專利名稱：電流斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負荷隔離開關(guān)的電流斷路器，尤其是中壓的負荷隔離開關(guān)的電流斷路器。
已知開關(guān)裝置的負荷隔離開關(guān)由旋轉(zhuǎn)開關(guān)閘刀構(gòu)成，該開關(guān)閘刀由一通常的彈簧驅(qū)動并且在出現(xiàn)短路時彈簧將賦予設(shè)備以一定的關(guān)合能力?！巴ā睜顟B(tài)時，開關(guān)閘刀通開關(guān)的額定電流?！皵唷睜顟B(tài)時，開關(guān)閘刀位置實現(xiàn)斷開。
現(xiàn)有技術(shù)是，為斷開電流預(yù)設(shè)一輔助電路，被中斷的電流將轉(zhuǎn)換到輔助電路上。在輔助電路上設(shè)有一滅弧器，因而在斷開過程中可以消除開關(guān)電弧。這種消弧器大多由自生氣體放電器(滅弧管或扁形匣)構(gòu)成。滅弧管由許多機械件構(gòu)成，其中由裂解氣體形成的塑料件將首先受到嚴重的磨損。
本發(fā)明的目的在于提出一種經(jīng)改進的并且堅固耐用的滅弧器。
采用具有主權(quán)利要求特征的電流斷路器解決了這項任務(wù)。尤其是在氣動開關(guān)設(shè)備中將采用此電流斷路器。
本發(fā)明主要在于，采用真空開關(guān)管作為輔助電路中的電流斷路器，通過開關(guān)閘刀的移動斷開真空開關(guān)管，其中移動的耦合方式如下在開關(guān)閘刀經(jīng)逆弧防護長度的行程后真空開關(guān)管的斷開過程才啟動。對此真空開關(guān)管的斷開位置應(yīng)一直保持到電流被安全的斷開。電流安全斷開的最遲時刻宜在開關(guān)閘刀到達其端位置之前。電流安全斷開時刻不得早于消除電弧時刻。
真空開關(guān)管的優(yōu)點在于，在高頻繁開關(guān)情形下具有高的關(guān)合能力。
真空開關(guān)管抵抗彈簧件的彈力和外部大氣壓力作用被斷開。只要彈簧件抵抗拉力和大氣壓力伸展，真空開關(guān)管就會一直被斷開。當(dāng)開關(guān)閘刀移動時，用于將閘刀開關(guān)的移動與真空開關(guān)機械連接的裝置將一直使彈簧件處于拉緊狀態(tài)，直至電流被安全地斷開，電弧被消除。例如在DEG7516159中對可用于本發(fā)明的真空開關(guān)管做了說明。
在從屬權(quán)利要求中對本發(fā)明的進一步設(shè)計做了描述。
其特殊的設(shè)計如下配置時，采用杠桿機構(gòu)或盤形凸輪作開關(guān)閘刀和真空開關(guān)管的機械連接件。
也可以把較小型的真空開關(guān)管固定在開關(guān)閘刀上。在采用此選擇配置方案時，采用杠桿機構(gòu)或盤形凸輪作為機械連接件，并將其設(shè)置在位于開關(guān)閘刀上的真空開關(guān)管與機座之間。
最好選用上述第一種配置方案，這是因為在這種情況下必須對開關(guān)閘刀施加小得多的驅(qū)動力。
此外，機械連接配置必須滿足下述條件當(dāng)開關(guān)閘刀向“通”開關(guān)方向移動時，連接裝置被強制(自動)置于其與功能相符的原始位置并自動與開關(guān)閘刀鎖定在一起(與功能相符的原始位置)。因而在任何接著的開關(guān)閘刀“斷”移動時就能保證本發(fā)明的過程。
另外在應(yīng)用本發(fā)明時應(yīng)注意，連接裝置的幾何尺寸設(shè)計應(yīng)使在開關(guān)閘刀接通時絕對(例如由于預(yù)燃)不得有電流流經(jīng)輔助電路(即流經(jīng)真空開關(guān)管)。開關(guān)閘刀及其固定主觸點間的間距在閘刀的任何位置時都必須小于閘刀的帶配壓部分與連接裝置間的間距。這樣就保證了真空開關(guān)管不會通過預(yù)燃參與接通過程。
通過設(shè)計結(jié)構(gòu)相應(yīng)地保證了在斷開過程中，只要開關(guān)閘刀尚未達到與接觸件的充分間距，電流就會完全流經(jīng)真空開關(guān)管。所以根據(jù)定義，將開關(guān)閘刀尚未啟動真空開關(guān)管斷開的第一段行程稱為空行程。
