專利名稱：帶有合閘電阻的斷路器技術(shù)領(lǐng)域的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種依照權(quán)利要求1前述部分所述的斷路器。
已有技術(shù)在專利說明書EP0152583B1中對一種帶有合閘電阻的斷路器做了說明，該斷路器可在高壓電網(wǎng)中加以應(yīng)用。它具有兩個串聯(lián)的消弧室和一個合閘電阻，該電阻由兩個分電阻構(gòu)成。在合閘后，該合閘電阻經(jīng)一電阻觸頭被跨接。合閘電阻設(shè)置在兩個消弧室的中間。在接通消弧室時，電阻觸頭閉合；在斷開消弧室時，電阻觸頭斷開。該電阻觸頭由一相應(yīng)昂貴的驅(qū)動機構(gòu)控制。美國專利說明書4421962記載了另一種帶有合閘電阻的斷路器。在該斷路器中，合閘時合閘電阻利用一輔助觸頭接入電路并且此后由自動閉合的消弧室觸頭跨接。
本發(fā)明簡述如在權(quán)利要求1中對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種帶有合閘電阻和電阻觸頭的斷路器，該斷路器結(jié)構(gòu)簡單并且體積小，并且在該斷路器中采用簡單的器件，即可實現(xiàn)對電阻觸頭的時間精確的控制。
本發(fā)明的斷路器可不經(jīng)改裝安裝在任何裝置位置。它尤其適用于露天開關(guān)器，而且該斷路器的配備有合閘電阻的消弧室非常便于嵌裝入具有金屬外殼的氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備內(nèi)。
可通過補充裝備這種帶有合閘電阻及附屬的電阻觸頭的斷路器大大改進已投入使用的斷路器的關(guān)合特性。只需要付出相應(yīng)較少的代價，即可實現(xiàn)這種補充裝備，這是因為對此僅需要很少量的器件。另外，非常有益的是，斷路器的這種實施方式體積很小，因而這種實施并不需要對已有的開關(guān)設(shè)備進行昂貴的改裝。
下面將對照附圖對本發(fā)明的實施例及實現(xiàn)的優(yōu)點加以詳細說明，該附圖示出的僅是一種可能的實施途徑。
附圖簡述圖中示出

圖1本發(fā)明斷路器的第一局部剖面圖，其中上半圖示出斷開狀態(tài)并且下半圖示出合閘狀態(tài)；圖2斷路器在斷開狀態(tài)時的第一耦合件剖面圖，圖3斷路器在合閘狀態(tài)時的第二耦合件剖面圖，圖4采用消弧室實施的斷路器的等效電路圖。
在所有圖中對作用相同的器件用相同的附圖標記標示。圖中未繪入所有對直接理解本發(fā)明不必要的器件。
實施本發(fā)明的方法斷路器具有一圓柱形的、沿中心軸1伸展的消弧室q，而且該消弧室僅由一將消弧室容積向外密封的絕緣的外殼3連同金屬連接法蘭3a和一輸送廢氣的金屬殼4構(gòu)成。消弧室腔內(nèi)充注有絕緣氣體，通常充注的是SF6氣體。消弧室2具有一對自耗觸頭。正如在專利說明書EP0313813B1中所述，消弧室2的兩個自耗觸頭在這里被移位，確切地說，被圖中示出的傳動機構(gòu)結(jié)合兩個徑向相對設(shè)置的齒條移動。在本發(fā)明的斷路器中，這兩個齒條分別與一個鋼制的控制桿5，6機械耦合?？刂茥U5和6沿軸7和8伸展，其中軸7和8同樣徑向相對并以相同的間隔平行于中心軸伸展。在金屬殼14范圍內(nèi)，每個控制桿5和6都配備有相同結(jié)構(gòu)的耦合件9，10，對該耦合件的結(jié)構(gòu)下面還要加以說明。在圖1中僅能看到耦合件10的一部分，在圖2和圖3中對耦合件9和10完全示出。金屬殼4具有一端法蘭11，該端法蘭具有兩個分別配備有一個塑料導向件12的孔?？刂茥U5和6穿過塑料方向件12。端法蘭11與一金屬支座13導電連接。
