一种喷嘴及使用该喷嘴的灭弧室、断路器、转换开关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种喷嘴及使用该喷嘴的灭弧室、断路器、转换开关装置。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的快速发展，我国的电力量急剧上升，但我国的能源主要分布在西部地区，而电力需求较大的城市则主要集中在东南沿海地区，因此为了更好的进行资源配置，提高电力输送效率、线路利用率及输电容量是现行的比较经济的电力资源调配方法，尤其是近些年来，随着国内电网的特高压直流输电工程的不断开展，大部分地区的电网已经实现了最高额定电流达5000A的直流输电，这也就对适用于电网中直流开关设备的通流能力提出了更高的要求，况且在下一步在需要将电网升级到最高额定电流达6000A时，对电网中各开关的通流能力将提出更高的要求。而现有直流电网中，进行大电流转换的开关设备通常选用高压断路器，高压断路器的灭弧能力又是对其通流能力起到重要的影响。目前，高压断路器主要的灭弧方式为六氟化硫气体吹弧的方式，随着高压断路器的动、静端分合闸动作，在动弧触头和静弧触头之间会产生高压电弧，而这部分高压电弧将处于动端装配的喷嘴中，也就是处于喷口中，此时将通过动端向喷口中喷放的高压气体来进行吹气灭弧，但在吹气灭弧的同时，静弧触头和喷嘴会在轴向上相对的相向运动，尤其在静弧触头通过喷嘴的喉部时，静弧触头和喷嘴喉部之间的较小间隙会阻碍吹气灭弧中产生的金属粉末和电离分解物等杂质，以致喷嘴中出现气流不畅的现象，影响正常的吹气灭弧效率，也致使高压断路器的通流能力降低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种避免吹气灭弧过程中出现灭弧气流不畅的问题的喷嘴，同时还提供了一种使用该喷嘴的灭弧室及使用该灭弧室的断路器、转换开关装置。
[0004]为了实现以上目的，本发明中喷嘴的技术方案如下:
喷嘴，包括套管状的喷嘴主体，喷嘴主体的内孔由沿轴向依次设置的进气段、缩颈喉部和出气段组成，缩颈喉部比进、出气段窄，喷嘴主体的内壁上开设有处于缩颈喉部或从缩颈喉部延伸至出气段的导气槽，导气槽为进端开口连通进气段、出端开口连通出气段的直通沟槽。
[0005]导气槽为绕喷嘴主体的轴向延伸的螺旋槽。
[0006]螺旋槽的延伸方向为以喷嘴主体的中心轴线为轴线的单线螺纹旋向。
[0007]喷嘴主体内设有过渡连接在进气段和缩颈喉部之间的朝向进气段的台阶面，台阶面的外侧和进气段的孔壁面通过内凹弧面过渡连接，导气槽的进端开口处于台阶面的内侧和缩颈喉部的孔壁面之间的过渡部位。
[0008]本发明的灭弧室的技术方案如下:
灭弧室，包括相对设置的动、静触头及装配在动触头上的喷嘴，喷嘴具有套管状的喷嘴主体，喷嘴主体的内孔由沿轴向依次设置的进气段、缩颈喉部和出气段组成，缩颈喉部比进、出气段窄，喷嘴主体的内壁上开设有处于缩颈喉部或从缩颈喉部延伸至出气段的导气槽，导气槽为进端开口连通进气段、出端开口连通出气段的直通沟槽。
[0009]导气槽为绕喷嘴主体的轴向延伸的螺旋槽。
[0010]螺旋槽的延伸方向为以喷嘴主体的中心轴线为轴线的单线螺纹旋向。
[0011]本发明的断路器的技术方案如下:
断路器，包括罐体及其内装配的灭弧室，灭弧室包括相对设置的动、静触头及装配在动触头上的喷嘴，喷嘴具有套管状的喷嘴主体，喷嘴主体的内孔由沿轴向依次设置的进气段、缩颈喉部和出气段组成，缩颈喉部比进、出气段窄，喷嘴主体的内壁上开设有处于缩颈喉部或从缩颈喉部延伸至出气段的导气槽，导气槽为进端开口连通进气段、出端开口连通出气段的直通沟槽。
[0012]本发明的转换开关装置的技术方案:
