CN102177565B - 具有改进的消弧的用于高压断路器的中断腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于大于52kV的高压断路器的中断腔室。根据本发明,在针对所有短路电流(对称或不对称)的值将部署的操作能量与在断路时发生的消弧的有效性之间进行折衷,此举是通过以下方式进行:针对具有值大于所述断路器的断路值的给定百分数的电流的电弧,经由热膨胀容积的一部分(当所述中断腔室为自动气动吹灭型时)或经由压缩容积(当所述中断腔室为自动吹灭型时)在根部(Z)处消弧。

Description

具有改进的消弧的用于高压断路器的中断腔室
技术领域
本发明涉及用于高压断路器的中断腔室。
本发明涉及改进由值小于或等于断路器的短路中断容量的所有电流(包含不对称电流)引起的消弧。
本发明更明确地说涉及优化有助于灭弧的气体的排气路线。
主要应用的目标是大于52kV的高压断路器且更明确地说是额定电压大于或等于245kV的断路器。
背景技术
图1A到图1C以纵向截面图表示根据自动气动吹灭类型的现有技术的高压断路器的中断腔室1,分别为:
-在触点闭合的位置中,
-在断开操作开始时的中间位置中,此时活动的电弧触点2开始与固定的电弧触针3分离,
-在断开的极端位置中,其中气体已被压缩且由电弧能量加热,且通过喷嘴4吹灭已使得有可能在零交叉时冷却电弧且进而获得短路电流的截止。
当高强度电流(且明确地说,不对称电流)必须被此种类型的自动气动吹灭断路器中断时,吹灭气缸5中的压力能够达到极高值,这是因为气体的压缩(压缩容积5减少)与所产生的电弧对气体的加热一同使压力升高显著增加。
在图2中,表示如图1A到图1C中所表示的断路器的以触点的断开时间T为函数的压力变化ΔP的不同曲线,每一曲线表示将被断路器切断的短路电流类型。更精确地:
-曲线C1展示在断路器无负载(换句话说,无电流存在)的情况下发生的压力增加,所述曲线c1表示最大ΔP等于1的参考值,
-曲线C2展示值等于断路器的中断容量的30%的电流所发生的压力增加,
-曲线C3展示值等于断路器的中断容量的100%的对称电流所发生的压力增加,
-曲线C4展示值等于断路器的中断容量的100%的不对称电流所发生的压力增加。
因此在阅读完这些曲线后可看出:
-当达到值等于断路器的中断容量的值的100%的不对称电流时,达到最大压力(曲线C4的顶点),
-在所展示的实例中,在由达到值等于断路器的中断容量的值的100%的不对称电流所达到的最大压力(曲线C4的顶点)与无负载的情况下的最大压力(曲线C1的顶点)之间的因数为4左右,
-电流类型(对称或不对称)对压力增加ΔP有着重要影响:在这种特定情况下,不对称电流的最大压力(曲线C4的顶点)大致等于对称电流的最大压力(曲线C3的顶点)的4/3。
然而,如果所达到的压力过高且变成大于断开断路器的控制所传递的原动力,那么中断腔室的活动部件的移动变慢且甚至可能使自身倒转。断路器的中断容量接着减少,这是因为归因于活动部件的移动减缓使吹灭接着减少。
要解决的问题是具备具有断路器的中断容量的30%、60%、75%和90%的中间电流的足够高过压以获得断路(截止),而无需具备具有100%中断容量的过多的过压。
因此,为在任何电流强度下都使中断容量维持在高值,必需在断路器切断等于其中断容量的100%的电流时将过压限于可接受的值以使得与控制所传递的力相容,且确保吹灭容积中所含的所有气体被有效地用于消弧,以便具有经优化的解决方案,而无气体损失。
先前已设想到对于来自消弧容积的流出物的不同解决方案。
专利FR 2 694 987提出一种旨在限制长发弧时间内的过压的解决方案。过压的限制通过从设备的给定冲程增加吹灭容积(V1+V2+VC)来进行。根据这个文档提出的解决方案具有以下主要缺点,即,针对采用长发弧时间施行的所有断路减少了过压,包括用低强度电流施行的那些断路,对于此类断路,过压减少并非合意的。
专利EP 1 863 054提出一种解决方案,其中将止回阀16、17装设在吹灭活塞10上,此使得有可能将过压限制为给定值。当止回阀16、17打开时,此解决方案具有以下缺点,即,使吹灭气体流失到吹灭容积的外部而不是用于消弧。因此此解决方案并非最佳的。
