專利名稱：一種斷路器滅弧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓開關(guān)領(lǐng)域，特別涉及一種斷路器滅弧裝置。
背景技術(shù)：
目前斷路器主要采用自能式或壓氣與自能相結(jié)合的滅弧裝置，而現(xiàn)有的滅弧裝置大都采用單個(gè)膨脹室101，如圖I所示。當(dāng)開斷電流時(shí)，電弧電流的能量產(chǎn)生熱量，使膨脹室101內(nèi)的氣壓升高，當(dāng)電流過零時(shí)，電弧能量短暫消失，膨脹室內(nèi)的熱氣體向噴口 19外噴出，帶走形成電弧的導(dǎo)電粒子，從而實(shí)現(xiàn)電流開斷。采用熱氣流吹走導(dǎo)電粒子盡管可以實(shí)現(xiàn)開斷，但由于熱氣流不利于電弧區(qū)域溫度的降低，這為電弧的熱擊穿重燃提供了有利條件。大量文獻(xiàn)研究表明，加強(qiáng)冷卻，增加電弧區(qū)域的散熱，可以有效避免電弧的熱擊穿重燃。再者，現(xiàn)有的滅弧裝置采用單個(gè)膨脹室，由于電弧過程極短(20毫秒左右)，在如此短的時(shí)間內(nèi)，很難使膨脹室內(nèi)的冷熱氣體混合均勻，這樣在吹走導(dǎo)電粒子的氣流中，因?yàn)槔錈釟怏w混 合不均勻，容易形成氣泡，這不利于電弧的開斷。另一方面，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不管是開斷何種大小的電流，壓氣缸100都?jí)簹?，如圖I所示，而實(shí)際情況是，開斷小電流時(shí)需要壓氣以在膨脹室中建立壓強(qiáng)，而開斷大電流主要是利用電弧的自身能力在膨脹室中建立壓強(qiáng)(不需要壓氣或僅需較少的壓氣)，因此現(xiàn)有的壓氣與自能相結(jié)合的滅弧裝置的壓氣不能自適應(yīng)開斷電流的大小而作相應(yīng)的調(diào)整，即可能在不需要壓氣時(shí)，滅弧裝置壓氣了，因此造成了操作功的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種斷路器滅弧裝置，以進(jìn)一步提高開斷性能并減少操作功、減小斷路器體積。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種斷路器滅弧裝置，包括活塞桿、活塞、氣缸、靜止觸頭、運(yùn)動(dòng)觸頭和噴口 ；氣缸、靜止觸頭、運(yùn)動(dòng)觸頭和噴口沿軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱布置；氣缸布置于靜止觸頭的外側(cè)；氣缸被活塞隔離形成熱氣室和冷氣室；活塞桿上設(shè)有第一限位面和第二限位面，活塞套于活塞桿外周，且位于第一限位面和第二限位面之間；冷氣室的側(cè)壁上設(shè)有第一氣孔，第一氣孔上安裝有第一單向閥；第一單向閥在當(dāng)冷氣室中的氣壓小于外圍氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉；熱氣室的側(cè)壁上設(shè)有第二氣孔，第二氣孔上安裝有第二單向閥；第二單向閥在開斷的時(shí)候關(guān)閉而在關(guān)合或開關(guān)正常通流的時(shí)候打開；噴口上設(shè)有分別連通熱氣室和冷氣室的第一氣道和第二氣道，第一氣道和第二氣道上分別安裝有第三單向閥和第四單向閥；第三單向閥在當(dāng)電弧區(qū)域氣壓大于熱氣室氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉；第四單向閥在當(dāng)電弧區(qū)域氣壓小于冷氣室氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于活塞桿穿過氣缸；第一氣道和第二氣道的出口正對(duì)產(chǎn)生電弧的電弧區(qū)域。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷電流過程中，第四單向閥在當(dāng)電弧區(qū)域氣壓小于冷氣室氣壓時(shí)打開，始終都使冷氣流吹向滅弧區(qū)域；活塞能根據(jù)開斷電流大小自適應(yīng)地選擇是由電弧在熱氣室中產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)、活塞桿作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)、還是由二者共同驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷電流過程中，電弧能量在熱氣室中產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向始終與活塞桿驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向一致。