機械連接裝置的開關(guān)動作時間或開關(guān)行程的設(shè)計如下，逆弧防護長度(空行程)的開關(guān)閘刀行程為10至60毫秒。
位于上絕緣支座上的開關(guān)裝置最好設(shè)有一個防風(fēng)雨向下敞開的外罩，因而可以安裝在室外。
空行程長度取決于絕緣氣體。最好在開關(guān)裝置用SF6作為絕緣瓦斯可把絕緣間距調(diào)整得短于(較短的空行程、較小的預(yù)燃間距)在空氣中工作的開關(guān)裝置。
真空開關(guān)管的同步行程亦即到“斷開”位置的時間應(yīng)為20至30毫秒。
最好在任何相位時都可以采用電流斷路器。
下述數(shù)據(jù)作為真空開關(guān)管的進一步技術(shù)細節(jié)的要點斷路電壓≤38千伏，電流負荷量≤2.5千安培(100毫秒)；開關(guān)動作時間2至20毫秒電弧燃燒時間。對真空開關(guān)管的關(guān)合能力沒有提出要求，這是因為真空開關(guān)管不參與接通過程。
在附圖
中對本發(fā)明做了進一步說明。
在附圖中，未示出的支座支承有用于閘刀快速動作的驅(qū)動件，在支座上有兩個絕緣支座10和10′，在絕緣支座上用螺紋固定有連接觸點件6，6′。在下觸點件6上有一帶有旋轉(zhuǎn)中心栓8的旋轉(zhuǎn)點件，旋轉(zhuǎn)中心栓支承著開關(guān)閘刀2。開關(guān)閘刀2由一控制桿3驅(qū)動，該控制桿與上面提及的，但附圖中未示出的驅(qū)動件連接在一起。附圖中示出了開關(guān)閘刀的4個位置2A，2B，2C，2′。
真空開關(guān)管12固定在上連接件6′上。真空開關(guān)管具有一個固定觸點13和一個移動觸點14。由波紋管17真空密封地實現(xiàn)開關(guān)動作。移動觸點的電流觸接栓16可以在“通”位置和“斷”位置間有一個行程S1，該行程對斷開電流是必要的。杠桿20可繞軸22旋轉(zhuǎn)安裝在真空開關(guān)管12的支承件19上。在斷開過程中(箭頭T)，杠桿20從開關(guān)閘刀2的“通”位置2A開始通過開關(guān)閘刀2上端的止擋4實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)移動(經(jīng)杠桿的空行程SO或角行程WO)，直至觸及到電流接觸栓16上的止擋18。由此處開始，杠桿驅(qū)動觸點14到達位置18′最大行程S1(或杠桿的角行程)。杠桿20的設(shè)計應(yīng)使在實現(xiàn)最大行程(在位置4′和2C)時，杠桿釋放止擋4，以便開關(guān)閘刀2可以不受阻礙地到達其“斷”位置2′。
杠桿的特殊形式(特別是其伸展的下端)如上所述，原因在于，在“通”位置和在此位置附近時，開關(guān)閘刀與設(shè)備的其它部件間必須有逆弧防護距離(安全間距S3)。
杠桿20也可以是雙杠桿結(jié)構(gòu)，配置在開關(guān)管12的兩側(cè)。
在止擋4與杠桿20(位置2C)分離后，在拉簧21(或在軸22上的扭轉(zhuǎn)彈簧)作用下杠桿快速返回其靜止位置。
作為機械耦合裝置，除了已做說明的杠桿外也不可以采用其它方案；例如自由杠桿端可以是單側(cè)移動的曲肘或采用側(cè)面作用的球形爪或盤形凸輪。
在外部大氣壓力的作用下，真空開關(guān)管的移動觸點14返回移至其靜止位置，由于真空管內(nèi)是真空的，故大氣壓力將觸點相互疊壓在一起。
如上所述，耦合機械件的設(shè)計應(yīng)為真空管內(nèi)的滅弧過程提供充分的時間(例如25毫秒)。為此，為進行調(diào)整，電流接觸栓16上的擋銷18可進行變化調(diào)節(jié)，以便也可以變更杠桿20和擋銷18的止擋間(沖程SO；角WO)的接觸時刻。
在“通”端位置(閘刀開關(guān)向箭頭R方向移動)時，開關(guān)閘刀與杠桿20無電流地卡鎖在一起。此過程如下，開關(guān)閘刀首先彈跳過其端位置并使卡爪4有機會置于杠桿20之后。
