專利名稱：氣體絕緣斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體絕緣斷路器，例如在動(dòng)力裝置、變電站和供應(yīng)電能的其它設(shè)備中用來(lái)連接和斷開(kāi)操作電流和過(guò)電流的那些，還涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的電弧中斷方法。
背景技術(shù)：
滅弧所必需的氣流要求電弧自身所產(chǎn)生的氣體壓力有相當(dāng)大的差異。通過(guò)例如 US6163001A1或EP1225610B1知道了這樣的概念利用在兩個(gè)電觸頭之間形成大電流的電弧期間產(chǎn)生的箍縮(pinch)壓力，以用所述箍縮壓力造成的強(qiáng)氣流熄滅電弧。在這些斷路器中，加熱容積中所需的壓力積聚由電弧的箍縮壓力供應(yīng)。該箍縮壓力由開(kāi)關(guān)軸線的區(qū)域中同一事物的快速收縮產(chǎn)生，并且在十分有限的時(shí)間期間會(huì)引起從起弧室或起弧區(qū)流到箍縮壓力室中的強(qiáng)軸向氣體，并且在箍縮壓力室中產(chǎn)生強(qiáng)升壓。因此，就產(chǎn)生了強(qiáng)的軸向壓力梯度，該壓力部分地通過(guò)返回通道轉(zhuǎn)移至加熱容積中。如果要用上面提到的斷路器來(lái)中斷處于大約30kV的60Hz網(wǎng)絡(luò)中高于大約150kA 的短路電流，那么由于熄滅如此高的短路電流下的電弧的氣流的高溫的原因，需要降低額定電壓，以確保適當(dāng)中斷操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有技術(shù)裝置以及提供允許中斷大于約 150kA的最大電流而不需要將額定電壓降低到上面指示的這種程度的電路中斷方法和適當(dāng)?shù)臄嗦菲鲀烧?。這些目標(biāo)通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。其特定的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求聲明。關(guān)于創(chuàng)造性的電路中斷方法，該目標(biāo)通過(guò)下面的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)a)提供具有填充有絕緣氣體的中斷室的氣吹式斷路器，所述中斷室包括起弧區(qū)以及至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭；b)在中斷室的第二加熱容積中存儲(chǔ)一定量絕緣氣體，所述第二加熱容積與電弧區(qū)流體地連接并且可與第一加熱容積流體地連接，其中所述第一加熱容積與起弧區(qū)流體地連接；c)將起弧觸頭彼此分開(kāi)使得在所述起弧觸頭之間產(chǎn)生電弧，以及使得電弧在第二加熱容積中所產(chǎn)生的氣體壓力比標(biāo)稱氣體壓力高大約3巴；d)通過(guò)從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體對(duì)第二加熱容積中的一定量絕緣氣體加壓；e)至少引導(dǎo)至少在步驟d)期間從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積中的經(jīng)加熱絕緣氣體，使得從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體被第二加熱容積的氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)阻止與存儲(chǔ)在第二絕緣容積中的一定量絕緣氣體混合，其中第二加熱容積是第一加熱容積的至少20%大；f)通過(guò)從起弧區(qū)進(jìn)入第一加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體施加至存儲(chǔ)在第二加熱容積中的氣體上的氣體壓力來(lái)將存儲(chǔ)在第二加熱容積中的一定量絕緣氣體噴射到第一加熱容積中；g)通過(guò)引導(dǎo)絕緣氣體從第一加熱容積通過(guò)至少一個(gè)吹送通道返回到起弧區(qū)中來(lái)中斷電弧。用語(yǔ)“阻止混合”不應(yīng)被誤解為，在特別在箍縮模式/箍縮壓力下進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱氣體與在中斷過(guò)程之前存儲(chǔ)在第二加熱容積中的較冷氣體之間根本不出現(xiàn)氣體混合。事實(shí)上，用語(yǔ)“阻止混合”應(yīng)該被理解成引導(dǎo)機(jī)構(gòu)阻擋(即妨礙、禁止或阻礙)經(jīng)加熱氣體與第二加熱容積中存儲(chǔ)的冷氣體充分混合，使得當(dāng)存儲(chǔ)的冷氣體噴射到第一加熱容積中時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻效果。換句話說(shuō)，與加壓冷氣體的量相比，在經(jīng)加熱氣體和存儲(chǔ)的冷氣體的邊界處混合以及由此預(yù)熱的氣體的相當(dāng)小的量可以忽略。在上下文中，涉及存儲(chǔ)在第二加熱容積中的冷氣體的用語(yǔ)“冷”，應(yīng)該被理解為這樣一個(gè)值，即在中斷電弧的步驟前， 第一加熱容積內(nèi)的絕緣氣體的平均氣體溫度低于2000開(kāi)爾文(K)，以避免離開(kāi)第一加熱容積以中斷電弧的吹送氣體有介電問(wèn)題。與標(biāo)稱氣體壓力相關(guān)的用語(yǔ)3巴被理解為與在起弧之前和/或當(dāng)將氣吹式斷路器投入運(yùn)行時(shí)完成初始?xì)怏w填充后的中斷區(qū)中的標(biāo)稱氣體壓力相比，中斷區(qū)中有至少3巴的壓力差。簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明依靠冷壓縮，即采用箍縮效應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)的冷氣體加壓，其中，電弧的能量輸出，特別是箍縮壓力，被盡可能有效地用于吹滅電弧。盡管箍縮效應(yīng)對(duì)于支持低于 50kA的電流處的中斷過(guò)程可為有用的，但是如果要中斷高于大約150kA的電流(特別是例如高于大約150kA的最大電流)所產(chǎn)生的電弧，那么箍縮效應(yīng)的意義重大，結(jié)果是即使在高開(kāi)關(guān)容量的情況下以及在沒(méi)有自身需要高功率的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的大尺寸的機(jī)械吹滅裝置的情況下，也能保證電路被快速中斷。換句話說(shuō)，如果來(lái)自起弧區(qū)的箍縮壓力源自遠(yuǎn)高于 150kA的電流，那么對(duì)第二加熱容積中的冷氣體的加壓會(huì)變得特別有力。下面的優(yōu)點(diǎn)源于與第一加熱容積相比，第二加熱容積具有較大的尺寸這個(gè)事實(shí)第二加熱容積與第一加熱容積一起形成用于回?zé)?baclcheating)的必要空間，其中第二加熱容積具有實(shí)質(zhì)上比US6163001A1或EP1225610B1中公開(kāi)的斷路器的反饋環(huán)路的橫截面大的橫截面。在源自遠(yuǎn)高于50kA的電流處的電弧的箍縮模式狀況下，回?zé)嶂饕l(fā)生在第二加熱容積中。由于箍縮模式下第二加熱容積中的回?zé)?，能夠?qū)崿F(xiàn)吹送氣體的所謂的冷壓縮，這形成了第一加熱容積中的在箍縮模式狀況下有效中斷電弧所需要的吹送氣體壓力的重要部分。在噴射步驟之前，能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)和加壓的冷氣體的低于1000開(kāi)爾文的溫度，這取決于斷路器的實(shí)施例。此外，所述冷壓縮提供了明顯低于諸如例如US6163001A1或EP1225610B1中所提出的反饋環(huán)路方案中的吹送氣體溫度的吹送氣體溫度。無(wú)論如何，在電弧中斷步驟之前，都要降低第一加熱容積中的吹送氣體的吹送氣體溫度。取決于斷路器的實(shí)施例，吹送氣體溫度能夠保持遠(yuǎn)低于2000開(kāi)爾文，例如在大約1500開(kāi)爾文處或低于1500開(kāi)爾文，使得吹送氣體的介電性能能夠保持在合理的極限內(nèi)。