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于將活塞壓氣在冷氣室中形成壓強(qiáng)與電弧加熱膨脹在冷氣室中形成壓強(qiáng)這兩個(gè)功能集成在一起，有利于減少滅弧裝置的大小。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述活塞桿和運(yùn)動(dòng)觸頭都由同一操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷小電流時(shí)，第二單向閥關(guān)閉；活塞桿與運(yùn)動(dòng)觸頭沿軸線向遠(yuǎn)離靜止觸頭的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭脫離靜止觸頭后，產(chǎn)生電弧，并在電弧區(qū)域產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥打開，高溫氣流從第一氣道流入熱氣室，使熱氣室中產(chǎn)生膨脹壓力；由于是開斷小電流，其電弧能量較小，熱氣室中的膨脹壓力推動(dòng)活塞的速度小于·活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，則活塞將貼緊活塞桿上的第一限位面，此時(shí)活塞由活塞桿的第一限位面和熱氣室中的膨脹壓力共同驅(qū)動(dòng)壓縮冷氣室，其中活塞桿的第一限位面是活塞的主要驅(qū)動(dòng)源，而熱氣室中的膨脹壓力則是次要的驅(qū)動(dòng)源；冷氣室壓強(qiáng)升高，第一單向閥關(guān)閉；當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域的壓強(qiáng)，第四單向閥打開，冷氣流從第二氣道流入電弧區(qū)域，將電弧燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道和第二通道帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述小電流為斷路器額定電流或小于額定電流的電流。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷大電流時(shí)，第二單向閥關(guān)閉；活塞桿與運(yùn)動(dòng)觸頭沿軸線向遠(yuǎn)離靜止觸頭的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭脫離靜止觸頭后，產(chǎn)生電弧，并在電弧區(qū)域產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥打開，高溫氣流從第一氣道流入熱氣室，使熱氣室中產(chǎn)生膨脹壓力；由于是開斷大電流，其電弧能量較大，熱氣室中的膨脹壓力推動(dòng)活塞的速度大于活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，活塞貼緊活塞桿上的第二限位面，活塞由熱氣室中的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)并壓縮冷氣室，而且還幫助驅(qū)動(dòng)活塞桿；冷氣室壓強(qiáng)升高，第一單向閥關(guān)閉；當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域的壓強(qiáng)，第四單向閥打開，冷氣流從第二氣道流入電弧區(qū)域，將電弧燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道和第二通道帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述大電流大于O. 6倍斷路器額定短路電流。