气体绝缘断路器 |
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| 申请号 | CN201410758326.0 | 申请日 | 2014-12-10 | 公开(公告)号 | CN104979132B | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
| 申请人 | 现代电力与能源系统株式会社; | 发明人 | 金亨春; | ||||
| 摘要 | 一种气体绝缘 断路器 可以包括：固定触头，该固定触头具有形成于其中的空腔；固定弧触头，该固定弧触头设置在固定触头的空腔内；固定侧导体，该固定侧导体设置成包围固定触头，并且该固定侧导体将位于固定侧导体与固定触头之间的间隙构造成用于绝缘气体的排放路径；可动触头，该可动触头具有形成于其中的空腔；可动弧触头，可动弧触头设置在可动触头的空腔内；可动侧导体，该可动侧导体设置成包围可动触头，并且该可动侧导体将位于可动侧导体与可动触头之间的间隙构造成用于绝缘气体的排放路径；第一扩展部，该第一扩展部形成在固定侧导体上并且扩展固定侧导体的用于绝缘气体的排放路径；以及第二扩展部，该第二扩展部形成在可动侧导体上并且扩展可动侧导体的用于绝缘气体的排放路径。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种气体绝缘断路器，包括： |
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| 说明书全文 | 气体绝缘断路器[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域[0003] 本公开涉及气体绝缘断路器，并且更具体地涉及具有如下结构的气体绝缘断路器，该结构使得从断路器单元排放到外壳中的绝缘气体能够冷却。 背景技术[0005] 根据断路器中使用的灭弧介质，可以将这样的气体绝缘断路器分类为真空断路器(VCB)、油断路器(OCB)、气体断路器(GCB)等。 [0006] 此外，气体绝缘断路器可以具有：设置在压力容器内的绝缘材料；可动触头和固定触头，其具有位于绝缘材料内部的主触头和弧触头；以及类似部件，从而消除在可动触头和固定触头的主触头与弧触头之间的接触点处产生的电弧。 [0007] 图1是根据相关技术的气体绝缘断路器的横截面视图。 [0008] 参照图1，根据相关技术的气体绝缘断路器可以构造有固定触头部和可动触头部。 [0009] 固定触头部可以包括固定触头构件20、固定弧触头构件30和固定侧屏蔽件25。固定触头部还可以包括圆筒形的固定导体部10，并且固定触头构件20可以联接至固定导体部10的一个端部。 [0010] 此外，在固定触头部中，固定弧触头构件30可以定位在固定导体部10内。 [0012] 可动弧触头构件60可以将固定弧触头构件30接纳于其中。外部喷嘴71可以联接至可动触头构件50的内侧。 [0013] 内部喷嘴72可以包围可动弧触头构件60并且与可动弧触头构件60间隔开，并且内部喷嘴72可以构造成与外部喷嘴71间隔开以提供用于绝缘气体的传送路径。 [0014] 可动轴80可以具有与内部喷嘴72相联接的一个端部，并且可动弧触头构件60可以联接至与内部喷嘴72相联接的所述一个端部的内部。此外，在不存在将气体流引导至可动轴80的装置的情况下，可能导致加热至高温的绝缘气体在整个可动触头部40内流动。 [0016] 在该情况下，联接至可动轴80以便切断所产生的电弧的缸体90可以根据可动轴80的缩回操作而向后移动，使得可以将缸体90内部填充的诸如SF6之类的绝缘气体喷射到固定弧触头构件30与可动弧触头构件60之间的空间中。 [0017] 在此，由于可能产生朝向固定触头部和可动触头部的超音速流和电弧，因此使得所喷射的绝缘气体可能处于高温高压的状态。 [0018] 处于高温高压状态下的绝缘气体可以从断路器单元排放到外壳的内部空间中。 [0019] 然而，在高温绝缘气体的情况下，绝缘性能可能显著降低。具有降低的绝缘性能的气体可能引起地线之间(外壳和断路器单元之间)以及相之间(多相断路器单元之间)的电击穿。 [0020] 同时，在根据相关技术的气体绝缘断路器中，为了促进电场的形成，即，为了产生稍不均匀电场，固定导体部10和可动导体部40构造成具有圆筒形的形状，并且其中容纳有断路器单元的外壳也可以形成为具有圆筒形的形状。 [0021] 然而，由于构造成具有如上所述的圆筒形形状的固定导体部10和可动导体部40可以具有窄通道，绝缘气体通过该窄通道排放，因此，在排放绝缘气体时，绝缘气体的冷却程度可能很低。发明内容 [0022] 本公开的一方面可以提供一种能够有效地冷却已消除电弧的高温绝缘气体的气体绝缘断路器。 [0023] 根据本公开的一方面，一种半导体器件可以包括：固定触头，该固定触头具有形成于其中的空腔；固定弧触头，该固定弧触头设置在固定触头的空腔内；固定侧导体，该固定侧导体设置成包围固定触头，并且该固定侧导体将位于固定侧导体与固定触头之间的间隙构造成用于绝缘气体的排放路径；可动触头，该可动触头具有形成于其中的空腔；可动弧触头，该可动弧触头设置在可动触头的空腔内；可动侧导体，该可动侧导体设置成包围可动触头，并且该可动侧导体将位于可动侧导体与可动触头之间的间隙构造成用于绝缘气体的排放路径；第一扩展部，该第一扩展部形成在固定侧导体上并且扩展固定侧导体的用于绝缘气体的排放路径；以及第二扩展部，该第二扩展部形成在可动侧导体上并且扩展可动侧导体的用于绝缘气体的排放路径。 [0024] 第一扩展部可以通过使固定侧导体的主体的一部分向外弯曲而形成；以及第二扩展部可以通过使可动侧导体的主体的一部分向外弯曲而形成。 [0025] 固定侧导体可以具有圆筒形的形状，其中，在固定侧导体的侧部上形成有至少一个第一扩展部，并且可动侧导体可以具有圆筒形的形状，其中，在可动侧导体的侧部上形成有至少一个第二扩展部。 [0026] 固定侧导体和可动侧导体可以在其前端部中具有排放孔，该排放孔允许绝缘气体通过所述排放孔向外排放。 [0028] 从结合附图的下列详细描述中，将会更清晰地理解本公开的上述和其他的方面、特征以及其他优点，其中： [0029] 图1是根据相关技术的气体绝缘断路器的横截面视图； [0030] 图2是根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘断路器的横截面视图； [0031] 图3是示出图2所示的气体绝缘断路器的闭合状态的横截面视图；以及[0032] 图4是示出图2所示的气体绝缘断路器的断开状态的横截面视图。 具体实施方式[0033] 现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。 [0034] 然而，本公开可以以许多不同的形式进行示例，而不应当解释为限制于本文所阐述的特定实施方式。相反，提供这些实施方式以使本公开是彻底且完整的，并将本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。 [0035] 在附图中，为清楚起见可以将元件的形状和尺寸放大，并且相同的附图标记将自始至终用于指示相同或相似的元件。 [0036] 参照图2至图4，将对根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘断路器进行描述。 [0037] 如图2至图4所示，根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘断路器100可以包括固定触头110、固定弧触头120、固定侧导体130、可动触头140、可动弧触头150、可动侧导体160、可动杆180、绝缘杆190、压气缸170、喷嘴200、以及第一扩展部135和第二扩展部165。 [0038] 固定触头110可以连接至后面将作描述的可动触头140，以形成供主电流沿着流动的路径。 [0039] 固定触头110可以构造成内部形成有空腔的圆筒形导体，并且其可以包括指接触部分112和屏蔽部分114，指接触部分112形成在固定触头110的前端部上并且按压和抓握后面将作描述的可动触头140，屏蔽部分114设置成包围指接触部分112的外周并且缓减(alleviate)电场。 [0040] 此外，固定弧触头120可以构造成设置在固定触头110的空腔内的条形导体，并且固定弧触头120可以根据气体绝缘断路器100的断开或闭合状态而引发电弧，从而防止在固定触头110和可动触头140中产生电弧。 [0041] 在气体绝缘断路器100处于闭合状态时，固定弧触头120可以插入至并且联接至后面将作描述的可动弧触头150。 [0042] 此外，固定侧导体130可以构造成具有内部空间的导体，在该内部空间中设置有固定触头110和固定弧触头120。 [0043] 固定侧导体130可以连接至固定触头110，以构造供主电流沿着流动的路径。 [0044] 固定触头110可以设置在固定侧导体130的内部空间中，使得固定侧导体130可以包围固定触头110，并且固定触头110与固定侧导体130之间的间隙可以构造成排放路径，绝缘气体通过该排放路径排放。 [0045] 换言之，在气体绝缘断路器100的断开操作过程中喷射到固定弧触头120中的绝缘气体可以如图4所示地流动通过固定触头110与固定侧导体130之间的间隙，并且可以排放到外壳(未图示)的内部中。 [0046] 为此，在示例性实施方式中，固定侧导体130在其前端部可以设置有排放孔132，该排放孔132允许绝缘气体通过其排放。 [0047] 此外，在示例性实施方式中，固定侧导体130可以总体上构造成具有圆筒形的形状，以便形成稍不均匀电场。 [0048] 此外，可动触头140可以构造成内部形成有空腔的圆筒形导体。可动触头140可以连接至后面将作描述的可动杆180，并且其可以根据可动杆180的操作而运作。 [0049] 在示例性实施方式中，可动触头140可以插入式地连接至固定触头110的指接触部分112。可动触头140可以连接至固定触头110，以构造供主电流沿着流动的路径。 [0050] 此外，可动弧触头150可以插入可动触头140的空腔中并且可以构造成内部形成有空腔的圆筒形导体。 [0051] 在气体绝缘断路器100的闭合状态中，固定弧触头120可以插入式地联接至可动弧触头150的空腔。 [0052] 根据气体绝缘断路器100的断开和闭合状态，可动弧触头150可以与固定弧触头120结合起来引发电弧，从而防止在固定触头110和可动触头140中出现电弧。 [0053] 此外，可动侧导体160可以构造成包围可动触头140，并且可动侧导体160与可动触头140之间的间隙可以构造成用于排放绝缘气体的路径。可动侧导体160可以在其前端部设置有排放孔162，排放孔162允许绝缘气体通过其排放。 [0054] 在图2至4所示的本公开的示例性实施方式中，后面将作描述的活塞部分171和压气缸170可以设置在可动侧导体160的内侧，并且可动触头140可以设置在可动侧导体160的前方，但是可以理解的是，可动触头140可以为电流在其中流动并且包含包括压气缸170和活塞部分171的概念的可动部分。 [0055] 换言之，构造于可动侧导体160中的用于绝缘气体的排放路径在不包括压气缸170的示例性实施方式的情况下可以形成为可动侧导体160与可动触头140之间的间隙，并且用于绝缘气体的排放路径可以形成为压气缸170与活塞部分171之间的间隙。 [0056] 在示例性实施方式中，可动侧导体160可以构造成具有内部空间的导体，并且后面将作描述的压气缸170和可动杆180可以设置在可动侧导体160的内部空间中。 [0057] 可动侧导体160可以连接至可动触头140，以构造供主电流沿着流动的路径。 [0058] 在示例性实施方式中，类似于固定侧导体130，可动侧导体160总体上可以构造成具有圆筒形的形状，以便形成稍不均匀电场。 [0059] 此外，可动杆180可以联接至可动触头140和可动弧触头150，并且可以构造成通过外部驱动装置(未图示)执行沿长度方向的往复运动。 [0060] 换言之，可动杆180可以将从外部驱动装置施加的力传递至可动触头140和可动弧触头150，从而可以移动可动触头140和可动弧触头150。 [0061] 可动杆180可以连接至绝缘杆190，以便通过绝缘杆190接收来自外部驱动装置的机械力。 [0062] 此外，压气缸170可以设置在可动触头140上，并且可以根据可动触头140与固定触头110分离的操作——即，在气体绝缘断路器100处于断开状态的期间——将绝缘气体喷射到固定弧触头120与可动弧触头150之间的间隙中。 [0063] 在示例性实施方式中，压气缸170可以构造成具有敞开的后端部的圆筒形构件，并且压气缸170可以设置有喷射孔176，填充压气缸170的内部的绝缘气体通过该喷射孔176喷射。 [0064] 此外，压气缸170可以具有插入压气缸170内并且压缩绝缘气体的活塞部分171。 [0065] 此外，在示例性实施方式中，在压气缸170内可以设置有分隔部分172，该分隔部分172将由压气缸170的内侧和活塞部分171的前端部围成的封闭空间划分成两个封闭空间。 [0066] 通过分隔部分172，压气缸170内可以构造有第一室174和第二室175。第一室174和第二室175可以填充高程度的压力的绝缘气体。 [0067] 此外，分隔部分172可以联接至可动杆180，并且可以使压气缸170能够根据可动杆180的操作而运作。 [0068] 换言之，在本公开的示例性实施方式中，在气体绝缘断路器100处于断开状态期间，当可动杆180向后移动时，联接至可动杆180的压气缸170会后退，并且在此情况下，由于缸体部可能处于固定状态，因此若第一室174的体积减小，则填充第一室174的内部的绝缘气体会通过分隔部分172的流通孔173对填充第二室175的内部的绝缘气体加压，使得第二室175内部填充的绝缘气体可以经由后面将作描述的喷嘴200喷出。 [0069] 此外，喷嘴200可以设置成将从压气缸170的喷射孔176喷出的绝缘气体喷射到固定弧触头120与可动弧触头150之间的空间中。 [0070] 在示例性实施方式中，喷嘴200可以联接至可动触头140的空腔，并且可以构造成包括外部喷嘴202和内部喷嘴204，外部喷嘴202具有空腔，内部喷嘴204与外部喷嘴202的空腔隔开并且覆盖可动弧触头150的外侧。 [0071] 在该情况下，绝缘气体可以喷射到外部喷嘴202与内部喷嘴204之间的间隙中。 [0072] 同时，在固定侧导体130上可以形成有第一扩展部135，该第一扩展部135可以使固定侧导体130的用于绝缘气体的排放路径扩展至少一部分。 [0073] 在示例性实施方式中，如图2至4所示，每个第一扩展部135均可以通过将固定侧导体130的本体的一部分弯曲成向外突出而形成。 [0074] 第一扩展部135可以扩展固定侧导体130的用于绝缘气体的排放路径的体积，借此可以增大从固定侧导体130排放出的绝缘气体的冷却速率。 [0075] 换言之，当绝缘气体穿过第一扩展部135时，绝缘气体的温度可能因为其压力程度的减小而降低。 [0076] 在示例性实施方式中，在固定侧导体130的一侧上可以形成有至少一个第一扩展部135。通过示例的方式，如图2至4所示，第一扩展部135可以形成为在固定侧导体130的两侧上彼此对应，但并不限于此。第一扩展部可以只形成在固定侧导体130的一侧上。 [0077] 同时，在可动侧导体160上可以形成有第二扩展部165，并且该第二扩展部165可以使可动侧导体160的用于绝缘气体的排放路径扩展至少一部分。 [0078] 在示例性实施方式中，如图2至4所示，每个第二扩展部165均可以通过将可动侧导体160的本体的一部分弯曲成向外突出而形成。 [0079] 第二扩展部165可以扩展可动侧导体160的用于绝缘气体的排放路径的体积，借此可以增大从可动侧导体160排放出的绝缘气体的冷却速率。 [0080] 在示例性实施方式中，在可动侧导体160的一侧上可以形成有至少一个第二扩展部165。通过示例的方式，如图2至4所示，第二扩展部165可以形成为在可动侧导体160的两侧上彼此对应，但并不限于此。第二扩展部可以只形成在可动侧导体160的一侧上。 [0081] 将对气体绝缘断路器100处于断开状态期间的操作进行描述。 [0082] 如图4所示，当固定弧触头120和可动弧触头150根据可动杆180的操作而彼此分离时，绝缘气体可以通过喷嘴200从压气缸170喷射到固定弧触头120与可动弧触头150之间的空间中，从而消除电弧。 [0083] 已经消除电弧的处于高温高压状态的一部分绝缘气体可以通过固定触头110的内部空间移动至固定触头110的后端部，可以流动通过固定侧导体130与固定触头110之间的间隙，并且可以经由固定侧导体130的排放孔132排放到外壳的内部中。 [0084] 在该情况下，在绝缘气体穿过第一扩展部135的同时，绝缘气体的温度会降低。 [0085] 已经消除电弧的处于高温高压状态的剩余部分的绝缘气体可以通过可动触头140的空腔引入到可动杆180的内侧中，并且随后通过设置在可动杆180的后端部内的排放孔182排放到活塞部分171的内部中。 [0086] 在此，排放到活塞部分171的内部中的绝缘气体可以流动通过可动侧导体160与活塞部分171之间的间隙，并且通过可动侧导体160的排放孔162排放到外壳的内部中。 [0087] 在该情况下，在绝缘气体穿过第二扩展部165的同时，绝缘气体的温度会降低。 [0088] 如上文所阐述的，根据本公开的示例性实施方式在具有这种构型的情况下可以改善对已消除电弧的高温绝缘气体的冷却效果。 |
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