一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器，其中，膨胀室、压气室、主喷口、辅助喷口、动侧弧触头和静侧弧触头组成了电弧开断核心组件；灭弧室气体绝缘恢复由内层混合区和外层混合区组成；导流筒引流孔将灭弧室外层混合区的绝缘气体吸入灭弧室内层混合区，与电弧高温气体在最靠近断口的区域进行第一级混合和冷却；支撑座引流孔将灭弧室外部绝缘气体吸入灭弧室外层混合区，与电弧气体进行第二级混合和冷却；排气口处的扰流器降低了排出的高温混合气体的局部速度；在主触头屏蔽罩上开设压力平衡孔，降低屏蔽罩两侧压力差；在绝缘筒上开设压力平衡孔，减小了绝缘筒内部的气体压力波动。

A gas circuit breaker with enhanced insulation recovery function

The invention discloses a reinforced insulation gas circuit breaker, restore the function of the expansion chamber, air chamber, a main nozzle and auxiliary nozzle, the dynamic contact and the static side side arc arc contact composed of arc breaking core components; arc chamber gas insulation recovery consists of inner and outer mixing zone of the mixed zone; interrupter layer mixed zone insulating gas inhalation diversion tube drainage holes will interrupter outer mixing zone, the first level mixing and cooling with high temperature gas in the arc near the fracture area; support the drainage hole interrupter external insulation gas inhalation interrupter layer mixed zone, second stage mixing and cooling with the arc gas outlet; the spoiler reduces the local velocity of high temperature mixed gas discharge; in the main contact shielding cover arranged on the pressure balance hole, reducing the shielding cover on both sides of the pressure difference in the insulation; A pressure balance hole is arranged on the cylinder, and the fluctuation of the gas pressure in the insulating cylinder is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器
本专利技术涉及气体断路器领域，具体地说，特别涉及到一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器。
技术介绍
高压气体断路器的工作原理是将电流开断过程中产生的电弧气体迅速地冷却并有效地排放，使整个装置快速恢复并保持良好的电气绝缘状态。电弧气体具有高温、高压及绝缘能力差等特性，须经过精确的断路器流场设计，才能保证断路器获得迅速的冷却并恢复绝缘能力。通常的断路器电弧气体排放设计多采用气体缓冲区设计方法，即在电弧气体下游设置一定体积的气体缓冲区，预存一定数量的绝缘气体，并在出口处布置的小孔阵列，强迫电弧气体在通过小孔阵列后降低流速，最后进入断路器壳体内。其缺点在于断口绝缘恢复速度较慢，流动阻力较大，适用于较低短路开断电流的断路器。当此方法运用于较大短路开断电流的断路器时，则需要设计较大的气体缓冲区，不利于断路器小型化设计。专利200710002143公开了一种断路器的冷却方法，其采用了大尺寸通气孔并多次改变气流流动方向的方法。此方法能力提升电弧气体的排放能力，但是对于改善距离断口较近区域的绝缘恢复能力作用有限，适用于较小短路开断电流的断路器。专利200610139623公开了采用漩涡、加长流动路径的方法，使电弧气体在灭弧室内部进行就地混合和冷却，但是对于改善距离断口较近区域的绝缘恢复能力作用有限，且沿程阻力较大，适用于较小短路开断电流的断路器，且需要设置较大体积的气体混合区。