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷中等大小的電流時(shí)，第二單向閥關(guān)閉；活塞桿與運(yùn)動(dòng)觸頭沿軸線向遠(yuǎn)離靜止觸頭的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭脫離靜止觸頭后，產(chǎn)生電弧，并在電弧區(qū)域產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥打開，高溫氣流從第一氣道流入熱氣室，使熱氣室中產(chǎn)生膨脹壓力；開斷開始的一段時(shí)間內(nèi)，活塞由熱氣室產(chǎn)生的壓強(qiáng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)活塞位于第一限位面和第二限位面中間或在貼緊第二限位面的位置，冷氣室壓強(qiáng)升高，第一單向閥關(guān)閉；隨著活塞不斷壓縮冷氣室，冷氣室中壓強(qiáng)越來越大，活塞將逐漸減速直至貼緊在活塞桿的第一限位面上；活塞最終由熱氣室中的壓強(qiáng)以及活塞桿的第一限位面聯(lián)合驅(qū)動(dòng)進(jìn)一步壓縮冷氣室；當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域的壓強(qiáng)，第四單向閥打開，冷氣流從第二氣道流入電弧區(qū)域，將電弧燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道和第二通道帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述中等大小的電流為額定短路電流的O. 3至O. 6倍大小的電流。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于開斷結(jié)束之后，第二單向閥打開，熱氣室中的氣流從第二氣孔中流出，之后，熱氣室、冷氣室以及外圍中的壓強(qiáng)一致。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于在關(guān)合過程中，第二單向閥打開，活塞桿與運(yùn)動(dòng)觸頭從分閘位置沿軸線向靠近靜止觸頭的方向移動(dòng)，活塞貼緊活塞桿的第二限位面，活塞壓縮熱氣室并使其容積減小，熱氣室中的氣體從第二氣孔排出；冷氣室體積增大，則冷氣室壓強(qiáng)減小，第一單向閥打開，氣體從外圍經(jīng)第一氣孔流入冷氣室；第三單向閥和第四單向閥關(guān)閉；在關(guān)合結(jié)束后，熱氣室、冷氣室以及外圍中的壓強(qiáng)一致。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在開斷過程中，始終都是冷氣流吹向滅弧區(qū)域；活塞的驅(qū)動(dòng)方式能對(duì)電流大小自適應(yīng)；電弧能量在熱氣室中產(chǎn)生的膨脹壓氣驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向始終與活塞桿驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向一致，這有利于斷路器操作功的降低；另夕卜，將活塞壓氣形成壓強(qiáng)與電弧加熱膨脹形成壓強(qiáng)兩個(gè)功能集成在一起，減少了滅弧裝置的大小。



圖I為現(xiàn)有的自能與壓氣結(jié)合式滅弧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明斷路器滅弧裝置電流流通狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明斷路器滅弧裝置開斷小電流狀態(tài)示意圖；圖4為本發(fā)明斷路器滅弧裝置開斷中等大小電流的開始一段時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)示意圖；圖5為本發(fā)明斷路器滅弧裝置開斷開斷大電流的狀態(tài)示意圖；圖6為本發(fā)明斷路器滅弧裝置利用冷氣流熄弧的示意圖；圖7為本發(fā)明斷路器滅弧裝置合閘過程的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請(qǐng)參閱圖2至圖7所示，本發(fā)明一種斷路器滅弧裝置，它沿軸線21對(duì)稱布置，由活塞桿I，活塞4,氣缸7,第一單向閥8,第一氣孔9,第二單向閥10,第二氣孔11,限位塊12,靜止觸頭13，運(yùn)動(dòng)觸頭14，第一氣道15，第二氣道16，第三單向閥17，第四單向閥18，噴口 19組成。滅弧裝置外圍20內(nèi)充有滅弧介質(zhì)氣體(如六氟化硫氣體、空氣等)?