具有改进的消弧的用于高压断路器的中断腔室制造技术

本发明专利技术涉及一种用于大于５２ｋＶ的高压断路器的中断腔室。根据本发明专利技术，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于高压断路器的中断腔室。本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
图IA到图IC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IA到图IC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ΔΡ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Cl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Cl表示最大ΔΡ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Cl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ΔΡ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 OM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沈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IOA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。本专利技术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。
技术实现思路
为此，本专利技术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。根据本专利技术，所述阀的负载使得有可能当在所述空腔中本文档来自技高网...

【技术保护点】
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），其自身与所述喷嘴（４）成一体且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孔，所述孔与界定于所述绝缘组件（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。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR08568432008年10月9日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，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( 成一体的额外绝缘组件(6)，其自身与所述喷嘴(4)成一体且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( 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孔，所述孔与界定于所述绝缘组件(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孔(810)与界定于所述绝缘组件(6)与所述电弧触点( 之间的所述通道(71)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。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孔(810)与界定于所述绝缘组件(6)与所述电弧触点(2)之间的所述通道(71)连通是针对值大于或等于所述中断容量的30%的电流发生的。4.根据权利要求3所述的自动吹灭型的中断腔室，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·德福奈特，
申请(专利权)人：法国阿海珐集团输配电自动中心，
类型：发明
国别省市：FR