CN1477662A - 由真空和气体断路器组合而成的高压或中压开关装置 - Google Patents

Abstract

混合高压或中压断路器装置包括：具有轴线(A)并充满绝缘气体的外壳(12)；在其内包括第一固定触头(1)和第二触头(2)的真空开关(10)；在第二触头上加力的装置；包括第三(3，3’)和第四触头(4)的气体开关(11，40)；及与第四触头连接的杆(6)；该装置还包括：电连接第二、第三触头的连接机构(13’)，可与第二触头一起平移；和连接机构和杆相连的位移机构将其移动从第一和第三触头分别脱离第二和四触头，包括将连接机构连接到杆的死行程连接机构，在运动中，保持真空开关闭合的同时，死行程连接机构移动杆通过一特定的死行程(D)，并当杆完成(D)时，该死行程连接机构获得在轴向(A)上与连接机构所获得的运动无关的一个平移。

Description

由真空和气体断路器组合而成的高压或中压开关装置

技术领域

本发明涉及一种混合高压或中压开关装置。限定词“混合”指混合型的断路动作，其中两种不同的断路技术相互配合。具体而言，如果开关装置包括关闭第一对电弧触头的一个真空开关，并且还包括一个由第二对电弧触头组成的气体开关，则该开关装置就可作为一个混合开关装置。

背景技术

美国专利3,038,980公开了一种上述类型的装置。它包括一个外壳，其中充满绝缘气体并具有一个纵向轴线；两个开关被置于上述外壳内并电气串联；该装置的操作机构设置在外壳的外部。用来操纵上述两个开关触点的操作机构相对比较简单，气体开关的两个触点中的一个和真空开关中的一个相邻的移动触点相连。气体开关的另一个触点则与一个与该装置的操作机构相连的操纵杆连接。当上述装置打开时，带有一个结合点(abutment)的弹簧装置保持气体开关的触点在它们行程的第一位置上一直接触，直到真空开关的触点被分开到一个特定的距离。让上述两对触点的分离这种顺序的目的是要相对第一对开关触点(真空开关的触点)的分离，使该第二对开关触点(气体开关的触点)的分离有所滞后。

但是，如果上述混合高压断路器装置将一个用于大于72.5千伏(KV)标准高压的气体开关与一个用于小于52KV的标准中压的真空开关结合的话，那么上述类型的顺序则不能令人满意了。实际上，只要在装置切断故障电流的过程中气体开关的触点不分开，则真空开关就要经受断路器装置在其触点分离过程中在其接线柱上的各种瞬变的再生电压。目前，真空开关只适用于一种再生电压(remaking voltage)，就是能够保持在中压范围内的电压。所以，使用上述顺序分离触点的高压混合断路器就有可能只是在气体开关的两个触点分开之后才切断电流。这种操作则意味着一种相对长的真空开关未不能承受的闪络时间。美国专利3,038,980记载的上述装置的通用结构没有提供改进的用来限定触点分离的顺序。尤其是，相对于气体开关触点的分离，上述类型的装置不可能获得同时或延迟的上述真空开关触点的分离。

专利申请EP1109187公开了另一种类型的装置，其中，触点分离的顺序可以调节，从而相对于气体开关触点的分离操作，可以获得同时或稍为延迟的真空开关触点分离。真空开关的可移动触点和一个连杆相连，其一端可以旋转移动，如公知的那样，连杆的这一端可以做为连杆的头部，也可以和飞轮的曲柄铰链连接，上述飞轮可以由气体开关操作操纵杆传递驱动的齿杆连接或不连接。

但从机械的观点来看，上述装置具有一些不足之处。首先，只要允许电流通过，就需要在真空开关的可移动触点处施加足够的力，以便在该开关触点的承受表面之间具有一个大于一个特定的值的相互的压力，从而在允许电流通过的时候抵消电动应力。所以上述装置的飞轮就必须设置有一个复位弹簧***用于在真空开关可移动触点施加所需的力。另一方面，从气体开关的操作杆传递到真空开关的运动通过连杆来完成，该连杆的轴线倾斜于真空开关上述可移动触点的运动轴线。这在上述真空开关上就造成了很高的横向压力，从而限制了其机械耐用性。

最后，专利申请EP1117114公开了上述类型的另一种装置，其与上述装置相比，具有这样的特点，即真空开关的移动触点总是受上述开关的纵轴线方向上的力。而且，提供弹簧装置来在所述开关关闭时保持在上述真空开关的触点之间相互的压力。但是，上述真空开关触点的分离运动是由气体开关的操作杆所驱动的，这样上述真空开关触点直到上述气体开关触点打开时才会分离。上述装置必须具有这种推迟的触点分离顺序以便在上述真空开关独自终断电流之前产生一个电流的零点交叉。实际上，上述装置只发电机电路断路器使用，上述气体开关的存在只是为减小电流的不对称百分比。

很明显，相对于气体开关触点的分离，上述装置不可能获得同时或稍为延迟的真空开关触点的分离。

发明概述

本发明致力于首先通过提出一种高压或中压混合断路器装置来克服现有技术中的不足或局限，上述断路器装置结构相对紧凑且耐用，同时可通过单一的操作元件，即与一个操作杆连接的操作机构，来调节开关的触点分离顺序，以便在真空开关和气体开关之间适当的分配在触点分离时出现在每个开关触点之间的瞬变再生电压。本发明通过提出一种断路器装置，基于2003年1月2日公开的欧洲专利申请EP1271590A1中所述混合断路器装置的原理操作来实现上述目的。本发明致力于当电流被上述装置中断时，防止真空开关可移动触点的任何跳动，以便防止在上述开关进一步产生飞弧。

为此，本发明提供一种混合高压或中压断路器装置，包括：

一个充满绝缘气体的的外壳并具有一个纵向轴线；

一个设置在外壳内的真空开关，包括一个具有第一触点和第二触点的第一对电弧触头，其中第一触点固定，第二触点可以沿外壳的轴向方向平移运动；

在第二触点上施加作用力的装置，以便当真空开关允许电流通过的时候，第一和第二触点承载表面之间的相互压力大于一个特定值；

一个设置在外壳内的气体开关，包括一个具有第三和第四触点的第二对电弧触头，其中第三触点固定或半固定，第四触点可以沿外壳的纵向方向平移运动，一个和第四触点连接的操作杆，适于由操作装置控制来平移运动或静止；

上述装置的特征在于进一步包括：

用于电连接第二、第三触点的连接机构，适于与第二触点一起在上述轴向方向平移运动；

与上述连接机构和操作杆相连的位移机构，来移动上述连接机构和操作杆从第一、第三触点上分别分离第二、第四触点，它还包括将上述连接机构连接到操作杆的死行程(dead travel)连接机构，在上述运动中，在作用于连接机构上以保持真空开关关闭操作的同时，上述死行程连接机构移动上述杆通过一个特定的死行程；

当上述杆完成死行程时，上述死行程连接机构就获得一个和上述连接机构所同时获得的运动无关的平移运动。

对于将根据本发明的装置用作高压网络中的电路断路器的应用中，上述位移机构可以使得真空开关和气体开关的各个触点同时或稍有延迟的分离。

而且，本发明的一个特定实施例的目的在于可以获得一个气体开关有效的灭弧，包括上述混合开关装置在其接线柱可以承受一个在高压和畸高压应用中常见的以很高速度重作(remaking)的瞬变再生电压的情况，尤其是如果被中断的电流小于上述混合装置断路容量的约30％的情况。在这个实施例中，除了上述本发明的特征以外，混合断路器装置还包括一个充气鼓风容积可以和一个相邻的热鼓风容积连通，并有一个固定或可移动底部来划界限定，在断路器装置中断电流的过程中，该底部可以朝向上述热鼓风容积移动来压缩上述气动鼓风容积中容纳的绝缘气体。如果被中断的电流不是很高，不能通过热效应机构在上述热鼓风容积中产生必要的压力升高，那么上述充气鼓风容积就会灭弧。