专利EP 0 783 173提出一种在热膨胀容积中限制过压但在位于止回阀26后部的压缩容积中不限制过压的解决方案。但是,膨胀容积中的过压对触点的位移无影响,且因此对需要由控制供应的能量也无影响。
专利DE 19 613 030揭示一种具有自动吹灭的中断腔室(具有位于热膨胀容积10与压缩容积9之间的止回阀20)。在此种情况下,在活塞8上无限制过压的任何止回阀。在强电流的截止的情况下,容积10中高的过压带来止回阀20的闭合。容积9中的过压由经由通道23、13、14的持久排气所限制。此解决方案的主要缺点在于以下事实,即,当销1已停止而阻塞通道14时,压缩容积将其自身永久排空,对于范围是在断路器的中断容量的10%与30%之间的电流值而言,包括位于主要吹灭通道12下游处远离电弧4的根部的区域14中。因此,所施行的吹灭并不是非常有效。
专利FR 2 558 299揭示在图1中提及为10A的区域中施加来自热膨胀容积9的吹灭,在热膨胀容积9中,仅通过加热而无需与压缩气体的可能混合便可实现压力升高。另一缺点为远离电弧根部来施加自动气动吹灭,其是在图1中提及为8A的点处发生,且并未有助于通过热效应使容积13中的压力升高,容积9和容积13并非彼此连通(容积并非水力串联)。此类型的解决方案归因于其减少的截止容量而未在工业上应用。
专利FR 2 576 142提出一种解决方案,其中在容积27中无过压限制装置。假定前向力通过传输来自通道20的热气体而使容积32中的压力增加来增加操作能量。实际上,给定在图1到图3的实施例中通道20到22的长度和容积32随触点的位移而增加的事实,所施加的力为可忽略的。因此,未曾应用所述解决方案。
专利FR 2 821 482揭示一种自动吹灭中断腔室,其具有位于热膨胀容积4与压缩容积5之间的止回阀。所提出的止回阀并非是活塞9上的限制过压的装置。当容积4中过压极高(截断强电流)时,止回阀15的活动部件打开且容积5经由通道13和喷嘴颈3A下游来排空自身。所述排空因此远离发生在活动电弧触点2的末端处的电弧的根部而进行,且因此对于电流的截断并不有效。这个文档中所设想到的排空可因此仅用于颈3A下游的喷嘴的渐扩件中的热气体的抽空。
专利US 4 486 632提出一种解决方案,其中不限制压缩容积8中的过压。假定热膨胀容积6、7中的气体的加热给予前向力以通过推动部件15而辅助操作,但此效应受限,因为容积7在操作期间增加,这倾向于减少原动过压。操作应力的减少因此有限。此外,热膨胀容积6、7和压缩容积8如在专利FR 2 558 299中那样彼此并不连通,且因此为并联的而非串联的。
本发明的目标因此是提出一种解决方案,其弥补现有技术的缺点且提出一种中断腔室,在所述中断腔室中,对于对称或不对称电流,无论其与电流的中断容量相比的相对值以及保持受限的活动部件的操作能量如何,消弧都是有效的。
发明内容
为此,本发明涉及一种用于高压断路器的中断腔室,所述中断腔室希望截断值小于或等于所述断路器的短路中断容量的所有电流,包含不对称电流,所述腔室包括各自包括电弧触点且适合于在断弧期间分开的两对触点,所述腔室包括绝缘消弧喷嘴,所述绝缘消弧喷嘴包括颈,所述消弧喷嘴与一对触点成一体从而构成可移动组合件,所述中断腔室包括与所述电弧触点成一体的额外绝缘组件,其自身与所述喷嘴成一体且布置在所述喷嘴的在所述颈上游的部分与所述电弧触点之间以便界定两个通道,界定于所述喷嘴与所述额外绝缘组件之间的所述通道永久地向容积可变的空腔敞开,所述空腔的容积在固定吹灭活塞的作用下可变,所述吹灭活塞穿透有适合于被阀堵上的通孔。
根据本发明,所述阀的负载使得有可能当在所述空腔中施加的过压小于预定值时堵上所述孔,所述孔为在界定于绝缘组件与电弧触点之间的通道中的通孔,当在所述空腔中施加的所述过压大于所述预定值时,施行所述阀负载以便在将要截断的整个电流范围内在所述空腔中保持足够高的过压。
因此,根据本发明,以某方式将截止阀安装在吹灭活塞上,以使得通过所述截止阀抽空的气体完全用来消弧。