在斷開過程中，杠桿20從開關(guān)閘刀2和觸點6′接觸分離開始，有大約40至50毫秒起著導(dǎo)電體的作用。所以建議用相應(yīng)的導(dǎo)電材料制作杠桿并且同樣用特殊材料制作傳導(dǎo)電流必要的零部件，尤其是止擋4和18。例如可以采用高機械強度的銅合金或銀石墨、炭或鋁作為導(dǎo)電材料。
權(quán)利要求
1.開關(guān)裝置中的負荷隔離開關(guān)的電流斷路器，該電流斷路器由一橋接開關(guān)觸點在斷開狀態(tài)時形成明顯斷開的開關(guān)閘刀構(gòu)成，其特征在于，在滅弧電路中采用一真空開關(guān)管(12)作為電流斷路器，該電流斷路器采用一機械連接裝置(20)通過移動開關(guān)閘刀(2)被斷開，真空開關(guān)管(12)在經(jīng)逆弧防護安全長度(S3)的行程(WO)后才開始斷開且真空開關(guān)管(12)的斷開位置(S1)保持在電流斷路時刻之后。
2.依照權(quán)利要求1的電流斷路器，其特征在于，機械連接裝置(20)是針對下述開關(guān)動作時間設(shè)計的空行程10至30毫秒；真空開關(guān)管的斷開位置持續(xù)時間20至60毫秒。
3.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，在任何相位時都可以使用電流斷路器(20，12)。
4.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，采用杠桿機構(gòu)(20)或盤形凸輪作機械連接裝置。
5.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，機械連接裝置(20)最遲在開關(guān)閘刀(2)到達斷開位置后自動返回到其原始狀態(tài)。
6.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，當(dāng)閘刀開關(guān)(2)被返回置于“通”位置(2A)時，機械連接裝置(20)自動與開關(guān)閘刀鎖合。
7.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，在機械連接裝置(16，20)上設(shè)有一個用于調(diào)整真空開關(guān)管(12)的斷開位置(S1)持續(xù)時間的調(diào)整件(18)。
8.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，輔助電路中的所有導(dǎo)電件(4，20，18，16)由相應(yīng)的導(dǎo)電材料制成。
9.依照上述權(quán)利要求中任一項的電流斷路器，其特征在于，位于上絕緣支座(10)上的開關(guān)裝置設(shè)有一個用于安裝在室外防風(fēng)雨的向下敞口的外罩。
10.依照上述權(quán)利要求1至8中任一項的電流斷路器，其特征在于，電流斷路器(20，12)在填充有SF6的開關(guān)裝置中使用。
全文摘要
已知的負荷隔離開關(guān)由旋轉(zhuǎn)開關(guān)閘刀構(gòu)成，該開關(guān)閘刀由一通常的彈簧驅(qū)動，并且在出現(xiàn)短路時彈簧將付予設(shè)備以一定的關(guān)合能力?！巴ā睜顟B(tài)時，開關(guān)閘刀導(dǎo)通開關(guān)額定電流。“斷”狀態(tài)時，開關(guān)閘刀位置實現(xiàn)斷開。為提出一種經(jīng)改進并且堅固耐用的消弧器。建議，在消弧電路中采用真空開關(guān)管(12)作電流斷路器，該電流斷路器采用一機械連接裝置通過移動閘刀開關(guān)(2)而斷開，其中斷開的過程如下，開關(guān)閘刀(2)在經(jīng)真空開關(guān)管(12)的逆弧防護長度(S3)的行程(WO)后才開始斷開并且真空開關(guān)管(12)的斷開位置(S1)保持在電流斷路時刻之后。
文檔編號H01H33/04GK1148255SQ9610068
公開日1997年4月23日 申請日期1996年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月13日
發(fā)明者穆茲·迪特里希, 謝曼恩·布魯諾 申請人:費爾騰和古伊勒奧梅能源股份公司