根据本发明断路器的特定实施例可以包括一个或多个下列单个特征或可能的技术组合：

上述死行程连接机构包括与第一弹簧装置配合的运动传递机构，适于作用在上述连接机构上，以保持真空开关关闭，还包括第一邻接装置，在其上第一弹簧装置在上述连接机构上施加一个力，一旦完成上述死行程，该第一邻接装置就可以取消这个力；

上述运动传递机构包括两个可以相结合运动且彼此承载的部分，并在真空开关开始打开之后断开；

上述第一邻接装置包括至少一个死行程杆，它被限制为与上述运动传递机构第一部分一起运动，并在一端具有一个头部，还包括一个可以沿着一个固定支撑件在轴向方向移动的第一管状轴承件，该支撑件环绕着该轴承件，第一管状件具有一个上述死行程杆通过的环状部分，当完成上述死行程的时候，上述头部和该环状部分相邻接；

上述位移机构包括第二弹簧装置，适于在操作杆完成上述死行程后，分开真空开关触点，并当上述断路器装置中断电流的时候，可以相对于上述第一触点，移动上述连接机构和第二触点通过一个特定绝缘行程，所述绝缘行程相应于完成分开第一触点和第二触点的距离；

上述第一弹簧装置包括一个压缩在第一管状轴承件的环状部分和运动传递机构第一部分之间的第一弹簧；

上述第二弹簧装置包括一个压缩在一个第二固定支撑件和一个环绕上述第二支撑件的第二管状轴承件的环状部分之间的第二弹簧，上述第二管状轴承件可以沿着第二固定支撑件在轴向方向上移动，并至少由一个拉杆固定到连接机构的主体上；

只要电流被中断期间，操作杆没有完成上述死行程，上述第一和第二管状轴承件为固定的，彼此承靠在一起；

上述第二固定支承件设置有一个第二邻接装置，当连接机构完成上述绝缘行程时靠在其上；

上述第一固定支撑机构支承上述第三电弧触头，并由第二固定支撑件通过沿纵向方向设置的固定机构所支撑；第一支撑件通过固定到上述断路器装置一端的绝缘拉杆固定就位；

运动传递机构的一个第二部分被限制为和上述操作杆一起平移运动；

一个变阻器，设置在上述断路器装置的共用外壳内，且与真空开关的触点电并连，以便当断路器装置打开的时候，可以限定施加在这个开关上的电压，目的在于适当分配施加在上述真空和气体开关上的电压；和

一个电容器，与上述一个开关或每个开关电并连，目的在于获得上述适当的电压分配。

对于将根据本发明的装置用在中压网络中作为发电机电路中断器的应用，最好使上述位移装置适于将真空开关触点分离相对于气体开关电弧触头的分离能够明显的延迟，这样在上述真空开关中断电流之前，气体开关就会产生上述电流的零交扰。

附图说明

下面将参照附图说明本发明、其特点和优点。

图1到14和14’对应于基于欧洲专利申请EP1271590A1中断路器装置原理操作的断路器装置实施例。但是，这些实施例并没有结合任何根据本发明意在防止真空开关可移动触点的任何跳动的改进。经过改进的实施例将通过附图15-20在下面描述。

图1是一种简化了的理论示图，示出了高压或中压混合断路器装置一个特定实施例的主要部件，处于闭合状态；

图2，3和4表示图1所示的混合断路器装置打开的连续步骤；

图5表示和图1相同的混合断路器装置理论示图，只是在真空开关触点分离之前一点气体开关触点分开；

图6所示为图5中混合断路器装置打开的一个中间步骤；

图7是图9中混合断路器装置的一部分的放大比例的视图；

图8是图1简化理论示图的混合断路器装置的一个实施例的示意图；

图9是混合断路器装置的另一个实施例示意图，其中气体开关触点是端对端设置的；

图10是图9中混合断路器装置去掉变阻器的部分视图；

图11是表示图10中混合断路器装置打开的后来步骤；

图12是一个结合有充气鼓风容积从而补充固定鼓风容积的热鼓风容积的混合断路器装置实施例部分示意图；

图13是混合断路器装置的一个实施例示意图，其中鼓风容积与上述装置的操作杆一起移动；

图13a是图13中混合断路器装置一部分的放大比例的视图；

图14所示的是图13中混合断路器装置打开的一个中间步骤，大约此时气体开关触点分开；

图14’是混合断路器装置一个实施例示意图，其中弹簧装置包括两个设置在方向改变器装置每一侧上的弹簧；

图15是根据本发明混合断路器装置的一个实施例示意图，其功能相当于图12所示的装置，并结合有防止上述真空开关可移动触点跳动的改进；

图16所示的是和图15相同的混合断路器装置，处于上述气体开关打开的最后阶段；

图17是根据本发明混合断路器装置的一个实施例示意图，其功能相当于图13所示的装置，并结合有防止上述真空开关可移动触点跳动的改进；

图18所示的是和图17相同的混合断路器装置，处于上述气体开关打开的最后阶段；

图19是根据本发明的混合断路器装置的另一个实施例示意图，其中气体开关触点是端对端设置的。

图20是根据本发明混合断路器装置的另一个实施例示意图，其中所述装置可作为发电机电路断路器使用。

具体实施方式

图1所示的混合断路器装置5沿轴线A回转对称。它包括一个含有一第一对电弧触头1和2的真空开关10。第一触点1固定并永久地和装置5的一个端衬套7相连。第二触点2在轴向方向A上可以移动。上述装置还包括一个气体开关11和上述真空开关导电串联。上述气体开关包括一个第二对电弧触头，由第三和第四触点3和4组成。第三触点3通过图8和9所示的保持装置固定到外壳12上。第四触点4在轴线方向A可以移动，并和装置5的操作装置8相连的操作杆6连接。上述两个开关10和11设置在一个充满绝缘气体的普通外壳12中。

在所示的实施例中，当上述断路器装置闭合时，可移动触点4插到固定触点3中形成一个特定的重叠距离。通过这种重叠，第三和第四触点在上述操作杆6经过一个特定距离，即一个加速距离时分开，导致上述重叠距离对应于上述操作杆6经过的加速距离。该加速被施加在气体开关的可移动触点4上，这样只要分离操作一开始，触点4就会以高速离开上述固定触点3。在上述分离操作几毫秒之后，上述速度就会达到一个足够灭掉开关触点之间产生的电弧的值。这对中断没有电弧的所谓电容电流非常有意义。

上述触点2被束缚为与可移动连接机构13一起平移，机构13与固定触点3永久电连接。第三触点固定在上述混合断路器装置中就意味着气体开关触点3和4的分离并不取决于承载真空开关第二可移动触点的上述装置的机械操作。

运动传动机构15可以被分成两个部分16和17。这两部分通过设置在其相对端的耦合装置22在轴向方向A彼此承载。上述第二部分17被约束与上述杆6平移运动，第一部分16相对连接机构13在轴向方向A可平移过一个特定行程D。在这个实施例中，行程D等于上述触点3和4的重叠距离，即等于先前限定的加速距离。

上述传递机构15也可以是一个可伸缩连接机构(未示出)，包括两部分，彼此相邻时不动，并在轴向分离的过程中，一部分可以在另一部分中滑动，这种类型的可伸缩连接机构功能等效于图1示出的传递机构15。但是，这种设置由于增加了移动质量而稍显不足。

第一弹簧装置通过施加一个第一推力到上述连接机构13，以至于触点2上，来保持真空开关闭合，该第一推力保持特定阈值一直到上述杆6完成行程D。

此时，图2中，气体开关的触点分开，这种第一推力此时停止在上述连接机构上的作用，以允许第二弹簧装置在相反方向施加一个第二推力在触点2上的作用。这个第二推力移动触点2，从而使得真空开关的触点分离。这种分离就以一个特定顺序相对气体开关的触点分离同时进行或稍微延迟一点。

