[发明专利]气体绝缘高压或中压断路器

说明书

本公开提供了一种气体绝缘的高压或中压断路器，包括：第一电弧触头和第二电弧触头，两个电弧触头中的至少一个能够沿开关轴线轴向地移动；包括通向电弧区域的通道的喷嘴；邻近喷嘴的扩散器；直接在扩散器下游的缓冲容积；以及周向地围绕缓冲容积的外壳。该外壳包括：内部外壳部分和同轴布置的外部外壳部分；以及在内部外壳部分的表面提供的第一孔以及在外部外壳部分的表面提供的第二孔，使得可以提供通孔穿过外壳，其中在断路操作期间的第一运动状态中，通孔被阻塞，以防止气体从缓冲容积释放到外壳的外部的容积；在第二运动状态中，第一孔和第二孔重叠，使得第一孔和第二孔的重叠提供通孔，以使气体从缓冲容积部分地释放到外壳的外部的容积。

技术领域

本公开的实施例通常涉及用于分断高压或中压的气体绝缘断路器，并且具体涉及具有增强的抗电弧重燃能力的断路器。

背景技术

断路器在中高压断路应用领域应用广泛。它们主要用于在发生电气故障时中断电流。例如，断路器的任务是在即使是由电气故障本身引起的高电位的情况下断开触头并保持它们彼此分离，以避免电流流动。断路器可以在12kV至72kV以及高达1200kV的中压到高压的情况下中断1kA至80kA的中到高短路电流。断路器的工作原理是已知的。

这种断路器布置在相应的电路中，这些电路将基于电路中发生的某些预定义的事件而中断。通常，这种断路器的操作对故障条件或故障电流的检测做出响应。在检测到这种故障条件或故障电流时，机械装置可以操作断路器，以便中断流过其中的电流，从而中断电路中流过的电流。一旦检测到故障，断路器内的触头就会分离以中断电路。通常使用弹簧装置、气动装置或一些其它利用机械地储存能量的装置来分离触头。分离触头所需的一些能量可以从故障电流本身获得。当中断电路中流过的电流时，通常会生成电弧。电弧必须被冷却，使得其猝灭或熄灭，使得触头之间的间隙能够反复承受电路中的电压。众所周知，使用空气、油或绝缘气体作为电弧在其中形成的介质。绝缘气体例如包括六氟化硫(SF6)或CO2。

然而，在电弧熄灭后，可能会发生延迟重燃。特别地，在电弧阶段从喷嘴下游喷出的气体可能不会完全扩散到通向外部绝缘体的容积。在这种情况下，如果加热的气体流回触头之间的间隙(例如，电弧区或电弧区域)，则可能会发生延迟重燃。例如，在短路电流数值大(如31kA或40kA左右)且电弧时间长的情况下，当气体流出(例如通过压缩容积和加热容积)停止时，加热气体可能会保持在相对靠近电弧区的位置，并在电流过零事件之后朝向电弧区往回扩散。由于加热气体的温度升高，气体的介电强度降低，从而降低气体的绝缘特性。如果电弧区中气体的介电强度降低，电弧就会重燃。

在长电弧时间的情况下，加热气体回流至电弧区域或倒流的现象可能具有最大的量级。原因可能是在长电弧时间(对称)的情况下，由于电流的部分半波，可能会发生额外的反向加热循环。当电流跨倒数第二个过零时，加热容积被清空。因此，在最后一次反加热过程开始时，存在于加热容积中的气体的密度可能小于只有一次反加热循环的情况下的气体的密度。因此，在相同的能量输入条件下，将气体加热到更高的温度，使得更有可能发生延迟重燃。

尽管增加加热或压缩容积和/或可能甚至增加驱动能量有助于降低延迟重燃的风险的可能性，但是这些措施可能难以实现和/或也可能增加成本，并且可能过于昂贵。

因此，需要采用其它方法来降低延迟重燃的风险。特别地，需要以低成本的方式和/或以易于实现的方式解决延迟重燃的问题。

特别地，需要提高气体绝缘高压或中压断路器(诸如气体绝缘高压电流断路器)的介电耐受能力。此外，需要降低加热气体流回到电弧区的趋势。

此外，有利于实现电弧区下游的气体的温度的降低，使得可以流回电弧区的气体具有更低的温度。

发明内容

本发明的目标是提供一种改进的气体绝缘高压或中压断路器，用于可靠的灭弧，同时至少在一定程度上保持相对低成本的设计。