CN205376393U - 双向吹气灭弧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向吹气灭弧室，包括静弧触头和动弧触头，动弧触头按传统方式从电弧外部向电弧吹气；静弧触头中空，顶部有喷嘴，底部具有一第三气室；当分闸时，第三气室内的气体通过静弧触头顶部喷嘴喷出；电弧同时受到外部、内部两个方向的吹气。本实用新型的静弧触头的喷嘴为逆向吹气的气流出口，位于电弧的几何中心点，灭弧效果会更好；逆向吹气的气流来源于静弧触头底部的第三气室，在产生气流的过程中仅有活塞运动，因此此处的气体相对来说温度更低，可降低电弧温度，提升灭弧效果，也使得静弧触头的烧损降低。

Description

双向吹气灭弧室

技术领域

本实用新型属于高压开关技术领域，具体地，是涉及一种双向吹气灭弧室。

背景技术

当前气体绝缘金属封闭开关（简称GIS）用的断路器，一般是采用双气室单向吹气自能灭弧室，其灭弧方法为：在开断大电流时，电弧加热膨胀室，利用电弧堵塞效应，使膨胀室产生高压力（高压力使膨胀室与压气室之间的阀门关闭，在动弧触头运动过程中压气室的压缩气体被限压阀释放掉），产生气吹，在电流过零前后吹灭电弧；在开断小电流时，电弧能量小，膨胀室的气压不足，在膨胀室后的压气室在动弧触头的运动下压缩气体，使膨胀室与压气室之间的阀门打开，通过膨胀室产生气吹，从而吹灭电弧。这种灭弧室开断大电流时是稳定的，但开断一定数量的电感性小电流时熄弧性能不稳定，主要原因是气吹压力不足。自能灭弧室的热膨胀室利用电弧能量升温增压，分闸速度不能太高，短路开断时为获得足够的断口开距以承受恢复电压，分闸速度又不能太低，为解决这一矛盾，设计者采用让传统意义上的“静弧触头”反向运动，这样分闸速度就提高了，这就是双动双气室单向吹气自能灭弧室。但这样灭弧室结构就复杂多了，喷嘴（非金属件）承受较大的机械力，出现故障的概率大大提高了，降低了产品的可靠性，而且现有灭弧室气吹都是一个方向的，即从电弧外部吹电弧，对电弧的降温效率较差，需要气体量多。

中国专利申请201510053888公开了一种断路器吹气灭弧室，它是利用了动组件、滑动组件、绝缘内筒之间形成的密闭空间，利用该密闭空间的体积变化产生的气流，通过静弧触头和动主触头空心部分向上下两个方向吹气，从而达到灭弧的效果。这个方案相对于单向吹气的技术方案来说是有优点的，但仍然有很多不足之处，一个是它仅依靠该单气室内的体积变化来产生气流，气压较弱；一个是它的双向吹气实际上是相对于气流出口来说的，向两个方向吹气，但对于吹气的对象，即电弧来说，并没有直接地受到两个方向的吹气，相反其气流方向是较紊乱的，从而影响了灭弧效果。

发明内容

本实用新型的目的是克服前述现有技术的缺陷，提供一种在传统双气室从电弧外部气吹的基础上再增加从电弧内部反向吹气的双向吹气灭弧室。

为此，本实用新型采用的技术方案是这样的：双向吹气灭弧室，包括静弧触头和动弧触头，在动弧触头一侧具有第一气室和第二气室，按传统方式从电弧外部向电弧吹气，其特征在于：静弧触头中空，顶部有喷嘴，底部具有一第三气室；当分闸时，第三气室内的气体通过静弧触头顶部喷嘴喷出。

进一步地，所述的第三气室内具有活塞和弹簧，活塞与静弧触头相连，弹簧提供与动弧触头运动方向相反的作用力。

进一步地，所述第三气室还包括气缸和阀座，气缸为空心腔体结构，所述活塞、弹簧和静弧触头置于气缸内，活塞与静弧触头底部通过螺纹连接，弹簧套在静弧触头外，弹簧两端分别抵在活塞和气缸端面上；所述气缸的腔体内壁上具有一圈环形台阶面；所述阀座置于气缸后端，阀座的开口与活塞相触。

进一步地，所述静弧触头为一圆柱长杆，静弧触头顶部的中空直径小于静弧触头其余部位中空的直径，形成喷嘴；静弧触头顶部外圆周处具有一圈凹槽。

进一步地，本实用新型也可用于改进传统的双动双气室单向吹气自能灭弧室，即在静弧触头后面增加一个第三气室，利用静弧触头的运动，使第三气室内的气体通过静弧触头顶部喷嘴喷出。

本实用新型中，将静弧触头与动弧触头接触的方向定义为顶部，相反方向定义为底部；电弧产生于开关分闸时，静弧触头与动弧触头接触处（也可以叫脱离处），本实用新型将朝向动弧触头的一侧定义为电弧的外部，朝向静弧触头的一侧定义为电弧的内部。

在分闸过程中，动弧触头带动静弧触头运动，静弧触头带动活塞运动，第三气室体积增大，气压下降，气体通过阀门进入第三气室，同时压缩弹簧；当动弧触头继续运动与静弧触头脱离时，产生电弧，此时弹簧推动活塞并带动静弧触头反向运动，压缩第三气室内气体，使气体从静弧触头的喷嘴喷出，即从电弧内部吹气。与此同时，在动弧触头一侧还有第一、第二气室（即膨胀室和压气室），仍按传统方式从电弧外部吹气，从而令电弧受到双向的吹气。

