座，其中静端金属嵌件与过渡导体连接，过渡导体靠近动触头的一端连接有静主触头、另一端连接有静触头座，静触头座与静弧触头相连接；
所述动端金属嵌件与灭弧室的动触头***连接，动触头***包括压气活塞、活塞杆、压气缸、第一触头、喷口座、喷口、动弧触头和动主触头；
所述活塞杆从压气活塞中穿过，活塞杆靠近静触头的一端与喷口座和动弧触头相连接，喷口座分别与压气缸、动主触头和喷口相连接；活塞杆另一端与传动***相连接；
所述压气缸通过第一触头与动端金属嵌件相连接。
8.如权利要求7所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述第一触头是弹簧触头、表带触头或自力型触头。
9.如权利要求1、3、5或7所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述灭弧室中可以设置辅助喷口，该辅助喷口与动弧触头相连接。
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述一种高压开关设备用高载流能力灭弧室，其特征在于：所述绝缘支持件、动触头***和静触头***同轴设置。
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