[发明专利]具有逸出通道的高压断路器

说明书

本发明涉及一种具有两个电弧触头的高压断路器，电弧触头在断开状态相互分离，并且在必要时在充满灭弧气体的电弧室中在这两个电弧触头之间会拉出电弧，其中，被电弧加热的灭弧气体从围绕电弧室的绝缘喷嘴的狭窄部位通过至少一个逸出通道逸出，该逸出通道具有多处先后通流灭弧气体的区段。

这样的高压断路器例如由德国实用新型专利文献DE-U9314779.1以及德国专利申请公开文献DE-OS2947957已为公众所知。

对于公知的断路器而言，在断开过程中在两个电弧触头之间会拉出电弧，灭弧气体吹向电弧并能够由此将其熄灭并防止再燃。为此通常配有一个热室，在热室中被电弧加热的灭弧气体在高压下存储至下一个要被接通电流的电流过零点，以便在电弧室压力降低时返回电弧室并在那里冷却灭弧气体。为了实现有效冷却，灭弧气体必须能够通过一个逸出通道逸出到一个膨胀室中。

为了使断路器外壳内壁不受被污染的热灭弧气体损伤或弄脏，灭弧气体在一个冷却装置中被冷却并去电离。这种冷却装置具有例如所谓的孔板和金属布形式的网式冷却器，在这些冷却器中热灭弧气体的交换作用面积特别大。

通过冷却灭弧气体，也可以防止在下一个时间比较靠近的接通过程中电离的灭弧气体涌入电弧触头之间的触头间距。

已经发现，为了实现最佳接通特性，灭弧气体在逸出通道中的一定倒流是必须的，但是例如由于一个致密的、灭弧气体必须透穿的金属布所引起的太大的倒流可能阻止灭弧。

因此本发明的目的在于提供上述类型的高压断路器，在该断路器中，在灭弧方面，灭弧气体在通过逸出通道时具有最佳逸出特性。

本发明这个目的由此而实现，面对喷嘴狭窄部位的第一区段具有比狭窄部位更小的比流阻，并且沿灭弧气体流出方向在第一区段之后设置第二区段、第三区段和第四区段，其中第二区段和第四区段的比流阻分别大于沿流出方向前面紧邻区段的比流阻，而第三区段的比流阻小于第二区段的比流阻。

通过在逸出通道中使较大比流阻区段和较小比流阻区段交替出现，使灭弧气体在减速条件下流过较大比流阻区段，以便在较小比流阻区段膨胀，该区段宛如一个膨胀容积。由此实现一种倒流特性，在电弧区产生多个在时间上前后衔接的灭弧气体倒流压力波。由此能够控制电弧室中灭弧气体压力的时间特性曲线并由此对于灭弧以及防止电弧再燃实现最佳压力变化。

“比流阻”这一概念可以相应地理解为灭弧气体在通流方向单位长度上的流阻。

本发明可以有利地应用在绝缘喷嘴开关上，该绝缘喷嘴配备有一个热室，在热室中通过电弧加热的灭弧气体在高压下一直能够存储到待接通电流过零点。可以附加地对灭弧气体配备一个压缩活塞和压缩汽缸形式的机械压缩装置。

本发明一个有利的扩展结构在于，逸出通道在那些具有较大比流阻的区段处存在横截面减小的情况。

这种横截面减小例如可以通过一个围绕逸出通道的管道、例如一个支承持续电流触头的管道锥形收缩或者通过加粗一个在逸出通道中间放置的针销来实现。例如，当两个电弧触头通过一个公共的开关操纵机构同时运动的时候，在逸出通道中也可以配备一个用于驱动电弧触头的传动机构。在计算逸出截面积的时候要考虑到该传动机构。

比较有利的是，具有较大比流阻的各区段可以由喷嘴构成。在逸出通道中的收缩区段和喷嘴分别通过装入由绝缘材料、尤其是聚四氟乙烯制成的内部构件来形成或者也可以用这种材料覆层。

本发明的另一个有利的扩展结构是，具有比前面区段更大比流阻的区段由灭弧气流径向偏转装置构成。

这种径向偏转例如可以是喷嘴形式，喷嘴将轴向逸出的灭弧气体偏转到径向或转过大于90°。在偏转方向后面可以配备一个用于灭弧气体的更大膨胀室。

此外可以有利地由此来改进本发明，即，至少一个具有较大比流阻的区段由止回阀或止回阀组构成。

由此一方面实现灭弧气体的倒流，因为灭弧气体必须以其部分动能使止回阀保持打开，另一方面可靠地防止灭弧气体的倒流，倒流可能使电弧室沾染上电离的热灭弧气体。

此外比较有利的是，止回阀具有一个封闭开孔的直线运动平板。但是也可以规定，至少一个止回阀具有至少一个、尤其是两个围绕一个铰链转动的封闭活门。

在一个铰链阀中，可转动的活门在通流方向上几乎完全打开逸出通道，使比流阻只能有微小的增大。

此外比较有利的是，具有较大比流阻的区段通过设置在逸出通道里的物体构成，该物体具有多个灭弧气体通流孔。

这种物体可以理解为例如是孔板或金属布(网式冷却器)。