为此,在位于截止阀下游的容积与电弧的介于活动电弧触点与由绝缘材料制成的组件之间的一部分之间建立连通,因此界定此电弧部分且引导此额外吹灭的气体。根据本发明,所述额外吹灭为有效的,因为其是在电弧活动触点上起始的电弧根部附近施行的。
换句话说,在针对所有短路电流(对称或不对称)的值将部署的操作能量与在断路时发生的消弧的有效性之间进行折衷,此举是通过以下方式进行:针对具有值大于所述断路器的断路值的大约给定百分数的电流的电弧,经由热膨胀容积的一部分(当所述中断腔室为自动气动吹灭型时)或经由压缩容积(当所述中断腔室为自动吹灭型时)在根部处消弧。
根据本发明,中断腔室可因此为自动气动吹灭型或自动吹灭型的。
如所属领域的技术人员(高压或中压断路器的专家)所熟知,自动气动吹灭型的中断腔室的特征在于以下事实,即,在断开操作期间,断路器自身产生消弧所必需的气体的压缩。吹灭气缸相对于固定活塞的相对位移在气缸中产生过压,所述过压排到喷嘴内部且冷却电弧,进而实现灭弧。
自动吹灭型的断路器(中断腔室)的特征在于电弧能量对断路的重要用途:对于强电流的截断,自动吹灭所进行的吹灭在很大程度上由自动气动吹灭替代。弱电流的截断仍通过自动气动吹灭获得,电弧能量不足以有助于吹灭。
因此,当中断腔室为自动气动吹灭型时,根据本发明,当吹灭容积中归因于气体的压缩和加热所致的过压大于经确定值时,直接造成阀的打开。实际上,在此实施例中,容积可变的空腔(吹灭容积)也构成热膨胀容积,因为所产生的电弧将其能量直接增加给所述空腔,且因此,吹灭活塞与此热过压直接物理接触。
优选地,当所述中断腔室为自动气动吹灭型时,所述阀的负载使得其打开从而使所述孔与界定于所述绝缘组件与所述电弧触点之间的所述通道连通是针对值大于或等于所述中断容量的90%的电流发生的。
优选地,当所述中断腔室为自动吹灭型时,所述阀的负载使得其打开从而使所述孔与界定于所述绝缘组件与所述电弧触点之间的所述通道连通是针对值大于或等于所述中断容量的30%的电流发生的。
根据本发明,自动吹灭型的中断腔室有利地包括:
-固定壁,其布置于界定于所述喷嘴与所述额外绝缘组件之间的所述通道与所述吹灭活塞之间,所述固定壁进而界定热膨胀容积,且所述容积可变的空腔进而界定于所述活塞与所述固定热膨胀壁之间;
-额外球型阀,其装设在所述固定壁上且实现气体从所述容积可变的空腔传递到所述热膨胀容积中。
为避免所产生的热气体逸出到接近于活动电弧触点组合件处的区域中,在截断强电流期间,可有利地提供装设在界定于所述绝缘组件与所述电弧触点之间的所述通道中的逆止式止回阀。
当所述中断腔室为自动吹灭型时,间接造成阀的打开,因为阀打开是归因于热膨胀容积中所含有的气体的加热。实际上,在此实施例中,提供固定热膨胀容积,其向喷嘴与所述额外绝缘组件之间的通道敞开,所述固定热膨胀容积通过固定壁与容积可变的空腔分离,在所述固定壁中装设有额外阀,但与所述阀相对的组合件适合于堵上吹灭活塞中的通孔。因此,当电弧能量较低时,热加热不足以使固定壁上的额外阀闭合。通孔被堵上的活塞压缩来自空腔的传递至热膨胀容积中的气体的容积。因此经由喷嘴与额外绝缘组件之间的通道通过存在于固定壁的任一侧上的压缩气体的容积来实现消弧。当电弧能量较高时,热膨胀容积中的热加热使固定壁上的额外阀闭合。接着以组合方式且在两个分离区域中实现吹灭:
-热膨胀容积中产生的过压经由喷嘴与额外绝缘组件之间的通道来实现吹灭,
-通过活塞在空腔中产生的压缩经由活塞的通孔和额外绝缘组件与所述固定电弧触点之间的通道来在固定电弧触点上的电弧根部处实现额外吹灭。
如上文看到,在自动气动断路器的情况下,有利地获得经由活塞的通孔所进行的额外吹灭,此时默认电流的百分数(相对于短路中断容量来表达)有利地为90%(对称电流),但取决于所考虑的应用,较低百分数可证明是令人感兴趣的。实际上,从电弧电流与中断容量相比为90%的此值估计到,为了减少操作能量,证明了对于大于52kV的多数高压断路器来说此值为必要的。根据本发明,优选针对稍高于90%的电流稍微限制过压,因为根据CEI标准化的测试,在值等于中断容量的90%的对称电流的情况下提供极严格的截止条件。测试的流程在针对高压断路器的CEI 62271-100标准中被称作L90在线故障。因此,在低于此电流值时,必需限制过压。
