[发明专利]具有旋转电弧和自熄弧扩展的断路器

说明书

本发明涉及具有旋转电弧和自熄弧扩展的中压或高压断路器，它包括：

-一个充满高绝缘强度气体的密封外壳

-一个具有安装在该外壳内的伸长外罩的灭弧室，它的端部分别用第一和第二端板封闭起来;

-一对安装在灭弧室内的触头，能在该室内的灭弧区内被分离而产生电弧;

-一个磁力灭弧线圈使触头间产生的电弧旋转，它安装在靠近该灭弧室的第一端板处;

-在上述触头中至少安装一条通道来连通灭弧室和外壳，并使灭弧气体可从灭弧室排至外壳。

在所提及的这种断路器中，电弧被灭弧室和外部扩展外壳之间的气流通过一般呈管形的触头来熄灭。这种气压灭弧的性能依赖于灭弧室的体积，高压断路器需要很大的体积，也取决于对这个体积尽可能的利用。为此已提出建议在灭弧室内部安装导向隔板或屏蔽，其目的是导引气流，使它流向触头内的出流管道，或减慢气体旋转，并防止出现过压和减压区。在这些敏感区中容易影响气体的绝缘性能。

本发明基于观察到受到灭弧区内电弧作用的气体被压缩和驱动而旋转，它导致形成了一个气栓膨胀延伸到灭弧室壁，并把灭弧室分为两部分。这个气栓或间壁防止任何气体从灭弧室的一部分流入另一部分，这是灭弧室容积只有一部分被利用的原因。

本发明的目的是尽管在灭弧区的水平处存在有气栓，通过促进灭弧室两部分间的气体交换提高断路器的性能。

依照本发明的断路器其特征在于：一个导向屏蔽板设置在上述灭弧室内且围绕着在闭合位置的第一和第二触头，该导向屏蔽板的轴向高度大于在开断位置的上述触头分开的距离，该导向屏蔽板的外表面和灭弧室内表面之间形成一个间隙，且上述灭弧室包括邻近上述第一端板形成的第一断开区域和邻近上述第二端板形成的第二断开区域，上述间隙允许气体在上述第一和第二区域之间连通。

导向板屏蔽限制气栓的扩展，并维持位于气栓每侧的灭弧室两部分间的联接通道。气体从位于线圈一侧并具有较小体积的灭弧室的第一部分流出，流向位于动触头一侧的灭弧室的第二部分。

按本发明的一种改进方案，由于气体被导向流向灭弧区，气体交换增加，气体回流靠固定翅片获得。翅片由动触头一侧的灭弧室端板支撑，它减慢或防止气体的旋转。气体不再受离心力的作用，从而能回流到中心部分，从那里它们通过管状触头流向扩展外壳。利用灭弧室全部体积和防止触头区内的减压可实现有效的灭弧，减压易导致飞弧或新的击穿。

这对触头被安置在灭弧室的轴线上，具有伸长的形状。管状触头之一沿该轴线滑动安装。导向板屏蔽的套筒的结构，比如圆筒形伸展得靠近灭弧室壁，同轴围绕在触头断开位置被分开的间隔所限定的灭弧区。圆筒形套筒或表面具有略小于灭弧室罩的直径，也呈圆筒形，以便在位于圆柱形套筒每侧的灭弧室两部分之间安置一个环形联通间隙。套筒也可为平截头形，其减少了的断面朝向断路器的动触头。

按照本发明的另一实施例，套筒是圆筒形的，被嵌入一多边形的外罩，例如方形罩。它沿着圆筒形套筒的轮廓在外部不留任何间隙。在此实施例中，灭弧室两部分之间的联系通道位于外罩的角落，与圆筒形套筒分隔开。也可采用其它的实施方案，特别是多边形横断面的套筒，被嵌入圆筒形或非圆筒形的外罩中。重要的一点是套筒和外罩之间存在有间隙，它溶外罩的内表面伸展，使位于灭弧区每侧的灭弧室的两部分联通。对应于后者轴线方向的套筒高度最好大于在断开位置触头间分开的距离，以便在两侧延伸超出灭弧区。这个高度一般可接近分开距离的两倍，以便有效地限制受电弧作用而膨胀的气体，流向罩壁。

该套筒包括朝向灭弧区的孔隙或孔洞是有利的，能使金属蒸汽通过并到达罩壁，在那里它们被排到与灭弧区相脱离的区域。由端板支撑的翅片的数量及尺寸足以防止气体的旋转。这些翅片，最好采用板式结构，在径向平面上延伸，保持靠近罩的内表面。圆筒形的灭弧线圈与定触头相连，定触头最好是管状的。两个触头分别紧密地穿过地灭弧室的两端板，使灭弧室与扩展外壳连通，外壳对于断路器的每极可以是单独的，或对断路器的三个极是公用的。在后面的情况下，灭弧室的方形横截面能够充分利用有效体积。

在一个优选实施例中，定触头是管状的，触头的内部管道通过侧面的孔与灭弧室连通。于是灭弧室的端板可靠近或毗连外壳端板，外壳的高度也因此而降低了。被电弧作用压缩的气体在定触头内流动，并防止发生易于将电弧拉入触头的减压。排气孔在正对灭弧区的线圈一侧，靠近灭弧室的端板处。

其它的优点和特征从下面对本发明说明性的实施例的描述中将会更加明显，它反作为一个非限制性的例子给出并表示在附图中，图中：