[發明專利]高壓氣體斷路器

有效

• 申請號: 201210445388.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102938349A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 顧巍;馬立演;袁志兵;劉鵬偉;郭自德
• 申請（專利權）人: 上海思源高壓開關有限公司
• 主分類號: H01H33/91
• 分類號: H01H33/91
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種高壓電氣技術領域的氣體斷路器，尤其是一種具有堵塞環觸頭和漩渦發生器的高壓氣體斷路器。

背景技術

通常的高壓斷路器，特別是自能式斷路器，依賴于電弧自身的熱量加熱膨脹室，產生足夠高的氣壓，然后在電流過零時將觸頭之間的電弧通過強迫冷卻而吹滅。現在大多數高壓自能式氣體斷路器都采用雙噴口通道設計，即一側以PTFE為材料的主噴口通道，另一側以動弧觸頭和PTFE輔助噴口組成的通道。因此，氣流通道的設計尤為重要，特別是利用電弧燃燒而在噴口區域形成的堵塞效應加熱膨脹室并增強電流過零點時的強迫對流換熱效應是主要的設計原理。首先，電弧堵塞效應的形成需要觸頭和噴口尺寸上的設計配合。但是在雙通道滅弧室設計中，動觸頭側和主噴口側分別承擔氣流通道的作用，靜觸頭、動觸頭和主噴口在尺寸上的配合需要滿足機械結構和電場、氣流場等多方面要求。

通常的靜觸頭為等外徑設計，如中國專利文獻號CN101162663公開日2008-04-16，記載了一種“具有凹槽的旋氣式噴口高壓氣吹斷路器”，該技術包含有活塞,氣壓缸,動主觸頭,動弧觸頭,靜主觸頭,靜弧觸頭、動弧觸頭外罩和噴口,其特征是在由噴口和動弧觸頭外罩共同組成的氣流流通管道中,或在噴口內表面沿軸向均勻布置螺旋式凹槽,或在動弧觸頭外罩外表面沿軸向均勻布置螺旋式凹槽,或同時在噴口內表面和動弧觸頭外罩外表面沿軸向均勻布置螺旋式凹槽,形成旋氣區,提高氣吹斷路器的滅弧能力及提高分斷容量。

但上述技術在主噴口內徑和靜觸頭外徑的間隙較大時將削弱電弧堵塞效應，導致氣流在電流過零前的泄漏，會降低斷路器開斷性能；其二，膨脹室內部在燃弧期間的氣流混合效果對開斷能力具有較大的影響，通常具有光滑內壁的加熱通道不利于氣流混合效果的提高，從而影響斷路器的開斷性能；其三，具有凹槽的噴口雖然也可以使氣流產生旋轉效應，但是會增大氣流的流動阻力，對吹弧不利，且加工成本較高，并會被高溫氣體侵蝕而作用衰減。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種高壓氣體斷路器，利用堵塞環觸頭加強了靜弧觸頭與主噴口之間在燃弧期間對氣流的堵塞作用，同時利用漩渦發生器產生旋轉氣流改善了氣流在膨脹室的混合效應，從而提高了自能式斷路器的開斷能力。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：靜弧觸頭、主噴口、輔助噴口、動弧觸頭、漩渦發生器和活塞，其中：主噴口、輔助噴口、動弧觸頭和漩渦發生器分別與活塞固定連接形成滅弧室運動部分并正對靜弧觸頭，該滅弧室運動部分由斷路器機構帶動實現開斷過程，主噴口與輔助噴口中間形成加熱通道。

所述的靜弧觸頭與主噴口喉道內壁間隙大于等于5mm。

在不改變靜弧觸頭外徑的前提下，在靜弧觸頭上設有用于調節靜弧觸頭原有外徑與主噴口內壁的間隙的堵塞環。

所述的堵塞環采用螺栓固定、焊接或直接在靜弧觸頭上一體化加工成型等方式設置于靜弧觸頭上，堵塞環的外徑與主噴口內表面的間隙小于2mm且在合閘時不會發生與其他部件碰撞為準。

所述的堵塞環為環狀結構，其內側為等直徑設計使之與靜觸頭配合安裝，且朝向主噴口一側的表面為光滑的曲面。

所述的漩渦發生器為環狀結構，其結構通過固定孔固定在膨脹室內壁。

所述的漩渦發生器上設有數個擾流片，每個擾流片與斷路器機構的軸線方向呈0～45°。

本發明的優點：在保證動弧觸頭和靜弧觸頭電氣與機械配合要求條件下，在燃弧期間提高了氣流堵塞能力，使膨脹室的建壓效率得到提高；在堵塞環離開噴口喉道后，又利用較大的主噴口內徑提高氣流流量；漩渦發生器可使進入膨脹室的氣體由于漩渦的作用充分混合，并在交流電流過零時提高氣流的湍流度，從而增強吹弧能力；本發明中的堵塞環和漩渦發生器不易受到電弧的燒蝕，電壽命時間長。

附圖說明

圖1為本裝置結構示意圖；

圖2為堵塞環、漩渦發生器在斷路器中的軸向安裝位置的局部顯示；

圖3a為漩渦發生器的三維示意圖；

圖3b為漩渦發生器安裝在加熱通道末端的形態；

圖4a為靜弧觸頭和堵塞環的三維裝配示意圖；

圖4b為堵塞環的結構特征示意圖；

圖中：1靜弧觸頭、2主噴口、3堵塞環、4輔助噴口、5動弧觸頭、6加熱通道、7漩渦發生器、8膨脹室、9活塞、10閥片、11壓氣室、12擾流片、13固定孔。

具體實施方式