同样从上文看到,在具有自动吹灭的断路器的情况下,阀的打开和额外吹灭是发生在大于中断容量的30%的电流下。
明显地,所属领域的技术人员将能够确定作为CEI标准化测试的函数的与中断容量的值相比的百分数,所述测试适用于所考虑的高压断路器。
根据有利的构造实施例,阀由装设在活塞中的减压阀构成。
根据优选构造实施例,吹灭活塞包括两个平行的隔离壁,所述两个隔离壁间隔开、通过管状部分连接到一起且其间装设有所述减压阀,所述减压阀的底座由在所述下游隔离壁中穿透的通孔构成,且其一个末端固定到压缩弹簧的一个末端,所述压缩弹簧的另一末端搁置在所述上游隔离壁上,与界定于所述绝缘组件与所述电弧触点之间的所述通道的所述连通是由在所述活塞的所述管状部分中穿透的另一通孔和在与所述电弧触点成一体且与所述额外绝缘组件连续的部分中形成的口形成。
优选地,上游隔离壁和下游隔离壁各自包括阀,所述阀的打开实现气体从所述上游隔离壁上游到所述下游隔离壁下游的流动,且因此实现在所述断路器的闭合操作期间所述多对触点的合拢。
有可能在中断腔室中提供驱动构件,所述驱动构件使两对触点能够为可移动的,本发明因此适用于被称作双运动腔室的腔室。
本发明还涉及一种大于52kV且更明确地说大于170kV直到420kV的高压断路器,其包括如先前所界定的中断腔室。
附图说明
在阅读了参考以下图式进行的实例的详细描述之后,其它优点和特性将变得清楚,在所述图式中:
-图1A到图1C以纵向且部分截面图来示意性地展示在触点的不同位置中的根据现有技术的自动气动吹灭腔室,
-图2展示以触点的断开时间T为函数的压力变化ΔP的不同曲线,每一曲线表示将被根据图1A到图1C的断路器切断的短路电流的类型,
-图3A和图3B以纵向且部分截面图来示意性地展示在断开结尾的位置中的根据本发明的断路器的自动气动吹灭中断腔室,此时电弧截止值分别小于中断容量的90%左右和大于中断容量的90%左右,
-图4以纵向且部分截面图来示意性地展示在断开位置中的根据本发明的断路器的自动吹灭中断腔室,此时电弧截止值小于中断容量的90%。
具体实施方式
在上文已解释了图1和图2。
为清楚起见,对于根据现有技术的中断腔室和根据本发明的中断腔室,用相同的元件符号来表示相同的部件和部分部件。
在所有图式中,未表示每一中断腔室的两个主要触点,其中一个是与吹灭喷嘴成一体。
同样也指出,所使用的术语“下游”和“上游”在图3A、图3B和图4中分别表示左边和右边。
根据本发明的中断腔室1包括由金属管构成的活动的电弧触点2和具有互补形状的同样是金属的固定电弧触针3。
活动的电弧触点2与吹灭喷嘴4和形成罩6的额外绝缘组件成一体。更精确地,罩6连续地固定在与活动触点2成一体的管状部件20的下游。
绝缘罩60的末端具有与喷嘴4的内部400互补的外部轮廓和与活动触点的末端21的轮廓互补的内部轮廓。
喷嘴4包括在其内部400下游,颈40和连续地在颈40下游的渐扩件41。喷嘴4包括在其上游部分中的管状部件42,所述管状部件42以罩6的上游部分和其固定到的管状部分20界定圆柱形环形空腔5。
概略描绘的管状部件42形成未表示的主要触点的部分。
绝缘罩6相对于喷嘴4以及固定触点的功能部件21和所述绝缘罩6固定到的其管状部件20的布局界定两个通道70、71。其中一个通道70与圆柱形环形空腔5直接连通。另一通道71在分别由绝缘罩6的末端60和活动触点2的末端21界定的区域Z中向下游敞开且在活动触点2的管状部件20中所形成的口200中向上游敞开。
圆柱形环形空腔5具有在气体的吹灭活塞8的作用下可变的容积。
装设此活塞8,使得喷嘴4的管状部件42与活动触点2的管状部件20之间无空隙。更精确地,在其外周边上固定压力密封件800,压力密封件800此外适合于帮助活动组合件2、4、6在活塞8上滑动。
此活塞8基本上包括两个隔离壁80、81,所述隔离壁彼此平行且借助于管状连接隔离壁82连接到一起,管状连接隔离壁82与固定触点2的管状部件20邻近且平行。下游隔离壁81包括通孔810。连接隔离壁82也包括通孔820。
