CN102637548A - 用于真空断路器的真空断续器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于真空断路器的真空断续器，即真空断路器中的真空断续器。根据本发明，提供了一种由铁磁体制成的吸引元件，其用于环绕在固定电极和活动电极之间从而借助于吸引元件吸引在固定电极和活动电极之间在径向上产生的径向磁场，并且借助于此，可以增加在固定电极和活动电极之间在整个水平方向上的径向磁场的分量，因此可以进一步增强两个电极之间的径向磁场，从而增强电弧驱动力。

Description

用于真空断路器的真空断续器
技术领域
本公开涉及一种用于在真空断路器中执行灭弧操作的真空断续器，并且更尤其涉及一种用于增加对电弧驱动力具有影响的径向磁场的真空断路器的真空断续器。
背景技术
通常地，真空断路器中的真空断续器是一种应用于真空断路器、真空开关、真空接触器等的以中断电力***中的负载电流或者故障电流的核心灭弧装置。执行控制电力传输和保护电力***的功能的真空断路器具有以下的多种优势：诸如大的分断能力、高的可靠性和增强的稳定性、即使在小的安装空间中的优良可安装性等，因此应用范围已经扩大到包括中电压和高电压。此外，断路器的分断能力还随着工业设施的规模的增加而成比例地增加。
当中断故障电流时，真空断路器中的真空断续器通过利用由流经其中的内在电极结构的电流产生的磁场而工作。基于产生磁场的方法，真空断续器大体上可以分为轴向磁场(AMF)型和径向磁场(RMF)型。
径向磁场型可以代表这样一种方法：其在产生电弧的同时允许由箍缩效应收缩的电弧移动，从而防止当高温电弧被限制在触点之间时会发生的触点的损坏。
当真空断续器具有大的电弧驱动力时，其在控制电弧方面可以是有利的。通过流经电弧的电流的电流密度(J)和由流经触点形状的电流的分量产生的磁场的磁通密度(B)之间的相互作用可以产生电弧驱动力(F＝J×B，其中电弧驱动力作用在垂直于由两个矢量形成的平面的方向上，上述两个矢量称为电流密度和磁通密度)。因此，当增加电流密度或者磁通密度时，能够增加电弧驱动力。
图1是图示出现有技术中的真空断续器的纵向剖视图。
参照图1，在现有技术的真空断续器中，绝缘容器1由固定侧密封盖2和活动侧密封盖3密封，固定电极4和活动电极5在绝缘容器1中设置为相互面对以相互进行接触，内屏蔽件6设置为容纳固定电极4和活动电极5之间的空间，固定电极4的固定轴4a固定至固定侧密封盖2并且与其相结合以连接至其外侧，并且活动电极5的活动轴5a与活动侧密封盖3可滑动地相结合以连接至其外侧。
此外，柔性管屏蔽件7固定至活动电极5的活动轴5a并与其相结合，并且柔性管8以使得活动电极5和活动轴5a能够以密封的状态在绝缘容器1内移动的方式设置在柔性管屏蔽件7和活动凸缘3之间。
当电极4和5都完全断开时，内屏蔽件6位于对称位置处，并且在切断电路的操作期间，在产生电弧时分散的金属蒸气依附至内屏蔽件6上，从而防止当金属蒸气附着至绝缘容器1的内表面上时绝缘强度变小。
现有技术中的上述真空断续器可以在电弧的产生期间，通过固定电极4和活动电极5以及流经电弧以使两个电极4、5相互电连接的电流在径向上(在从活动电极的移动方向径向射出的方向上)产生磁场。磁场由于与从固定电极4流至活动电极5的电流相互作用而受到力，并且电极分别位于固定位置处，但是当受到力时电弧移动。这里，电弧的移动方向应当是垂直于由称为电流和磁场的两个矢量形成的平面的方向，即以诸如作用在流体上的电磁力(在图中垂直于纸面的方向)的接触点为基准的周向(即绕着轴旋转的方向)
然而，在现有技术的上述真空断续器中，部分电弧可能不在垂直于由电流和磁场形成的平面的方向(也称为“纯水平方向”)上流动，而是在纯水平方向的周围流动，即在图中倾斜分散的方向(也称为“非纯水平方向”)上流动。非纯水平方向会引起电弧驱动力变差以及与有利于电弧驱动力的纯水平方向上的径向磁场相比由某种漏磁通量造成的损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空断路器的真空断续器，其用于使非纯水平方向上的电弧最小化，从而增强电弧驱动力。
为了获得这些以及其他的优势并且根据本说明书的目的，如这里所具体化和广泛性描述的，一种真空断路器中的真空断续器，所述真空断续器包括：密封的绝缘容器；安装在所述绝缘容器的内部的固定电极；以及活动电极，其布置为面对所述固定电极并且设置为相对于所述绝缘容器滑动，以在所述固定电极的面对表面和所述活动电极的面对表面之间产生磁场，其中，与所述固定电极和所述活动电极的面对表面邻近定位的吸引元件，设置为吸引在所述固定电极和所述活动电极之间在径向上产生的径向磁场。