从前面的描述中可以看出，本实用新型有以下几方面的优点，一是逆向吹气的气流出口为静弧触头的喷嘴，位于电弧的几何中心点，灭弧效果会更好；二是其气流来源于静弧触头底部的第三气室，在产生气流的过程中仅有活塞运动，因此此处的气体相对来说温度更低，可降低电弧温度，提升灭弧效果，也使得静弧触头的烧损降低。

附图说明

以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型静弧触头的结构示意图；

图3为本实用新型静弧触头顶端的局部放大图；

图4为本实用新型在合闸位置时的状态图；

图5为本实用新型活塞在左极限位置时的状态图；

图6为本实用新型在刚刚分闸位置时的状态图；

图7为本实用新型在分闸位置时的状态图。

图中标记为：静弧触头1、喷嘴11、凹槽12、动弧触头2、触指21、第一气室3、第二气室4、第三气室5、气缸6、环形台阶面61、活塞7、阀座8、阀片81、阀门弹簧82、弹簧9、缓冲圆锥块10、带状触指13、导向环14。

具体实施方式

参见附图。本实施例所述的双向吹气灭弧室，包括静弧触头1和动弧触头2，所述动弧触头2顶端设有中空的触指21，末端处具有第一气室3和第二气室4，分别对应于现有技术中的膨胀室与压气室；所述静弧触头1为一圆柱长杆，静弧触头整体中空，顶部的圆孔直径小于静弧触头其余部位中空的直径，形成喷嘴11；静弧触头顶部外圆周处具有一圈凹槽12，使得静弧触头顶部突出，合闸时，动弧触头2顶端的触指21套在静弧触头1顶部的凹槽12处，并在分闸过程中带动静弧触头1运动。

本实施例所述的静弧触头1底部具有一第三气室5，包括气缸6、活塞7和阀座8，所述气缸6为空心腔体结构，气缸内置有活塞7、弹簧9和静弧触头1，活塞7与静弧触头1底部通过螺纹连接，在气缸6内滑动；弹簧7套在静弧触头1***，弹簧9两端分别抵在活塞7和气缸6端面上；所述气缸6的腔体内壁上具有一圈环形台阶面61，用于限制活塞的活动范围；所述阀座8置于气缸6后端，阀座8内设有阀片81，阀片81通过阀门弹簧82控制；阀座8与活塞7之间形成第三气室5，即向静弧触头1提供吹气。阀座8上设有一缓冲圆锥块10，缓冲圆锥块10正对静弧触头1的中空处，用于封闭静弧触头1的中心孔，使第三气室5内压力升高，从而将静弧触头1的速度平稳地降为零。所述静弧触头1***设有带状触指13和导向环14，带状触指13起着电气连接作用，导向环14起着导向静弧触头的作用。

本实施例在分闸过程中，动弧触头2运动过程中，第一气室3（膨胀室）或第二气室4（压气室）按传统方式从电弧外部吹气；动弧触头2在运动的同时，通过触指21带动静弧触头1运动，静弧触头1带动活塞7运动，使得阀座与活塞之间的第三气室5体积增大，气压下降，从而使阀片81开启，并同时压缩弹簧9，当活塞7碰到气缸6内的环形台阶面61后，活塞7停止运动，同时阀片81在阀门弹簧82的作用下闭合，而动弧触头2在机构的带动下继续运动，于是动弧触头2前端的触指21胀大，脱离静弧触头1的凹槽12，被压缩的弹簧9反弹，推动活塞7带动静弧触头1反向运动，压缩第三气室5内气体，使气体从静弧触头1的喷嘴11处喷出，即从电弧内部吹气，从而令电弧受到双向的吹气，更有效地降低电弧温度，改善灭弧室的灭弧性能。

Claims (5)

1.双向吹气灭弧室，包括静弧触头和动弧触头，在动弧触头一侧具有第一气室和第二气室，按传统方式从电弧外部向电弧吹气，其特征在于：静弧触头中空，顶部有喷嘴，底部具有一第三气室；当分闸时，第三气室内的气体通过静弧触头顶部喷嘴喷出。

2.如权利要求1所述的双向吹气灭弧室，其特征在于：所述的第三气室内具有活塞和弹簧，活塞与静弧触头相连，弹簧提供与动弧触头运动方向相反的作用力。

3.如权利要求2所述的双向吹气灭弧室，其特征在于：所述第三气室还包括气缸和阀座，气缸为空心腔体结构，所述活塞、弹簧和静弧触头置于气缸内，活塞与静弧触头底部通过螺纹连接，弹簧套在静弧触头外，弹簧两端分别抵在活塞和气缸端面上；所述气缸的腔体内壁上具有一圈环形台阶面；所述阀座置于气缸后端，阀座的开口与活塞相触。

4.如权利要求1所述的双向吹气灭弧室，其特征在于：所述静弧触头为一圆柱长杆，静弧触头顶部的中空直径小于静弧触头其余部位中空的直径，形成喷嘴；静弧触头顶部外圆周处具有一圈凹槽。

5.如权利要求2所述的双向吹气灭弧室，其特征在于：用于改进传统的双动双气室单向吹气自能灭弧室，即在静弧触头后面增加一个第三气室，利用静弧触头的运动，使第三气室内的气体通过静弧触头顶部喷嘴喷出。