三个隔离壁80、81、82与主要管状部件83成一体,此举具有相对于由喷嘴4、绝缘罩6和固定触点2所构成的活动组合件进行的移动的平移冲程而以精确距离来固定活塞8的功能。更具体来说,确定活塞8的固定和活动组合件2、4、6的平移冲程,以便在断开操作的整个结尾,在中间连接隔离壁82中形成的通孔820是面向在固定触点2的管状部件20中形成的口200。在所说明的实施例中,操作的结尾对应于固定的电弧触针3的末端30从其从在喷嘴4的颈40中的位置传递到其已离开喷嘴4的颈40且从喷嘴的渐扩件41到达下游部分(在气体的流动方向上)的位置,如图3A和图3B中所表示。在此后一个位置中,可看到,通孔820面向口200的极端下游部分。
在活塞内部组装有板弹簧***,其构成止回阀9的活动部件90。更具体来说,压缩弹簧900的一末端9000固定在上游隔离壁80的内壁上且另一末端9001固定到横向尺寸大于在下游隔离壁81中形成的通孔810的宽度的板910。根据空腔5中所占据的气体的过压和在弹簧上施行的负载的作用,板910阻塞或不阻塞构成止回阀9的底座部分的通孔810。根据本发明的弹簧的负载是用以下方式来施行,即,使得孔810的打开且因此在活塞的两个隔离壁80、81之间的空间中的气体的传递是在过压水平由值大于或等于断路器的中断容量的90%左右的电流达到时发生。
球型阀84a、84b装设在活塞8的上游隔离壁81和下游隔离壁80中的每一者中。如下文所解释,这些阀84a、84b在断路器的整个断开操作期间保持关闭且仅用于闭合以实现绝缘气体从上游空腔10传递到吹灭空腔5。
图4中所说明的实施例对应于根据本发明的自动吹灭型的中断腔室:所说明的腔室以与图3中所说明且上文所详述的相同组件相同的方式来复制且另外包含以下组件。
在喷嘴4的管状部件42与活动触点2的管状部件20之间固定有壁51。此固定壁51在吹灭活塞8的下游。
因此,在活塞8的作用下容积可变的圆柱形环形空腔5一方面由活塞界定且另一方面由固定壁51界定。
因此在固定壁51的下游界定热膨胀容积50。
在固定壁51上装设额外球型阀510,从而实现气体从容积可变的空腔5传递到热膨胀容积50中。
最后,逆止式止回阀(或换句话说单向止回阀)2001装设于通道71中位于口200的正下游。
现在将解释根据图3A和图3B的实施例的高压断路器的中断腔室1的运作。
当气体的过压是由触点2、3之间的值实质上小于断路器的中断容量的90%的电弧产生时,止回阀9无法打开(图3A)。如在图1中表示的现有技术中施行气体的吹灭,换句话说,用仅由通道70从空腔5进行的自动气动吹灭。
当过压是由触点2、3之间的值大于断路器的中断容量的90%的电弧产生时,止回阀9打开,此使得压缩气体的一部分经由孔820、口200且接着是通道71逸出,如在图3B中用箭头展示。
因气体流经通道71进而实现的额外吹灭发生在区域Z中,换句话说尽可能接近于电弧根部。
以此方式,一方面获得在由空腔5构成的吹灭容积中发生的过压的限制,这是因为止回阀9在压力变得小于弹簧900的负载的值时再闭合,且另一方面获得尽可能接近于电弧根部Z的额外有效吹灭。
无论将要截断的电流的值和类型(对称或不对称)如何,弹簧的负载和通孔810相较于吹灭空腔5的相对尺寸使得有可能在所述空腔5中保持足够的过压。
在断路器的闭合期间,可移动组合件2、4、6朝向其闭合位置的滑动(在图3A和图3B中从右到左)在空腔5的容积中产生低压,此通过绝缘气体从活塞8上游的空腔10通过阀84a、84b传递来补偿,止回阀9保持部分关闭。
根据本发明的解决方案对于具有自动气动腔室的断路器,尤其对于具有强中断容量(例如,63kA)的类型的断路器具有重要优点。实际上,在此种类型的断路器中的不对称电流的截止过压使得必须找到一种解决方案以便使用具有可接受能量/价格的液压千斤顶。
现在将解释根据图4的实施例的高压断路器的中断腔室1的运作。
