用绝缘气体吹弧的高压断路器

本发明是关于高压断路器的，在断路器的开关盒内充满介电气体六氟化硫，利用电弧的能量提高气体的压力，以减少断路器操作所需的能量。

更具体地说，本发明的断路器有一个吹弧室及另一个开关室，那里装有一对辅助触点;当断路器动作时，此触点产生的二次电弧能提供断路器操作所需的部分能量。

这类断路器是人所共知的，例如法国专利第8701545号。

然而，这类断路器尚需解决的一个问题是，当断路器切断小电路时吹弧室内的压力变化不大（操动的能量亦小），而当断路器切断大电流时，灭弧室内压力升得较高，但并没有增加操动所需的能量。

本发明的目标是当断路器切断微小电流时操动能量维持不变，本发明的另一目标是而当切断短路电流时，吹弧室内气体压力升高很多。

本发明是为了实现一种充介电气体的高压断路器，这类断路器至少有一个开关盒：由绝缘外壳组成，内充介电气体，并装有固定部件：即固定的主触点和固定的电弧触点;还有一个移动部件，包括动的主触点和动的电弧触点;开关盒内还有一个吹弧室，它与吹弧口相连，和一对辅助触点，其特征为，上述的吹弧室由装有动的电弧触点的内管筒、和装有固定主触点的外管筒、以及位于上述两筒之间的主滑动活塞构成;该滑动活塞靠一个弹簧由装在固定部件上的一个凸缘定位，装有动的电弧触点的内管筒与一个装在固定部件上的同轴圆管之间有一个封闭吹弧室另一端的小活塞，这样吹弧室一端由上述主活塞密封，另一端由环形活塞密封，环形活塞由内管筒定位并沿内管筒的长度方向滑动。在吹弧室中有两个辅助触点，第一个装在上述的圆管上，第二个装在上述的内管筒上。封闭吹弧室的活塞上有单向阀，它只允许吹弧室中气体流出。环形活塞上也有单向阀，使气体流进装有辅助触点的空间。

通过以下的本发明的一个较佳实施例能更好地理解此发明。

图1是按本发明构成的断路器的开关盒的纵向剖面图（图是轴对称的，只示出一半），图所示断路器处于闭合状态;

图2是类似的图，所示断路器正处于切断微弱电流的过程中;

图3也是类似的剖面图，显示断路器切断电流后的状态。

图4亦是类似的剖面图，表示切断强大电流时的情况。

图1给出了一个开关盒的结构，其由用绝缘材料陶瓷制的外壳1组成，内充有几个大气压的介电气体即六氟化硫，在开关盒中装有一组指状的固定触点2，及防电晕保护罩3，及一个管状的金属电弧触点4，其端部4A用耐弧合金制成的。

运动部件由用作运动电弧触点的金属筒或管5组成，其端部装有套管5A，是用耐弧合金制成的。

管筒5是金属管6驱动的，管6可用铝制成与断路器操动杆（图中没表示出来）相连接。但管5和管6不是固定在一起的，而是能有一定的相对移动，这个位移是靠各自管子上的凸缘5B和6B来实现的，挡圈6C则起限制位移量的作用。

与管筒5同心的金属管7是运动主触点，它带有一个用绝缘材料制的吹弧口8，管7与金属件9的电接触是靠一组指状触点10，9可用铝制成，是与断路器的固定部分相连接的。

管筒5和管筒7用绝缘圆环12连接起来，圆环上有一些孔12A。

空间20由管筒5和管筒7围成，一端是活塞14，用绝缘材料制成，如聚四氟乙烯。

活塞14相对于断路器的固定部分是半可动的，这是因为活塞14与圆筒15相接，其端部有凸缘15A，能沿着管筒7内表面滑动。

圆筒15的位移受到凸缘16A的限制，16A是固定在件9上的管子16的端部。

位于15A和16A之间的弹簧17把活塞14定位在凸缘16A上。

活塞14上有单向阀14A，只允许空间20中的气体流出，活塞14上装有密封环18及导向环19。

此外还有一对辅助触点它包括：圆管状的固定触点30装在管16上，端部30A用耐弧合金制成，圆管状的触点31装在用绝缘材料制的导向块32上，其端部镶有耐磨损的材料31A，同时有管5滑动的部分31B。