在上述装置中，上述用来施加第一和第二推力的第一和第二弹簧装置分别包括一个第一弹簧20和一个第二弹簧21，二者都处于压缩状态，且各自连接到第一和第二邻接装置14和19上。上述第一弹簧20安装在连接机构13和上述第一部分16之间，以在这些元件上施加相对的推力

和

。在闭合的断路器装置5中，上述杆6由操作装置8所止动，这样上述两个部分16和17就可以保持固定，并彼此压靠在一起，也可以在上述触点1和2上通过和连接机构13相连的第一弹簧20保持一个特定的压力。这种接触压力就可以使开关通过故障电流，并取决于其所能够承担的故障电流数值的大小。

如果将一个中断电流的指令发送到断路器装置5的操作装置8上，杆6必须释放，以允许第一部分16通过第一弹簧20的扩展，相对于机构13平移。只要第一部分16完成上述行程D，这种相对运动被形成连接机构13一端的第一邻接装置14就停止了，这样，这个部分16就如图2所示被约束的和上述机构13一起平移。

上述传递机构15和第一弹簧装置形成一个将连接机构13和杆6连接到一起的连接***。可以认为这个***构成固定距离连接机构，因为它不允许上述连接机构随动于上述杆，一直到后者完成一个特定的距离。在这个行程D的运动过程中，上述连接机构13保持静止，因为上述传递机构15不会将杆6的运动传递到它们上。这应用于上述断路器装置的打开和闭合。

当真空开关10的触点1和2分离时，触点2通过第二半移动弹簧21移动，弹簧21的一端是固定的，因为它无时无刻的不压靠着真空开关的表面，杆承载的触点2通过该开关。弹簧21的另一端是可移动的，始终压靠在连接机构13上，它施加一个远远小于第一弹簧20施加推力的推力。

上述固定距离连接机构和上述第二弹簧装置配合来移动杆6和连接机构13，从而将可移动触点2和4从固定触点1和3上分别分离开来。在所示的实施例中，它们都是位移机构的一个构件，从而真空开关和气体开关的触点1和2及3和4分别同时或稍有延迟的分离。

如图3所示，只要它们完成一个特定的行程D1，上述第二邻接装置19就会停止连接机构13的平移运动。邻接装置19和固定触点3导电并机械连接，这样就有利于触点2、3之间的电连接。这里他们包括一个和轴线A同心的圆柱形销轴，其被引入可移动连接机构13的管状中空部分，从而可以沿着轴线A滑动。它们还进一步和一个传导元件9导电并机械连接，该元件环绕并保持设置在轴线方向A的一个风腔。众所周知，这个腔包括一个热鼓风容积11A和一个风嘴11B。通过热鼓风容积11A内容纳的绝缘气体的膨胀，风嘴11B在气体开关的触点之间可以吹灭一个电弧。

当断路器装置闭合的时候，上述传导元件9作为一个主触头用于恒定电流流动。在耦合装置22的位置，上述元件9和电流接线柱33之间的电连接通过一个传递机构15的第二部分17支撑的滑动接触17A来承担。第二部分17可以导电，并和杆6平移运动，但仍可以通过一个滑动接触28带与一个连接到接线柱33的固定导管31保持电接触。传递机构15的第一部分16电绝缘，原因在下面解释。

在所示的实施例中，连接机构13包括一个在轴线方向A圆周对称的金属衬套。这个部件不同部分的标号如图2所示。衬套具有一个中空管状部分13A，该部分在其开口端具有一个环状第一轴肩构成了上述第一邻接装置14。该中空部分13A具有一个底部13C来顶住上述构成第二邻接装置19的圆柱销轴。该衬套还可以包括一个圆柱部分13B，其中形成一个环状腔13D向真空开关敞开，并和第二弹簧21配合。环绕腔13D的壁13E在其端部具有一个第二环状轴肩13F，从而为第一弹簧20设置一个接合点。弹簧20在轴肩13F和构成第一部分16的环状壁16A之间始终被压缩。壁16A的内径基本上等于衬套13管状部分13A的外径，所以上述部分16就可以沿着衬套在轴向方向A滑动。

在上述杆6释放之后，传递机构15的第一部分16从图1中的位置平移运动到图2中的位置。当其移动时，它推动第二部分17，滑动接触17A可从传导元件9离开，使得故障电流只通过气体开关11的电弧触头3和4。如前所述，第一部分16电绝缘或至少与电传导的连接机构13和导电的第二部分17相互绝缘。事实上，如果这个部分16完全导电，在滑动接触17A和传导元件9断开之后，在部分16和17之间就会出现电弧。

传递机构15的平移运动被传递到杆6上，随后传到气体开关的可移动触点4上。第一弹簧20伸展产生的推力有助于操作装置8操纵上述杆。

图2示出了在移动行程D之后，第一部分16的环状壁16A和第一邻接装置14邻接时候的装置。气体开关中的可移动触点4同时经过相同的行程D，且就处于从固定触点3分离的点上。在这个阶段，第一弹簧20的推力

就不再能够有效地作用在连接机构13上，从而保持触点2上的压力，第二弹簧21的推力可自由作用在连接机构13上从而移动它们使其平移。真空开关10的可移动触点2接着就位于从固定触点1分离的点上，同时气体开关的触点3和4分离。

连接机构13通过第二弹簧21的伸展在图2和3中的上述位置间移动，弹簧21始终在连接机构13上施加一个推力

，如图3所示。一方面，这种运动导致第二触点2运动从而打开上述真空开关10，另一方面，导致传递机构15的继续平移运动。

在图3中，只要触点2完全离开触点1，真空开关10的触点2的运动就会停止。当可移动触点2离开触点1一个特定的真空绝缘距离时，例如15毫米，就完成分离操作了。为此，连接机构13的运动被第二邻接装置19所阻止，它设置成使机构13完成的行程D1等于对应于触点1和2完全分离的绝缘距离。此后，此移动d1称为绝缘移动。

第二弹簧21的推力

初始时足够提供触点2、被约束一起平移运动的机构13和16的运动、此后保持触点1和2打开状态所必要的能量，如图3所示。不过，这种推力通常远远小于第一弹簧20的推力F₂₀。实际上只要真空开关10如图1和2所示保持闭合，触点1和2之间要维持的压力就相对比较高，例如，对于40KA故障电流的压力为2000N数量级。第一和第二弹簧20、21的推力F₂₀和F₂₁之间具有一个差值□F＝F₂₀-F₂₁，保持在阈值S之上。F₂₀在对应于图1和2的时间内减小，从而F₂₁在其最大值稳定不变，F₂₀保证足够大，以满足条件F₂₀＞F₂₁+S。

在操纵杆6打开开关的操作装置8的一种形式中，所述杆由操作装置8以高于第二弹簧21伸展施加给连接机构13速度的速度被驱动平移。图1-4所示的装置以这种结构配合。在这种情况下，传递机构15的部分16和17通常在连接机构13到达其接合点之前分离，也就是在对应于图3的时间内，在触点1和2完全分开之前。例如，上述部分16和17也可以在触点1和2之后就开始分离，也就是对应于图2的时间之后。这样，通过传递机构15，只有触点2的平移运动的第一阶段传递给上述杆6。在非常短的第一阶段之后，传递机构15不再向杆6上加力来使其平移，这种运动会完全由操作装置8来完成。这就在气体开关11中触点3和4之间灭弧的时刻，增加了可移动触点4的速度。

如图4所示，真空开关10中的触点1和2被保持打开，直到气体开关中的触点3和4完全打开，其中，这些触点在可移动触点4行程的末端由一个特定的绝缘距离d2隔开。对于大部分气吹开关来说，这个行程d2通常为80毫米到200毫米，这就意味着这个行程d2远远大于前面提到的真空开关的绝缘行程d1。