第二加熱容積的尺寸對(duì)整個(gè)氣體空間的貢獻(xiàn)很大，使得金屬蒸氣濃度相比于諸如例如US6163001A1或EP1225610B1中提出的反饋環(huán)路方案被降低。吹送氣體中金屬蒸氣濃度越低，電弧的中斷性能越好。取決于斷路器的實(shí)際實(shí)施例，在噴射步驟之前，對(duì)于第二加熱容積中存儲(chǔ)的氣體的冷壓縮，能夠?qū)崿F(xiàn)第二加熱容積中的大約2至8的壓縮因數(shù)。由于第二加熱容積的尺寸，第二加熱容積的內(nèi)表面比諸如例如US6163001A1或 EP1225610B1中提出的反饋環(huán)路方案中的要大，從而導(dǎo)致金屬蒸氣冷凝的可能性提高。再次，吹送氣體中金屬蒸氣濃度越低，電弧中斷性能越好。第二加熱容積形成用于中斷高于大約150kA的電流的單獨(dú)的加熱容積，而第一加熱容積單獨(dú)用于中斷較低(即低于50kA的電流)的電流。以下優(yōu)點(diǎn)源于在第二加熱容積中存在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)在包括例如US6163001A1或EP1225610B1中提出的反饋環(huán)路的斷路器中，由于反饋通道的橫截面比第一加熱容積的橫截面小，所以存儲(chǔ)的冷氣體與從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱氣體的混合對(duì)于其功能是有害的。如果反饋通道的橫截面充分增大以形成相當(dāng)大的第二加熱容積，那么存儲(chǔ)的冷氣體和經(jīng)加熱氣體將徹底混合，使得不能夠?qū)崿F(xiàn)冷壓縮效果?；旌系内厔?shì)源于在高電流階段之前的電弧形成期間的電弧的不對(duì)稱性，例如這種不對(duì)稱性可導(dǎo)致第二加熱容積中氣流的不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)，這又會(huì)導(dǎo)致冷絕緣氣體和熱絕緣氣體的交叉混合。根據(jù)本發(fā)明，第二加熱容積包括用于至少在步驟d)期間引導(dǎo)從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，使得從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體被第二加熱容積的氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)阻止與第二加熱容積中存儲(chǔ)的一定量絕緣氣體混合， 以及使得能夠在噴射步驟期間實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的冷氣體進(jìn)入第一加熱容積中的適當(dāng)?shù)?即最直接的)氣流。此外，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的表面進(jìn)一步增加了第二加熱容積的內(nèi)表面，使得它促進(jìn)第二加熱容積的內(nèi)表面上的金屬蒸氣的冷凝，吹送氣體中金屬蒸氣濃度越低，電弧的中斷性能越好。另外，由于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的原因，第二加熱容積的內(nèi)表面增加進(jìn)一步允許通過(guò)熱傳導(dǎo)對(duì)在其中存儲(chǔ)和流動(dòng)的絕緣氣體進(jìn)行冷卻。存儲(chǔ)的冷氣體的氣體溫度越低，它就可將吹送氣體的溫度降低的越多，以及從而中斷性能將越好。如果第二加熱容積是第一加熱容積的至少20%大，那么存儲(chǔ)的冷氣體的量將導(dǎo)致吹送氣體的氣體溫度的明顯下降，以及由此基本上促進(jìn)優(yōu)良的中斷性能。另外或者作為備選方案，對(duì)于中斷由高于大約50kA的電流引起的處于箍縮模式的電弧特別是這樣。取決于斷路器的需要以及它(特別是第二加熱容積)可用的空間，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括用于在第一方向上引導(dǎo)從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體的第一引導(dǎo)元件，以及用于第二方向上引導(dǎo)絕緣氣體而給第一引導(dǎo)元件留下第一部分的第二引導(dǎo)元件，其中第一方向和第二方向具有相反的方向分量，特別是相對(duì)于斷路器的縱向方向而言。在這些情況下會(huì)更加有利如果縱向方向沿著開(kāi)關(guān)軸線延伸，使得允許也在軸向方向上傳播的箍縮壓力的能量最好地發(fā)揮其力量。對(duì)于中斷由高于大約50kA的電流引起的處于箍縮模式的電弧特別是這樣。第二加熱容積中的氣流被至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)器機(jī)構(gòu)(例如彎部等)從第一加熱容積改道至第二加熱容積。另外或作為備選方案，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將第二加熱容積細(xì)分為彼此流體地分離的多個(gè)氣體通道，以防止經(jīng)加熱氣體與存儲(chǔ)的冷氣體過(guò)分混合。換句話說(shuō)，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)可以具有迷宮 (labyrinth)的形狀或外觀，其中引導(dǎo)機(jī)構(gòu)防止經(jīng)加熱氣體直線狀流動(dòng)，即在圓柱形斷路器裝置的實(shí)例中，在徑向方向上從第二加熱容積的入口流至單向閥而不受妨礙。如果引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的特征在于分隔器結(jié)構(gòu)，那么該分隔器會(huì)阻止經(jīng)加熱氣體相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線在周向方向上流動(dòng)，以及由此防止經(jīng)加熱氣體與冷氣體進(jìn)行無(wú)意的過(guò)分混合。如果存儲(chǔ)在第二加熱容積中的冷氣體和從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的氣體中的至少一個(gè)被主動(dòng)地冷卻，那么離開(kāi)第一加熱容積的吹送氣體的中斷性能可以進(jìn)一步提高。 