外殼3與金屬的中間法蘭14密封連接。中間法蘭14起著消弧室2此側(cè)的電流連線作用。在中間法蘭14中嵌裝有一個由絕緣材料制成的圓片15。被圓片15具有透孔16，該透孔用于通流SF6氣體。圓片15在一側(cè)與中間法蘭14連接，在另一側(cè)利用法蘭形固定環(huán)17與金屬支座13剛性連接。此外，固定環(huán)17還用于固定兩個彈性的減震件18。控制桿5和6穿過端法蘭11，支座13的凸緣和減震件18。在支座19的與端法蘭11相背側(cè)頂有一鎖閉件19，其面向端方蘭11的凸肩抵住一環(huán)形彈性的止擋件20。支座13在與端法蘭11的相背側(cè)與一圓柱形柱塞21連接，螺旋觸頭22和與觸頭配合的塑料導向環(huán)部分地嵌入柱塞的外表面。在螺旋觸頭22和導向環(huán)上滑移著一個金屬接觸缸23。接觸缸23在與端法蘭11相背側(cè)具有一徑向向外的圓柱頭24。圓柱24例如可以用鍍銀的鎢銅合金制成。在面向端法蘭11側(cè)，接觸缸23備有一個缸蓋25，控制桿5和6旋入缸蓋內(nèi)。此螺旋連接分別用一鎖緊螺母26固定。斷開時，此鎖緊螺母26與減震件18相配合；而在合閘時，缸蓋25將撞擊止檔件20。在接觸柱塞23與支座13間的空間內(nèi)有一螺旋彈簧27，該彈簧以一個面向端法蘭11的力作用于接觸缸23。
中間法蘭14與金屬殼28密封并導電連接，金屬殼同心環(huán)繞該接觸缸23。在外殼28與中間法蘭14相背側(cè)設(shè)置有一個法蘭29，一個閉合的金屬電阻外殼30密封并導電法蘭連接在該法蘭上。在外殼28內(nèi)部一觸頭支座31法蘭連接在法蘭29上，該觸頭支座用于固定被彈性固定的滑觸頭32的圓柱結(jié)構(gòu)的籠形配置。觸頭支座31具有圖中未示出的透孔，這些透孔把外殼28內(nèi)的腔室與被電阻外殼30環(huán)包的腔室連接在一起，從而在這里可以進行SF6氣體的變換。滑觸頭32與接觸缸23共同構(gòu)成可開釋的接觸配置，該接觸配置被稱作電阻觸頭33。在電阻觸頭33處于接通狀態(tài)時滑觸頭32與接觸缸23的主頭24嵌接在一起并利用其彈力將接觸缸23固定在其接通位置。電阻觸頭33的設(shè)計應(yīng)使其可以在無限的時間通過斷路器的滿額定電流。在接觸頭支座31的與法蘭29相背側(cè)固定有一個絕緣體34，該絕緣體具有一個中心孔35。絕緣體34支承有一塊金屬接觸片37。在該中心孔37的壁上嵌有一個螺旋觸頭38，該螺旋觸頭與柱塞桿39表面建立電觸接，該柱塞桿在柱塞21上成形并在軸向上把柱塞加長。柱塞桿39穿過觸頭支座31，絕緣體34和接觸片36。柱塞桿39在接觸片后由一中心導向螺栓40加長，該螺栓由一絕緣管41環(huán)繞。一個由圓柱形的、帶有中心孔的電阻體42的組件套在絕緣管41上，該中心孔的直徑稍大于絕緣管41的直徑。電阻體42的外表面的覆層應(yīng)使SF6氣體的分解產(chǎn)物不致侵蝕其表面。在組件的接觸片36的相對側(cè)套入一帶有中心孔的、圓柱形金屬壓力墊圈43，該中心孔的直徑稍大于絕緣管41的直徑。此外，盤形彈簧44組件在絕緣管41上推入，該組件同樣套在絕緣管41上，并且抵在金屬電阻外殼30上。當電阻外殼30與法蘭29密封螺接時，盤形彈簧44的應(yīng)力應(yīng)保證由接觸片36向電阻體42并且在其之間以及由其經(jīng)壓力墊圈43和盤形彈簧44向電阻外殼30的完善的電流傳導。
圖2示出在消弧室2被斷開時沿軸7伸展的耦合件。耦合件9具有一個鋁合金制的圓柱形外殼45，該外殼在其左邊的、面向消弧室2的自耗觸頭的一側(cè)由一相應(yīng)的護板46閉合。在護板46的中心旋入直接與消弧室2上齒條連接的控制桿5并用鎖緊螺母47固定。外殼45具有一個中心孔48，該中心孔在面向護板46的一側(cè)具有一稍大一些的直徑。在大一些的直徑范圍內(nèi)嵌入一盤形彈簧束49，該彈簧束抵住護板46和在護板46對面的中心孔48的鎖閉件50。在較小直徑的范圍內(nèi)中心孔48至少部分用滑動套筒51加襯，該套筒通常由合金鋼制成。滑動套筒51稍短于中心孔48的較小的直徑范圍，其中在滑動套筒51的與護板46的相背端與中心孔48的外殼45的端部分5 2有一第二盤形彈簧束53。一備有例如由聚四氟乙烯制成的導向環(huán)54的中心孔嵌入端部分52內(nèi)。由外殼45右側(cè)伸出的控制桿5穿過該導向環(huán)54。控制桿5在面向護板46端有一柱塞55，該柱塞至少具有一個柱塞環(huán)56，該柱塞環(huán)例如由聚四氟乙烯制成并可在滑動套筒51內(nèi)移動。柱塞55由斷開點到接通點的行程為H1。
