中压断路器装置的包括触发间隙单元的极部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低压、中压或高压断路器装置的极部件，所述极部件包括用于容置带有一对对应的电触头的真空灭弧室的极壳体，其中，固定电触头与上部电端子连接，可动电触头与极壳体上的下部电端子连接并由推杆操作。一封装触发间隙单元(真空间隙或加压间隙单元)与电触头并联连接，以免电容性开关操作期间的触头焊接(触头焊接在这里采取闭合操作期间的涌流)，避免在真空氛围下"点焊触头系统"。
【背景技术】
[0002]带有容置在相应的极部件中的真空灭弧室插件的断路器装置通常在低压、中压和高压范围内(高达72kV)使用，以用于负载电流开关以及用于临时短路中断。真空灭弧室中的电流中断通过触头分离实现。在触头分离期间，真空灭弧室的电触头之间燃烧电弧，直到下一个电流过零点。此刻电弧熄灭，电触头之间的真空间隙变为绝缘，随后该绝缘经受穿过间隙的恢复电压。优化的接触材料成分用于大电流开关，但是接触材料成分难以满足电容性开关的需要，尤其是对于24kV、36kV或更高的电压范围来说更是如此。
[0003]在进行电触头闭合期间，电触头在触及之前仅有Ims到最大15ms的时间间隔，在该时间间隔，经过电触头的电场变得足够大以施力并至少引发击穿。这将导致所谓的重燃弧，重燃弧将形成在电触头之间，并将传送电力电路的电流。当电触头之间随着闭合而触发电弧时，大电流将流过电触头表面之间的小接触点。随着电弧持续直到最终触头闭合，高密度电流的通过导致在该点形成接触熔融，该接触熔融产生触头焊接。该效应可以称为"在真空灭弧室的真空氛围下利用预放电的点焊"。
[0004]对于用于短路电流中断的传统中压应用来说，标准真空断路器满足全部要求。但是，对于组合电容性开关能力和短路电流断路能力的高性能应用来说，将会出现上述技术冋题。
[0005]WO 2003/107369A1公开了一种用于快速且准确地开关的技术方案。断路器装置包括可动开关触头，所述可动开关触头连接至驱动装置(具体为双稳态磁驱动器)。真空触发间隙相对于开关触头并联地安装。仪表变压器与该真空触发间隙串联连接，而仪表变压器的次级侧连接至驱动装置。在真空触发间隙被触发之后，在真空触发间隙以及包含仪表变压器的并联电流路径中流动的电流触发驱动装置的合闸运动。可动开关触头移动进入闭合位置。闭合的真空灭弧室接收经由真空触发间隙单元馈入的电流。真空灭弧室插件的闭合力矩由真空触发间隙单元被触发时的力矩决定。
[0006]本发明的目的是提供一种中压断路器装置的极部件，所述极部件能够容易地与标准密闭式真空触发间隙或充气火花触发间隙单元组合。
【发明内容】
[0007]依照本发明，真空触发间隙和/或充气触发间隙单元以邻近极壳体布置的方式可移除地安装在上部电端子与下部电端子之间。此外，真空触发间隙也可以直接集成到真空灭弧室本身的内部，涌流将在触头闭合期间流过这里，但该效应将在触头闭合之前完成。在这种情况下，真空灭弧室被改变，不需要在极部件上添加部件。
[0008]换句话说，依照本发明的真空触发间隙和/或充气触发间隙单元或真空灭弧室本身在两种情况下都为附加的电气装置，该电气装置可以可选地与中压断路器装置的标准极部件组合，以便提供满足需要的电容性开关性能。
[0009]真空触发间隙单元(TVG)和充气火花触发间隙单元(TSG)是用于需要宽工作电压范围的应用的高压装置，尤其是用于需要从300V到10kV或更高的工作电压范围的应用的高压装置。工作电压范围的下限与静电击穿电压(经过主间隙的最大直流承受电压)无关。这些装置通常在用于预防过电压状态的消弧电路中使用。通过使用合适的TVG或TSG单元，从触发输入到主间隙电流流动开始的开关时间以微秒级减少。为避免两个装置中击穿的可能性(在TVG或TSG将是与真空灭弧室并联的附加部件的情况下)，使用双间隙配置将具有一定的优势。在双间隙配置或多间隙配置中，装置中不会发生击穿。
