[发明专利]具有新型电弧气体外排系统的模制箱式断路器

说明书

此发明概括地论述了模制箱式断路器，更具体地论述了新型的电弧气体外排系统。

当电弧在正在分离的触头之间被拉长时，产生在模制箱式断路器中的电弧气体通过断路器绝缘箱或外壳壁上的窗孔排出。一般对电弧气体排出的速率要求很高，因为太少排气量能导致箱体结构损坏甚至发生爆炸，而太多排气量又能发生外部闪烙，特别对具有大开断容量而实际体积较小的断路器存在这些问题。此外，与电弧气体排出有联系的问题是包括环境污染物的外来物质通过排气窗孔进入断路器外壳，这种过程是不合要求的。

减轻这些问题，是该发明的主要目的。此发明针对主要包括有一绝缘外壳，在该壳内有协同操作的触头和用来分、合触头的机构的断路器。所说的绝缘壳壁上至少应有一个气体排出装置，排出产生的电弧气体。该装置包括一个压力感应单向阀，它位于电弧气体生成物的必经之路，用以从外壳排出气体燃弧产物，和阻止周围环境污染物进入外壳。

在它的最佳型式中，气体排出装置包括有一对通过断路器外壳壁并列延伸并且由二柱相互分开的排气孔，和一个细长的有弹性的阀件，该阀件可绕柱弹性弯曲，并将柱对面的部分插入相应的孔内，在某种方式下导致它们在那里作为瓣形单向阀。

现仅通过举例介绍所提发明的最佳实施方案，附图说明如下：

图1是模制箱式断路器的顶盖平面图;

图2是断路器的正视图;

图3是图1沿3-3线剖面的横截面展开图;

图4是图3中沿中沿4-4线剖面的俯视展开图;

图5是图3沿5-5线剖面的横截面展开图;

图6是图3沿6-6线剖面的断路器中心杆的局部展开横截面图;

图7是图3沿7-7线剖面的横截面展开图;

图8是图3沿8-8线剖面图，与图6相似;

图9是图3沿9-9线剖面图，与图6相似;

图10是图3沿16-10线剖面图，与图6相似;

图11是图3沿11-11线剖面的局部横截面展开图;

图12是断路器操动机构的部分分解、透视展开图;

图13是断路器的脱扣杆的立体图;

图14是断路器处于分闸位置时中心杆的分解、截面展开图;

图15是断路器处于脱扣位置时相似于图14的图;

图16是概括此发明的电弧气体排出系统的俯视图;

图17是图16系统的局部、侧视展开图;

图18是图17沿18-18线剖面的局部、侧视展开图;

图19和图20是图16-图18系统中阀的正视展开图。

图1至图15所示并以序号30为代号的断路器有3个极或相。应理解为此发明不但适用于三极断路器，如稍后所述（参见图16至20），而且也适应于其它交流或直流、多相或单相封闭式断路器。

断路器30有一模铸型的电气绝缘顶盖32，该顶盖由许多紧固件36机械加固到一个模铸型的电绝缘基座34上。图4中给出了大量的一次侧电气端子或线路端子38A，38B和38C以及大量的二次侧电气端子即负载端子40A，40B和40C，它们分别和极或相一一对应。这些端子用来从电气上将断路器逐次接成三相电路。

此外，断路器30还有一电绝缘、刚性、手动啮合的手柄42，此手柄通过顶盖32的孔44来设置断路器30的闭合位置（图3），或断开位置（图14）。断路器30也可采取快速分断位置（图3，虚线位置）或一脱扣位置（图15），随后断路器30处于脱扣位置。为进一步保护操动，它可以通过活动手柄42从其脱扣位置（图15）通过其断开位置（图14）而复位，之后，手柄42可处在断开位置（图14）或运动到闭合位置。在此情况下，断路器30为以后的保护和操作做准备，手柄42的运动可以由手动或机械传动装置完成。最好的是可随手柄42活动的电气绝缘片46覆盖在孔44的底部，由此在断路器30内、外部之间起一个电屏障的作用。

作为断路器30主要的内部部件还有一下部电气触头50、上部电气触头52、一电弧栅54、槽式电磁铁56和一操动机构58，电弧栅54和槽式电磁铁56是常规的，因此在下文中不做详细讨论。简言之，在故障情况下，电弧栅54把正在分离的电气触头50和52之间形成的单一电弧分成一系列电弧，以便增大总弧压降，由此限制故障电流幅值。槽式电磁铁56由许多相互电气绝缘的普通U形钢片或普通U形电气绝缘的实心钢条组成，被放置在触头50和52附近，严重的短路或故障电流情况下将磁场集中，从而大大增大分离触头50和52之间的磁斥力，加速电气触头50和52的分离。电气触头50和52的迅速分离相应地导致高电弧电阻以便限制故障电流的幅值。对电弧栅54和槽式电磁铁56的更详细地叙述，可参见美国专利证书No.3，815，059。