圖3示出在消弧室2接通時沿軸8伸展的耦合件10。耦合件10與耦合件9的結(jié)構(gòu)完全相同?？刂茥U6在面向消弧室2的自耗觸頭側(cè)旋入護板46內(nèi)。在在滑動套筒51內(nèi)移動的柱塞57上控制桿6的延長件成形，該延長件由外殼45右側(cè)伸出。在消弧室2的接通點，如圖3所示，柱塞57觸及盤簧束49。柱塞57在與盤簧束49的相背側(cè)有一凸肩58。
耦合件9將控制桿5斷開，確切地說，被控制桿5與沿著其移動的軸7對控制桿5的兩個部分都有效。而且在合閘時電阻觸頭33的接觸缸23的移動被遲延，這是因為只有在外殼45經(jīng)行程H1之后由齒條經(jīng)控制桿5和護板46傳遞到外殼45上的軸向移動才傳遞到柱塞55上并隨之經(jīng)控制桿5的右延長件才傳遞到接觸缸23上。
耦合件10將控制桿6斷開，確切地說，被控制桿6沿著其移動的軸8對控制桿6的兩個部分有效。而且在斷開時電阻觸頭33的接觸缸23的移動被遲延，這是因為只有在外殼45經(jīng)行程H2之后由齒條經(jīng)控制桿6和護板46傳遞到外殼45的向左的軸向移動才傳遞到柱塞55上并隨之經(jīng)控制桿5的右延長件傳遞到接觸缸23上。據(jù)此只有在盤形彈簧束53撞擊在柱塞55的凸肩58上時，接觸缸23才開始移動。
上面對兩個耦合件9和10在合閘和斷開時的不同的作用已做了說明，它們始終相互并列工作，從而將可靠地避免了移動件的傾斜。據(jù)此，可以有益地把消弧室的傳動機構(gòu)設(shè)計成相對小的傳動能量，這是因為移動被耦合的電阻觸頭33附加消耗的能量相對很少。
圖4示出被斷開的帶有唯一一個消弧室2的斷路器的等效電路圖。斷路器具有一個輸入端59和一個輸出端60，在輸入和輸出端之間加有存在的電網(wǎng)電壓。此外，斷路器還具有一功率斷路點61和與此并聯(lián)的帶有端子63的額定電流斷路點62。輸入端59經(jīng)額定電流斷路點62與端子63連接并經(jīng)功率斷路點61與端子64連接。同樣兩個端子63和64相互導電連接。端子63經(jīng)合閘電阻65與輸出端60連接。端子64經(jīng)電阻觸頭33與輸出端60連接。合閘電阻65由多個電阻體42構(gòu)成。端法蘭11在端子63和64的電位上。由端子63至輸出端60的連接通過支座13、柱塞21、柱塞桿39、螺旋觸頭38、接觸片36、電阻體42、壓力墊圈、盤形彈簧44、電阻外殼30、外殼28和中間法蘭14加以實現(xiàn)。由端子64經(jīng)閉合的電阻觸頭33至輸出端60的連接通過支座13、柱塞21、螺旋觸頭22、接觸缸23、滑觸頭32、觸頭支座31、外殼28和中間法蘭14實現(xiàn)。
為對工作方式加以說明，首先對圖4將做進一步的探討。合闡時，功率斷路點61首先把電路接通，確切地說，電流由輸入端59經(jīng)功率斷路點61和與其串聯(lián)的合閘電阻65流向輸出端60。額定電流斷路點稍遲一些閉使。只要該電流受到合閘電阻65的限制，在電網(wǎng)中就不會形成不希望出現(xiàn)的由于合閘過程造成的合閘過壓。但合閘電阻65不能在電路中過長地存在，這是因為否則它將會熱過載。所以電阻觸頭33在預定的時延后將把合閘電阻65短路，即將合閘電阻65跨接，以便使其熱卸載。這個在合閘時所需要的時延是由耦合件9和10產(chǎn)生的。通過改變行程H1和/或盤形彈簧束49的簧特性即可對不同的時延加以調(diào)整。
