本发明专利技术涉及中压真空断路器及其的电触点、包括其的断路器及用途，尤其涉及一种真空断路器的新设计，其中，一个触点本体由两个彼此同心安置的且并联电连接的绕组（８，１０）制成。根据本发明专利技术，附加绕组（１０）是具有环形环的实心部分的形式。本发明专利技术增强轴向磁场（ＡＭＦ），并在接触表面（２２，３２）上均匀地分布该磁场。这样，对于高短路电流，典型地，对于大于６３ｋＡ的电流，可改进灭弧。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种中压真空断路器，有时叫做真空容器(vacuumbottle)。本专利技术更具体地涉及改进其消灭短路电流电弧的能力。主要应用是，真空断路器用作断路器中的开关，例如发电站的输出端处的交流电 (AC)发电机隔离开关断路器。
技术介绍
真空断路器已在中压配电开关装置中使用许多年，以断开在几千伏特(kV)(典型 地是36kV)时的几千安培(kA)(典型地是25kA)的等级的短路电流。在这种类型的配电开 关装置中，真空断路器也必须在不过热的情况下承受连续电流，典型地是1250安培(A)等 级的电流。将真空断路器插入配电网络中的方式是这样的那些真空断路器在网络正常操 作时闭合并承载连续的额定电流。本领域已知的是，为了断开这种短路电流，必须设计电弧触点(arc contact)，使 得在它们面对的端部处产生强烈的轴向磁通量(AMF)，以便在分离触点时消灭电弧。短路电 流越高，产生的磁通量必须越高，在触点之间具有最佳配电，即，触点表面上的配电尽可能 地均勻，以获得有效的灭弧。因为这种真空断路器触点必须承受连续电流，所以，制造触点的材料通常都基于 铜或具有高铜含量的合金，即具有低电阻率并由此当承载连续电流时不强烈发热的材料。 然而，通过其真正的本质，这种材料由于在其中流动的涡电流而趋向于限制磁通量。因此，在该应用中(其中，触点位于配电网中)，在触点承受连续电流并由此具有 相对低的电阻率的需求和触点产生的磁通量实现有效的灭弧并由此使触点具有相对高的 电阻率的需求之间存在矛盾。已经提出了改进由真空断路器的触点产生的磁通量，同时也使得触点能够在闭合 位置中承受连续电流的解决方案。一些已有的解决方案使得在触点的绕组部分中和/或在电极部分中插入额外的 铁磁材料，和/或在触点本体中产生槽，以局部地减小涡流。关于插入铁磁材料，专利US 6 747 233 Bl公开了具有不同饱和度和介电常数μ 的磁环的使用，以根据电流的幅度获得不同形状和不同值的磁场，即，对低电流或高电流不 同。为了更精确，将可饱和的磁材料101，401和不可饱和的磁材料102，402插入触点本体 104，404中，触点本体104，404是固体的且本质上导电的，并且其本身固定至本质上导电的 机械连接杆部分103。在考虑的实施例中，可饱和材料的电阻率的相对值与不可饱和材料 的电阻率的相对值相反。因此，在图IA至图3所示的实施例中，可饱和材料101具有高电 阻率且安置在具有低电阻率的不可饱和材料102周围。在触点中使用铁磁材料的主要缺点 是，触点被磁化并由此在一定程度上受到由磁场产生的力。对于50赫兹(Hz)时的正弦交 流电，此力每隔10毫秒(ms)反转一次。此力在假定控制短路电弧的材料上的连续出现趋 向于减弱触点本身的结构。此外，由插入的铁磁材料获得的磁场的值并非必须高于没有其而获得的磁场的值。可提到专利DE 195 03 661和US 4 390 762，每篇专利公开了产生槽和插入额外 的铁磁材料的组合解决方案。为了更精确，专利DE 195 03 661公开了包括作为机械连接杆部分的空心圆柱管 2的触点1，触点部分3 (其是磁性的)适当地固定至空心圆柱管2。此磁性触点部分3在 其中心中是空心的，并具有实心(solid)的圆柱形绕组部分4和由磁隔离物9与不锈钢或 陶瓷板10隔开的电极盘部分8。在空心触点3中形成有三个相同的螺旋槽5，其彼此相隔 120°，从其内径7延伸至其外径6，内径7与管子2的外径重合。该类型的几何形状产生 径向分配的轴向磁场，并由此产生到达触点的更大面积的旋转电弧。换句话说，该文献公开 了 产生径向磁场导致电弧在触点的外围处的环形区域中转动。专利US 4 390 762公开了具有管状机械连接杆部分1的触点，具有空心中心的圆 柱形底座2固定至机械连接杆部分1，并且机械连接杆部分1组成触点的绕组部分，低环形 接触环4固定至触点。机械连接杆1和圆柱形底座基本上由铜制成，而环形接触环4基于 浸透铜的铬基质。如图2所示，绕组部分2包括两个由填充了竖直环形空心体5的高级钢 6分开的同心部分3。在这些部分3中的每个的高度的一部分上产生直线径向槽。该槽均 勻地分布在外围上并被定向为与圆柱体2的轴线具有相同的倾斜度，不会与其相交。该文 献中公开的结构增加了触点的机械强度。东芝的出版物(汇刊ISDEIV 1988，第131页，标题为“高压和高功率真空断路器的 最新技术进展”)中描述了另一种现有解决方案。该解决方案涉及不同触点材料的选择。