取決于斷路器的實(shí)施例，主動(dòng)冷卻可以通過(guò)至少一個(gè)冷卻元件來(lái)執(zhí)行，特別是散熱片和熱交換器中的至少一種，以主動(dòng)冷卻在電路中斷過(guò)程之前存儲(chǔ)在第二加熱容積中的絕緣氣體和從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積中的經(jīng)加熱絕緣氣體中的至少一個(gè)。對(duì)于中斷由高于大約 50kA的電流引起的處于箍縮模式的電弧特別是這樣。關(guān)于創(chuàng)造性的斷路器，目標(biāo)通過(guò)具有下述特征的斷路器得以實(shí)現(xiàn)填充有絕緣氣體的中斷室，至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭限定起弧區(qū)，其中，在電路中斷過(guò)程期間在該至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭之間能夠產(chǎn)生電弧。另外，中斷室包括與起弧區(qū)流體地連接的第一加熱容積和與起弧區(qū)流體地連接的第二加熱容積。所述第二加熱容積能夠通過(guò)單向閥與第一加熱容積流體地連接，如果第二加熱容積中的氣體壓力超過(guò)預(yù)定義值，例如如果第二加熱容積中的氣體壓力超過(guò)第一加熱容積中的氣體壓力，單向閥會(huì)打開(kāi)(這取決于實(shí)施例和需要)。對(duì)于在箍縮模式中斷由高于大約50kA的電流引起的處于箍縮模式的電弧特別是這樣。第二加熱容積是第一加熱容積的至少20%大，且包括引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，以至少引導(dǎo)從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體，使得從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體被阻止與在電路中斷過(guò)程之前存儲(chǔ)在第二加熱容積中的一定量絕緣氣體混合。在斷路器的特定實(shí)施例中，第二加熱容積形成具有曲折的(meander)或迷宮狀外觀的流徑。因而即使在斷路器的可利用縱向截面(空間)相對(duì)較小的情況下，也可以增加由第二加熱容積所形成的氣體流徑的整體長(zhǎng)度。第二加熱容積所形成的氣體流徑的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，可用于冷卻第二加熱容積中的經(jīng)加熱氣體的時(shí)間和面積越多，使得在可應(yīng)用時(shí)，通過(guò)使金屬蒸氣在壁上冷凝或金屬蒸氣反應(yīng)成金屬氟化物可進(jìn)一步降低金屬蒸氣的減少。用語(yǔ) “曲折”應(yīng)理解為對(duì)于路徑和方向的選擇具有復(fù)雜的分支(多路線(multicursal))岔路的迷陣(maze)狀結(jié)構(gòu)。因此路徑可以開(kāi)始、停止、分為兩個(gè)或多個(gè)部分、并成一個(gè)更大路徑， 或者在包括大部分路徑的相反方向的不同方向上流動(dòng)。用語(yǔ)“迷宮”應(yīng)理解為具有單個(gè)路徑(單路線(imicursal))的結(jié)構(gòu)。因而迷宮只具有從入口通向出口的單個(gè)無(wú)分支路徑。然而，如果第二加熱容積具有過(guò)長(zhǎng)的氣流，那么在零電流的情況下的電弧中斷的時(shí)間滯后方面是不利的。另一個(gè)約束是第二加熱容積越長(zhǎng)，通常流阻越大。第一加熱容積至第二加熱容積的入口處的單向閥(止回閥)的壓力阻力可以被選擇為比從箍縮壓力室至第二加熱容積的入口處的壓力阻力低。在任何情況下，單向閥會(huì)確保經(jīng)加熱氣體不通過(guò)第二加熱容積而是改為通過(guò)至少一個(gè)吹送通道離開(kāi)第一加熱容積。如果到第二加熱容積的入口 /進(jìn)口的區(qū)域中的氣體噴嘴的幾何結(jié)構(gòu)被最優(yōu)化使得能夠?qū)崿F(xiàn)低流阻，那么進(jìn)一步認(rèn)為這對(duì)于中斷效率是有利的。如上面所提到，如果第二加熱容積是第一加熱容積的至少20%大，那么存儲(chǔ)的冷氣體的量將會(huì)導(dǎo)致吹送氣體的氣體溫度的明顯下降，以及從而在本質(zhì)上促進(jìn)優(yōu)良的中斷質(zhì)量。關(guān)于冷壓縮和隨后噴射到第一加熱容積中的時(shí)間滯后的良好平衡比率和第二加熱容積所需的空間、由第二加熱容積的流阻所引起的壓降以及其它因素，如果第二加熱容積介于第一加熱容積的約40%大至約300%大之間，那么能夠?qū)崿F(xiàn)良好的中斷結(jié)果。如果引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括用于將第二加熱容積細(xì)分為彼此流體地分離的多個(gè)流動(dòng)通道的至少一個(gè)分隔器結(jié)構(gòu)，那么就能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性的斷路器的非?；A(chǔ)的設(shè)計(jì)。為了避免零電流之后發(fā)生介電問(wèn)題，有利的是，第二加熱容積布置在斷路器的從中斷區(qū)移位的區(qū)域中，例如相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線沿軸向移位至斷路器的其中電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較低或較小的區(qū)域中。取決于斷路器的實(shí)施例，起弧區(qū)通過(guò)至少一個(gè)入口與第二加熱容積流體地連接， 該入口相對(duì)于縱向方向(例如沿著開(kāi)關(guān)軸線)布置在起弧區(qū)和過(guò)壓閥之間。此外，該至少一個(gè)入口布置為或者從過(guò)壓閥移位，例如位于過(guò)壓閥和起弧區(qū)之間的大約中心位置處，或者緊鄰過(guò)壓閥，使得過(guò)壓閥輔助將來(lái)自起弧區(qū)的經(jīng)加熱絕緣氣體饋送至該至少一個(gè)入口內(nèi)。在需要特別強(qiáng)大和有效的吹送氣體的情況下，電弧可以通過(guò)包括兩個(gè)第二加熱容積的斷路器來(lái)中斷，該兩個(gè)第二加熱容積沿著開(kāi)關(guān)軸線布置在中斷區(qū)的任一側(cè)上，即使得第一加熱容積位于兩個(gè)第二加熱容積之間。如果熱傳遞至壁上，那么第二加熱容積中的氣體將被減少，以及/或者如果第二加熱容積內(nèi)的經(jīng)加熱氣體具有希望的質(zhì)量，例如被冷卻，那么第二加熱容積可以包括聚四氟乙烯(PTFE)或者可由從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱氣體蒸發(fā)的等效材料。取決于實(shí)施例，PTFE可以以例如由PTFE制成的表面涂層或者包括PTFE的涂層的形式設(shè)置在第二加熱容積中。取決于對(duì)斷路器的要求和需求，可備選地或以組合的方式選擇上面提到的特征。上面關(guān)于創(chuàng)造性的方法闡述的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于創(chuàng)造性的斷路器，并且反之亦然。根據(jù)權(quán)利要求或權(quán)利要求的組合，以及當(dāng)考慮下面更詳細(xì)的描述和附圖時(shí)，本發(fā)明的另外的實(shí)施例、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用將變得顯而易見(jiàn)。