当气体的过压是由触点2、3之间的值实质上小于断路器的中断容量的30%左右的电弧产生时,止回阀9无法打开,且额外阀510在由活塞在空腔5中压缩的气体的作用下打开。如在图1中表示的现有技术中实现气体的吹灭,换句话说,用仅由通道70经由容积50从空腔5进行的自动气动吹灭。换句话说,容积50中的热加热不足以使固定壁51上的额外阀510闭合。通孔810被堵上的活塞8压缩来自空腔5的传递至容积50中的气体的容积。因此通过经由喷嘴与绝缘罩6之间的通道的存在于固定壁的任一侧上的压缩气体的容积来实现消弧。
当过压是由触点2、3之间的值大于断路器的中断容量的30%的电弧产生时,热膨胀容积50中的热加热使固定壁51上的额外阀510闭合,而当空腔5中的由压缩产生的过压足以克服弹簧900的力时,止回阀9打开。
接着在两个分离区域中实现吹灭:
-热膨胀容积50中产生的过压经由喷嘴4与绝缘罩6之间的通道70来实现吹灭,
-通过活塞8在空腔5中产生的压缩经由活塞的敞开通孔810、通孔820、口200和绝缘罩6与所述固定电弧触点2之间的通道71来在固定电弧触点2上的电弧根部处实现额外吹灭。
此外,发明人已识别出在强电流的截断期间潜在的危险:热气体可逸出到通道71中且进入口200中,使容积900中的压力升高且闭合止回阀910。如先前所看到,在固定容积50中经由热气体的热膨胀而存在过压,使得阀510闭合。因此在断开操作期间存在以下危险:空腔5中的容积的压缩,且可能并未抽空气体且因此使移动显著减缓,此可导致截止失败。
为消除这个主要缺陷,装设在通道71中的单向止回阀避免热气体逸出到容积900中且实现正常操作:发生从空腔5的压缩容积到容积900中的排空,且在电流在其零交叉附近时(稍早于零交叉而开始且接着持续了整个电压恢复阶段的时间间隔)经由口200和通道71进行消弧为可能的。
因所有压缩气体流经通道71进而实现的额外吹灭确实发生在区域Z中,换句话说尽可能接近于电弧根部。
无论将要切断的电流的值和类型(对称或不对称)如何,弹簧的负载和通孔810相较于吹灭空腔5的相对尺寸使得有可能在所述空腔5中保持足够的过压。
闭合操作以与参看图3A和图3B描述的方式相同的方式来发生。
根据本发明的解决方案因此为可行的,因为其可适用于任何自动吹灭式中断腔室,优点为不产生压缩气体的自行损失。

Claims (10)

1.一种用于高压断路器的中断腔室(1),所述中断腔室希望截断值小于或等于所述断路器的短路中断容量的所有电流,包含不对称电流,所述腔室包括各自包括电弧触点(2、3)且适合于在断弧期间分开的两对触点,所述腔室包括绝缘消弧喷嘴(4),所述绝缘消弧喷嘴(4)包括颈(40),所述消弧喷嘴与一对触点(2)成一体进而构成可移动组合件,所述中断腔室包括与所述电弧触点(2)成一体的额外绝缘组件(6),所述电弧触点(2)与所述喷嘴(4)成一体且所述额外绝缘组件(6)布置在所述喷嘴的在所述颈上游的部分(400)与所述电弧触点(2)之间,以便界定两个通道(70、71),界定于所述喷嘴与所述额外绝缘组件之间的所述通道(70)永久地向容积可变的空腔(5)敞开,所述空腔的容积在固定吹灭活塞(8、80、81、82、83)的作用下可变,所述吹灭活塞穿透适合于被阀(9)堵上的通孔(810),所述阀(9)的负载使得有可能当在所述空腔中施加的过压小于预定值时堵上所述通孔,所述通孔与界定于所述额外绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)连通,当在所述空腔中施加的所述过压大于所述预定值时,施行所述阀的负载以便在将要截断的整个电流范围内在所述空腔中保持足够高的过压。
2.根据权利要求1所述的中断腔室,其为自动气动吹灭型,在所述自动气动吹灭型的中断腔室中,所述阀(9)的所述负载使得其打开从而使所述通孔(810)与界定于所述额外绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)连通是针对电流值大于或等于所述短路中断容量的90%发生的。
3.根据权利要求1所述的中断腔室,其为自动吹灭型,在所述自动吹灭型的中断腔室中,所述阀(9)的所述负载使得其打开从而使所述通孔(810)与界定于所述额外绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)连通是针对电流值大于或等于所述短路中断容量的30%发生的。
