[发明专利]新型单断口单气缸自能式高压六氟化硫断路器灭弧室

说明书

技术领域

本发明属于高压开关设备技术领域，尤其是涉及一种能开断40kA～ 50kA电流的126～252kV自能式SF6断路器的单断口单气缸自能式高压六 氟化硫断路器灭弧室。

背景技术

二十世纪末期，使用具有优异的绝缘和灭弧性能的六氟化硫(SF6) 气体作介质的高压SF6断路器取代了少油断路器和空气断路器，在电力系 统中得到广泛的运用。使用较多的压气式SF6断路器具有体积较小，开断 能力强，电寿命较长，较安全可靠等优点，但是压气式SF6断路器需要操 作功较大的液压或气动操动机构。根据电力部门统计，机械故障占运行中 高压断路器主要和次要故障的50％以上，而操动机构的故障占机械故障的 80％以上。因此，在二十一世纪初期，世界上发达国家致力研究在开断大 电流时利用电弧能量帮助电弧熄灭，从而较大幅度降低操作功的高压自能 式SF6断路器。国外发达国家和国内先后研制成功124～126kV自能式SF6 断路，近期研制成功245～252kV开断电流40kA的自能式SF6断路器。随 着输电网路电压不断提高(特别是我国的电网改造)，迫切需要研制126kV 开断电流40kA及252kV开断电流50kA自能式SF6断路器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种单断口单气缸自能式高压六氟化硫断路器灭弧室，其结构设计合理且使 用操作简单、使用效果好，能充分发挥气缸作为压气室、热膨胀室和具有 合理剩余容积三重功能，使得自能式高压六氟化硫断路器在开断大电流时 利用电弧能量帮助电弧熄灭，从而较大幅度降低操作功。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种单断口单气缸自 能式高压六氟化硫断路器灭弧室，包括相配合使用的静触头机构与动触头 机构、供动触头机构安装的动触头座和带动动触头机构进行上下分合闸动 作的绝缘拉杆，所述动触头机构同轴安装在气缸内且由气缸带动进行分合 闸，其特征在于：所述静触头机构、动触头机构和动触头座从上至下安装 在灭弧瓷套内且三者均同轴设置，所述气缸的内径比压气式SF6断路器气 缸的内径小40～50％且气缸为当动触头机构进行分闸动作后其内部还有 剩余容积的压气缸。

所述动触头机构包括灭弧喷嘴以及分别同轴套装在灭弧喷嘴内外两 侧的动弧触头和动主触头，动弧触头同轴套装在气缸内部，所述气缸的气 缸拉杆底部与带动其上下移动的绝缘拉杆同轴连接，所述气缸拉杆上设置 有用于泄压的对穿孔。

所述灭弧喷嘴喷口的外表面上设置有能提高喷嘴绝缘强度的多个凸 棱，且所述外表面整体呈螺砣形状。

所述气缸的缸体为由铜铬合金或高强度铝合金材料制成且其内表面 经硬质阳极氧化处理后的成型缸体。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构设计合理且使用操作简便。

2、本发明能充分发挥气缸(压气缸)即热膨胀室的内部容积，具体 是充分利用电弧的高温加热暂时封闭在热膨胀室内的SF6气体使其产生高 压力，当灭弧喷嘴喷口打开瞬间与压气缸内因压气产生的高速气流合二为 一，气流速度受到共同方向上的叠加，以更高的速度吹向电弧，使电弧熄 灭。具体体现在：本发明气缸的内径比常规压气式SF6断路器灭弧室小 40～50％，比国内外同类型SF6断路器的产品小1/4～1/5左右，因此产 生的热膨胀压力更高，又使驱动压气缸内活塞的操作功降低，再加上能充 分利用电弧的能量来帮助电弧熄灭，所以操作功大幅度降低。本发明使用 过程中，由于压气缸内径小，因而灭弧室的驱动功只有压气式SF6断路器 的40～50％。

3、在断路器分闸操作结束时，压气缸内有一个剩余容积，即分闸到 位后，活塞表面与压气缸底面之间的容积。此容积一般设计要求是活塞表 面与压气缸底面之间的距离稍大于断路器分闸过冲就可以了，与开断能力 没有关系。实际设计过程中，通过设计合理的剩余容积，使得在开断大电 流长燃弧后期(断路器分闸速度大幅降低时)，压气缸内仍然保持较高的 吹弧压力，有助于长燃弧可靠开断。

4、灭弧喷嘴喷口外表面的螺砣型结构能够较大幅度增加喷口外表面 的绝缘距离，提高其绝缘强度，试验证明在开断大电流的燃弧期间内有效 避免电弧在热气流中通过喷口外表面产生的热击穿。

5、适用范围广，本发明能有效时用至126kV～252kV输电网路中对 126kV～252kV的自能式SF6断路器上。