將參照下面的示意圖向本領(lǐng)域技術(shù)人員展示和闡述本發(fā)明，其中圖1示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的斷路器的中斷室區(qū)域的簡(jiǎn)化軸向縱截面，其中縱截面的下半部分相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線旋轉(zhuǎn)大約角度α，使得其通過(guò)排氣管；圖2示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的斷路器的中斷室區(qū)域的軸向縱截面， 其中縱截面的下半部分相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線旋轉(zhuǎn)大約角度α，使得其通過(guò)排氣管；圖3示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的斷路器的中斷室區(qū)域的軸向縱截面， 其中縱截面的下半部分相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線旋轉(zhuǎn)大約角度α，使得其通過(guò)排氣管；圖4示出了沿著圖3的截面IV-IV的簡(jiǎn)化截面局部視圖；以及圖5通過(guò)壓力-溫度圖表說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)效果。出于本文描述的目的，用語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“豎直”、“水平”以
及它們的派生詞將如圖2中所定向的那樣與本發(fā)明相關(guān)。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是除非明確指明相反外，本發(fā)明可以采取多種備選定向和步驟順序。圖中相同的元件或功能上相同的元件賦予相同的參考符號(hào)，除非另有說(shuō)明。部件列表1、la、Ib可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件2第二接觸部件、第二郁金香形觸頭3第二噴嘴4開(kāi)關(guān)軸線5 銷6第一接觸部件、郁金香形觸頭7、7a、7b 第一噴嘴8過(guò)壓閥9起弧區(qū)10 電弧13第一加熱容積14吹送通道15周向壁16來(lái)自噴氣容積的吹出通道17第一止回閥I8壓力室19環(huán)形蓋20環(huán)形帽21環(huán)形蓋中的軸向腔體22環(huán)形帽中的軸向腔體23蓋的壁部分M帽的壁部分25第二加熱容積沈第二止回閥(單向閥)27排氣管28冷卻元件29J9aJ9b 分隔器30、30a第二加熱容積的徑向高度31、31a、31b 氣體入口32 排氣口33、33a分隔器的前緣34過(guò)壓閥8的活塞35 區(qū)域36第二加熱容積的軸向部分37第二加熱容積的徑向部分38 曲線一39 曲線二
40第一方向41第二方向
具體實(shí)施例方式除了其它之外，以下將在詳細(xì)描述中提到在圖中，在斷路器實(shí)施例(即其可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件)的所有多幅視圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的或?qū)?yīng)的部件。如圖1中所示，在上半部分顯示斷路器的第一實(shí)施例處于閉合位置，而在下半部分顯示斷路器的第一實(shí)施例處于打開(kāi)位置?？v截面的下半部分相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線旋轉(zhuǎn)大約角度α，使得其通過(guò)排氣管。如果在周向方向看時(shí)斷路器系統(tǒng)相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線具有90°對(duì)稱性，那么角度α可為45°。然而，如果斷路器系統(tǒng)不具有90° 對(duì)稱性，那么角度α可不為45°。斷路器具有殼體，該殼體相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，且具有由絕緣材料制成的圓柱形中間殼體部分連接的第一金屬殼體部分和第二金屬殼體部分。這些殼體部分在所有情況都連接至斷路器的相對(duì)的終端。在那個(gè)殼體內(nèi)，有例如圖1中所示的可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件1。在可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件1外部，尤其具有標(biāo)稱電流路徑，該標(biāo)稱電路路徑包括固定標(biāo)稱電流接觸部件和可動(dòng)標(biāo)稱電流接觸部件以及排氣容積、分割元件、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和噴氣容積/系統(tǒng)。所有這些項(xiàng)目都沒(méi)有顯示，因?yàn)樗鼈儾⒉粚儆诒景l(fā)明的核心。出于那樣的目的，對(duì)圖1和例如US6163001A中與之相關(guān)的描述作出參照。可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件1包括第二接觸部件2，該第二接觸部件2被設(shè)計(jì)成具有多個(gè)彈性接觸指的第二郁金香形觸頭2，該多個(gè)彈性接觸指在周向方向上彼此相互緊挨著，向下傾斜并朝向開(kāi)關(guān)軸線4，并且被槽口分開(kāi)。與第二郁金香形觸頭2相對(duì)布置有第二噴嘴3， 第二噴嘴3包圍開(kāi)關(guān)軸線4并且由電絕緣材料制成。第二噴嘴3具有朝向左張開(kāi)的漏斗形狀?；?未示出)設(shè)置在第二噴嘴3的左手側(cè)，并容納可動(dòng)觸銷5。所述觸銷5在斷路器的閉合位置能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器來(lái)沿著開(kāi)關(guān)軸線4軸向移動(dòng)，并且通過(guò)第二郁金香形觸頭 2凸出至同樣形成為郁金香形觸頭的第一接觸部件6中，使得接觸部件2和6利用它們的接觸指觸碰銷5的殼表面。在本布置中，所述接觸指彈性變形，結(jié)果它們?cè)谟|銷5上施加相當(dāng)高的接觸壓力，以保證適當(dāng)?shù)碾娊佑|。第二噴嘴3緊固在殼體的分割壁中的中心開(kāi)口中。第一接觸部件6被構(gòu)造成與第二接觸部件2類似，并且因此被第一噴嘴7附連和鄰近。而且第一噴嘴7包圍開(kāi)關(guān)軸線4并且也由電絕緣材料制成。第一噴嘴7具有朝向右張開(kāi)的漏斗形狀，并且抵靠過(guò)壓閥8。與圖1中上半部分中過(guò)壓閥8的閉合位置不同，下半部分顯示過(guò)壓閥8處于其打開(kāi)位置。在電路的打開(kāi)位置，觸銷14被拉至左邊，結(jié)果其尖端處于第二接觸部件2的左邊。 起弧區(qū)9在電弧室中的第二接觸部件2和第一接觸部件6的接觸指之間延伸，使得在中斷電流時(shí)可在起弧區(qū)9中產(chǎn)生電弧10。