专利名称：具有降低的压气容积压力的压气式断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有灌装阀的压气式(puffer)断路器。 背景狱当操作时，具有压气室(puffer chamber)的断路驗其压气容积(puffer volume) 内产生了压力积累，该压力积累取决于电流、操作，、压气容积和触点系纟訳 寸。为了在高电流情形下灭弧，压力积累是需要的，但它对驱动皿不利影响并 且减小可超啲M。另外，它可在乡繊喷嘴中产顿声速流，由于在某些区域 中的较低气体密度，繊声速流会陶絲虫点之间的介电耐受能力。发明内容因此，本发明的目的是鄉了解决这些问题的断路器。此目的aii权利要求 1的断路器实现。本发明的断路器^fflM的灌装阀。该灌装阀总是可用在这种类型的断路器中，并且常规用于允许气&E气容积膨胀时iax鄉^w积内。根据本发明，灌装阀的关闭元件以这样的方式ffil着MJl气容积流出的气流方向上偏置，艮P，当 压气容积内的压力积累保持在给定阈值以下时，灌装阀保辦丁开。如果压力积累 舰这个阈值，这种情况出i赃中断较高电流时，为了允许产战以熄灭高能电 弧的压力和气流，关闭元件关闭该灌装阀。因此，当招氐负载劍牛下打开断路器时，本发明允许細气容积中保掛氐压 九从而减小了喷嘴中的超声速流的麟，以及P射氏了驱动器为开幾作所需要 的驢。
本发明的进一步的实施例、优点和应用^/Ail权利要求以及在如下的参考附 图的描述中公开。这些图示出图1是沿图2的线A-A的断路器的截面亂以及图2是断路器的支撑件的视亂其中有阀板安驗其上。参鄉号列表1、固定撤鄉件2、可移繊搬件3、支撑件4、杆4a、基座元件4b、管5、纵向轴线6、第4虫点7、9、压气容积10、主体11、12、圆禾，外壳13a、基部部分13b、阀部分14、轴向腔15、摩擦轴承16、灌装阀17、开口18、阀板19、保持元件20、杆元件21、槽22、孔24、弹簧26、喷嘴区域具体实l^式图〗和图2的断路器是高压断路器，其设计为用于例如至少72.5kV的电压。 它包括第一擲魅且件1禾口第二撤魅且件2，其中至d^个撤虫组件是可移动的。 标出的例子中，第一織魅且件1是固定的，但也可是可移动的，第二撤魅且件 2是可移动的。可移动的^l虫组件2可移动;kt^接到固定的支撑件3。杆4包括基 座元件4a和管4b，该杆4^^到可移动撤虫组件2，用于沿着与断路器的纵向轴线5基本重合的位移方向移动该撤Ma件2。固定^l腔且件1包括一系列的第一固定触点6，该一系列第一固定触点6布 置为撤虫可移动撤虫组件2的匹配第二触点7。当断路器运行时，第二触点7与 第"i虫点6脱离并且在电弧容积中形成电弧。在电弧容积中产生的压力部射也反 馈至赃可移动擬够且件2和支撑件3之间形成的压气容积9 (也称作"缓冲容积") 中。在支撑件3的繊11和可移^gl魁且件2的圆+拂外壳12之间形成了压气 容积9。繊11可m^i飾置在圆丰拂外壳12中。穷對牛3雌^^由单j條^^属伟'腊的離管粘体10。主体10为管 状，烦是圆l拂并且绕杆4延伸。它在一个端部处形成了Mll，在t耐的另 —端部处形成了圆柱形基部部分13a，以及形成了位于IM 11和基部部分13a之 间的阀部分13b。杆4位于主体10的轴向腔14中并且由摩擦轴承15在轴向腔14 内引导。灌装阀16安装胜体10的阀部分13b中。在本实施例中，总^f共两个这 样的灌装阀，其中一个在图1中可见。，阀的主要的、常规的目的是当压气 容积9在关闭断路器时膨胀时，允i^H体iSA压气容积9。齡灌装阀16包括开口 17,该开口 17腿掌件3的侧部延伸穿过繊11 。 灌装阀16的开口 17可借助阀板18关闭。阀板18布置^ffi气容积9中并处于至 ^tJF口 17 ;t±。