断路器通常在灭弧室中间设置绝缘筒以连接灭弧室两端。在电流开断时，由于灭弧室气缸筒的快速运动会引起绝缘筒内部气体压力的瞬间大幅度波动，导致绝缘能力的短时下降。因此，需要采取措施改善其气体密度恢复能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器，包括断路器壳体、以及设置在所述断路器壳体内的灭弧室，在所述灭弧室内设有压气室，所述压气室通过单向阀孔与膨胀室连通，膨胀室通过气流路径与主喷口连通，膨胀室通过气流路径与辅助喷口连通；所述主喷口与静侧导流筒的内部连通，在所述静侧导流筒设有静侧内层混合区和静侧外层混合区，所述静侧内层混合区的进气口端与主喷口出口端连通，静侧内层混合区的出气口端通过导流圆角与静侧外层混合区的进气口端连通，在所述静侧导流筒的壁面上开设有与静侧外层混合区连通的静侧导流筒引流孔，静侧导流筒引流孔用于将静侧外层混合区中的绝缘性较好的气体引入静侧内层混合区；所述静侧外层混合区通过静侧排气口排出电弧气体，在所述静侧支撑座上开设有与灭弧室外部连通的静侧支撑座引流孔，所述静侧支撑座引流孔用于将灭弧室外部将灭弧室外部绝缘性更好的气体引入静侧外层混合区；所述辅助喷口与拉杆的内部连通，在所述拉杆的端部设有拉杆锥体，在所述拉杆锥体上开设有与动侧导流筒连通的拉杆排气口，在所述动侧导流筒设有动侧内层混合区和动侧外层混合区，动侧内层混合区的进气口端与拉杆排气口连通，拉杆排气口的出气口端通过动侧内部导流孔与动侧外层混合区的进气口端连通，动侧外层混合区的出气口端通过动侧排气口排出电弧气体，在所述动侧外层混合区上还开设有与灭弧室外部连通的动侧支撑座引流孔，所述动侧支撑座引流孔用于将灭弧室外部将灭弧室外部绝缘性更好的气体引入动侧外层混合区。进一步地，所述静侧导流筒引流孔、静侧支撑座引流孔和动侧支撑座引流孔可沿静侧导流筒或动侧导流筒的轴向和周向设置若干列。进一步地，所述静侧导流筒引流孔、静侧支撑座引流孔和动侧支撑座引流孔的轴线方向和电弧气体的流动方向的夹角介于30度到85度之间，其内径为静侧导流筒或动侧导流筒内径的1/16至1/4之间，其中心间距为静侧导流筒引流孔、静侧支撑座引流孔和动侧支撑座引流孔直径的2倍以上。进一步地，所述静侧排气口和动侧排气口为圆环形，其开口切线方向与灭弧室轴线成10度至45度，且不指向绝缘筒方向；静侧排气口和动侧排气口排气口内壁面上有第一扰流器和第二扰流器，所述第一扰流器和第二扰流器为螺纹状或螺旋状突起。进一步的，所述断路器壳体还包括绝缘筒，在绝缘筒上开设有绝缘筒压力平衡孔，所述绝缘筒压力平衡孔位置位于主喷口的垂直正下方或位于灭弧室主喷口的垂直上下方，所述绝缘筒压力平衡孔的宽度为绝缘筒内径的1/8到1/2，绝缘筒压力平衡孔沿轴线的长度大于宽度，绝缘筒压力平衡孔的形状为带过渡圆角的矩形孔。进一步地，在所述静侧导流筒的静侧主触头及屏蔽罩上开设有屏蔽罩压力平衡孔，屏蔽罩压力平衡孔为圆形孔，屏蔽罩压力平衡孔的内径为屏蔽罩外径的1/16或以上，沿屏蔽罩周向可布置均布多列压力平衡孔。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、根据流体力学中的Bernoulli原理，即在同一流线上流速较高的地方将比流速较低的地方具有较低的静压力，在主喷口下游的静侧导流筒壁面上开设了倾斜的引流孔，可使静侧导流筒外侧具有较好绝缘性能的气体从引流孔被吸入导流筒内部，从而加快内侧混合区的气体绝缘恢复速率。与通常方案相比，本专利技术以较短的气流路径导入绝缘性能更好的气体，加快了断口附近的绝缘恢复速率；应用本专利技术的断路器无需增大气体缓冲区的体积，因此能够使灭弧室更加小型化。2、设计了带有扰流器的灭弧室排气口。由于灭弧室内部电弧气体具有密度分布极不均匀的特征，且灭弧室外表面通常具有较高的电场强度，因此会对气流出口处的绝缘特性产生影响。扰流器可提高气流的湍流度，从而使电弧气体的密度更加均匀化，改善了灭弧室气体出口处的气体绝缘状态。3、设计了绝缘筒压力平衡孔和主触头座屏蔽罩压力平衡孔。在断路器进行分闸操作时，由于活塞的高速运动将使绝缘筒内部的气压发生瞬间的波动。绝缘筒压力平衡孔和主触头座屏蔽罩压力平衡孔将提高绝缘筒内部各区域的气体密度恢复速率，有利于断路器绝缘性能的快速恢复。绝缘筒压力平衡孔和主触头座屏蔽罩压力平衡孔对断路器温升的降低也有辅助作用。附图说明图1为本专利技术装置处于断路器分闸状态时的纵向剖面示意图。图2为本专利技术装置在断路器分闸过程中电弧气体的排放路径示意图。图3为本专利技术中导流筒引流孔的示意图。图4为本专利技术中支撑座引流孔的示意图。图5为本专利技术所述的主触头屏蔽罩压力平衡孔的示意图。图6为本专利技术所述的绝缘筒压力平衡孔的示意图。