；钊麠UI穿過氣缸7 ;活塞桿I有兩個(gè)限制面，第一限位面2和第二限位面5，活塞4套于活塞桿I外周，位于第一限位面2和第二限位面5之間，這樣第一限位面2和第二限位面5可以對(duì)活塞4的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限位。氣缸7被活塞4隔離為兩部分，分別是熱氣室3和冷氣室6。冷氣室6的側(cè)壁上設(shè)有第一氣孔9，第一氣孔9上安裝有第一單向閥8 ;第一單向閥8在當(dāng)冷氣室6中的氣壓小于外圍20氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉，使氣體只能從外圍20進(jìn)入冷氣室6 ;熱氣室3的側(cè)壁上設(shè)有第二氣孔11，第二氣孔11上安裝有第二單向閥10 ;第二單向閥10在開斷的時(shí)候關(guān)閉而在關(guān)合或開關(guān)正常通流的時(shí)候打開；噴口 19上設(shè)有分別連通熱氣室3和冷氣室6的第一氣道15和第二氣道16，第一氣道15和第二氣道16上分別安裝有第三單向閥17和第四單向閥18;第三單向閥17在當(dāng)電弧區(qū)域23氣壓大于熱氣室3氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉，使氣體只能從電弧區(qū)域23進(jìn)入熱氣室3 ;第四單向閥18在當(dāng)電弧區(qū)域23氣壓小于冷氣室6氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉，使氣體只能從冷氣室6進(jìn)入電弧區(qū)域23。第一氣道15和第二氣道16的出口正對(duì)產(chǎn)生電弧22的電弧區(qū)域23。該滅弧裝置的工作原理是(I)開斷時(shí)，第二單向閥10關(guān)閉?；钊麠UI與運(yùn)動(dòng)觸頭14沿軸線21向遠(yuǎn)離靜止觸頭13的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭14脫離靜止觸頭13后，產(chǎn)生電弧22，并在電弧區(qū)域23產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥17打開，高溫氣流24從第一氣道15流入熱氣室3，使熱氣室3中產(chǎn)生膨脹壓力，從而推動(dòng)活塞4向開斷方向移動(dòng),并在冷氣室6中產(chǎn)生壓強(qiáng),則第一單向閥8關(guān)閉。a)當(dāng)電弧22的電流較小時(shí)(如額定電流或更小的電流)，在熱氣室3中產(chǎn)生膨脹壓力也較小，相應(yīng)的活塞4的運(yùn)動(dòng)速度也較小(小于活塞桿I的運(yùn)動(dòng)速度)，則活塞4將碰到活塞桿I上的第一限位面2，這樣活塞4就是由熱氣室3中的膨脹壓力以及第一活塞桿I共同推動(dòng)以壓縮冷氣室6，由于電弧電流較小，冷氣室6中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域23的壓強(qiáng)，則第四單向閥18打開，冷氣流25從第二氣道16流入電弧區(qū)域23，如圖3所示。 b)當(dāng)電弧22的電流中等大時(shí)(比如額定短路電流O. 3至O. 6倍大小的電流)，在開始階段，在熱氣室3中產(chǎn)生膨脹壓力也較大,相應(yīng)的活塞4的運(yùn)動(dòng)速度也較大,此時(shí),活塞4運(yùn)動(dòng)速度與活塞桿I的運(yùn)動(dòng)速度接近，則活塞4將在第一限位面2和第二限位面5之間，這樣活塞4就是由熱氣室3中的膨脹壓力推動(dòng)，如圖4所示。但隨著冷氣室6中壓力越來越大，活塞4將逐漸減速，活塞4貼緊活塞桿I上的第一限位面2，這樣，活塞4最終在第一限位面2輔助驅(qū)動(dòng)下進(jìn)一步壓縮冷氣室6?？偨Y(jié)上述開斷過程在開斷中等大電流時(shí)(比如額定電流電流的O. 3至O. 6倍大小的電流)，在開始一段時(shí)間內(nèi)，依靠電弧能量轉(zhuǎn)化為熱氣室3的壓強(qiáng)以驅(qū)動(dòng)活塞4壓縮冷氣室6，但在之后的一段時(shí)間內(nèi)，隨著冷氣室6中的壓強(qiáng)越來越大，活塞4則由熱氣室3中的壓強(qiáng)以及活塞桿I的第一限位面2聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，因此克服了現(xiàn)有滅弧裝置難以開斷額定電流O. 5倍大小的電流的缺陷。