虽 然触点通常实质上完全由铜制成，但是带有电弧的触点中的两个面优选地由铜合金制成。 所述绕组结构包括90°的截面。东芝的出版物(汇刊ISDEIV 1998，第417至418页，标题 为“新的真空电弧控制技术的物理和理论方面”)中描述了另一种现有解决方案。该解决方 案旨在增加比第一绕组小的第二绕组。这两个解决方案的缺点在于，由所述绕组产生的磁 场彼此相反，这趋向于大幅减小有效的总磁场。关于槽的产生，槽通常由触点(电极)部分中的相互支撑接合(bearing engagement)的笔直的或倾斜的切口组成切口通常径向延伸至真空断路器的轴线。结 果是，槽中断由涡流产生的路径。这在相当程度上减小了涡流的有害效果。这种槽的缺 点是，其无法在所有触点构造中产生在一些构造中，它们的存在会在触点之间导致重锻 (restriking)，并由此导致介电强度和电容性电流断开能力方面的性能变差。此外，这几年来，真空断路器的改进的性能使得其能够直接在发电站的交流发电 机输出处用作开关。因此，其所承受的电压是36kV的等级，待被中断的短路电流是几千安 培，典型地是63kA，80kA直到160kA。交流发电机的直接输出处的连续电流可达到相当大的 值，在9. 5kA直到26kA的范围内。而且，制造能够承受这种连续电流并且能够中断这种非 常高的短路电流的真空断路器，会要求其具有从成本方面来看无法接受的尺寸。而且，申请人已经在专利申请W0 2007/110251和W02007/082858中提出了一种动 态解决方案，其由以下内容组成仅在短路灭弧期间在电路中插入开关，由此保持开关在主 电路之外并从而防止连续电流经过开关。从专利JP 06103859和JP 200208009中已知一种用于真空断路器的触点，其具有 两个空心圆柱形绕组，所述绕组具有倾斜槽，所述两个绕组定中心于触点的纵向轴线并彼此同心。每个绕组能够产生磁场，磁场彼此重叠以产生总轴向磁场。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种进一步改进的真空断路器，使其能够在非常高的短路灭 弧过程中插入电路或使其能够连续地(永久地)承载电流。本专利技术的一个特定目的是提出一种适于在发电站的交流发电机输出处直接使用 的真空断路器。为此，本专利技术提供一种用于中压真空断路器的电触点，其沿着纵向轴线Y延伸并 且包括沿着纵向轴线Y延伸的机械连接部分；触点本体，其包括第一空心圆柱体，由高电阻率的材料制成，并且包括围绕其轴线且通向其厚度的 两侧的外部的螺旋槽，所述第一空心圆柱体定中心于纵向轴线Y并且具有固定至机械连接 部分的一个端部，第一圆柱体的空心部分没有材料，并且，第一空心圆柱体组成适于产生磁 场的第一绕组；第二绕组，与第一绕组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于中压真空断路器（１）的电触点（２，３），其沿着纵向轴线（Ｙ）延伸并包括：沿着所述纵向轴线（Ｙ）延伸的机械连接部分（２０，３０）；触点本体（２１，３１），其包括：第一空心圆柱体（８），包括围绕其轴线且至少通向其外部的螺旋槽（８１），所述第一空心圆柱体定中心于所述纵向轴线（Ｙ）并且具有固定至所述机械连接部分的一个端部，所述第一空心圆柱体的空心部分（８０）没有材料，并且，所述第一空心圆柱体组成适于产生磁场的第一绕组；第二绕组（９，１０），与第一绕组（８）并联电连接，并且适于产生叠加在由所述第一绕组（８）产生的磁场上的磁场；以及圆板（２２，３２），具有与所述第一空心圆柱体的外直径相等的直径，所述圆板（２２，３２）也定中心于所述纵向轴线（Ｙ），并且固定至所述第一空心圆柱体的与其固定至所述机械连接部分的端部相对的端部，其中，所述第二绕组由附加的实心部分（１０）组成，所述实心部分包括两个圆柱形部分（１００ａ，１００ｂ）和未封闭的且定中心于所述两个圆柱形部分（１００ａ，１００ｂ）的环形环（１０２），通过臂部（１０１，１０３）将所述环（１０２）的每个未封闭端部（１０２０，１０２１）固定至所述圆柱形部分（１００ａ，１００ｂ）中的一个，所述附加部分（１０）的布置使得所述两个圆柱形部分（１００ａ，１００ｂ）定中心于所述纵向轴线（Ｙ）并且使得所述环形环（１０２）与所述第一绕组（８）同心，一个圆柱形部分（１００ａ）固定至所述机械连接部分（２０），并且，另一个圆柱形部分（１００ｂ）固定至圆形接触板（２２），所述第一绕组（８）的所述空心部分（８０）以及所述环形环（１０２）与两个实心圆柱形部分（１００ａ，１００ｂ）之间的空间没有材料。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁施劳格，乌韦恩斯特，赛义德坎塔什，格扎维埃戈德肖，利蒂希娅达尔马齐奥，拉马尚卡尔帕拉沙尔，
申请(专利权)人：阿海珐输配电股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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