[0010]依照本发明的优选实施例，真空触发间隙或火花触发间隙单元设置有上部电端子适配器和下部电端子适配器，上部电端子适配器和下部电端子适配器均包括用于连接至对应的电端子的第一电插头和用于连接至一电导体的第二电插头。
[0011]为了实现适配器功能，建议第一电插头与第二电插头相对地布置在真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元中，这为真空触发间隙单元提供了紧凑的结构。
[0012]此外，真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元优选包括一对电触头，该对电触头以彼此间隔开固定距离的方式布置在真空容器或填充了气体的容器中。由于电触头总是保持在固定距离，所以真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元内将不存在触头焊接。只有在直接使用具有作为真空触发间隙的附加功能的真空灭弧室的情况下，触头才会在闭合后相触及。在电触头将不会相触及的情况下，真空触发间隙或火花触发间隙单元的电触头优选由耐腐蚀材料制成。
[0013]一旦真空灭弧室插件的电触头在没有负荷的情况下或在电流非常小的情况下闭合，就将切断经过真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元的电触头的等离子体弧，并避免真空灭弧室的电触头处发生触头焊接。因此，通过破坏由在涌流负荷下的闭合操作引起的轻微焊接，减少或抑制了在断开电触头后于电触头表面上形成的末端形成物。通过消除或大体上最小化重燃或其他击穿，能够进一步改善真空灭弧室对电容性电流的开关性會K。
[0014]通过使用电阻和/或电感和/或负温度系数(NTC)型功率热敏电阻的串联连接以限制涌流，可以实现进一步的技术改进，通过限制涌流，延长了真空触发间隙或火花触发间隙单元的寿命。这些电气元件优选地布置在真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元的该对电触头中的一个与两个电端子适配器中的一个之间。
[0015]真空触发间隙或火花触发间隙单元的触发可以简单地从真空断路器装置本身的脱扣信号开始时进行。触发信号优选相对于真空断路器装置的脱扣信号延迟，因为真空断路器装置本身的时间将在30ms的范围内，涌流流动将在5ms的范围内，最长高达15ms。多间隙装置的触发必须在每个隔室中进行。触发信号可以通过电脉冲或通过装置的电加载间隙的激光触发而介入在装置或间隙中。
【附图说明】
[0016]结合所附的附图，本发明的前述及其他方面将从下文本发明的详细描述中变得显而易见。
[0017]图1显示了中压断路器装置的极部件的示意性侧视图，和
[0018]图2显示了断路器装置在闭合操作时的涌流-时间图。
【具体实施方式】
[0019]依照图1，中压断路器装置通常由极部件I和真空触发间隙或火花触发间隙(或多间隙)单元2构成。可以设有由真空间隙和气体间隙的串联连接构成的多间隙配置或如上所述作为真空或气体多间隙配置的多间隙配置。真空触发间隙和/或火花触发间隙(多间隙)单元2作为一辅助装置邻近极部件I布置。
[0020]极部件I包括由环氧树脂或热塑性材料制成的用于容置真空灭弧室4的极壳体3。真空灭弧室4包含一对对应的电触头5和6。固定电触头5连接至模制在极壳体3中的上部电端子9。相对的可动电触头6连接至极壳体3的下部电端子7，并且由推杆8操作，以便中断流过真空灭弧室4的电流。
[0021]真空触发间隙或火花触发间隙或气体和真空触发间隙组合(或单个多真空或气体触发间隙)单元2与真空灭弧室4的电触头5和6并联地电连接，以在电容性开关操作中避免闭合时闭合位置处的触头焊接(这里，典型的电容负荷如IEC 62271-100中所规定的那样)。
[0022]为了将真空触发间隙或火花触发间隙或气体和真空触发间隙组合(或单个多真空或气体触发间隙)单元2可移除地连接到中压断路器装置的极部件I上，真空触发间隙或火花触发间隙或气体和真空触发间隙组合(或单个多真空或气体触发间隙)单元2设置有上部电