图中标号说明：1、动侧支撑座2、导流圆角3、动侧内部导流孔4、动侧外层混合区5、支撑座引流孔6、排气口7、扰流器8、扰流器9、动侧绝缘筒支撑座10、绝缘筒11、绝缘筒压力平衡孔12、静侧主触头及屏蔽罩13、屏蔽罩压力平衡孔14、动侧绝缘筒支撑座15、支撑座引流孔16、静侧外层混合区17、静侧支撑座18、导流圆角19、轴线20、静侧导流筒21、静侧导流筒引流孔22、静侧内层混合区23、静弧触头24、主喷口25、动侧主触头26、辅助喷口27、动弧触头28、膨胀室29、单向阀30、单向阀孔31、压气室32、卸压阀组33、拉杆34、气缸筒35、动侧导流筒36、内层混合区37、拉杆排气口38、拉杆锥体39、断路器外壳A1、从动侧支撑座流出灭弧室的气流路径A2、动侧和静侧支撑座引流孔吸气路径A3、绝缘筒压力平衡孔气流路径A4、静侧主触头及屏蔽罩压力平衡孔气流路径A5、膨胀室至喷口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器，其特征在于：包括断路器壳体(39)、以及设置在所述断路器壳体(39)内的灭弧室，在所述灭弧室内设有压气室(31)，所述压气室通过单向阀孔(30)与膨胀室(28)连通，膨胀室(28)通过气流路径(A6)与主喷口(24)连通，膨胀室(28)通过气流路径(A7)与拉杆排气口(37)连通；所述主喷口(24)与静侧导流筒(20)的内部连通，在所述静侧导流筒(20)设有静侧内层混合区(22)和静侧外层混合区(16)，所述静侧内层混合区(22)的进气口端与主喷口(24)连通，静侧内层混合区(22)的下游出气口端通过导流圆角(18)与静侧外层混合区(16)的进气口端连通，在所述静侧导流筒(20)的壁面上开设有与静侧外层混合区(16)连通的静侧导流筒引流孔(21)，静侧导流筒引流孔(21)用于将静侧外层混合区(16)中的绝缘性较好的气体引入静侧内层混合区(22)；所述静侧外层混合区(16)通过静侧排气口(6)排出电弧气体，在所述静侧支撑座(17)上开设有与灭弧室外部连通的静侧支撑座引流孔(15)，所述静侧支撑座引流孔(15)用于将灭弧室外部将灭弧室外部中绝缘性更好的气体引入静侧外层混合区(16)；所述辅助喷口(26)与拉杆(33)的内部连通，在所述拉杆(33)的端部设有拉杆椎体(38)，在所述拉杆椎体(38)上开设有与动侧导流筒(35)连通的拉杆排气口(37)，在所述动侧导流筒(35)设有动侧内层混合区(36)和动侧外层混合区(4)，动侧内层混合区(36)的进气口端与拉杆排气口(37)连通，拉杆排气口(37)的出气口端通过动侧内部导流孔(3)与动侧外层混合区(4)的进气口端连通，动侧外层混合区(4)的出气口端通过动侧排气口(6)排出电弧气体，在所述动侧支撑座(1)上还开设有与灭弧室外部连通的动侧支撑座引流孔(5)，所述动侧支撑座引流孔(5)用于将灭弧室外部将灭弧室外部中绝缘性更好的气体引入动侧外层混合区(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器，其特征在于：包括断路器壳体(39)、以及设置在所述断路器壳体(39)内的灭弧室，在所述灭弧室内设有压气室(31)，所述压气室通过单向阀孔(30)与膨胀室(28)连通，膨胀室(28)通过气流路径(A6)与主喷口(24)连通，膨胀室(28)通过气流路径(A7)与拉杆排气口(37)连通；所述主喷口(24)与静侧导流筒(20)的内部连通，在所述静侧导流筒(20)设有静侧内层混合区(22)和静侧外层混合区(16)，所述静侧内层混合区(22)的进气口端与主喷口(24)连通，静侧内层混合区(22)的下游出气口端通过导流圆角(18)与静侧外层混合区(16)的进气口端连通，在所述静侧导流筒(20)的壁面上开设有与静侧外层混合区(16)连通的静侧导流筒引流孔(21)，静侧导流筒引流孔(21)用于将静侧外层混合区(16)中的绝缘性较好的气体引入静侧内层混合区(22)；所述静侧外层混合区(16)通过静侧排气口(6)排出电弧气体，在所述静侧支撑座(17)上开设有与灭弧室外部连通的静侧支撑座引流孔(15)，所述静侧支撑座引流孔(15)用于将灭弧室外部将灭弧室外部中绝缘性更好的气体引入静侧外层混合区(16)；所述辅助喷口(26)与拉杆(33)的内部连通，在所述拉杆(33)的端部设有拉杆椎体(38)，在所述拉杆椎体(38)上开设有与动侧导流筒(35)连通的拉杆排气口(37)，在所述动侧导流筒(35)设有动侧内层混合区(36)和动侧外层混合区(4)，动侧内层混合区(36)的进气口端与拉杆排气口(37)连通，拉杆排气口(37)的出气口端通过动侧内部导流孔(3)与动侧外层混合区(4)的进气口端连通，动侧外层混合区(4)的出气口端通过动侧排气口(6)排出电弧气体，在所述动侧支撑座(1)上还开设有与灭弧室外部连通的动侧支撑座引流孔(5)，所述动侧支撑座引流孔(5)用于将灭弧室外部将灭弧室外部中绝缘性更好的气体引入动侧外层...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾巍，陈敏杰，岑义顺，郭自德，
申请(专利权)人：上海思源高压开关有限公司，思源电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31