c)特別地，當(dāng)電弧22的電流很大時(shí)(比如額定短路電流)，在熱氣室3中產(chǎn)生膨脹壓力也非常大，此時(shí)，活塞4的運(yùn)動(dòng)速度將超過活塞桿I的運(yùn)動(dòng)速度，則活塞4將碰到活塞桿I的第二限位面5，這樣熱氣室3中的膨脹壓力通過活塞4不僅壓縮冷氣室6，而且還幫助驅(qū)動(dòng)活塞桿1，如圖5所示。由于電弧電流大，電弧區(qū)域23壓強(qiáng)將比冷氣室6中的壓強(qiáng)大，第四單向閥18關(guān)閉。運(yùn)動(dòng)觸頭14，活塞桿I和活塞4繼續(xù)向開斷方向移動(dòng)，活塞4繼續(xù)壓縮冷氣室6，當(dāng)電流(交流電流)流過零點(diǎn)時(shí)，電弧22短暫熄滅，電弧區(qū)域23的壓強(qiáng)瞬間消失，第四單向閥18打開，冷氣室6中的冷氣流25從第二氣道16中高速流出，并將電弧22燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從通道26和27中帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷，如圖6所示。開斷結(jié)束之后，第二單向閥10打開，這樣熱氣室3中的氣流將從第二氣孔11中流出，之后，熱氣室3、冷氣室6以及外圍20中的壓強(qiáng)一致。上述開斷過程持續(xù)的時(shí)間很短(通常為20毫秒左右)，可看作是一個(gè)絕熱過程，因此熱量在開斷過程中不會(huì)從熱氣室3經(jīng)活塞4而傳遞到冷氣室6，這樣該滅弧裝置總是用冷氣流帶走導(dǎo)電粒子，避免了因熱擊穿而造成的重新燃弧。(2)關(guān)合時(shí)，活塞桿I與運(yùn)動(dòng)觸頭14 一起沿軸線21向接近靜止觸頭13的方向移動(dòng)，整個(gè)滅弧裝置與外圍20的氣壓都一致?；钊?貼緊活塞桿I的第二限位面5，活塞桿I通過第二限位面5驅(qū)動(dòng)活塞向遠(yuǎn)離第一單向閥8的方向移動(dòng)，這樣冷氣室6的容積將變大，壓強(qiáng)將小于外圍20的壓強(qiáng)，則第一單向閥8打開，第四單向閥17關(guān)閉，新鮮的、冷的滅弧介質(zhì)氣體將從第一氣孔9流入冷氣室6，為下一次電流的開斷進(jìn)行儲(chǔ)氣。另一方面，第二單向閥10依然處于打開狀態(tài)，熱氣室3的容積將變小，熱氣室3中的氣體將通過第二氣孔11排入到外圍20，如圖7所示。當(dāng)關(guān)合結(jié)束后，活塞桿I停止運(yùn)動(dòng)，而活塞4由于慣性作用，將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離直至被限位塊12擋住為止，最終關(guān)合通流狀態(tài)如圖2所示。該滅弧裝置具有如下特點(diǎn)a)始終以冷氣流熄弧，避免了熱擊穿。通過活塞4，將氣缸分為兩個(gè)氣室，熱氣室3和冷氣室6，相應(yīng)地在噴口 19上設(shè)置有熱氣道15和冷氣道16，通過這兩個(gè)氣道內(nèi)的單向閥，使該裝置始終用冷氣室6中冷的滅弧介質(zhì)氣體進(jìn)行滅弧，避免了因熱擊穿而造成的重新燃弧，提聞滅弧性能。b)活塞桿I隨開斷電流的大小自適應(yīng)地、選擇性地驅(qū)動(dòng)活塞4，節(jié)約了操作功。當(dāng)開斷小電流時(shí)(如額定電流或更小的電流)，熱氣室3中壓力較小，此時(shí)主要由活塞桿I通過第一限位面2推動(dòng)活塞4壓縮冷氣室6 ;當(dāng)開斷中等大電流時(shí)(如額定短路電流O. 3至O. 6倍大小的電流)，熱氣室3中壓力較大，在開始一段時(shí)間內(nèi)，主要由熱氣室3中的壓強(qiáng)推動(dòng)活塞4壓縮冷氣室6,但在之后的一段時(shí)間內(nèi)，隨著冷氣室6中的壓強(qiáng)越來越大,活塞4的速度將逐漸小于活塞桿I的速度，這樣活塞4則由熱氣室3中的壓強(qiáng)以及活塞桿I的第一限位面2聯(lián)合驅(qū)動(dòng)；當(dāng)開斷大電流(如額定短路電流)時(shí)，熱氣室3中壓強(qiáng)極大，此時(shí)熱氣室3中的壓強(qiáng)不僅推動(dòng)活塞4壓縮冷氣室6，而且推動(dòng)活塞4幫助活塞桿I朝開斷方向運(yùn)動(dòng)。因此開斷過程一方面最大限度的應(yīng)用了電弧能量，另一方面隨著開斷電流的大小，活塞桿I自適應(yīng)地、選擇性地驅(qū)動(dòng)活塞4，這樣極大地節(jié)約了驅(qū)動(dòng)活塞桿I運(yùn)動(dòng)所需的操作功。