高压断路器灭弧室气流控制环的运动机构

摘要

一种适用于超高压断路器灭弧室气流控制环的运动机构，属于输变电工程高压断路器领域。包含动弧触头、气流控制环、活塞、大弹簧、轴向小槽、斜楔、小弹簧、固定销。其特点是：活塞设置在高压断路器灭弧室内壁与动弧触点之间；在动弧触头中部楔槽内放置有斜楔，在其右方钻有与固定销连接的销孔；在气流控制环内右方开有放置小弹簧的环槽，其左前部内壁开有轴向小槽；在活塞与气流控制环之间装有大弹簧，以推动气流控制环运动。本运动机构在大、小弹簧及斜楔作用下，根据断路器分、合闸的需要，使气流控制完成规定的运动，达到提高超高压断路器灭弧能力的目的。本发明的结构简单，制作容易，成本低，气流控制环运动平稳可靠，具有重大的实用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及输变电工程高压断路器，尤指一种超高压断路器灭弧室气流控制环的运动机构。

背景技术

为满足电力事业发展的需要，我国电网正向着高电压大容量方向发展，超高压断路器是电网系统中的重要设备。然而，我国在超高压领域内，与国际水平相比还存在一定差距。制约我国超高压断路器开发的瓶颈之一是对灭弧技术的研究相对滞后，特别是超高压断路器以SF₆气吹灭弧方式为主，这种断路器的电压等级越高，断口间的电弧就越难熄灭。

如图1所示，超高压气吹断路器灭弧室在灭弧过程中，其气流经过滞点(5)时分成两束，一束沿电弧吹向静弧触头(4)，另一束吹向动弧触头(1)腔内。由于从滞点到静弧触头的电弧长度与到动弧触头的电弧长度之比一般约为10/1，其结果使动、静触头两侧的电弧散热不匀，严重影响灭弧效果，这是固定结构的灭弧室长期无法解决的难题。

发明人在专利“高压断路器灭弧室的气流控制环”(专利号：200420107531.2)中提出：在断路器灭弧室内设置气流控制环(2)是提高超高压断路器灭弧能力的一项创新设计，该控制环套装在动头(1)上，在断路器操动过程中，可以按一定规律相对于动弧触头移动，动态控制滞点(5)的位置，使流向动、静弧触头的两束气流得以充分利用，有效地提高了断路器的灭弧能力。本发明专利在此基础上，提出了实现气流控制环运动特性的具体方法，并进一步提出了气流控制环操动的具体结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种旨在实施高压断路器灭弧室气流控制环完成规定动作的方法和运动机构，使灭弧室内设置气流控制环来提高超高压断路器的灭弧能力。

本发明的技术方案是在原有断路器灭弧室基础上进一步改进了结构设计，使灭弧能力更强。本发明的运动机构包含动弧触头、气流控制环、活塞、大弹簧、轴向小槽、斜楔、小弹簧和固定销。其中，一活塞设置在高压断路器灭弧室内壁与动弧触头之间；在动弧触头中部的楔槽内放置有斜楔，在其右方钻有与固定销连接的销孔；在气流控制环内右方开有放置小弹簧的环槽，其左前部内壁开有防止其转动的轴向小槽；在活塞与气流控制环之间装置有大弹簧，以推动气流控制环运动。在动弧触头中部的楔槽内斜楔底部放置一回位弹簧。工作运动时，断路器在合闸时，气流控制环随动弧触头一起前进右移；分闸时，气流控制环先随动弧触头一起后退(左移)至预定位置，随后相对于动弧触头反方向(右移)推进；再次合闸时，斜楔进入楔槽内，使气流控制环与动弧触头成为一体，开始运动机构的下一个工作循环。

本发明的优越功效是：结构简单，制作容易，成本低，气流控制环运动平稳可靠，使在灭弧室设置气流控制环来提高超高压断路的灭弧能力。

附图说明

图1为现有技术的高压断路器灭弧室的气流控制环结构图。

图2为图1A部放大的本发明结构及运动过程示意图，其中：

图2a为合闸阶段；

图2b为分闸开始阶段；

图2c为分闸结束阶段。

附图中标号说明：

现有技术：

1-动弧触头；                2-气流控制环；

3-喷口；                    4-静弧触头；

5-滞点。

本发明：

6-活塞；                    7-大弹簧；

8-轴向小槽；                9-斜楔；

10-小弹簧；                 11-固定销。

具体实施方式

请参阅附图2、a、b、c所示，以下结合附图对本发明的结构及其运动过程作进一步说明。

本发明在现有结构基础上作了改进设计，还包含活塞6、大弹簧7、轴向小槽8、斜楔9、小弹簧10和固定销11，其中，活塞6设置在高压断路器灭弧室内壁与动弧触头1之间，推动气缸中气体流动，使气体产生一定压力；在动弧触头1中部设有放置斜楔9的楔槽，在楔槽内斜楔9底部放置一弹簧，使斜楔9上下运动，斜楔9是确定动弧触头1与气流控制环相对运动特性的连接部件，在其右方钻有与固定销11连接的销孔，固定销11可使小弹簧10定位；在气流控制环2内侧右方开有放置小弹簧10的环槽，小弹簧10使推动气流控制环2归位，在内侧左前部内壁开有轴向小槽8，可提供斜楔9在气流控制环2内活动空间，限制气流控制环2相对于动弧触头1轴向移动的距离，并可防止气流控制环转动；在活塞6与气流控制环2之间，装置有大弹簧7，以便推动气流控制环2运动。

工作时，当断路器合闸时，如图2a所示，在气缸中流动的气体产生一定压力，使动弧触头(1)向前推进(右移)，由于其上的斜楔(9)卡在气流控制环(2)的楔槽内，它就带着气流控制环(2)一起前进；

在断路器分闸开始阶段，如图2b所示，动弧触头(1)后退(左移)，由于大弹簧(7)的被压缩量小，因此阻止气流控制环(2)后退的弹簧力也小，此时动弧触头(1)和气流控制环(2)同步运动；

当分闸运动到预定位置时，如图2c所示，大弹簧(7)被压缩量增大到其弹簧力大于阻止气流控制环(2)后退的力，气流控制环就将斜楔(9)压下，但仍在轴向小槽(8)内(这是为了防止控制环转动)，大弹簧(7)将气流控制环向前推进，于是气流控制环(2)与动弧触头(1)间产生相对运动，在小弹簧(10)的作用下，减缓了气流控制环的推进速度，起到控制气流场分布的作用。

再次合闸时，动弧触头(1)前进，小弹簧(10)积蓄的力将气流控制环(2)后退，使斜楔(9)进入气流控制环槽内而复位，二者一起运动开始下一个工作循环。