当阀板18上的压力差较低时，或者当开口 17中的压力高于压气容积9中的 压力时，如图中示出，阀板18处于它的"第一"健，在该隨中，^SS^四个 保持元件19上，该保持元件19布置在离开支撑件3的繊11 —超巨离处。齡 麟元件19安装到杆元件20上，该杆元件20将其i^^支撑件3 。 ^h杆元件20 延伸到支撑件3的阀部分13b中的槽21中，并且拧进槽21的底部处的孔22中。 四个弹簧件24 (tm由螺鹏单簧24形成)绕杆元件20从^h槽21的底部延伸到阀板18。它们推动阀板18远离支撑件3并且麟该保持元件19。当在低负载下打开断路器时，来自电弧的压力积累部分纟 1灌装阀16释 放，因为阀板18上的压P杯足以关闭该灌装阀16。这允许祖气容积9中保持 相当低的压力，例如4巴，由 免了在断路器的喷嘴区域26中产生不期望的超 声速流，并且减小了驱动器所需的力。然而，如果来自电弧的压力积累舰了给定的阈值，ii31灌装阀16的气流 将在阀片18上产顿降，它足以^l膙簧24的弹力，并且阀板18将被带到它的 "第二"錢，在该"第二"健中，阀板18被ll^在开口 17上，从而关闭灌 装阀16。随后进"^g力容积9中压力积累将进一步增加将阀板18 tlft在支 撑件3的辦反11上的力，从而保持了灌装阀16安她关闭，这允许获得足以熄 灭强大电弧的压力。优选地，阀板18的面积设计成比开口 17的面积大，这里是 成香蕉孔(bananahole) 17的形式，以便实现在打开和关闭压力之间的一定的滞后 作用，这样，与关闭灌装阀16相比，再打开可以发生在更低的压力下。在图I和2的实施例中，所有灌装阀16的开口 17可由同一阀板18关闭， 这确保同时关闭所有阀16。然而，也可育晦一灌装阀16i柳^^虫的阀板。至此示出的实施例的阀板18和弹簧24也能由其他 的关闭元件18和弹 簧元件24代替。例如，在m^F口17中，弹簧板可以在其第一端部部分^3i^ 至IMll。如果在弹簧^h的压降小，弹簧板的第J瑞部部分位于开口17:ti, 并处于离开前板ll 一戯巨离处。在出现来自电弧的强压力积累时，第二端部部分 被Jift^rtS 11上从而关闭开口 17。本发明的弹簧元件必须这样设计，艮口，关闭元件^^着/Affi^W积9流出的 气繊动的方向上被偏置，当压^^积9中的压力积累保持在给定阈值以下时， 灌装阀16保擀丁开。该阈鹏该这样选择，艮卩，如果i躯力积累对应于由不能在 灌装阀16打开时被灭弧的电弧产生，则关闭灌装阀16。阈值的精确级取决于断 路器的设计，并且可用i離方法确^13i数字模拟确定。 示出的灌装阀16的设计是简单的和紧凑的，并类似于常规的灌装阀的 设计。由于它是3掌件3的组成部分，所以它的装配费用低。^^ :描述的改进的灌装阀16增加了断路器的平i^度。与起弧区域中 的较高密度一起，它增加了重要的电容电压耐受能力。逸就有可能以劍&S行能 i^顿驱动器，禾口/鹏可能将现有驱动器的开关能力提高至较高的额定值。另一方面，本发明涉及一种用于在断路器中灭弧的方法，该断路駒括具有 至^~个灌装阀16的压气室，该方法的特征在于如下步骤在断路謝丁开的sw呈中，当所腿^^积9内的压力积累保樹氐于给定的压力阈值时，保持灌装阀16打开，并且当所腿气容积9中的压力积累iea;;f齢定的压力阈值时，关闭灌 装阀16。特别是，舰力阈值可以这样选择，艮p,如果舰力积累等于^sa小压力时，该最小压力由在灌装阀16打开时不再能被灭弧的电弧产生，则灌装阀 16被关闭。
权利要求
1. 一种断路器，其包括压气室、第一接触组件(1)和第二接触组件(2)，支撑件(3)，其中，所述第二接触组件(2)可移动地连接到所述支撑件(3)，压气容积(9)，该压气容积(9)形成在所述支撑件(3)和所述可移动接触组件(2)之间，至少一个灌装阀(16)，该灌装阀(16)适于允许气流在所述压气容积(9)膨胀时进入所述压气容积(9)，其中，所述灌装阀(16)可用至少一个关闭元件(18)来关闭，其特征在于，所述关闭元件(18)在逆着从压气容积(9)流出的气流的方向上偏置，使得当压气容积(9)内的压力积累保持在给定阈值以下时，所述灌装阀(16)保持打开。