通过下文给出的详细描述，本申请进一步的应用范围将变得更加明显。但是，应当理解的是，由于对于本领域技术人员而言，通过详细的描述，在本发明的精神和范围内的各种变化和改进将变得显而易见，因此虽然示出了本发明的优选实施例，但是只是通过阐释性的方式给出了详细描述和特定的示例。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解的附图并入且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是图示出典型真空断续器的纵向剖视图；
图2是图示出在根据现有技术的真空断续器中由两个电极之间的电流产生的径向磁场的示意图；
图3是图示出根据本发明的真空断续器的纵向剖视图；
图4至图8是图示出根据本发明的吸引元件固定至真空断续器的实施例的立体图和纵向剖视图；
图9是图示出在根据本发明的真空断续器中由两个电极之间的电流产生的径向磁场的示意图；
图10和图11是图示出根据本发明的吸引元件固定至真空断续器的其他实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述根据本发明的一个实施例的真空断路器中的真空断续器。
图3是图示出根据本发明的真空断续器的纵向剖视图，而图4至图8是图示出根据本发明的吸引元件固定至真空断续器的实施例的立体图和纵向剖视图。
如上文所述，根据本实施例的真空断路器可以由陶瓷形成并且具有柱状的绝缘容器110的两端(其中其两端是敞开的)可以由固定侧密封盖121和活动侧密封盖122密封。
固定电极130和活动电极140可以布置在绝缘容器110的内部以相互面对。固定电极130可以借助于延伸至固定电极130的一个表面的固定轴131，通过固定侧密封盖121而固定至绝缘容器110，并且活动电极140可以借助于延伸至活动电极140的一个表面的活动轴141，通过活动侧密封盖122而与绝缘容器110可滑动地结合。
至少一对金属内屏蔽件170可以以柱状形成在绝缘容器110的内部以容纳固定电极130和活动电极140，并且至少一对金属内屏蔽件170固定至绝缘容器110的内周表面并与其相结合。
吸引元件180可以固定至绝缘容器110的外周表面并与其相结合，以在水平方向上吸引在固定电极130和活动电极140之间产生的径向磁场。
吸引元件180可以由铁、钴、镍、其合金等制成的铁磁体形成从而依附并固定至绝缘容器110的外周表面。
此外，吸引元件180优选地可以在宽度方向上(在活动电极的移动方向上，该移动方向在下文中简称为轴向)形成有一定高度，以使得该高度形成为大致不小于固定电极130和活动电极140之间的最大距离，从而增强吸引力。
此外，吸引元件180可以形成为圆形并且固定至绝缘容器110，或者多个吸引元件180可以形成为弧形并且固定至绝缘容器110。
例如，在吸引元件180是圆形的情形中，如图4至图6所示，绝缘容器110可以分成第一绝缘容器111和第二绝缘容器112，并且用于***吸引元件180的支撑槽111a、112a、111b、112b可以台阶方式形成在第一绝缘容器111和第二绝缘容器112的外周侧边缘(参照图4和图5)或者内周表面(参照图6)处，并且吸引元件180可以***第一绝缘容器111和第二绝缘容器112的支撑槽111a、112a、111b、112b中以使第一绝缘容器111和第二绝缘容器112相互焊接和结合，从而允许吸引元件180在水平方向上由绝缘容器110支撑。当然，可以在第一绝缘容器111和第二绝缘容器112的外周表面处形成支撑突出部(未示出)而不是支撑槽111a、112a以在轴向上支撑吸引元件180。
相反地，在吸引元件180是弧形的情形中，如图7所示，支撑槽110a可以形成为具有预定的深度或者具有预定高度的多个支撑突出部(未示出)可以形成在绝缘容器110的外周表面处，并且在多个吸引元件181、182***支撑槽110a之间或者支撑突出部之间以将吸引元件181、182固定至绝缘容器110的状态下，可以使用另一种方法来使多个吸引元件181、182相互焊接或者结合。
另一方面，如图8所示，在吸引元件设置在绝缘容器的外周表面处的情形中，不管吸引元件是圆形还是弧形，它们都可以使用诸如固定环190的单独元件而相互结合。