转换开关装置，包括相互并联的断路器和震荡回路，断路器包括罐体及其内装配的灭弧室，灭弧室包括相对设置的动、静触头及装配在动触头上的喷嘴，喷嘴具有套管状的喷嘴主体，喷嘴主体的内孔由沿轴向依次设置的进气段、缩颈喉部和出气段组成，缩颈喉部比进、出气段窄，喷嘴主体的内壁上开设有处于缩颈喉部或从缩颈喉部延伸至出气段的导气槽，导气槽为进端开口连通进气段、出端开口连通出气段的直通沟槽。
[0013]开断支路、震荡回路和非线性电阻支路的两端还并联有分流支路，分流支路中串接有断路器。
[0014]本发明中喷嘴主体的内壁上开设有处于缩颈喉部或从缩颈喉部延伸至出气段的导气槽，导气槽为进端开口连通进气段、出端开口连通出气段的直通沟槽，在使用时，随着动、静触头的分、合闸动作，当静触头还处于喷嘴的进气段的状态下，从动触头内喷出的灭弧气体会将动弧触头和静弧触头之间的高压电弧吹灭，同时会从动弧触头和静弧触头上吹下一些金属粉末和电离分解物，这些物质混合在灭弧气体中而形成混合气体，该混合气体在从开阔的进气段进入缩颈喉部时将加压，而夹杂在混合气体中的固定杂质虽然会在喷嘴主体的缩颈喉部的孔壁面和静弧触头的外周面之间的间隙形成堵塞，但导气槽会引导这些沉积下来的杂质向出气段流动，以使沉积下来的杂质不会阻塞缩颈喉部的孔壁面和静弧触头的外周面之间的间隙，避免在吹气灭弧过程中出现灭弧气流不畅的问题。同时，因为导气槽存在对气流的导引作用，所以在吹气灭弧阶段，相比光面的缩颈喉部，本发明中喷嘴主体中不但通过缩颈喉部的文丘里管效应对气流进行加压加速，而且导引槽也会对气流进行引导加速，从而将提尚灭弧气体的整体流速，实现尚速灭弧，以提尚整个灭弧室的媳弧能力。
[0015]进一步的，导气槽为绕喷嘴主体的轴向延伸的螺旋槽，这样气流将以螺旋流动的方式从缩颈喉部进入出气段并喷出，相比现有技术中气流直流喷出的方式，灭弧气体的螺旋流动不单会增大灭弧气流的流动形成，以增大自身的冷却效果及对静弧触头的冷却效果；同时螺旋流动的灭弧气流会通过螺旋加速的方式增大流速，进一步提高进气段中气流的流速，提高熄弧能力。同时，在灭弧气体螺旋加速后，混合气体中的固体杂质将在离心力的作用下被置于导气槽的槽底面或喷嘴主体的内壁面上，这样将避免固体杂质在静弧触头的外周面滑动而对静弧触头的外周面造成的划伤。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的转换开关装置的电路示意图；
图2是图1中断路器的灭弧室的结构示意图；
图3是图2中喷嘴的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明中转换开关装置的实施例:如图1至图3所示，该转换开关装置是一种适用于额定电流达到6000A的直流转换开关，包括相互并联的非线性电阻1、震荡回路2、开断支路3和分流支路4，开断支路3和分流支路4中所采用的开断元器件均为断路器，该断路器包括罐体及其内装配的灭弧室，灭弧室包括相对设置的动触头6、静触头5及装配在动触头6上的喷嘴7，喷嘴7的喷嘴主体71为管套状，喷嘴主体71的内孔由沿轴向从前向后依次设置的出气段72、缩颈喉部73和进气段74构成，缩颈喉部73的孔壁面为母线呈从后向前逐渐朝外弯曲的外凸弧线的旋转曲面，缩颈喉部73的孔壁面上开设有导气槽75。按沟槽结构分类的话，该导气槽75为直通沟槽，导气槽75的进端开口连通进气段74的前端，导气槽75的出端开口连通出气段72的后端。按延伸结构分类的话，该导气槽75为绕喷嘴主体71的轴向延伸的螺旋槽，该螺旋槽的延伸方向为以喷嘴主体71的中心轴线为轴线的单线螺纹旋向。
[0018]喷嘴主体71的进气段74为从前向后逐渐变大的扩孔段，而进气段74和缩颈喉部73通过朝后的台阶面过渡，该台阶面的外侧和进气段74的孔壁面通过后内凹弧面过渡连接，台阶面的内侧和缩颈喉部73的孔