起弧區(qū)9被第一環(huán)形加熱容積13所包圍，該第一環(huán)形加熱容積13通過(guò)氣隙連接至起弧區(qū)，該氣隙將郁金香形觸頭2和郁金香形觸頭分開(kāi)，并且形成周向吹送通道14。第一加熱容積13在外部被絕緣材料制成的周向壁15密封。在第二噴嘴3處，在可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件的周邊上分布有例如4個(gè)噴氣容積。取決于實(shí)施例，這些噴氣容積各自具有能夠被開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器促動(dòng)且各自通過(guò)吹出通道16連接至第一加熱容積13 的活塞。第一止回閥17在所有情況下均安裝在通向第一加熱容積13的排氣通道16的開(kāi)口中。當(dāng)在開(kāi)關(guān)軸線的方向觀察時(shí)，起弧區(qū)9緊鄰壓力室18布置，該壓力室18通過(guò)第一接觸部件6的指向左側(cè)的郁金香形觸頭的接觸指的端部在結(jié)構(gòu)上與起弧區(qū)9分開(kāi)。壓力室 18在徑向上被郁金香形觸頭6和第一噴嘴7的第一鄰接環(huán)形蓋19限定，使得它具有向右張開(kāi)的漏斗形狀。在其右手側(cè)，壓力室18被具有包括彈簧機(jī)構(gòu)的一體過(guò)壓閥8的噴嘴7的第一鄰接環(huán)形帽20限定。在壓力室18中產(chǎn)生過(guò)度氣體壓力的情況下，過(guò)壓管打開(kāi)8，使得壓力室18與排氣容積液壓連接，從而允許氣體離開(kāi)壓力室18以防止斷路器的機(jī)械損壞。取決于這些要求，過(guò)壓閥8可以被布置在不與開(kāi)關(guān)軸線4同心的地方。蓋19和帽20兩者的特征分別在于若干軸向腔體21和22，其中蓋19的腔體21在徑向上相對(duì)于帽20的對(duì)應(yīng)的腔體22移位，使得在所有情況下限定蓋19的兩相鄰腔體21 的壁部分23Q4)形成指向帽20中的對(duì)應(yīng)的腔體22的底部的突起23，保持并且反之亦然。 這樣蓋19和帽20的表面齒輪或齒彼此嵌入地相互面對(duì)。因此，產(chǎn)生在蓋19和帽20之間的空間形成了具有迷宮型形狀的第二加熱容積25，在緊鄰于壓力室18的第二加熱容積25 的末端具有周向氣體入口 31。因此，壁部分23、24以及腔體21、22的氣體接觸表面至少對(duì)于由起弧區(qū)進(jìn)入到第二加熱容積的氣體用作引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，并且在某種程度上其還作為第二加熱容積25中的冷氣體的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。腔體21的內(nèi)表面或底表面作為第一引導(dǎo)元件21，用于在朝向用作第二引導(dǎo)元件22的腔體22的底表面的第一方向40上引導(dǎo)由起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積25的經(jīng)加熱絕緣氣體。第二引導(dǎo)元件22在具有與第一方向40相反的方向分量的第二方向41上引導(dǎo)氣流。第二加熱容積25和氣體入口 31兩者都相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。在本實(shí)施例中，腔體21和22在周向方向上完全繞著開(kāi)關(guān)軸線4延伸。然而，在需要時(shí)，可改為提供若干氣體入口。第二止回閥26(偶爾也被稱作單向閥26)安裝在第二加熱容積25的遠(yuǎn)端的開(kāi)口中，使得當(dāng)達(dá)到閾值時(shí)，止回閥26會(huì)流體地連接第二加熱容積25和第一加熱容積13。在一個(gè)實(shí)施例中，如果第二加熱容積25內(nèi)的氣體壓力超過(guò)第一加熱容積13中的氣體壓力，那么就達(dá)到了預(yù)定義的閾值。第一實(shí)施例包括沿著開(kāi)關(guān)軸線布置的兩個(gè)第二加熱容積25，使得第一加熱容積13位于兩個(gè)第二加熱容積25之間。第二加熱容積25布置在沿軸向從起弧區(qū)9移位的斷路器的區(qū)域35中?？上拈_(kāi)關(guān)設(shè)備組件1的整個(gè)殼體及其附近填充有諸如例如SF6的合適的絕緣氣體。與US6163001A中公開(kāi)的可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件比較，本可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件1具有改進(jìn)的中斷效率，因?yàn)槠浒▋蓚€(gè)第二加熱容積25，這尤其在電流高于150kA時(shí)對(duì)中斷質(zhì)量具有重要貢獻(xiàn)。為避免冗長(zhǎng)的說(shuō)明，第二噴嘴3中的第二加熱容積的大致配置與第一噴嘴7中的相同。因此它們用相同或類似的參考符號(hào)表示。噴氣缸體的僅指示的吹出通道16與第一噴嘴7的排氣管27類似，在結(jié)構(gòu)上與第二噴嘴3中的第二加熱容積25分開(kāi)。如圖1、2和3所示，這樣一種結(jié)構(gòu)上的分離例如可通過(guò)管實(shí)現(xiàn)。在需要時(shí)，壓力室18以及第二加熱容積25和第一加熱容積13的內(nèi)壁或壁部分能夠襯有由諸如例如聚四氟乙烯的合適材料制成的層或涂層，如果這需要的話。這種措施的技術(shù)效果在于襯套材料的氣化，這會(huì)增加氣體的量和氣體壓力，同時(shí)吸收能量，這兩者都對(duì)改進(jìn)熄滅效果有貢獻(xiàn)。如果在第二單向閥沈處的第二加熱容積25的遠(yuǎn)端處被加壓的冷氣體的溫度需要進(jìn)一步降低，那么可能需要例如通過(guò)熱管或類似物進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。在圖1以及隨后的附圖中，這可通過(guò)至少一個(gè)冷卻元件28實(shí)現(xiàn)。由于這樣的冷卻元件28是可選的，所以它們?cè)趫D1中用虛線表示。取決于第二加熱容積25的尺寸和實(shí)施例，通過(guò)在迷宮形第二加熱容積25的至少一部分內(nèi)，優(yōu)選在第二加熱容積25的在第二單向閥沈處的遠(yuǎn)端區(qū)域處提供至少一個(gè)分隔器四，可以阻止或至少限制冷氣體和從壓力室進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱氣體相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線沿周向方向的不合需要的氣體運(yùn)動(dòng)。在基本實(shí)施例中，這些分隔器四由板狀壁四形成，板狀壁四在將環(huán)形帽20組裝至環(huán)形蓋19上的階段期間，可插入到對(duì)應(yīng)的槽口(未顯示在圖1中)中。備選地，如果需要的話，這些分隔器四可結(jié)合于帽20中和/或蓋19中。 取決于需要，這些板狀分隔器四可相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4徑向定向。在圖1中，這些分隔器四只分隔了分隔蓋19中的腔體21，且沿開(kāi)關(guān)軸線4的方向(在第一噴嘴7中朝著過(guò)壓閥4向右)只延伸到第一邊緣33。