上述根据本发明的真空断路器中的真空断续器可以具有以下功效。
也即是说，在由铁磁体制成的吸引元件180设置在绝缘容器110的外周表面的情形中，如果吸引元件180环绕绝缘容器110的外周表面，更具体地，在固定电极130和活动电极140之间，那么在固定电极130和活动电极140之间在径向上产生的径向磁场可以被吸引元件180吸引。
于是，在固定电极130和活动电极140之间产生的径向磁场中，纯水平方向上的径向磁场以及非纯水平方向上的部分径向磁场，可以被吸引元件180吸引从而增强整个水平方向上的径向磁场的分量，并且借助于此，可以进一步在根本上增强两个电极130、140之间的径向磁场，从而增强电弧驱动力。
根据本发明的另一个实施例的真空断路器中的真空断续器将描述如下。
也即是说，吸引元件180可以固定至绝缘容器110的外周表面，但是根据情况，吸引元件180可以以规则的间隔设置在绝缘容器110的外周表面处或者吸引元件180可以设置在绝缘容器110的内部。
这里，在吸引元件180设置在绝缘容器的内部的情形中，如图10所示，吸引元件180可以固定至内屏蔽件170的内周表面并与其相结合，或者如图11所示，吸引元件180可以设置在内屏蔽件170的外周表面和绝缘容器110的内周表面之间。此外，内屏蔽件170可以由铁磁体形成，从而允许内屏蔽件170同时执行吸引元件的功能。
根据本实施例的真空断路器中的真空断续器的基本构造及其功效可大致与上述实施例相同。然而，在如本实施例所示的吸引元件设置在绝缘容器的内部的情形中，绝缘容器应当增加设置吸引容器所需那么多的体积，因此在尺寸方面，与上述实施例相比其相对地增大了。然而，由于吸引元件设置在绝缘容器的内部，因此真空断续器的整体外观可以形成为圆滑的设计，并且可以预先防止因吸引元件造成的真空断续器和其他部件之间的干扰。特别地，在内屏蔽件用作吸引元件的情形中，可以减少组装部件的数量而不会增加真空断续器的尺寸，从而减少制造成本。
如上文所述，根据本实施例的真空断路器中的真空断续器，提供了一种由铁磁体制成的吸引元件，其用于环绕在固定电极和活动电极之间从而借助于吸引元件吸引在固定电极和活动电极之间在径向上产生的径向磁场。借助于此，可以增加在固定电极和活动电极之间在整个水平方向上的径向磁场的分量，因此可以进一步增强两个电极之间的径向磁场，从而增强电弧驱动力。

Claims (10)

1.一种真空断路器中的真空断续器，所述真空断续器包括：
密封的绝缘容器；
固定电极，其固定至所述绝缘容器并且设置在其内部；以及
活动电极，其布置为面对所述固定电极并且设置为相对于所述绝缘容器滑动，以在所述固定电极的面对表面和所述活动电极的面对表面之间产生磁场，
其特征在于，与所述固定电极和所述活动电极的面对表面邻近定位的吸引元件，设置为吸引在所述固定电极和所述活动电极之间在径向上产生的径向磁场。
2.根据权利要求1所述的真空断续器，其中，所述吸引元件固定至所述绝缘容器的外周表面并且与其相结合。
3.根据权利要求1所述的真空断续器，其中，支撑部形成在所述绝缘容器的外周表面上以在轴向上支撑所述吸引元件，所述轴向为所述活动电极的移动方向。
4.根据权利要求3所述的真空断续器，其中，所述吸引元件形成为环形。
5.根据权利要求3所述的真空断续器，其中，所述吸引元件由多个弧形形成，并且多个弧形吸引元件相互结合以形成环形。
6.根据权利要求1所述的真空断续器，其中，所述绝缘容器形成有第一容器和第二容器，并且第一支撑部和第二支撑部形成在所述第一容器和所述第二容器的相应端部处以在轴向上支撑所述吸引元件，并且
所述吸引元件***在所述第一支撑部和所述第二支撑部之间，并且所述第一容器和所述第二容器结合以固定所述吸引元件。
7.根据权利要求1所述的真空断续器，其中，所述吸引元件固定至所述绝缘容器的内周表面并且与其相结合。
8.根据权利要求1所述的真空断续器，其中，所述内屏蔽件设置在所述绝缘容器的内部以容纳所述固定电极和所述活动电极，并且
所述吸引元件设置在所述内屏蔽件的内周表面或外周表面处。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的真空断续器，其中，所述吸引元件在轴向上的高度形成为不小于所述固定电极和所述活动电极之间的最大距离。
10.根据权利要求9所述的真空断续器，其中，所述吸引元件由铁磁体制成。
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