4.根据权利要求3所述的中断腔室,其包括:
固定壁(51),其布置于界定于所述喷嘴(4)与所述额外绝缘组件(6)之间的所述通道(70)与所述吹灭活塞(8)之间,所述固定壁(51)进而界定热膨胀容积,且所述容积可变的空腔(5)进而界定于所述吹灭活塞(8)与所述固定壁(51)之间;
额外球型阀(510),其装设在所述固定壁(51)上且实现气体从所述容积可变的空腔(5)传递到所述热膨胀容积(50)中。
5.根据权利要求4所述的中断腔室,其此外包括逆止式止回阀(2001),所述逆止式止回阀(2001)装设在界定于所述额外绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)中以避免在强电流的截断期间在所述可移动组合件的所述电弧触点(2)附近的区域(Z)中产生的热气体逸出到所述吹灭活塞(8)。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的中断腔室,其中所述阀由装设在所述吹灭活塞(8)中的减压阀(900、910)构成。
7.根据权利要求6所述的中断腔室,其中所述吹灭活塞包括两个平行的隔离壁(80、81),所述两个隔离壁(80、81)间隔开、通过管状部分(82)连接到一起且其间装设有所述减压阀(910),所述减压阀(910)的底座由在下游隔离壁(81)中穿透的所述通孔(810)构成,所述减压阀(910)的一个末端固定到压缩弹簧(900)的一个末端(9001),所述压缩弹簧(900)的另一末端(9000)搁置在上游隔离壁(80)上,所述与界定于所述额外绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)连通是由另一通孔(820)和口(200)形成的,所述另一通孔(820)穿透吹灭活塞(8)的所述管状部分(82),所述口(200)形成于与所述电弧触点(2)成一体且与所述额外绝缘组件(6)连续的部分(20)中。
8.根据权利要求7所述的中断腔室,其中所述上游隔离壁(80)和所述下游隔离壁(81)各自包括额外的阀(84a、84b),所述额外的阀的打开实现气体从所述上游隔离壁上游到所述下游隔离壁下游的流动,且因此实现在所述断路器的闭合操作期间所述两对触点的合拢。
9.根据权利要求1所述的中断腔室,其中所述两对触点为可移动的。
10.一种大于52kV的高压断路器,其包含根据权利要求1所述的中断腔室。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2441075T3 (en) 2009-06-12 2015-01-05 Abb Technology Ag Dielectric isolation medium
DE102009025204C5 (de) 2009-06-17 2013-01-31 Abb Technology Ag Schalteinrichtung für Mittel-, Hoch-oder Höchstspannung mit einem Füllmedium
BR112013014776A2 (pt) 2010-12-14 2016-09-27 Abb Technology Ag "meio isolante dielétrico, uso de uma fluorocetona, uso do meio isolante dielétrico, aparelho para a geração, transmissão, distribuição e uso da energia elétrica e método para dimensionar um aparelho elétrico"
MX2013010202A (es) * 2011-03-17 2013-09-26 Abb Technology Ag Costacircuito de energia de alto voltaje, aislado de los gases.