不管開斷何種大小的電流，電弧22的能量在熱氣室3中產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)活塞4運(yùn)動(dòng)的方向始終與活塞桿I驅(qū)動(dòng)活塞4運(yùn)動(dòng)的方向一致，也即電弧22的能量會(huì)有利于活塞桿I的運(yùn)動(dòng)，這有利于斷路器操作功的降低。c)將活塞4壓氣在冷氣室6中形成壓強(qiáng)與電弧22加熱膨脹在冷氣室6中形成壓強(qiáng)這兩個(gè)功能集成在一起，有利于減少滅弧裝置的大小。d)第一單向閥8僅當(dāng)冷氣室6中的氣壓小于外圍20的氣壓時(shí)打開，使氣流只能從外圍20流向冷氣室6。這樣關(guān)合時(shí)，新鮮的、冷的滅弧介質(zhì)氣體將從第一氣孔9流入冷氣室6，為下一次電流的開斷進(jìn)行儲(chǔ)氣。e)第二單向閥10在開斷開始時(shí)關(guān)閉，而在開斷結(jié)束后打開，這樣在開斷過程中可以確保熱氣室3中能建立起壓強(qiáng)，而在開斷結(jié)束后，可以將熱氣室3中的氣體排出。
權(quán)利要求
1.一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，包括活塞桿(I)、活塞(4)、氣缸(7)、靜止觸頭(13)、運(yùn)動(dòng)觸頭(14)和噴口(19);氣缸(7)、靜止觸頭(13)、運(yùn)動(dòng)觸頭(14)和噴口(19)沿軸線(21)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱布置；氣缸(7)布置于靜止觸頭(13)的外側(cè)；氣缸(7)被活塞(4)隔離形成熱氣室(3)和冷氣室(6);活塞桿(I)上設(shè)有第一限位面(2)和第二限位面(5)，活塞(4)套于活塞桿(I)外周，且位于第一限位面(2)和第二限位面(5)之間；冷氣室(6)的側(cè)壁上設(shè)有第一氣孔(9)，第一氣孔(9)上安裝有第一單向閥(8);第一單向閥(8)在當(dāng)冷氣室(6)中的氣壓小于外圍(20)氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉；熱氣室(3)的側(cè)壁上設(shè)有第二氣孔(11)，第二氣孔(11)上安裝有第二單向閥(10);第二單向閥(10)在開斷的時(shí)候關(guān)閉而在關(guān)合或開關(guān)正常通流的時(shí)候打開；噴口(19)上設(shè)有分別連通熱氣室(3)和冷氣室(6)的第一氣道(15)和第二氣道(16)，第一氣道(15)和第二氣道(16)上分別安裝有第三單向閥(17)和第四單向閥(18);第三單向閥(17)在當(dāng)電弧區(qū)域(23)氣壓大于熱氣室(3)氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉；第四單向閥(18)在當(dāng)電弧區(qū)域(23)氣壓小于冷氣室(6)氣壓時(shí)打開，否則關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，活塞桿(I)穿過氣缸(7);第一氣道(15)和第二氣道(16)的出口正對(duì)產(chǎn)生電弧(22)的電弧區(qū)域(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷電流過程中，第四單向閥(18)在當(dāng)電弧區(qū)域(23)氣壓小于冷氣室(6)氣壓時(shí)打開，始終都使冷氣流(25)吹向滅弧區(qū)域(23);活塞(4)能根據(jù)開斷電流大小自適應(yīng)地選擇是由電弧(22)在熱氣室(3)中產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)、活塞桿(I)作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)、還是由二者共同驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷電流過程中，電弧(22)能量在熱氣室(3)中產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)活塞(4)運(yùn)動(dòng)的方向始終與活塞桿(I)驅(qū)動(dòng)活塞(4)運(yùn)動(dòng)的方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