图5表示和图1相同的混合断路器装置理论示图，只是在真空开关触点分离之前一点气体开关触点分开。为了通过这种方式提前分离气体开关的触点，需要足够保证上述这些触点的重叠距离稍微小于先前限定的当断路器装置闭合的时候行程D。所以就存在一个重叠距离，换句话说，一个加速距离，对杆6来说，加速距离等于D-ε，其中距离ε是这种提前分离过程所需时间延迟的函数。

在图6中，杆6完成上述特定距离D的时候，气体开关的触点刚刚分离，它们之间的距离就是距离ε。所以可以看出，当真空开关触点处于分离点时，这个距离ε被限定为气体开关触点的所需分离距离。

图7是图9中混合断路器装置关闭时的部分放大视图。这个视图示出了断路器装置的第二实施例，其中气体开关11的触点3和4被一个弹簧装置提供的特定触点压力压靠在一起，以抵抗电流通过时的电动力。

用来延迟可移动触点4开始运动的装置18设置在触点和操作杆6之间，以便当上述杆6移动了先前所限定的加速距离的时候，触点3和4通过触点4的运动分离。

杆6和触点3和4最好是沿轴线方向A为管状，触点3和4在其端部都分别具有一个耐火导电材料制成的端件3A和4A。在电弧触头3和4中断故障电流的过程中，上述触点管状结构内压强升高的时候，电弧触头4也可以设置有一个孔或开口4B来排放热汽。上述高压气体被排放到延迟装置18和第二部分17之间的空间里，并通过第二部分17中为此设置的开口，经过杆6和导管31之间的空间，最后，这些气体经历最后一次膨胀通过形成在导管31上的开口进入到邻近外壳12内壁的容积内。排放这些高压气体的其它开口设置也当然可以。

延迟装置18包括：

一个第一管状件25轴向与触点5对准，并牢固地固定到后者上，而且当其移动的时候，能够在杆6内滑动，杆6的加速距离由这种滑动核准的距离所限定，

在和触点4的连接处，固定到上述管状件25一端的第三邻接装置23，

一个一端牢固固定到传递机构15的第二部分17上的第二管状件26，其直径大于管状件25的直径，当杆6移动的时候，可以在轴向方向A沿着第三邻接装置23滑动，它的另一端，一个环形盖27承靠在上述邻接装置23上，和

一个设置在轴向方向A上的第三弹簧24，***到第一和第二管状件之间，并一端承靠在第三邻接装置23上，另一端承靠在传递机构15的第二部分17上。

在所示的实施例中，延迟装置18使得上述加速距离等于传动机构15相对于连接机构13的行程D，从而获得两对触点的同时分离。

当上述断路器装置中断电流时，一旦滑动触点17A从传导元件9上断开，在触点3和4分离之前，故障电流从固定触点3通过触点4流经导管31，管状件25，滑动触点29，传递机构15的第二部分17的一部分以及最后滑动触点28。

在传动机构15的部分16和17的平移运动过程中，可移动触点4被一个第三弹簧24产生推力所引起的特定接触压力压靠在固定触点3上。当杆6经历了加速距离的时候，环状盖27承靠在邻接装置23上。弹簧24就不再在触点4上产生任何作用了，从而同杆6和部分17一起平移运动。所以，可移动触点4只是从断路器装置释放的那一刻开始的一段给定的时间内被约束而和部件6和17进行平移运动。

上述断路器装置的操作类似于图1所示的断路器装置，气体开关触点3和4的分离和真空开关的触点1和2分离同时进行。只是气体开关的触点可能通过断路器装置的构件设置提前分开，以便上述加速距离小于上述行程D，和图5所示的设置相类似。

图8是图1简化理论示图的混合断路器装置的一个实施例的示意图。如图1所示，当断路器装置关闭的时候，气体开关的触点通过一个特定的重叠距离，一个嵌套于另一个中。

两个开关所共用的邻近于外壳内壁的容积的尺寸容纳有一个变阻器32电连接并平行于真空开关的触点，以便限定真空开关上的电压。这就在上述断路器装置打开的时候，分配了真空开关和气体开关上的电压。上述电压分配也可以通过至少一个平行连接于上述断路器装置或者平行于一个上述开关的电容来进行调节。

如果是已知类型的空气绝缘的接电设备，其中上述串联的断路器装置就可以被容纳在垂直绝缘的外壳中，这有利于在外壳内远离地面设置真空开关。这就获得一种自然电压分配，从而在气体断路器装置处施加比真空开关更高的电压。同样，类似这些所示的上述断路器装置也相对紧凑，而且都能够使用一个为非混合气体开关而设置的现有绝缘外壳。

变阻器32和真空开关触点之间的电连接通过一个密封该开关的金属波纹管来设置。连接机构13和形成第二邻接装置19的导电销轴之间的电连接通过滑动触点来设置。在销轴和环绕气体开关风腔的传导元件9之间的连接处设置有孔或开口，从而保证热气的排放，如在图7中的实例所示。这种开口同样也可以设置在传动机构15的第一和第二部分16和17上，以及设置在上述第二部分可以滑动的导管中。

电绝缘拉杆30用于在上述断路器装置外壳内气体开关的机械保持。这些拉杆一端固定到真空开关的表面上，杆承载可移动触点通过该开关。它们另一端刚性连接到传导元件9上，这样就保持上述第三触点固定在气体开关的位置上。

上述断路器装置操作杆6刚性连接在可移动触点4上，和传递机构15的第二部分17上。所以在这个实施例中，上述三个部件都被约束一起平移运动。

图9是混合断路器装置的另一个实施例示意图，其中气体开关触点是端对端设置的。很多部件和图8所示的实施例一致。但气体开关触点的不同结构意味着这个开关的可移动触点不可能以直接的方式像在这个实施例中那样彼此一个嵌套在另一个之中。为了顺应所需的开关的打开顺序，设置有一个类似于图7详细所述的延迟装置18来延迟上述可移动触点的运动的开始。这些装置可以使杆6经过一个如前所述的加速距离，当真空开关的触点开始分离的时候，从而使可移动触点4由杆6以高速驱动，就象在上述实施例中的嵌套接触那样。

除了被去掉的变阻器和直径相应减小的绝缘外壳，图10所示的上述混合断路器装置元件和图9中的相一致。

图11所示的为对应于图2阶段时刻的混合断路器装置。

先前参考图1-11描述的上述混合断路器装置不可能在所有的条件下在气体开关中总是获得有效的灭弧。尤其是如果将要被中断的电流不够高，以至不能产生足够的热量从而引起上述热鼓风容积中所需的压力升高，增加一个充气鼓风容积就可以获得一个可以得到有效的灭弧的足够压力，这是传统高压断路器装置中的一种现有的技术。应该注意的是，在混合断路器装置中，上述鼓风条件要小于一个标准的断路器装置，这是因为真空开关可以承担上述的再生电压。

图12是一个结合有充气鼓风容积11C从而补充固定鼓风容积的热鼓风容积11A的混合断路器装置实施例部分示意图。上述断路器装置的很多零件和图9所示的装置是共用的，尤其是气体开关的触点在关闭的结构中设置为端对端结构。和图9相比，主要的改变就是增加了涉及传导壁9’的上述充气鼓风容积，该传导壁形成上述热鼓风容积11A和上述断路器装置运动传递机构第一部分16的底部。

