[發(fā)明專利]噴氣型氣體斷路器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 96102110.1
• 申請(qǐng)日: 1996-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN1065069C
• 公開（公告）日: 2001-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小柳修;樫村勝一;淺井義人;黑澤幸夫;大門五郎;土屋賢治;水船榮作;石川孝二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): H01H33/91
• 分類號(hào): H01H33/91
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 馮賡宣

本發(fā)明總的涉及噴氣型氣吹斷路器，更具體地涉及用于改善其電流遮斷部分的高壓特性和機(jī)械可靠性的噴氣型氣體斷路器。

近來，由于電力系統(tǒng)要求更高的電壓，通過改善其中采用的斷路器的電流遮斷特性以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高的高壓特性變的更加關(guān)鍵。目前，采用具有優(yōu)異的絕緣和滅弧特性的滅弧氣體(如SF6)的噴氣型氣體斷路器正在更廣泛地用在電力系統(tǒng)中作為高壓斷路器。為進(jìn)一步改善這樣的噴氣型氣體斷路器的高壓特性，要求斷路器加強(qiáng)電流遮斷操作期間以及電流遮斷(或斷開)部分在開路狀態(tài)時(shí)的極對(duì)極絕緣特性。此外，還要解決的一個(gè)重要問題是針對(duì)隨著高壓特性的提高而增大的所施加的作用力要保持機(jī)械可靠性。

圖10表示現(xiàn)有技術(shù)噴氣型氣體斷路器采用的電流遮斷部分的橫截面。注意到圖10表示的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)于電流遮斷或斷開操作周期的最后階段。包封1內(nèi)充有所選的滅弧氣體。噴氣缸2由缸部分2a和中軸部分2b組成。移動(dòng)弧接觸器(觸頭)3和絕緣噴嘴4可按如下方式與噴氣缸2集成在一起或與之固定在一起：噴氣缸2和固定活塞5構(gòu)成起壓力發(fā)生部分作用的噴氣室6。動(dòng)弧觸頭3還通過包括通過絕緣管部件7固定在包封1上的固定活塞5和接頭部分8的幾個(gè)部件與主電流承載母線導(dǎo)體9電氣相連。另一方面，固定弧觸頭10固定在管道狀排氣管11上，而排氣管11又通過絕緣管部件12固定在包封1上。固定弧觸頭10通過排氣管11、接頭13和其他部件與另一主母線導(dǎo)體14電連接。噴氣缸2可通過用銷16、17機(jī)械連接在連接部位15的絕緣操作桿18由已知的位于包封1外部的操作控制裝置(未示出)進(jìn)行外部驅(qū)動(dòng)。數(shù)字“19”和“20”表示電流承載觸頭，而“2c”、“5a”和“11a”表示氣體排放端口。注意到在圖10中采用箭頭來表示在電流遮斷操作期間產(chǎn)生的氣體流動(dòng)。

在電流遮斷操作期間，當(dāng)噴氣缸2通過絕緣操作桿18由外部操作控制裝置(未示出)驅(qū)動(dòng)而向圖10中的右手方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，噴氣室6內(nèi)的氣體就被壓縮。當(dāng)發(fā)生這樣的壓縮時(shí)，在動(dòng)弧觸頭3和與之相對(duì)的固定弧觸頭10間出現(xiàn)電弧點(diǎn)燃。在噴氣室6內(nèi)被壓縮的滅弧氣體向被點(diǎn)燃的電弧高速噴出而使其熄滅。高速噴出的氣體然后按相反的方向排出：一個(gè)方向是固定弧觸頭10的側(cè)面，另一方向是通過排放端口2c、5a從中空部分向動(dòng)弧觸頭3的側(cè)面。從固定弧觸頭10側(cè)面排放的高溫氣體最終通過排放端口11a從管道狀排氣管11中釋放出去。

此處注意到一流的小電流遮斷特性是對(duì)噴氣型氣體斷路器在實(shí)現(xiàn)耐受更高電壓的要求下在電流遮斷期間的嚴(yán)格要求之一。作為目前可得到的性能增強(qiáng)技術(shù)的一個(gè)例子公開在日本專利出版物第58-26133號(hào)(舉例)。利用現(xiàn)有技術(shù)，由于其中采用的開斷條件使得切斷電流減小并使得電流遮斷中止后相當(dāng)于加在極間的商業(yè)頻率恢復(fù)電壓的上升速率降低的事實(shí)，使得電流的流動(dòng)可能在弧觸頭極斷開剛剛發(fā)生后就被開斷或斷開。這保證了對(duì)于比已往更短的極對(duì)極距離可施加更高的恢復(fù)電壓。日本專利出版物第58-26133號(hào)公開的現(xiàn)有技術(shù)試圖通過利用如下布置改善絕緣特性：固定弧觸頭10按階梯狀變化，在一電流遮斷周期的初始階段，在絕緣噴嘴4和固定弧觸頭10間確定的氣隙被強(qiáng)迫保持較小從而抑制或消除對(duì)將要通過氣隙從絕緣噴嘴4向固定弧觸頭10側(cè)面方向排放的滅弧氣體的額外消耗，以及在極間所加電壓相對(duì)較高的該周期的中間階段，氣隙被增大使得絕緣噴嘴4內(nèi)表面的表面爬行電場(chǎng)降低從而可加強(qiáng)絕緣性。但是，為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高電流遮斷部分的高壓特性和絕緣穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)遇到下面介紹的問題。

圖11表示現(xiàn)有技術(shù)的電流遮斷周期的中間階段的電流遮斷部分的部分橫截面。需要提高極對(duì)極距離以保持在極斷開狀態(tài)兩極間的絕緣并滿足進(jìn)一步提高高壓特性的要求。更具體說，這可能使得幾個(gè)移動(dòng)部件，包括噴氣缸2，移動(dòng)弧觸頭3，絕緣噴嘴4等，以相應(yīng)地增加移動(dòng)距離。由于這樣的運(yùn)動(dòng)距離的增加，依據(jù)噴氣缸2和固定活塞5的滑動(dòng)部位的機(jī)械制造容限，可變通為增加某些不可移動(dòng)部件或固定部件(諸如固定弧觸頭10，固定活塞5及其他)以及移動(dòng)部件在中心軸對(duì)齊。由于這一事實(shí)，如圖11所示，在絕緣噴嘴4和固定弧觸頭10間的距離不再是均勻的，而是氣隙的g1一側(cè)較小而另一側(cè)g2側(cè)較大。結(jié)果，如上面提及的第58-26133號(hào)日本專利出版物，可能會(huì)出現(xiàn)在確定較小氣隙g1部位沿絕緣噴嘴4內(nèi)表面表面電場(chǎng)強(qiáng)度增加增加的不理想現(xiàn)象，同時(shí)在固定弧觸頭10處的尖端電場(chǎng)也會(huì)加強(qiáng)，因而導(dǎo)致極對(duì)極絕緣性能下降。氣隙g在電流遮斷操作每一周期都可能有變化；如果是這種情況，由于此處電場(chǎng)也會(huì)相應(yīng)變化，因而在電流遮斷操作期間的絕緣性能變得不穩(wěn)定。