，所述活塞桿(I)和運(yùn)動(dòng)觸頭(14)都由同一操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷小電流時(shí)，第二單向閥(10)關(guān)閉；活塞桿(I)與運(yùn)動(dòng)觸頭(14)沿軸線(21)向遠(yuǎn)離靜止觸頭(13)的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭(14)脫離靜止觸頭(13)后，產(chǎn)生電弧(22)，并在電弧區(qū)域(23)產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥(17 )打開，高溫氣流(24)從第一氣道(15 )流入熱氣室(3 )，使熱氣室(3 )中產(chǎn)生膨脹壓力；由于是開斷小電流，其電弧(22)能量較小，熱氣室(3)中的膨脹壓力推動(dòng)活塞(4)的速度小于活塞桿(I)運(yùn)動(dòng)速度，則活塞(4)將貼緊活塞桿(I)上的第一限位面(2)，此時(shí)活塞(4)由活塞桿(I)的第一限位面(2)和熱氣室(3)中的膨脹壓力共同驅(qū)動(dòng)壓縮冷氣室(6)，其中活塞桿(I)的第一限位面(2)是活塞(4)的主要驅(qū)動(dòng)源，而熱氣室(3)中的膨脹壓力則是次要的驅(qū)動(dòng)源；冷氣室(6)壓強(qiáng)升高，第一單向閥(8)關(guān)閉；當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室(6)中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域(23)的壓強(qiáng)，第四單向閥(18)打開，活塞(4)壓縮冷氣室(6)使冷氣流(25)從第二氣道(16)流入電弧區(qū)域(23)，將電弧(22)燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道(26)和第二通道(27)帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述小電流為斷路器額定電流或小于額定電流的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷大電流時(shí)，第二單向閥(10)關(guān)閉；活塞桿(I)與運(yùn)動(dòng)觸頭(14)沿軸線(21)向遠(yuǎn)離靜止觸頭(13)的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭(14)脫離靜止觸頭(13)后，產(chǎn)生電弧(22)，并在電弧區(qū)域(23)產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥(17)打開，高溫氣流(24)從第一氣道(15)流入熱氣室(3)，使熱氣室(3)中產(chǎn)生膨脹壓力；由于是開斷大電流，其電弧(22)能量較大，熱氣室(3)中的膨脹壓力推動(dòng)活塞(4)的速度大于活塞桿(I)運(yùn)動(dòng)速度，活塞(4)貼緊活塞桿(I)上的第二限位面(5)，活塞(4)由熱氣室(3)中的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)并壓縮冷氣室(6)，而且還幫助驅(qū)動(dòng)活塞桿(I);冷氣室(6)壓強(qiáng)升高，第一單向閥(8)關(guān)閉；當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室(6)中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域(23)的壓強(qiáng)，第四單向閥(18)打開，冷氣流(25)從第二氣道(16)流入電弧區(qū)域(23)，將電弧(22)燃燒后 殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道(26)和第二通道(27)帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述大電流大于O. 