在下列描述中，上述充气鼓风容积也可以作为压缩容积，因为在这个补充容积中压缩气体有助于热鼓风。

在现有技术中我们知道，上述热鼓风容积和压缩容积可以通过阀联通，例如球阀。这就使气体从上述压缩容积流经热鼓风容积，最初在压缩的第一阶段，然后在压缩的最后阶段，这时热效应产生的压力升高自身不足以灭弧。这种不足由压缩气体被充气到热鼓风容积而得到的补偿。相反，如果热效应只是在上述容积11A产生的压力升高足够大，而且大于容积11C气动压缩所获得的压力升高，就有利于不会使气体从容积11A进入到容积11C中，以便不减少热鼓风的效应。而且，在图12所示的上述断路器装置实施例中，如果要中断高电流的话，就有必要阻止压缩容积11C中的压力升高超过规定值，从而减缓或锁住打开真空开关触点的第二弹簧21的动作。为此，在容积11A的上述壁9’内设置阀35以提供一个所需的单向气体流通或根据要断开电流的高低隔开两个鼓风容积。

另一方面，在上述断路器装置闭合操作结束的时候，要避免在上述气动鼓风容积11C中产生压力下降，以便如果上述断路器装置又要打开的话，能够正确的压缩气体。为此，最好在压缩容积的底部设置至少一个阀36，例如，一个球阀，它由一个构成运动传动机构第一部分16一端的环状壁16A形成。

最后，压缩过程中，上述压缩容积11C必须密封以防在压缩过程中，上述断路器装置外壳内的气体泄漏，加压的绝缘气体只朝向气体开关的触点流动，从而产生鼓风动作。为了密封这一容积，相比较于图9的实施例，有可能增加上述容积11A环状壁9’的直径，从而在传动机构的第一部分16圆柱形内壁和上述环状壁9’之间产生一个气密接触区域37。

上述压缩容积11C可以看作两个相邻的部分容积V_C1和V_C2的结合体。容积V_C1的长度在纵向方向上对应于图1所示的行程D，它表示如果传递机构的第一部分16在对应于气体开关触点分离操作开始的时刻，完成这个行程D，压缩容积11C将减少到容积V_C2。接着容积11C在真空开关由第二弹簧21打开的过程中，被继续压缩，因为传动机构的第一部分16被约束与真空开关的可移动触点一起平移运动，并继续朝向上述环状壁9’移动。

在前述的实施例中，其中上述断路器装置中的热鼓风容积是静止的，在上述气动鼓风容积中的压缩行程至多等于前面限定的上述行程D和d1之和。所以，在纵向方向就有必要限定压缩量。为了保证一个高的充气鼓风动作，就有必要增加压缩容积的尺寸，尤其是增加将上述容积划界的环状壁9’和16A的直径。这就造成上述断路器装置整个径向尺寸的增加。

对于中压(电压小于72.5KV)应用，尤其是断路腔和外部环境之间的绝缘由一个金属外壳提供，通常可以容纳上述装置的整个径向尺寸。另一方面，在断路器腔由瓷制外壳作绝缘的情况下，整体径向尺寸就可能成为问题。

图13是混合气动鼓风断路器装置的一个实施例示意图，这个实施例区别于前述的实施例之处主要在于热鼓风容积40A和气体开关40的气动鼓风容积40C与上述装置的操作杆6一起移动。

图示混合断路器装置处于闭合状态。真空开关10的触点被压靠在一起，气体开关的触点一个嵌套在另一个之中。上述混合断路器装置和图8所示的装置具有一些相似性。尤其是，真空开关10，连接机构13和第一和第二弹簧装置在各个实施例中都一致。

图13a是图19中混合断路器装置一部分的放大比例视图，主要集中在气体开关40。在图8中的装置，运动传递机构15包括两个部分16和17，当彼此压靠在一起的时候它们适于共同移动，并在真空开关开始打开的时候彼此分开。上述第二部分17被约束与操作杆6平移运动。因为这个部分17固定到管状壁40大致圆柱形的外周上，该壁40D设置成两个鼓风容积40A和40C以及外壳内气体之间的分离物。上述壁40D实际上是通过分隔两个鼓风容积的环状壁39以固定的方式和操作杆相连。

上述热鼓风容积40A在一端由一个固定于壁40D一端的风嘴40B界定，以便该风嘴可以被约束和操作杆6一起平移运动。一个恒定电流触点44环绕壁40D端部并且有利于相对上述壁，纵向保持上述风嘴，这种接触就可以与杆和风嘴一起移动。上述壁40D是导电的，并可以承载恒定电流从触点44到一个固定的并和断路器装置的电流接线柱33电连接的管状传导元件45；壁40D可以以密封的方式沿着管状传导元件45滑动，并与其保持导电接触。恒定电流可移动触点44具有一个***到管状恒定电流固定触点43中的管状***部分，上述触点43可导电的连接到上述连接机构13上。如图14所示，恒定电流触点43和44的重叠距离当然要小于上述气体开关40电弧触头3和4的重叠行程D，以便这些恒定电流触点可以在上述电弧触头按顺序分开中断电流之前分离。

固定传导元件45保持一个具有固定活塞功能的密封件41，用于上述压缩容积40C，且上述密封件被用来将上述压缩容积与邻近由上述杆6和管状元件45限定的容积42隔绝开。这里密封件41还设置有一个阀41A来允许在上述混合断路器装置关闭的时候，绝缘气体从上述容积42流向上述压缩容积40C，从而防止在上述容积内产生压力下降。

分隔上述两个鼓风容积40A和40C的环状壁39具有开口38来使压缩气体从压缩容积40C流向上述热鼓风容积40A。在图示的实施例中，这些开口38是一些没有阀的简单通道，从而满足了某些应用的需要。例如，如果能中断具有短电弧的低电流的气动压缩鼓风只需要一个相对较小的热鼓风量中断较高的电流，这个实施例就是有效的。

在图中一个没有示出的变化中，开口38也可以包括现有技术中已知的、尤其是在专利FR2751782中公开的阀。而且，密封件41可以设置有一个阀，通过允许高压气体流向上述容积42来限定压缩容积中的压力升高。

图14所示的是图13和13a中混合断路器装置打开的一个中间阶段，此时大约对应于气体开关的触点3和4分开，也就是和操作杆6一起平移的可移动触点4移动了上述重叠行程D的时刻。此时，分隔上述两个鼓风容积的环状壁39朝向压缩容积40C的固定活塞移动相同的行程D，允许上述压缩绝缘气体进入到热鼓风容积中，如图中箭头所示。

所以，在气体开关的电弧触头分开以后，上述弧由于气动压缩，而部分被吹灭。可以看到，这种压缩作用于整个操作杆的行程，而不像先前实施例那样，热鼓风容积是静止的。包括一个可移动热鼓风容积的混合断路器装置具有的优点就是能够中断电弧时间原则上长于图12所示带有静止热容积的装置的电流。而且，压缩容积40C的纵向尺寸并不由前述的死行程D所限定，这就使静止压缩容积不需要增加其径向尺寸。所以可移动的热容积装置特别适合于陶瓷外壳绝缘的断路腔的应用，以及通常电压大于100KV的高压应用。

图14’是混合断路器装置一个实施例示意图，尽管有一些复杂，但是和图14所示的装置相类似。尽管这个装置的大部分元件和前述的装置是共用的，但是一些构件还是做了修改并增加了一些构件。尤其是，第一弹簧装置除了包括上述第一弹簧20外，还包括另一个弹簧42，这两个弹簧设置在方向改变器15’的每一侧上。弹簧42***到方向改变器15’的第二部分17’和上述压缩容积40C的管状外壳之间。这两个弹簧20和42彼此配合，以便操作杆6可以在上述死行程D移动，与此同时又保持真空开关触点之间的一些压力。但是，只是第一弹簧20具有保持这种压力的功能，这是因为安装有一个端挡块的固定拉杆46限制了上述第二部分17’的相对平移运动，从而防止弹簧42施加的力F₄₂和上述第一弹簧20施加的力F₂₀叠加。