斷開時，額定電流斷路點62首先斷開并且電流換流至經(jīng)功率斷路點61的電流路徑，只有在這時功率斷路點61才斷開并且在功率斷路點內(nèi)燃燒的光弧接著熄滅，從而使電流回路斷開。只有在此后電阻觸頭33同樣時延時斷開關(guān)且斷開過程結(jié)束。該在斷開時所需的時延同樣是自耦合件9和10產(chǎn)生的，其中通過改變行程H2可調(diào)整不同的時延。
如圖1和2所示，合閘時與齒桿直接連接的控制桿5和6分別與其連接的外殼5和6一起向右移動。在進行該移動時，消弧室2，即額定電流斷路點62和功率斷路點61閉合，從而使合閘電阻65在電流回路中。這時電流從端法蘭11開始，經(jīng)支座、柱塞21、柱塞桿39、螺旋觸頭38、接觸片36、電阻體42、壓力墊圈43、盤形彈簧44、電阻外殼30、外殼28并經(jīng)中間法蘭14，由斷路器流出。只要兩個外殼尚未完全經(jīng)過行程H1，柱塞55或57就停留在圖2所示的位置。只有在兩個盤形彈簧束49撞擊柱塞55或57時，其間該撞擊被盤形彈簧束49緩沖，柱塞55或57才隨動并且同樣通過控制桿5或6與其連接在一起的接觸缸23也隨動，該接觸缸23然后向滑觸頭32移動。一旦在接觸缸23和滑觸頭32之間出現(xiàn)預燃光弧，合閘電阻65即被跨接。一旦接觸缸23接觸到滑觸頭32，預燃光弧熄滅?；|頭32的設(shè)計應(yīng)使其可以在接觸缸23的圓柱頭24上滑動并且此后把接觸缸23嵌接保持在位置上。當接觸缸23在完全的接通位置時，接觸缸23由彈性上檔件20制動，缸底25撞擊在該止檔上。在接觸缸23接通移動時螺旋彈簧27被加有預應(yīng)力。在接通位置時，電流由端法蘭11開始，經(jīng)支座13、柱塞21、螺旋觸頭22、觸頭支座31、外殼28和中間法蘭14，由斷路器流出。當斷路器在此位置時流經(jīng)電阻體42的僅僅是無足輕重的雜散電流，該雜散電流并不會對電阻構(gòu)成熱加載。
在斷開之前，柱塞55或57在圖3中所示的位置。在斷開時，與齒條直接的控制桿5和6與某與其連接的外殼45一起向左移動。在該移動時，消弧室2斷開，即額定電流斷路點62和功率斷路點61斷開。接觸缸23自始至終由滑觸頭32夾持，保持固定在其接通位置。加有預應(yīng)力的螺旋彈簧27的力本身不足以釋放滑觸頭32與接觸缸23間的嵌接。甚至在立式結(jié)構(gòu)時，當接觸缸23的自重再加上夾持滑觸頭32的其它力時，該嵌接也是不會自動開釋的。只有當外殼45經(jīng)過行程H2，此時刻在消弧室2內(nèi)燃燒的斷路光弧早已熄滅時，盤形彈簧束53才撞擊柱塞55或57的凸肩58并使與接觸缸23連接的柱塞55或57隨動。該撞擊被盤形彈簧束53有效地緩沖。接觸缸23被由滑觸頭32內(nèi)抽出。一旦滑觸頭32在圓柱頭24上滑移開，消弧室2的斷路行程結(jié)束并且耦合件9和10的外殼45不再向左移動。但接觸缸23將被加有預應(yīng)力的螺旋彈簧27繼續(xù)向左朝著端法蘭11方向移動，確切地說，其移動一直延續(xù)到，直至缸底25及兩個鎖緊螺母26撞在兩個彈性的減震件18上。減震件18將接觸缸23的行程限定在其斷開位置上。柱塞55及57然后在圖2所示位置上，斷路過程結(jié)束并且耦合件9和10又重新準備下一個接通。
在此加以詳述的實施例示出一個帶有兩個逆向移動的自耗觸頭的消弧室。但也可以為消弧室僅配備一個帶有合閘電阻的移動自耗電阻，其中在圖4中所示的等效電路在這里也是適用的。但在這種斷路器中，必要時控制桿5和6必須至少部分地由絕緣材料制成，尤其是當端法蘭11與固定自耗觸頭連接，從而使消弧室2的整個消弧段必須經(jīng)控制桿5和6過載時，就是這種情況。在此情況時，控制桿5和6必須至少在消弧段范圍內(nèi)由耐溫的絕緣材料制成。
