本发明涉及缓冲型气体断路器的改良,该断路器作成从缓冲室向在可动电弧触头和固定电弧触头之间随着切断动作而生成的电弧上喷压缩的绝缘气体,从而进行灭弧。 图4为表示已有的缓冲型气体断路器的断开动作中的状态的部分剖视图,在没有图示的容器内的一侧上配设有支持在凸缘43上的固定电弧触头41及固定主触头2,另一方面与其相对,在另一侧上则配置有可动主触头7及绝缘喷嘴8并使之由可动电弧触头6及缓冲缸筒9进行支持,可动电弧触头6及缓冲缸筒9与没有图示的驱动手段相连接,并使其相对于固定侧的各部件作前后移动。可动电弧触头6与固定电弧触头41相对,且可动主触头7做成可相对于固定触头2分别嵌合和脱开。
在使可动电弧触头6、可动主接触头7从固定电弧触头41及固定主触头2处分开时,即在断开时在可动电弧触头6和固定电弧触头41之间产生有电弧A,而此时作成通过缓冲缸筒9和配置在其内侧的活塞10作相对移动、使缓冲室11内的绝缘气体在被压缩的状态下喷向绝缘喷嘴8侧,并喷到在可动电弧触头6和固定电弧触头41之间所产生地电弧A上,使其灭弧。
喷到电弧上的绝缘气体在被加热的状态下经过由绝缘喷嘴8、固定电弧触头41及固定主触头2所围成的区域从开口在凸缘43上的排气口43a向外部排出。
可是,如上所述,在已有的缓冲型气体断路器中沿绝缘喷嘴8流动的绝缘气体在绝缘喷嘴8和固定电弧触头4尚未充分离开的状态下,绝缘喷嘴8的前方较狭,又绝缘气体本身被电弧A加热,其结果是在绝缘喷嘴8内成为高温及高压状态,接着,在固定电弧触头41从绝缘喷嘴8内拔出来时,绝缘喷嘴8内的气体向外部急速流出,其结果是,与上述情况相反,在绝缘喷嘴8内的空间中的气体密度急剧降低。这种气体密度下降的现象对于在电流零点后的电弧电导的减小方面是有效的,并存在着下列效果,即由用电弧电压和电流的积所给出的能量和喷射绝缘气体的冷却能力之间的平衡所确定的断路即所谓的热断路可以比较容易地作到,对于如何把绝缘喷嘴8内的高温、高压气体有效地排出,已设想了各种办法。
可是,与此相反,一旦在固定电弧触头41和绝缘喷嘴8充分离开,在绝缘喷嘴8的前方形成有广大的空间,绝缘气体急速流出,在绝缘喷嘴8内,特别是在多成为高电场的固定电弧触头41的前端部周边上的气体密度如降低很大,则存在的问题是在电流切断后加到固定电弧触头41和可动电弧触头6之间,即所谓极间的过渡恢复电压是很难承受的,从而常常会引起极间绝缘破坏即所谓感应电破坏而使切断不成功。
本发明有鉴于此种情况,其目的在于提供一种缓冲型气体断路器,它不会牺牲切断功能但能使对于电流切断后所产生的过渡恢复电压的极间耐电压性能提高。
根据本发明的缓冲型的气体断路器是在备有固定电弧触头,可在该固定电弧触头上进行嵌、脱的可动电弧触头,及从缓冲室向伴随切断动作而在两触头之间所产生电弧喷压缩绝缘气体的绝缘喷嘴的缓冲型断路器中,在固定电弧触头或可动电弧触头的内部备有空室,且在与上述可动电弧触头或固定电弧触头对置的前端部上开有至少一个与上述空室连通的通气孔。
在本发明中通过本发明在从绝缘喷嘴内的空间放出高温、高压的绝缘气体,而使绝缘喷嘴内的绝缘气体变稀薄时,在绝缘喷嘴内成为高压的期间收藏在空室内的绝缘气体将少量地向绝缘喷嘴内的空间或其近旁喷出,从而使绝缘气体的密度升高。
以下根据表示其实施例的附图对本发明作具体说明。图1为表示在属于本发明的缓冲型气体断路器中的断开动作中的状态的剖面图,图中1为固定电弧触头,2为固定主触头,3为凸缘,6为可动电弧触头,7为可动主触头,9为缓冲缸筒。
作为固定侧的构成部件的凸缘3形成为圆板形,在其中心部和包围该中心部的周边部上开有多个通气孔3a、3b,面向位于中心部的通气孔3a、在凸缘3的一侧上固装有固定电弧触头1,该触头1形成与通气孔3a同心的中空圆筒形,使其内部为空室1a,但在其前端部开有与上述空室1a连通的通气孔1b,且围绕着周边部的通气孔3b将圆筒形的固定主触头2固定成和上述固定电弧触头1同心的形状,又在凸缘3的另一侧上,面向上述中心部的通气孔3a固定有预备室5。
另一方面,作为可动侧的构成部件的可动电弧触头6配置成与上述固定电弧触头1对置,且在缓冲缸筒的前端面上与固定主触头2相向地配置有可动主触头7,从可动主触头7的前端侧有绝缘喷嘴8向可动电弧触头6的前方延伸,通过没有图示的驱动部件作成可动电弧触头6可在固定电弧触头1上嵌、脱,而可动主触头7则可在固定触头2上嵌、脱。