第一弹簧20可以移动方向改变器15’的第一部分16所走过的行程D1较前述的实施例明显的减小。所以，在上述混合断路器装置打开或闭合操作的过程中，这个弹簧施加的力F₂₀变小，这就限制了真空开关在其触点打开或闭合的过程中加在其上的力。上述第一弹簧装置可以允许操纵杆6位移通过一个死行程D，在第一弹簧20使上述杆通过方向改变器15’经过一个行程D1之前，对于弹簧42，有必要使上述杆经历的距离小于或等于图中所示的行程D2。如果气体开关和真空开关的触点同时分离的话，两个行程D1、D2之和必须等于上述死行程D。而且，至少在所示的闭合位置，力F₄₂还要大于力F₂₀，从而使方向改变器15’的第一部分16只是在改变器15’的第二部分17’被束缚与操纵杆一起移动之后，才移动一个行程D1。这就有可能使图14’所示的装置具有的行程D1相比较来说小于上述行程D2，这限制了改变器15’的第一部分16的移动。当其邻接并靠在和连接机构13相连的轴肩14上时，这样就引起第一部分16相对有限的跳动，从而限制真空开关中进一步起弧的危险。但是，即使这样的解决方案，仍很难完全防止部分16的跳动，并且通过根据图17-18描述的本发明所进行的改进，证明是有益的。尤其是，能利用图17装置的一部分来代替上述第一部分16和位于图14’左侧的零件。装置的位于上述部分16左侧的部分可以防止在上述部分16完成上述死行程D的时候，真空开关可移动触点的跳动。

图15是根据本发明混合断路器装置的一个实施例示意图，这个实施例的功能相对于图12所示的装置，因为热鼓风容积11A和上述气动鼓风容积11C是固定的。它具有一个对图12装置进行改进的特征，可以防止真空开关可移动触点的跳动，进一步避免了这个开关触点发生电弧。

如图12所示的装置，死行程连接机构允许承载气体开关的可移动触点4的杆6运动，而真空开关在这个运动中对应一个死行程D保持关闭。这些装置进一步包括一个和第一弹簧20配合的运动传递机构15，这个弹簧作用于连接机构来保持真空开关的闭合。但是，不像图12中的装置那样，这里上述死行程连接结构可以获得一种平移运动，这种运动和连接机构13’所同时获得的运动无关。

实际上，在图8-14和14’所示的混合断路器装置实施例中，一旦该部分16完成上述死行程D或D1，上述运动传递机构的第一部分16受到约束而和上述连接机构13一起移动。这些实施例都不能完全令人满意，因为在死行程结束时，上述部分16可以相对于固定到连接机构13上的第一邻接装置14跳动，从而引起部分13跳动。由于连接机构13有必要被约束和真空开关的可移动触点一起移动，所以机构13的跳动就意味着上述可移动触点相对于固定触点的跳动。这是不能接受的，因为在触点分离刚开始的阶段，真空开关触点之间的距离就会明显减小，从而有可能引起在真空开关上进一步发生电弧。

如图15所示，上述死行程连接机构包括第一邻接装置14’，其上第一弹簧20施加一个力在上述连接机构13‘上。第一邻接装置14’包括至少一个被束缚和运动传递机构15的第一部分15一起移动的杆14’A，在杆14’A的一端具有一个头部14’B。为清楚起见，在图中只示出了一个杆14’A，但应当理解，也可以有多个类似的杆固定到上述部分16上，例如，沿一圈等分设置，其中心位于断路器装置的纵向轴线A上。每个杆的长度与所示的单杆相同，并在一端都具有一个类似的头部14’B。在一个等效实施例中，上述杆14’A可以包括一个管状件的环状部分，其轴线和上述装置的轴线A重合，头部14’B也可以取一个中心在轴线A的环状件的环型部分的形式。

第一邻接装置14’还可以包括一个可以沿着一个固定支撑件50，在纵轴方向A移动的第一管状轴承件14’C，上述轴承件环绕着固定支撑件。在图中所示的实施例中，上述固定支撑件50包括一个承载气体开关固定电弧触头3的第一部分50A，和一个通过绝缘拉杆30’被固定就位的第二部分50B，上述拉杆固定在上述断路器装置的一端。上述第二部分50B通过沿着上述装置轴线A设置的固定机构51把上述第一部分50A保持在合适的位置上，因此可以和上述第一部分电连接。

上述第一管状轴承件14’C具有一个杆14’A通过的环状部分，以便每个杆14’A可以滑动穿过上述腔14’C。一旦固定到上述第一部分16的每个杆完成上述死行程D，杆的每个头部14’B就邻接靠在这个环状部分。

第一弹簧20被压缩在第一管状件14’C的环状部分和运动传递机构15的第一部分16之间。在弹簧20的伸展过程中，该伸展引起移动过上述死行程D，第一管状件14’C仍继续承载靠在上述和真空开关的可移动触点一起移动并保持真空开关闭合的连接机构13’上。一旦运动传递机构15和上述杆14’A完成上述死行程D，弹簧20就突然停止扩展了，因为杆的每个头部14’B邻接靠在上述第一管状件14’C上，这种条件以后称为靠近第一邻接装置14’。上述第一管状件14’C就被约束和运动传递机构15的第一部分16一起运动。由于这样，第一邻接装置14’就停止在上述连接机构13’上施加任何力，从而允许真空开关的可移动触点由第二弹簧21来移动。第一邻接装置14’与第一部分16所获得的这种运动和上述连接机构13’的运动无关，这就比先前的实施例更有利，因为通过只改变上述第二弹簧的特性，就可以调节真空开关可移动触点的运动速度，而不需要参考第一部分16的速度和质量。

第一管状承载件14’C沿固定支撑件50的运动的核定行程D1+g就非常有利的超过了真空开关的触点之间的行程d1一个称为非结合间隙(desolidarization clearance)的间隙g。应当记住，这个行程d1也同样是连接机构13’运动的核定距离，如图16所示，上述非结合间隙g在真空开关打开结束时，对应于上述第一管状轴承件14’C和连接机构13’之间的距离。在固定支撑件50的第一部分50A上形成有环状轴肩52，以便在和第一邻接装置14’相邻之后的短时间内，形成一个行程邻接装置的固定端来阻挡上述第一元件14’C的运动，这样就会阻止第一邻接装置14’以及传递机构15的第一部分16的运动。

上述连接机构13’具有一个固定真空开关的可移动触点的主体13’A，它包括一个圆柱形销轴和装置的轴线A同轴，并在一端设置有一个朝向真空开关的环型轴肩。这个圆柱形销轴的另一端可以在固定支撑件50的第二部分50B内形成相同直径的圆柱空腔内滑动，而且还设置有真空开关可移动触点和气体开关的触点3之间的电连接，并由固定支撑件50的第一部分50A所承载。这个第二部分50B具有一个第二邻接装置19’，抵靠在上述连接机构13’主体13’A的环状轴肩上，当连接机构13’完成上述绝缘行程d1的时候，连接机构13’和真空开关的可移动触点相邻。

一个拉杆13’B固定到主体13’A的环状轴肩上，该杆将主体13’A连接到一个构成连接结构13’第二部分的第二管状轴承件13’C上。这个第二管状件13’环绕固定支撑件50并可沿着支撑件50在轴线A的方向移动。其第一个功能就是将弹簧20产生的力传递到连接结构13’上，从而通过一个特定的接触压力保持真空开关的触点闭合。在这个位置上，它承靠在第一邻接装置14’的第一管状轴承件14’C上。另一方面，它在其内圆柱面和固定支撑件50的第二部分50B的外圆柱面之间容纳一个第二弹簧21，并在其朝向第一临界装置14’的端部具有一个环状轴肩来保持上述弹簧21压缩。这样，弹簧21施加在这个环状轴肩上的推力在弹簧21扩展的时候就会移动整个连接结构13’。Y