然而，在其它實(shí)施例中，這些分隔器可沿著第二加熱容積的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，其中用語(yǔ)“長(zhǎng)度”應(yīng)該理解為來(lái)自壓力室18氣體的絕緣氣體通過(guò)噴嘴的流徑。如果使用這些分隔器19，那么根據(jù)本申請(qǐng)的要旨，它們還用作氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。假如在開(kāi)關(guān)軸線4的方向上看，迷宮的高度30相對(duì)于其橫截面而言相對(duì)較低，那么可能不需要分隔器四來(lái)保證從起弧區(qū)9進(jìn)入第二加熱容積25的氣體不與第二加熱容積 25中，特別是靠近第二單向閥沈存儲(chǔ)的一定量絕緣氣體過(guò)度混合。出于該原因，分隔器四對(duì)于圖1中示出的實(shí)施例是可選的，并且因此在圖1中用虛線表示?？上拈_(kāi)關(guān)設(shè)備組件的斷開(kāi)操作進(jìn)行如下假如要中斷低于50kA的電流的所謂低電流電弧，那么該電弧不會(huì)在例如第一加熱容積13和第二加熱容積25中引起足夠的(即大量的)回?zé)?。因此電弧要借助于壓力室?例如通過(guò)第一閥17將氣體噴射到第一加熱容積13中的噴氣系統(tǒng)來(lái)中斷。第二單向閥沈處于其縮回(關(guān)閉)位置，使得氣體被迫通過(guò)環(huán)形氣隙14形成的吹送通道離開(kāi)第一加熱容積13。在大于約50kA但小于約80kA的電流的中等電流電弧，以及約IOOkA至大約150kA 的高電流(即低于最高電流)的情況下，這樣的中等電流或高電流會(huì)在第一加熱容積13中產(chǎn)生足夠的回?zé)嵊糜谥袛嚯娀?0，而不需要噴氣系統(tǒng)的輔助。在這種情況下，箍縮作用已通過(guò)在第二加熱容積25中的氣體的回?zé)岫鴮?duì)中斷過(guò)程有所貢獻(xiàn)。然而，第二加熱容積25對(duì)中斷效率貢獻(xiàn)的份額小于第一加熱容積13的份額。在150kA至大約200kA的所謂最高電流時(shí)，電弧引起完全箍縮狀況，其中電弧10 引起的箍縮壓力非常強(qiáng)大。在最高電流下電弧在第二加熱容積25中引起大量回?zé)釓亩谄渲性斐纱罅坷鋲嚎s。因此，準(zhǔn)備用于中斷電弧的氣體的吹送溫度低于2000開(kāi)爾文。注意， 吹送氣體包括第一加熱容積13中被電弧直接加壓的氣體以及來(lái)自第二加熱容積25的加壓冷氣體。在最高電流情況下，第二加熱容積25對(duì)中斷效率貢獻(xiàn)的份額大于第一加熱容積13 的份額。盡管圖1中所示的可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件的第一實(shí)施例包括兩個(gè)噴嘴3、7以及兩個(gè)第二加熱容積25，但是僅具有一個(gè)第二加熱容積，例如在第一接觸元件6和第一環(huán)形帽20 之間提供的第二加熱容積的備選實(shí)施例可為適當(dāng)?shù)?。參照?qǐng)D2描述這種斷路器的一個(gè)類似實(shí)施例，圖2示出了創(chuàng)造性的斷路器的第二實(shí)施例。為了避免元件的冗長(zhǎng)的重復(fù)，申請(qǐng)人所聲稱的這些元件的功能和其得到的效果適于對(duì)圖1中所示的第一實(shí)施例的解釋說(shuō)明。因此，在圖2中這些元件用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。在下文中，重點(diǎn)放在圖2中所示的第二實(shí)施例Ia和斷路器的第一實(shí)施例1的區(qū)別上。第二實(shí)施例Ia的特點(diǎn)在于布置在起弧區(qū)9的右手側(cè)的僅一個(gè)噴嘴7a。這樣，吹送通道16結(jié)合在第二接觸部件2中。在第二實(shí)施例Ia中，起弧區(qū)9通過(guò)氣體入口 31a與第二加熱容積25流體地連接。 第二加熱容積25和氣體入口 31a兩者都相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。氣體入口 31a相對(duì)于由開(kāi)關(guān)軸線4限定的縱向方向布置在起弧區(qū)9和過(guò)壓閥8之間，其中氣體入口 31a以從過(guò)壓閥8移位的方式布置在過(guò)壓閥8和第二接觸部件6的接觸指之間。然而，在需要時(shí)，可改為提供若干氣體入口。由于過(guò)壓閥8在縱向上在一端限定壓力室18，所以從起弧區(qū)9進(jìn)入壓力室18的經(jīng)加熱氣體通常主要通過(guò)那個(gè)氣體入口 31a離開(kāi)壓力室18，除非在過(guò)度過(guò)壓的情況下，在這種情況下，允許氣體離開(kāi)壓力室18直接到達(dá)排氣口 32。再次，取決于第二加熱容積25的橫截面和尺寸，可能需要分隔器四來(lái)阻止或避免第二加熱容積25中冷氣體和經(jīng)加熱氣體的不合需要的氣流，使得氣體特別是在第二加熱容積25的遠(yuǎn)端區(qū)域中在第二單向閥沈處混合。與第一實(shí)施例1相比，第二實(shí)施例Ia(特別是其第二加熱容積25)的優(yōu)點(diǎn)在于其更加易于制造，因?yàn)槠鋷缀螐?fù)雜性低于第一實(shí)施例1中的第二加熱容積。另一方面，迷宮形第二加熱容積25所形成的氣體流徑的整體長(zhǎng)度比第一實(shí)施例1中的短。創(chuàng)造性的斷路器的第三實(shí)施例Ib在下文中參照?qǐng)D3和圖4討論。因此，下面的解釋以對(duì)斷路器及其可消耗開(kāi)關(guān)設(shè)備組件的第三實(shí)施例Ib與第二實(shí)施例Ia的比較為基礎(chǔ)。 為了避免對(duì)元件的冗長(zhǎng)的重復(fù)，申請(qǐng)人所聲稱的這些元件的功能和它們得到的效果適于對(duì)圖1和圖2中分別顯示的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的解釋。因此在圖3中這些元件也用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。因此，重點(diǎn)放在斷路器的第三實(shí)施例Ib與第二實(shí)施例Ia的區(qū)別上。首先，第三實(shí)施例Ib的特點(diǎn)在于布置在起弧區(qū)9的右手側(cè)的僅一個(gè)噴嘴7b。吹送通道16結(jié)合在第二接觸部件2中。此外，氣體入口 31b緊鄰過(guò)壓閥8布置，使得過(guò)壓閥 8的34輔助引導(dǎo)來(lái)自起弧區(qū)9的經(jīng)加熱絕緣氣體進(jìn)入入口 31b。為了支持氣體最佳地流動(dòng)通過(guò)入口 31b，過(guò)壓閥8的活塞34相應(yīng)成形，從而促進(jìn)有低的流阻值和小的壓力損耗。再次，第二加熱容積25和氣體入口 31b兩者都相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。然而，在需要時(shí)， 可改為提供若干氣體入口。在第三實(shí)施例Ib中，第二加熱通道25的高度30a相對(duì)于其在開(kāi)關(guān)軸線4的方向上看的橫截面比在第一或第二實(shí)施例l、la中大。由于更高的高度易于導(dǎo)致相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4沿周向方向在第二加熱容積25內(nèi)有不合需要的氣體運(yùn)動(dòng)以及由此有不合需要的氣體混合，所以已經(jīng)提供了若干分隔器^a。