WO2013013112A1 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 Pennsylvania Breaker, Llc Gas blast interrupter
WO2013087700A1 (en) 2011-12-13 2013-06-20 Abb Technology Ag Sealed and gas insulated high voltage converter environment for offshore platforms
DE112012005206T5 (de) 2011-12-13 2014-09-18 Abb Technology Ag Leistungsschalter mit Fluideinspritzung
CN103000445B (zh) * 2012-12-07 2015-10-14 益和电气集团股份有限公司 降低断路器操作功的弹性释压***
CN105448589B (zh) * 2014-08-21 2017-12-19 厦门华电开关有限公司 旋转压气负荷开关及其喷口组件
JP2016225023A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 株式会社東芝 ガス遮断器
KR102150427B1 (ko) * 2016-02-12 2020-09-02 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 가스절연 차단기
CN106024506A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 广州白云电器设备股份有限公司 一种sf6断路器压气式灭弧室
DE102016214196B4 (de) * 2016-08-02 2019-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Unterbrechereinheit für einen Leistungsschalter
US10026571B1 (en) * 2017-03-31 2018-07-17 General Electric Technology Gmbh Switching chamber for a gas-insulated circuit breaker comprising an optimized thermal channel
DE102017207422A1 (de) * 2017-05-03 2018-11-08 Siemens Aktiengesellschaft Trennschalter
EP3404689B1 (en) * 2017-05-19 2023-08-16 General Electric Technology GmbH Circuit breaker comprising an improved compression chamber
EP3503153B1 (en) * 2017-12-22 2021-09-01 ABB Power Grids Switzerland AG Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker
KR102135381B1 (ko) 2018-10-30 2020-07-17 엘에스일렉트릭(주) 가스절연 개폐장치의 고속 접지 스위치
JP7263169B2 (ja) 2019-07-19 2023-04-24 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 コンバイン
DE102019213344A1 (de) * 2019-09-03 2021-03-04 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Unterteilen eines Heizvolumens eines Leistungsschalters
JP2021051903A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 株式会社日立製作所 ガス遮断器
WO2023135639A1 (ja) * 2022-01-11 2023-07-20 株式会社東芝 ガス遮断器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0783173A1 (de) * 1995-12-08 1997-07-09 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Gasspeicherraum
EP0684622B1 (fr) * 1994-05-19 2000-04-12 Gec Alsthom T Et D Sa Disjoncteur à autocompression réduite
CN2509702Y (zh) * 2001-08-17 2002-09-04 上海华明电力设备制造有限公司 自能气吹式六氟化硫断路器灭弧室
CN2864959Y (zh) * 2006-01-13 2007-01-31 河南平高电气股份有限公司 高压断路器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH641591A5 (de) * 1979-02-13 1984-02-29 Sprecher & Schuh Ag Druckgasschalter.
DE3265381D1 (en) 1981-06-12 1985-09-19 Bbc Brown Boveri & Cie High-voltage power circuit breaker
FR2558299B1 (fr) 1984-01-13 1987-03-20 Alsthom Atlantique Disjoncteur a haute tension a soufflage d'arc
FR2576142B1 (fr) 1985-01-16 1987-12-24 Alsthom Atlantique Disjoncteur a haute tension, a gaz comprime, a energie de manoeuvre assistee par l'effet thermique de l'arc
FR2596575B1 (fr) 1986-03-26 1988-05-20 Alsthom Disjoncteur a gaz dielectrique sous pression
EP0741399B1 (en) * 1995-05-04 1999-01-20 ANSALDO INDUSTRIA S.p.A. A gas-dielectric high-tension interrupter of the arc-puffer type
DE19613030A1 (de) 1996-03-19 1997-09-25 Siemens Ag Elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Heizraum
DE19902835C2 (de) * 1999-01-20 2001-12-06 Siemens Ag Hochspannungsleistungsschalter mit einer Isolierdüse
FR2821482B1 (fr) 2001-02-27 2003-04-04 Alstom Disjoncteur incluant un canal de vidange de la chambre de compression par piston
FR2837321B1 (fr) * 2002-03-18 2004-08-06 Alstom Disjoncteur haute tension comprenant un clapet de decompression
ATE456857T1 (de) 2006-05-29 2010-02-15 Abb Technology Ag Blaskolbenschalter mit einem überdruckventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0684622B1 (fr) * 1994-05-19 2000-04-12 Gec Alsthom T Et D Sa Disjoncteur à autocompression réduite
EP0783173A1 (de) * 1995-12-08 1997-07-09 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Gasspeicherraum
CN2509702Y (zh) * 2001-08-17 2002-09-04 上海华明电力设备制造有限公司 自能气吹式六氟化硫断路器灭弧室
CN2864959Y (zh) * 2006-01-13 2007-01-31 河南平高电气股份有限公司 高压断路器

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Publication number Publication date
EP2332160B1 (fr) 2015-02-11
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