如图12所示的混合高压断路器装置中，图15中的装置结合又一个充气鼓风容积11C来补充上述静止的热鼓风容积11A。

图16所示的为图15中混合断路器装置在中断电流结束时的情况。通过释放气体开关的操作杆开始断路，能够使气体开关的可移动触点加速，尤其是因为加速弹簧20作用在运动传递机构15上的推力，其第二部分17被约束而和上述操作杆一起移动。第一弹簧的这种推力在和传递机构15的第一部分16一起移动的第一邻接装置14’的每个杆14’A所完成的上述死行程D过程都施加。当上述死行程D完成的时候，第一弹簧20就因为靠近上述第一邻接装置14’而停止扩展，上述第二部分17的运动就和运动传递机构15的第一部分的运动无关。

此后，上述第一部分16可以与上述第一邻接装置14’一起自由经过一个相邻的补充行程D₁+g，这主要是因为先前这个可移动装置所获得的动能的缘故。如前所述，在一个充气鼓风容积11C减小到其最小尺寸的纵向位置上，这个装置的补充行程被上述环状轴肩52所形成的固定相邻装置中断。如图12所示的实施例，上述气动鼓风容积的活塞由运动传递机构15的第一部分16的一个环状壁所形成。值得注意的是在被环状轴肩52形成固定相邻装置终止之前，上述第一邻接装置14’的可移动装置减缓了在上述容积11C的压缩过程。

这种类型的固定相邻装置52并不是不可缺少的，实施例中可以有稍微的改动，其中一旦完成可移动装置的额外行程d1+g，第一部分16环状壁形成的活塞就和分隔上述两个鼓风容积11A和11C的上述侧壁相邻。

图16所示的是混合断路器装置打开的末端，它对应于前述第一邻接装置14’行程被中断的步骤之后的时刻。在这个步骤之后，气体开关的可移动触点与操作杆6及运动传递机构15的第二部分17一起继续运动，一直到在触点之间已经灭弧之后，对于气体开关触点来说获得一个足够的绝缘距离为止。

真空开关的可移动触点和连接机构13’一起经过了上述分离距离D1，后者通过由压缩了的第二弹簧21所施加的力被压靠在固定支撑件50上。

应该知道，根据本发明的改进，和上述连接机构的运动无关的平移运动可以传给死行程连接机构，而且也可以用于没有任何充气鼓风容积的混合断路器装置中，例如图8和9所示的装置。

图17是根据本发明混合断路器装置的一个实施例示意图，其功能相当于图13所示的装置，并结合有一个改进的可以防止上述真空开关可移动触点跳动的装置。

如图13所示的装置，气体开关40包括一个热鼓风容积40A和一个气动鼓风容积40C，它们和装置的操作杆6一起移动。气动鼓风容积40C的固定活塞在图中没有示出，但图13装置密封件41那样的活塞可用于此目的。除了受约束和操作杆一起运动的部分，图17和18所示的混合断路器装置的大部分构件都和图15和16所示的一致。这样，图15、16的实例也可以用于解释这个装置的操作过程。

区别于图15的实施例，在本实施例中，包括上述第一邻接装置14’和运动传递机构的第一部分16的可移动装置的额外行程d₁+g并不是由环状轴肩52所终止，而是在固定支撑件50的端部，由另一个形成固定邻接装置的环状轴肩53所终止。这个固定邻接装置53的尺寸被设计成在可移动装置补充行程的端部，可以终止上述第一部分16的平移运动，因为在这个实施例中，不是由气动鼓风容积中的压缩过程来制动的。

图18所示的是在上述气体开关触点打开的最后阶段和图17相同的混合断路器装置。图16中的实例可以解释连接到连接机构13’的位移机构以及装置操作杆的操作。

值得注意的是，在这个实施例中，一旦上述第一邻接装置14’完成上述补充行程d₁+g，相对于第一管状轴承件14’C上述环状轴肩52只是离开一个很小的间隙，以通过其动能压缩上述第一弹簧20防止上述元件14’C继续运动。

上述非结合间隙g在可移动装置的补充行程d₁+g的末端处，可以允许和第一部分16与第一邻接装置14’一起的轻微的跳动。小于上述间隙g的跳动距离不会影响到保持连接机构13’的邻接设置，这样就没有真空开关之间距离减小的危险。

图19是根据本发明的混合断路器装置的另一个实施例示意图。作为一个整体，该装置可以从图17所示的功能相等效的装置中推断出，在这些实施例中的每一个中，吹嘴40B和操作杆一起移动。不同的是气体开关的触点3’和4的结构是端对端设置。参见图9和7关于彼此承靠在一起的触点的设置的解释，尤其是相对于机构18’的结构，当电流通过的时候，该机构用来保持气体开关电弧触头之间的压力从而协助抵抗电动力。类似于图7中机构18的机构18’的这种结构可以延迟图19中可移动触点运动的开始。

这里，可移动触点4直接固定到操作杆6上，所以就时刻被束缚和上述杆一起平移运动。注意，这个带有端对端设置触点的实施例对于装置有限的径向尺寸来说，会造成一个体积比较大的热鼓风容积11A，如图13所示，这就意味着比使用嵌套触点要复杂得多。

上述保持触点压力的机构18’被安装在固定支撑件50的第一部分50A上，并在一端支承第三电弧触头3’，它在这里并不是像前述实施例中的那样是完全固定的。机构18’可以允许第三电弧触头3’和第四电弧触头4一起运动，直到这些触点分开，此后在分开后相互邻近并保持静止，当断路器装置中断电流的时候，第四触点继续和操作杆一切运动。

在这个实施例中，第三电弧触头3’被称为半固定的，这是因为它只在可移动电弧触头4整个行程中一个很小的范围内活动。所以，这个第三触头对于第四触抬头被构造成半定的。注意，在类似的现有技术的保持触点压力的机构18的实施例中，一个半固定电弧触头有时也称为一个半固定触点。

对于根据本发明的混合断路器装置，气体开关电弧触头的实现通常可以使用这里描述的两种技术中的一种或另一种，也就是带有特定重叠距离的嵌套触点技术，或使用带有保持触头压力机构的端对端触点技术。

图20是根据本发明的用于中压网络电机断路器的混合断路器装置的另一个实施例示意图。这里连接到上述连接机构13’和操作杆6的上述位移机构可以使真空开关的触点分离相对于气体开关的电弧触头分离具有一个明显的延迟。

实际上，气体开关的触点3和4的重叠行程Dr在这里小于上述第一邻接装置14’死行程D的一半。尤其是在一个气体开关触点端对端设置的等效实施例中，应当记住，这个重叠距离也同样可以称为加速距离。通常，作为发电机断路器的应用，死行程D最好大于气体开关可移动触点加速距离的两倍。

这就意味着在气体开关触点之间触发电弧，在完成死行程D之前，也就是在真空开关的触点分离之前，气体开关触点已经有一个特定的距离隔开。所以处于这个位置的气体开关在真空开关中断上述电流之前就会产生电流的零交扰，从而有利于用作为一种发电机电路断路器。

值得强调的是，上述类型的装置必须能够中断导致延迟电流的零交扰的非对称短路电流。所示的混合断路器装置减少了电流的非对称性，在和真空开关的操作相兼容的时间，使电流的零交扰更快的发生。

上述装置的构件大部分和图15和16中的相类似，其中明显的区别就是热鼓风容积11A不再由充气鼓风容积支持了。实际上，不象前述的装置，这里的气体开关不需要中断低电流，由于在中压网络中这个作用通过可以承担再生电压的真空开关来提供。

所以，形成热鼓风容积11A底部的壁不再有开口。而且，如图17和18所示的装置中，运动传递机构的第一部分16还可以结合有至少一个开口来平衡上述第一部分16内的容积和上述位移机构外面容积之间的气压。

与图15的装置相比，必须增加第一邻接装置14’的滑动杆长度，从而才可以增加死行程D，即使弹簧伸展到接近上述行程D的时候，也就是这些触点刚刚分开之前，第一弹簧的特征也会使得这个弹簧总是具有足够的压力作用在真空开关的触点上。

