[发明专利]一种带有辅助活塞的弧触头及使用方法

说明书

本发明涉及一种带有辅助活塞的弧触头及使用方法，属于高压开关技术领域。该弧触头包括弧触头触极、连接臂和辅助活塞，弧触头触极固定在连接臂的一侧，辅助活塞同轴固定在连接臂上，弧触头触极与连接臂均设有气道，连接臂的侧面设有气口，辅助活塞设有从活塞轴心贯穿至侧表面的气孔，上述气道、气口以及气孔连通形成导气通道。本发明尤其适用于自能式断路器，通过在弧触头内部设置导气通道，合理的结构设置能够将电弧产生的高温高压气体引入辅助气室，相当于提高膨胀室容积，进而提高熄弧所需的气压，精简断路器结构，减小占地面积，节约成本。

技术领域

本发明属于高压开关技术领域，尤其是涉及一种带有辅助活塞的弧触头及使用方法，尤其适合于在高压自能式SF₆断路器适用。

背景技术

众所周知，自能式断路器仅仅依靠电弧自身能量来熄弧在小电流开断情况下无法实现。在过去几十年中，各大开关厂商一直采用自能式与压气式相结合的原理来研制、开发新型自能式断路器。这种自能灭弧式断路器采用额外的热膨胀室与压气缸并存的方式，俗称“双缸”式，配合合适的阀门即可大幅度降低机构所需操作功。膨胀室利用电弧的热作用提高气体压力并将其储存，在电流零点将高压气体吹向电弧。同油断路器相似，热膨胀式断路器的开断性能很大程度上受制于开断电流的大小，电流越大，产生的压力越高，熄弧性能越强。

随着市场竞争加剧，开关行业不断向紧凑型、小型化、低能耗的方向发展。而“双缸”式断路器占据空间并且成本高，因此，如何能够精简自能式断路器的结构并且达到较好的熄弧效果，成为行业的发展趋势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种带有辅助活塞的弧触头及其使用方法，本发明正是依托传统自能式断路器存在的不足，将静弧触头支持件上增加一个辅助活塞，并且合理设计触头与辅助活塞内部的结构，使其具有利用电弧产生的高压气体的能力，起到压气缸的作用，提高开断能力。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种带有辅助活塞的弧触头，包括弧触头触极、连接臂和辅助活塞，弧触头触极固定在连接臂的一侧，辅助活塞同轴固定在连接臂上，弧触头触极与连接臂均设有气道，连接臂的侧面设有气口，辅助活塞设有从活塞轴心贯穿至侧表面的气孔，上述气道、气口以及气孔连通形成导气通道。

弧触头触极与连接臂均为空心结构且两者的端部通过螺纹连接固定。

辅助活塞与连接臂螺纹连接，辅助活塞通过锁紧装置固定在连接臂上。

连接臂气道内设置堵气塞。

所述辅助活塞靠近弧触头触极的一端为圆台状，所述辅助活塞设有多个从活塞轴心贯穿至圆台锥面的气孔。

弧触头与灭弧喷口配合使用，所述灭弧喷口与辅助活塞同轴设置，灭弧喷口的内壁与辅助活塞的外壁轮廓相匹配并形成间隙，当辅助活塞与灭弧喷口背向运动时，产生吸气效果，电弧产生的高温高压气体一部分经弧触头内部导气通道流入至辅助活塞与灭弧喷口形成的辅助气室，当辅助活塞离开灭弧喷口时，辅助气室内的气体排出，起到灭弧的效果。

本发明获得的有益效果：

1、本发明采用辅助活塞和与之相匹配的灭弧喷口相结合的结构，通过在弧触头内部设置导气通道，能够将电弧产生的高温高压气体，部分引入辅助气室当中，能够充分利用电弧加热作用产生的高温气体作为灭弧气压。在辅助活塞与灭弧喷口的背向运动过程中，产生一定的吸气效果，电弧产生的高温高压气体一部分经弧触头内部导气通道流入至辅助活塞与灭弧喷口形成的辅助气室，加快弧隙散热过程，有利于成功熄弧。

2、在开断短路电流的情况下，高气压热气体贯穿于膨胀室、弧触头端部与下游区“辅助气室”，该区域压强持续升高，有利于产生强烈的吹弧效果，相当于提高了膨胀室容积，进而可以减小开关本体的尺寸，某种程度上也可以减少充气量，精简了断路器的结构，减少了成本。