绝缘块32位于管5和16之间，依靠32A与管16内表面相接触。32A上有一些孔33，可让空间35中的气体自由流动，空间35由管16和件31、32围成。

绝缘块32上装有定位装置，由钢球36和弹簧37及管5上的槽38、39组成。管16上的凸缘40是限制件31或32的位移的。

环形空间35由用绝缘材料制成的活塞42封闭，活塞固定在管5上，装有导向活塞环43和单向阀44，此阀只容许气体从外面进入空间35。

管子5上有一些孔46，同样管子6上有孔47。

件9上装有触点48，它只在断路器完成切断电路后才与管子5上的触点49相接触，以保持管5及运动部件有相同的电位。断路器的运转如下：当断路器闭合时（见图1的位置），电流经触点组2、管7、触点组10及件9流通。

切断微弱电流当电流小于或接近等于断路器的额定电流时，断路器工作时（见图2）、运动部件由管子6驱动，在切断电流时，在4B和5A之间突然出现电弧50，空间20中的压力升高，并与弹簧17一起推活塞14紧贴管子16，这时空间20中的压力是恒定的且不太高，因为单向阀14A的开启使空间20泄压。

由于运动部件的移动，使空间35变大而压力降低，这时单向阀44打开，保持35中的压力不变，这样就不会引起气流能量的损失。

电弧60也在触点30和31之间产生，也许与电弧50同时，也许略早些或略晚些，此电弧引起的气体压力升高是相当小的，以致于不会使活塞14相对于16A移动。

在触点脱开的过程中，当电流被切断之前，电流是从触点4、电弧50、管5、触点组31B、触点31、电弧60、触点30及管16和件9流通的。

经过一段时刻后，件32A与件40相接触，但管5继续移动，钢珠36滑出槽39，并在断路器开启的终止时移到槽38（见图3）。

触点48和管5上的触点49闭合，这样触点31与件9同电位，与管16和触点30的电位一样。

断路器的闭合如图中管6向左移动，6C推动管5、触点30和31将闭合、但不会产生电弧，因为触点48和49的闭合使它们处于同电位。空间35中的气体被挤压并从重迭在一起的孔46和47中流向管5内的空间70，触点30A顶到有触点31的件上，钢珠36滑出槽38并在断路器闭合过程结束时回到槽39内。

闭合过程结束时，断路器的状态如图1所示。

切断强大电流这是相当于切断短路电流时的情况。图4给出当管6向右移动、要切断大电流时的情况。很强的电弧的迅速加热由触点30、31、活塞42管筒5构成的空间35和35B，这使空间35和35B中的气体压力迅速升高，推动活塞14克服弹簧17力而运动，空间20中的气体被压缩，这不但是由于开关盒内运动部件的移动引起的、同时也由于活塞14相对于运动部件的附加移动而引起的，空间35中压力的升高，使得单向阀14A和44关闭了。在双重压缩作用下的空间20中的气体，产生很强的气流从吹弧口8冲出。在空间35和35B中压力升高的第二个效果是有力作用在活塞（绝缘材料）42上提供断路器动作所需的力。实现这个作用是靠空间35中的气体流过件32A上的几个小孔33。

断路器在切断强电流后的重闭合过程类同上面叙述过的那一部分：断路器的闭合，孔46和47重新迭合，空间35中的高压气体泄放入空间70。

按本发明做的断路器在切断各种电流时都只需要很小的力，在切断短路电流时，吹灭电弧的作用非常有效。