如在沿著圖3的平面IV-IV的橫截面中所顯示，在簡(jiǎn)化圖4中，在第三實(shí)施例Ib中，八個(gè)分隔器^a布置成沿周向方向彼此等距地移位，且相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4具有徑向定向。如圖3和圖4所示，分隔器的長(zhǎng)度幾乎沿著第二加熱容積25的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，其中用語(yǔ)長(zhǎng)度應(yīng)理解為來(lái)自壓力室18氣體的絕緣氣體通過(guò)噴嘴7b的流徑。因此，在圖3中可以看到到達(dá)過(guò)壓閥8的活塞34所在區(qū)域的分隔器^a的前緣33。 在此實(shí)施例Ib中，至少?gòu)钠鸹^(qū)9進(jìn)入第二加熱容積25的經(jīng)加熱絕緣氣體的縱向引通過(guò)過(guò)介于第二加熱容積25的軸向部分36和徑向部分37之間的彎曲部、借助第一噴嘴7b的內(nèi)表面執(zhí)行，而對(duì)氣體在相對(duì)于開(kāi)關(guān)軸線4的周向方向的引導(dǎo)則通過(guò)分隔器19來(lái)執(zhí)行。在圖4的下半部分中示出了備選分隔器布置，其中以備選的方式，每個(gè)第二分隔器29b被設(shè)計(jì)為具有比其余的分隔器29a短的長(zhǎng)度。如前面提到的分隔器^a，這些第二分隔器^b也在第二加熱容積25的遠(yuǎn)端處在單向閥沈處將第二加熱容積25分隔為多個(gè)子部分，但是它們的長(zhǎng)度只延伸到第二加熱容積25的水平部分與其徑向部分37連結(jié)所處的彎曲區(qū)域之前。這樣一個(gè)第二分隔器29b的前緣33a可位于其中的代表性區(qū)僅僅在下半部分中指示，以避免混淆，以及增進(jìn)對(duì)圖3的理解。在此第三實(shí)施例Ib中，分隔器^a09b) 和第一環(huán)形蓋19均由一個(gè)零件制成，即為單本體的。取決于對(duì)排氣管27的需要，它們可以是例如圖4所示的漏斗形，或者例如圖3所示的筆直的，其中為了簡(jiǎn)單僅僅顯示了筆直方案。在圖4中，僅僅示出了在下半部分中提供的一個(gè)示例性排氣管27，而為了增強(qiáng)圖4的可讀性和清楚度，已經(jīng)略去了另外的排氣管。除了分割第二加熱容積25外，圖4還示出了位于第二加熱容積25的遠(yuǎn)端處在單向閥沈處的第二加熱容積25的形狀。所述形狀對(duì)應(yīng)于環(huán)形環(huán)截面。取決于單向閥沈的實(shí)施例，上述同樣可以應(yīng)用于它們。為了清楚和更好地理解，單向閥沈沒(méi)有在圖4的下半部分中顯示。由于噴嘴7b的幾何結(jié)構(gòu)比圖2中示出的噴嘴7a的幾何結(jié)構(gòu)更為基本，所以實(shí)施例Ib與實(shí)施例Ia相比更易于制造。圖5通過(guò)壓力-溫度圖表示意性地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)效果，其中橫坐標(biāo)表示第一加熱容積中的氣體壓力，以及其中縱坐標(biāo)表示第一加熱容積內(nèi)的吹送氣體的溫度。2000開(kāi)爾文線代表邊界線，在該邊界線以上，絕緣氣體SF6的介電能力典型地在電方面會(huì)變得無(wú)效。曲線一 38表示由于第二加熱容積中大約6巴的預(yù)壓縮引起的第一加熱容積13中的壓力積聚。曲線二 39表示由于第二加熱容積中大約20巴的預(yù)壓縮而引起的第一加熱容積13 中的壓力積聚。因此圖表清楚地顯示冷壓縮的量形成中斷質(zhì)量的重要因素，特別是在要中斷由超過(guò)150kA的電流所產(chǎn)生的最高電弧的情況下，在此情況下，需要最高的吹送氣體壓力。在這個(gè)圖表中，在將冷氣體導(dǎo)入第一加熱容積之前，將第二加熱容積中的冷氣體預(yù)壓縮從6巴提高至20巴允許使第一加熱容積中的壓力積聚翻倍，而不會(huì)過(guò)度地影響吹送氣體溫度。如果在第二加熱容積中實(shí)現(xiàn)甚至更高的預(yù)壓縮，即冷壓縮，那么在第一加熱容積內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)甚至更高的壓力?；诒疚牡慕虒?dǎo)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的是，在不偏離本公開(kāi)及其更寬方面的前提下，可以進(jìn)行改變和修改。也就是說(shuō)，本文在上面所闡述的所有實(shí)例意圖為示例性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種電路斷開(kāi)方法，包括以下步驟a)提供具有填充有絕緣氣體的中斷室的氣吹式斷路器(l，la，lb)，所述中斷室包括起弧區(qū)(9)以及至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭0，6)；b)在所述中斷室的第二加熱容積0 中存儲(chǔ)一定量絕緣氣體，所述第二加熱容積 (25)與所述起弧區(qū)(9)流體地連接，且能夠與第一加熱容積(1 流體地連接，其中，所述第一加熱容積(1 與所述起弧區(qū)(9)流體地連接；c)將所述起弧觸頭(2，6)彼此分開(kāi)，使得在所述起弧觸頭(2，6)之間產(chǎn)生電弧(10)， 以及使得所述電弧(10)在所述第二加熱容積0 中產(chǎn)生的氣體壓力比標(biāo)稱氣體壓力高大約3巴；d)通過(guò)從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積0 的經(jīng)加熱絕緣氣體對(duì)所述第二加熱容積0 中的所述一定量絕緣氣體加壓；e)至少引導(dǎo)至少在步驟d)期間從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積0 中的所述經(jīng)加熱絕緣氣體，使得從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積0 的所述經(jīng)加熱絕緣氣體被所述第二加熱容積0 的氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)03，M，29，^a)阻止與存儲(chǔ)在所述第二加熱容積0 中的所述一定量絕緣氣體混合，其中，所述第二加熱容積0 是所述第一加熱容積(13)的至少20%大；f)通過(guò)從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第一加熱容積(1 中的所述經(jīng)加熱絕緣氣體施加在存儲(chǔ)在所述第二加熱容積0 中的所述氣體上的氣體壓力來(lái)將存儲(chǔ)在所述第二加熱容積0 中的所述一定量絕緣氣體噴射到所述第一加熱容積(1 中；g)通過(guò)引導(dǎo)所述絕緣氣體從所述第一加熱容積(1 通過(guò)至少一個(gè)吹送通道(14)返回到所述起弧區(qū)(9)來(lái)中斷所述電弧(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二加熱容積0 是所述第一加熱容積(1 的至少40%大，以及/或者其中，所述電弧(10)在步驟c中處于箍縮模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)(21，22，23，24， 29,29a)a)包括用于在第一方向GO)上引導(dǎo)從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積05)的經(jīng)加熱絕緣氣體的第一引導(dǎo)元件01)，以及用于在第二方向Gl)上引導(dǎo)絕緣氣體而給所述第一引導(dǎo)元件留下第一部分的第二引導(dǎo)元件0幻，其中，所述第一方向GO)和所述第二方向Gl)具有相反的方向分量；以及/或者b)將所述第二加熱容積0 細(xì)分為彼此流體地分離的多個(gè)氣體通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征進(jìn)一步在于，主動(dòng)冷卻存儲(chǔ)在所述第二加熱容積0 中的所述絕緣氣體和從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積05) 中的所述氣體中的至少一個(gè)。