附圖標記對照表1中心軸2消弧室3外殼3a 連接法蘭4金屬殼5，6 控制桿7，8 軸9，10耦合件11 端法蘭12 塑料導向件13 支座14 中間法蘭15 圓片16 孔17 固定環(huán)18 減震件19 鎖閉件20 止檔件21 柱塞22 螺旋觸頭23 接觸缸24 圓柱頭25 缸蓋26 鎖緊螺母27 螺旋彈簧28 外殼29 法蘭30 電阻外殼31 觸頭支座32滑觸頭33電阻觸頭34絕緣體35孔36接觸片37中心孔38螺旋觸頭39柱塞桿40導向螺栓41絕緣管42電阻體43壓力墊圈44盤形彈簧45外殼46護板47鎖緊螺母48中心孔49盤形彈簧束50鎖閉件51滑動套筒52端件53盤形彈簧束54導向環(huán)55柱塞56柱塞環(huán)57柱塞58凸肩59輸入端60輸出端61功率斷路點62額定電流斷路點63、64端子65合閘電阻H1、H2行程
權(quán)利要求
1.斷路器，帶有至少一個沿心軸(1)伸展的消弧室(2)，該消弧室至少具有一個帶有至少一個由傳動機構(gòu)移動的觸頭，帶有至少一個與功率斷路點(61)串聯(lián)的合閘電阻(65)，帶有一電阻觸頭(33)，該電阻觸頭與合閘電阻(65)并聯(lián)，并且該合閘電阻在接通功率斷路點(61)時閉合并且在斷開功率斷路點時斷開，其特征在于—電阻觸頭(33)線性的沿至少一個軸(7，8)與至少一個移動觸頭機械連接，—分別有一耦合件(9，10)中間接入線性機械連接中，并且—耦合件(9，10)的設(shè)計應(yīng)使其不管是在合閘過程還是斷開過程中都起著遲延作用。
2.依照權(quán)利要求1的斷路器，其特征在于—耦合件(9，10)在合閘過程中和斷開過程中分別具有不同的遲延時間。
3.依照權(quán)利要求1，或2的斷路器，其特征在于—在至少一個移動觸頭和電阻觸頭(33)之間備有雙重連接，并且—這兩個連接的任一個分別沿軸(7，8)伸展，并且—兩個軸(7，8)相對并以相同的間隔平行于消弧室(2)的中心軸(1)伸展。
4.依照權(quán)利要求1至3中的任一項的斷路器，其特征在于—功率斷路點(61)具有兩個逆向移動的觸頭。
5.依照權(quán)利要求4的斷路器，其特征在于—電阻觸頭(33)與移動觸頭連接，移動觸頭與消弧室(2)的傳動機構(gòu)直接連接。
6.依照權(quán)利要求1至5中的任一項的斷路器，其特征在于—耦合件(9，10)具有一個帶有中心孔(48)的外殼(45)，中心孔的一側(cè)由護板(46)閉合；—在中心孔(48)的每一端插入盤形彈簧束(49，53)并且在盤形彈簧束之間插入滑動套筒(51)，—在護板(46)上固定有一個控制桿(5，6)，并且—在滑動護套(51)上移動設(shè)置有一個柱塞(55、57)，在柱塞上有一成形的控制桿(5，6)，控制桿在與護板(46)相對的一側(cè)由外殼(45)伸出。
全文摘要
斷路器至少備有一個沿心軸(1)伸展的消弧室(2)，消弧室至少具有一個帶有至少一個由傳動機構(gòu)移動的觸頭的功率斷路點(61)。合閘電阻(65)用電阻觸頭(33)。與功率斷路點(61)串聯(lián)，電阻觸頭與合閘電阻(65)并聯(lián)，并且合閘電阻在接通功率斷路點(61)后時閉合并且在斷開功率斷路點(61)時斷開。推薦一種帶有合閘電阻和電阻觸頭的斷路器，該斷路器結(jié)構(gòu)簡單并且體積小，并且在該斷路器中用簡單的器件即可實現(xiàn)對電阻觸頭時間精確的控制。此點的實現(xiàn)方案是，電阻觸頭(33)線性沿至少一個軸(7，8)與至少一個移動觸頭機械連接，在線性機械連接中，分別中間連接有一個耦合件(9，10)，并且耦合件(9，10)的設(shè)計應(yīng)使其不管是合閘過程還是斷開過程中都起著遲延作用。
文檔編號H01H33/16GK1165385SQ9612336
公開日1997年11月19日 申請日期1996年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月16日
發(fā)明者R·米勒, J·塔利爾 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司