[發(fā)明專利]氣體絕緣高壓或中壓斷路器

有效

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• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111466006B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 伯納多·加萊蒂;瓦勒里亞·特帕蒂;埃馬努伊爾·帕努西斯;安杰洛斯·加里法洛斯;布拉尼米爾·拉迪薩弗杰維克;約爾格·萊赫曼;克里斯托夫·羅伊特林格;丹尼爾·奧韋爾;帕特里克·斯托勒
• 申請（專利權）人: 日立能源瑞士股份公司
• 主分類號: H01H33/70
• 分類號: H01H33/70;H01H1/38;H01H33/90;H01H33/95
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曹雯

本公開提供了一種氣體絕緣的高壓或中壓斷路器，包括第一電弧觸頭(101)和第二電弧觸頭(103)，其中兩個電弧觸頭中的至少一個電弧觸頭能夠沿開關軸線(140)軸向地移動，其中在斷路操作期間，在電弧區(qū)域中形成了第一電弧觸頭與第二電弧觸頭之間的電弧(130)；包括通向電弧區(qū)域的通道(112)的噴嘴(110)，該噴嘴(110)用于在斷路操作期間將滅弧氣體吹到電弧區(qū)域；鄰近噴嘴的擴散器部分(114)，該擴散器部分(114)用于將氣體從電弧區(qū)域輸送到擴散器部分的下游區(qū)域；直接在擴散器部分(114)下游的緩沖體積(170)；被限制在斷路器的殼體(105)內的外殼(120)，其中該外殼基本上周向地圍繞緩沖體積(170)；以及被連接到擴散器部分(114)的緩沖分隔部件(150)，用于將緩沖體積分隔為第一緩沖子體積(171)和第二緩沖子體積(173)，其中緩沖分隔部件具有一個或多個孔(152)，該一個或多個孔(152)允許氣體通過緩沖分隔部件在第一緩沖子體積(171)和第二緩沖子體積(173)之間流動。

技術領域

本公開的實施例通常涉及用于分斷或中斷高壓或中壓的氣體絕緣斷路器，并且具體涉及具有增強的抗電弧重燃能力的斷路器。

背景技術

斷路器在中高壓斷路應用領域應用廣泛。它們主要用于在發(fā)生電氣故障時中斷電流。例如，斷路器的任務是在即使是由電氣故障本身引起的高電位的情況下斷開觸頭并保持它們彼此分離，以避免電流流動。斷路器可以在15kV至72kV以及高達1200kV的中壓到高壓的情況下分斷1kA至80kA的中到高短路電流。斷路器的工作原理是已知的。

這種斷路器布置在相應的電路中，這些電路將基于電路中發(fā)生的某些預定義的事件而中斷。通常，這種斷路器的操作對故障條件或故障電流的檢測做出響應。在檢測到這種故障條件或故障電流時，機制可以操作斷路器，以便中斷流過其中的電流，從而中斷電路中流過的電流。一旦檢測到故障，斷路器內的觸頭就會分離以中斷電路。通常使用彈簧裝置、氣動裝置或一些其他利用機械地儲存能量的裝置來分離觸頭。分離觸頭所需的一些能量可以從故障電流本身獲得。當中斷電路中流過的電流時，通常會生成電弧。電弧必須被冷卻，使得其猝熄或熄滅，使得觸頭之間的間隙能夠反復承受電路中的電壓。眾所周知，使用空氣、油或絕緣氣體作為介電絕緣和滅弧介質，電弧是在其中形成的。絕緣氣體例如包括六氟化硫(SF6)或CO₂。

然而，在電弧熄滅后，可能會發(fā)生延遲重燃。特別地，在電弧階段從噴嘴下游噴出的氣體可能不會完全擴散到通向外部絕緣體的體積。在這種情況下，如果加熱的氣體流回觸頭之間的間隙(例如，電弧區(qū)或電弧區(qū)域)，則可能會發(fā)生延遲重燃。例如，在短路電流數值大(如31kA或40kA左右)且電弧時間長的情況下，當氣體流出(例如通過壓縮體積和加熱體積)停止時，加熱氣體可能會保持在相對靠近電弧區(qū)的位置，并在電流過零事件之后往回擴散。由于加熱氣體的溫度升高，氣體的介電強度降低，從而降低氣體的絕緣特性。如果電弧區(qū)中氣體的介電強度降低，電弧就會重燃。

在長電弧時間的情況下，加熱氣體回流至電弧區(qū)域或倒流的現象可能具有最大的量級。原因可能是在長電弧時間(對稱)的情況下，由于電流的部分半波，可能會發(fā)生額外的反向加熱循環(huán)。當電流跨倒數第二個過零時，加熱體積被清空。因此，在最后一次反加熱過程開始時，存在于加熱體積中的氣體的密度可能小于只有一次反加熱循環(huán)的情況下的氣體的密度。因此，在相同的能量輸入條件下，將氣體加熱到更高的溫度，從而使得更有可能發(fā)生延遲重燃。

盡管增加加熱或壓縮體積和/或可能甚至增加驅動能量有助于降低延遲重燃的風險的可能性，但是這些措施可能難以實現和/或也可能增加成本，并且可能過于昂貴。

因此，需要采用其他方法來降低延遲重燃的風險。特別地，需要以低成本和/或以易于實現的方式解決延遲重燃的問題。

特別地，需要提高氣體絕緣斷路器(諸如氣體絕緣高壓電流斷路器)的介電耐受能力。此外，需要降低加熱氣體回流到電弧區(qū)的趨勢。

此外，有利于實現電弧區(qū)下游的氣體的溫度的降低，使得可以流回電弧區(qū)的氣體具有更低的溫度。

發(fā)明內容