5.一種斷路器(l，la，lb)，包括填充有絕緣氣體的中斷室，至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭 (2,6)限定起弧區(qū)(9)，其中，在電路中斷過(guò)程期間，在所述至少兩個(gè)可分開(kāi)起弧觸頭(2，6) 之間能夠產(chǎn)生電弧(10)，其中，所述中斷室包括與所述起弧區(qū)(9)流體地連接的第一加熱容積(1 和與所述起弧區(qū)(9)流體地連接的第二加熱容積05)，以及其中，所述第二加熱容積0 能夠通過(guò)單向閥06)與所述第一加熱容積(13)流體地連接，如果所述第二加熱容積中的氣體壓力超過(guò)預(yù)定義值，所述單向閥06)就打開(kāi)，其中，所述第二加熱容積0 是所述第一加熱容積(1 的至少20%大，并且其中，所述第二加熱容積0 包括用于至少引導(dǎo)從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積0 的經(jīng)加熱絕緣氣體的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)(23，24，四，29a)，使得從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積 (25)的所述經(jīng)加熱絕緣氣體被阻止與在所述電路中斷過(guò)程之前存儲(chǔ)在所述第二絕緣容積 (25)中的一定量絕緣氣體混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5至7中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)(21，22， 23，24)包括用于在第一方向GO)上引導(dǎo)從所述起弧區(qū)(9)進(jìn)入所述第二加熱容積05)的經(jīng)加熱絕緣氣體的第一引導(dǎo)元件01)，以及用于在與所述第一方向GO)不同的第二方向 (41)上引導(dǎo)絕緣氣體而給所述第一引導(dǎo)元件留下第一部分的第二引導(dǎo)元件02)，其中，所述第一方向GO)和所述第二方向Gl)具有相反的方向分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積0 形成具有曲折的或迷宮狀外觀的流徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)09， 29a)包括至少一個(gè)分隔器結(jié)構(gòu)，以將所述第二加熱容積細(xì)分為彼此流體地分離的多個(gè)流動(dòng)通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積 (25)為所述第一加熱容積(13)的至少40%大。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至10中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積 (25)介于所述第一加熱容積(13)的大約40%大至約300%大之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積 (25)布置在從中斷區(qū)(9)移位的所述斷路器的區(qū)域(35)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積 (25)包括聚四氟乙烯。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述第二加熱容積 (25)包括至少一個(gè)冷卻元件(觀)，特別是散熱片和熱交換器中的至少一個(gè)，以主動(dòng)冷卻在所述電路中斷過(guò)程之前存儲(chǔ)在所述第二加熱容積0 中的所述絕緣氣體以及從所述起弧區(qū)(1 進(jìn)入所述第二加熱容積0 中的所述經(jīng)加熱絕緣氣體中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求5至12中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，所述起弧區(qū)(9)通過(guò)至少一個(gè)入口(31，31a，31b)與所述第二加熱容積0 流體地連接，所述入口(31，31a， 31b)相對(duì)于縱向方向布置在所述起弧區(qū)(9)和過(guò)壓閥(8)之間，其中，所述至少一個(gè)入口 (31, 31a, 31b)布置為a)從所述過(guò)壓閥(8)移位；或者b)緊鄰所述過(guò)壓閥(8)，使得所述過(guò)壓閥(8)協(xié)助將來(lái)自所述起弧區(qū)(9)的經(jīng)加熱絕緣氣體饋送到所述至少一個(gè)入口(31b)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求5至13中的任一項(xiàng)所述的斷路器，其特征在于，兩個(gè)第二加熱容積 (25)沿著開(kāi)關(guān)軸線布置，使得所述第一加熱容積(13)位于它們之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣體絕緣斷路器。一種包括具有起弧區(qū)的中斷室的氣吹式斷路器的電路斷開(kāi)方法。一定量絕緣氣體被存儲(chǔ)和預(yù)壓縮在中斷室的第二加熱容積中。第二加熱容積與起弧區(qū)和第一加熱容積流體地連接，第一加熱容積也與起弧區(qū)流體地連接。電弧產(chǎn)生后，第二加熱容積中的該一定量絕緣氣體被從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體加壓。從起弧區(qū)進(jìn)入第二加熱容積的經(jīng)加熱絕緣氣體由第二加熱容積的氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)所引導(dǎo)，使得該經(jīng)加熱絕緣氣體被第二加熱容積的氣體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)阻止與第二加熱容積中存儲(chǔ)的一定量絕緣氣體混合。
文檔編號(hào)H01H33/98GK102568921SQ20111046306
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者E·曼茨, M·西格, N·巴塞 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司