6倍斷路器額定短路電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷中等大小的電流時(shí)，第二單向閥(10)關(guān)閉；活塞桿(I)與運(yùn)動(dòng)觸頭(14)沿軸線(21)向遠(yuǎn)離靜止觸頭(13)的方向移動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)觸頭(14)脫離靜止觸頭(13)后，產(chǎn)生電弧(22)，并在電弧區(qū)域(23)產(chǎn)生高溫高壓，此時(shí)第三單向閥(17)打開，高溫氣流(24)從第一氣道(15)流入熱氣室(3)，使熱氣室(3)中產(chǎn)生膨脹壓力；開斷開始的一段時(shí)間內(nèi)，活塞(4)由熱氣室(3)產(chǎn)生的壓強(qiáng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)活塞(4)位于第一限位面(2)和第二限位面(5)中間或在貼緊第二限位面(5)的位置，冷氣室(6)壓強(qiáng)升高，第一單向閥(8)關(guān)閉；隨著活塞(4)不斷壓縮冷氣室(6)，冷氣室(6)中壓強(qiáng)越來越大，活塞(4)將逐漸減速直至貼緊在活塞桿(I)的第一限位面(2)上；活塞(4)最終由熱氣室(3)中的壓強(qiáng)以及活塞桿(I)的第一限位面(2)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)進(jìn)一步壓縮冷氣室(6);當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，電弧短暫熄滅，冷氣室(6)中的壓強(qiáng)大于電弧區(qū)域(23)的壓強(qiáng)，第四單向閥(18)打開，冷氣流(25)從第二氣道(16)流入電弧區(qū)域(23)，將電弧(22)燃燒后殘留的導(dǎo)電粒子從第一通道(26)和第二通道(27)帶走，實(shí)現(xiàn)電流的開斷；所述中等大小的電流為額定短路電流的O. 3至O. 6倍大小的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，開斷結(jié)束之后，第二單向閥(10)打開，熱氣室(3)中的氣流從第二氣孔(11)中流出，之后，熱氣室(3)、冷氣室(6)以及外圍(20)中的壓強(qiáng)一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種斷路器滅弧裝置，其特征在于，在關(guān)合過程中，第二單向閥(10)打開，活塞桿(I)與運(yùn)動(dòng)觸頭(14)從分閘位置沿軸線(21)向靠近靜止觸頭(13)的方向移動(dòng)，活塞(4)貼緊活塞桿(I)的第二限位面(5)，活塞(4)壓縮熱氣室(3)并使其容積減小，熱氣室(3 )中的氣體從第二氣孔(11)排出；冷氣室(6 )體積增大，則冷氣室(6 )壓強(qiáng)減小，第一單向閥(8)打開，氣體從外圍(20)經(jīng)第一氣孔(9)流入冷氣室(6);第三單向閥(17)和第四單向閥(18)關(guān)閉；在關(guān)合結(jié)束后，熱氣室(3)、冷氣室(6)以及外圍(20)中的壓強(qiáng)一致。
全文摘要
本發(fā)明公開一種斷路器滅弧裝置，包括活塞桿、活塞、氣缸、靜止觸頭、運(yùn)動(dòng)觸頭和噴口；氣缸被活塞隔離形成熱氣室和冷氣室；活塞套于活塞桿外周且位于活塞桿的第一限位面和第二限位面之間；噴口上設(shè)有分別連通熱氣室和冷氣室的第一氣道和第二氣道。電弧加熱的熱氣流進(jìn)入熱氣室，而熄弧時(shí)采用冷氣室中的冷氣流吹走導(dǎo)電粒子，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)因?yàn)闊釗舸┮约皻饬鳉馀荻斐傻拈_斷不成功的現(xiàn)象；將活塞壓氣形成壓強(qiáng)與電弧加熱膨脹形成壓強(qiáng)集成在一起，減少了滅弧裝置的大??；通過活塞桿上的限位面，實(shí)現(xiàn)了活塞驅(qū)動(dòng)方式對(duì)電流大小的自適應(yīng)；電弧產(chǎn)生的膨脹壓力驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向始終與活塞桿驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方向一致，有利于斷路器操作功的降低。
文檔編號(hào)H01H33/91GK102945768SQ201210442100
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者朱琦琦, 程立, 呂軍玲, 徐剛, 馬沖 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司