在缓冲缸筒9内活塞10配置成由没有图示的不动部进行支持,并作成在可动电弧触头6、可动主触头7等和缓冲缸筒9一起向切断位置作后退移动时,活塞10在缓冲缸筒9内相对地前进,使缓冲室11内的绝缘气体通过绝缘喷嘴8,喷向在可动电弧触头6和固定电弧触头1之间所生成的电弧A。
且,在如上所述而构成的本发明的断路器中,如使作为可动侧的构成部件的可动主触头7、可动电弧触头6及绝缘喷嘴8从作为固定侧的构成部件的固定主触头2、固定电弧触头1离开时,则活塞10在缓冲缸筒9内作相对移动,对缓冲室11内的绝缘气体进行加压,如箭头所示向绝缘喷嘴8侧喷出,从而使在固定电弧触头1和可动电弧触头6之间所生成的电弧A灭弧,进而流过固定电弧触头1和固定主触头2之间,并从通气口3b流到凸缘3的后侧。
然而,在固定侧的固定电弧触头1,固定主触头2和可动侧的绝缘喷嘴8尚未完全离开的状态下,由于绝缘气体流的通道很狭、且绝缘气体因和电弧A的接触而被加热并膨胀,故在绝缘喷嘴8内的空间中的绝缘气体的压力变成极大,绝缘气体除一部分流入可动电弧触头侧6之外,其余通过通气孔1b流入固定电弧触头1内的空室1a内及预备室5内,并贮留在其中。
且,当固定电弧触头1和绝缘喷嘴8离开,并在绝缘喷嘴8的前端侧扩出一个广大空间时,则绝缘喷嘴8内的高压绝缘气体急速地流出,当绝缘喷嘴8内的绝缘气体压力一旦降低,则贮留在固定电弧触头1内的空室1a及预备室5内的绝缘气体反过来经通气孔1b在与可动电弧触头6相对的固定电弧触头1的前端部周边上流出,使固定电弧触头1的前端部周边的绝缘气体密度增大,从而抑制电弧的再点弧。
一般,由于在此状态下的固定电弧触头1的前端部的电场大多比其他的金属表面的电场高,且此部分的绝缘气体密度大多比其他部分的密度低,故多数成为在切断后所引起的电感应破坏的起点,因此,尽管空室1a和预备室5的容量很小,且从此处喷出的绝缘气体流也是微量的,但使耐绝缘能力提高的效果是极大的。
图2为表示在本发明的固定电弧触头的另一结构的剖面图,此固定电弧触头21的结构形成为在其封闭的一端侧上开有小通气孔21b的圆筒形,而在固定在凸缘上的开口的另一端部的内周面上形成有螺纹21c,在此处使塞柱27作螺纹连接。
图3为表示本发明的固定电弧触头的又一结构的部分放大剖面图,此固定电弧触头31使封闭的前端侧外周面形成为圆弧状的曲面,同时,在偏离此曲面的周边的地方开有多个(图中表示出2个)通气孔31b。其他的结构则和上述图1所示的实施例在实质上是相同的。
又,与空室1a、21a、31a相连的通气孔1b,21b,31b所表示的结构是设在固定电弧触头1,21,31的前端面的中央部或靠近中央部分的地方,而当然最好是设在固定电弧触头1,21,31上的电场最大处附近。
且,在上述实施例中是就在固定电弧触头1,21,31的前端部上设有1个或多个通气孔1b,21b,31b的结构进行说明的,而在设有多个通气孔1b,21b,31b的场合,为使绝缘气体很容易进入空室内,也可以使其中一个通气孔的直径较大,在此处设置只允许绝缘气体流入空室内的单向阀。
又在实施例中空室1a,21a,31a是就设在固定电弧触头1,21,31上的结构加以说明的,而不言而喻,也可以将其结构做成设置在可动电弧触头一侧。
如上所述,在本发明的断路器中,在与可动电弧触头相对的固定触头的内部具备有与其相连通的空室,且在前端部上开有与空室连通的通气孔,故伴随切断动作当可动电弧触头与固定电弧触头脱离时,在固定电弧触头经过绝缘喷嘴内的过程中被加压、加热的高温、高压绝缘气体通过通气孔进入空室内,而贮留于此处,其后固定电弧触头从绝缘喷嘴处拔出,而排出高压的绝缘气体,在固定电弧触头和可动电弧触头的极间的气体密度下降时,通过通气孔进入空室内的绝缘气体缓慢地供给到两极之间,使相对于切断时的过渡恢复电压的极间绝缘承受能力提高,故本发明能取得谋求高电压、大容量化等优良效果。
图1为表示本发明的断路器的断开动作中的状态的剖面图;
图2为表示用于本发明的断路器的固定电弧触头的另一实施例的放大剖面图;
图3为表示用于本发明的断路器的固定电弧触头的又一实施例的部分放大剖面图;
图4为表示已有的断路器的断开动作中的状态的剖面图。
1……固定电弧触头 2……固定主触头
3……凸缘 5……预备室
6……可动电弧触头 7……可动主触头
8……绝缘喷嘴 9……缓冲缸筒
10……活塞 11……缓冲室
又在图中同一符号表示同一部分或相当部分。