在根据本发明的一种混合断路器装置中，中断电流的热阶段，也就是在再生电压刚开始几毫秒的时期内，大部分可由真空开关保证。由于这种类型开关设备固有的相对较大的触点分离距离，比较于真空开关，气体开关主要承受上述电压的峰值电压。尤其是，这就有可能使用一种鼓风气体，而不是气体开关中的SF₆。通常选择SF₆以在中断电流的热阶段过程中，能够承受高压的再生速度。根据本发明的混合断路器装置在上述热阶段过程中是由真空开关承受瞬变再生电压。其他具有足够绝缘特性的气体或气体混合物就可以使用在上述装置的气体开关中。氮气在高压条件下具有对高压所需的绝缘特性。由于对周围环境没有任何危险，使用除了SF₆以外的气体是一种优选的解决方案。而且，与使用纯SF6相比，使用包括大于80％氮气和其他一些气体，例如SF₆的混合气体至少有利于减小对环境的危险。

Claims (19)

1、一种混合高压或中压断路器装置包括：

一个充满绝缘气体并具有一个纵向轴线(A)的外壳(12)；

一个设置在所述外壳内的真空开关(10)，包括一个具有第一触点(1)和第二触点(2)的第一对电弧触头，其中第一触点固定，第二触点可以沿外壳的纵向方向(A)平移运动；

在第二触点(2)上施加作用力的装置，以便当真空开关允许电流通过时，所述第一和第二触点承载表面之间的相互压力大于一个特定值；

一个设置在外壳内的气体开关(11，40)，包括一个具有第三(3，3’)和第四触点(4)的第二对电弧触头，其中所述第三触点固定或半固定，第四触点可以沿外壳的轴向方向(A)平移运动；

一个和第四触点(4)相连，并由操作装置(8)来控制平移运动或静止的操作杆(6)；

该装置的特征在于还包括：

用于电连接第二(2)和第三(3，3’)触点的连接装置(13’)，可以和所述第二触点一起在上述轴向方向(A)平移运动；

与上述连接机构和操作杆相连的位移机构，以移动上述连接机构和操作杆从第一和第三触点上分别分离第二和第四触点，包括将上述连接机构(13’)连接到操作杆(6)的死行程连接机构，在操作上述运动中，在作用于连接机构上以保持真空开关关闭操作的同时，上述死行程连接机构移动上述杆通过一个特定的死行程；和

当上述杆(6)已完成死行程(D)时，上述死行程连接机构就获得一个在轴向方向(A)上与上述连接机构(13’)所同时获得的运动无关的平移运动。

2、根据权利要求1的断路器装置，作为高压网络中的断路器使用，其中，所述位移机构可以使得真空开关(10)和气体开关(11，40)的各个触点同时或稍有延迟的分离。

3、根据权利要求1或2的断路器装置，其中所述死行程连接机构包括和第一弹簧装置配合的运动传递机构(15)，该弹簧装置作用在上述连接机构(13’)上，以保持真空开关关闭，还包括第一邻接装置(14’)，第一弹簧装置压靠其上，以在上述连接机构上施加一个力，一旦完成上述死行程(D)，该第一邻接装置(14’)就可以取消这个力。

4、根据权利要求3的断路器装置，其中所述运动传递机构(15)包括两个部分(16，17)，可以相结合运动且彼此承载，并在真空开关(10)开始打开之后断开。

5、根据权利要求3和4的断路器装置，其中所述第一邻接装置(14’)包括至少一个死行程杆(14’A)，它受制约和上述运动传递机构(15)第一部分(16)一起运动并在一端具有一个头部(14’B)，还包括一个第一管状轴承件(14’C)，它可以沿着一个固定支撑件(50)在轴向方向(A)移动，所述支撑件环绕着该轴承件，所述第一管状件具有一个上述死行程杆通过的环状部分，当完成上述死行程(D)的时候，上述头部和该环状部分相邻接。

6、根据权利要求3-5中任何一个的断路器装置，其中所述位移机构包括第二弹簧装置，它可以在操作杆(6)完成上述死行程(D)后，分开真空开关(10)触点(1，2)，并当上述断路器装置中断电流的时候，可以相对于上述第一触点(1)，移动上述连接机构(13’)和第二触点(2)通过一个特定绝缘行程，所述绝缘行程对应于所述第一和第二触点完全分离的距离。

7、根据权利要求5或6的断路器装置，其中所述第一弹簧装置包括一个压缩在第一管状轴承件(14’)的环状部分和运动传递机构(15)第一部分(16)之间的第一弹簧(20)。

8、根据权利要求6和7的断路器装置，其中所述第二弹簧装置包括一个压缩在一个固定支撑件(50)的第二部分(50B)和一个环绕上述第二支撑件的第二管状轴承件(13’C)的环状部分之间的第二弹簧(21)，上述第二管状轴承件(13’C)可以沿第二固定支撑件在轴向方向(A)上移动，并至少由一个拉杆(13’B)固定到连接机构(13’)的主体(13’A)上。

9、根据权利要求5-8中任何一个断路器装置，其中，只要在电流被中断期间，操作杆(6)没有完成上述死行程，该第一和第二管状轴承件(13’C，14’C)为固定的，彼此承靠在一起。

10、根据权利要求8和9的断路器装置，其中，该固定支承件(50)的第二部分(50B)设置有一个第二邻接装置(19’)，当连接机构完成上述绝缘行程(d1)的时候，上述连接机构(13’)的主体(13’A)靠在其上。

11、根据权利要求8-10中任何一个断路器装置，其中所述固定支撑件的第一部分(50A)支承上述第三电弧触头(3，3’)，并由固定支撑件的第二部分(50B)通过沿轴向方向(A)设置的固定机构(51)所支撑；所述第二部分由固定到上述断路器装置一端的绝缘拉杆(30’)固定就位。

12、根据权利要求6-11中任何一个的断路器装置，其中，所述运动传递机构(15)的第一部分(16)可以移动一个大于上述死行程(D)和上述第二触点(2)完成的绝缘距离(d1)之和的总行程。

13、根据权利要求4-12中任何一个的断路器装置，其中，所述运动传递机构(15)的一个第二部分(17)被束缚和上述操作杆(6)一起平移运动；

14、根据权利要求1-13中任一个的混合断路器装置，还包括一个充气鼓风容积(11C，40C)，与一个相邻的热鼓风容积(11A，40A)相邻并与其连通，并由一个固定或可移动底部来划界，在断路器装置中断电流的过程中，该底部可以朝上述热鼓风容积移动来压缩上述气动鼓风容积中容纳的绝缘气体。

15、根据权利要求1-14中任何一个的混合断路器装置，其中所述气体开关(11，40)的触点(3，4)在闭合的结构中通过一个小于或等于上述死行程(D)的重叠距离，彼此嵌套设置。

16、根据权利要求1-14中任何一个的混合断路器装置，其中，在闭合结构中，所述气体开关(11)的触点(3，4)彼此靠在一起，其中延迟上述第四触点(4)运动开始的机构(18)***到上述触点和上述杆(6)之间。

17、根据权利要求1-14中任何一个混合断路器装置，其中，在闭合的结构中，所述气体开关(11)的触点(3，4)彼此靠在一起，用来保持触点压力的机构(18’)可以允许一个电弧触头(3’)和另一个电弧触头(4)一起运动，直到这些触头(3’，4)分开，并在分开之后保持静止。

18、根据权利要求1和3-17中的任何一个断路器装置，用于中压网络中作为发电机断路器，其中所述位移装置使真空开关(10)的触点(1，2)的分离相对于气体开关(11，40)电弧触头(3，3’，4)的分离有明显的延迟，以便在上述真空开关中断电流之前，气体开关就会产生上述电流的零交扰。

19、根据权利要求18的断路器装置，其中所述死行程连接机构的第一邻接装置(14’)使得上述死行程(D)大于气体开关可移动触点加速距离(Dr)的两倍。

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