2、 根据权利要求1所述的断路器，其中，戶;M灌装阀(16)包括至少一个 弹簧件(24)，该弹簧件(24)施加力，使得所述关闭元件(18) StM^ 腿气 容积(9)流出的气流而保擀丁开，其中，所述弹簧件(24)的尺寸體成使得如 果舰力积累微该给定阈值，贝lJ戶腐关闭元件(18)关闭。
3、 根据权利要求2戶腐的断路器，其中，戶服关闭元件(18)是板(18)， 该板(18)可力A^—健移动至第二健，絲一隨，戶脱灌装阀(16)打开， 綠二位置，所逾灌装阀(16)关闭，其中，所淞单簧件(24)推动所述板(18) itA臓第一健。
4、 根据权利要求3所述的断路器，其中，所述板as)布置^^mn气容积(9)内并且处于戶舰支撑件(3)内的至^"^Jf口 (17) :t±。
5、 根据权利要求4所述的断路器，其中，所述板(18)的面积大于iM少 一个开口 (17)的面积'以便实3EJ^灌装阀(16)的打开和关闭压力之间盼滞后 作用。
6、 根据权利要求3-5任一JM 述的断路器，还包括处于距离戶;M支撑件(3) 一超巨离处的保持元件(19)，其中，戶;f^单簧件(24)将所述板(18)麟S^f 述保持元件(19)。
7、 根据权利要求6所述的断路器，其中，所淑单簧件(24)包括至少一个 螺旋弹簧(24)，该螺旋弹簧(24) M^f述支撑件(3)的槽(21)延伸至所述板(is),并且将戶/M板(is)推离戶;M支撑件(3)而^^戶;M保^;件(19)。
8、 根据权利要求7戶腿的断路器，包括杆元件(20),该杆元件(20)将所 述保持元件(19)连接至,述支撑件G)，其中，所断元件(20)延伸到戶腐 槽(21)中，并^a^f^i旋弹簧(24) ^^述杆元件(20)延伸。
9、 根据权利要求2-8任一:c砂; 述的断路器，包括用于每一灌装阀(16)的至 少两僧簧件(24)。
10、 根据前述丰又利要求中任一项所述的断路器，包括杆(4),该杆(4)连接到所述可移动^l魅且件(2)以致动戶;M可移动激趁且件(2)，其中，戶;M杆(4)延伸鹏腿娥件(3)。
11、根据前述权利要求中^~;^腐的断路器，其中，戶腿灌装阀(16)布置顿述娥件(3)处。
12、 一种用于在断路器中 的方法，该断路器包括压气室以皿^^个灌装阀(16)，其iir征在于如下步骤在断路^T开的过程中，当戶;^Jinw积(9)内的压力积累保持在给定阈值以下时，保^il装阔(16)打开，并且当所^ffi气 容积(9)中的压力积累ffii^M给定阈值时，关闭灌装阀(16)。
13、 根据权利要求12戶腿的方法，^T征在于步骤该阈il^择^^样， 即，当该压力积累等于^1由不能在灌装阀(16)打开时被K 瓜的电弧产生的 该最小压力时，贝咲闭该灌装阀(16)。
全文摘要
一种断路器，包括压气容积(9)和至少一个灌装阀(16)，该灌装阀(16)适于允许气流在压气容积(9)膨胀时进入所述压气容积(9)。关闭元件(18)在逆着从压气容积(9)流出的气流的方向上偏置，使得当压气容积(9)内的压力积累保持在给定阈值以下时，灌装阀(16)保持打开。这允许在低电流开关状态下，保持压气容积(9)内的低压力，从而减小绝缘喷嘴中的超声速流的趋势。它也允许提高开关速度和/或降低所需的驱动器操作能量。
文档编号H01H33/91GK101256915SQ20071018572
公开日2008年9月3日 申请日期2007年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者H·海尔迈耶, J·弗里斯克, K·坎默尔, T·克尔 申请人:Abb技术有限公司