專利名稱：壓縮氣體斷路器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓縮氣體斷路器，所述開關帶有布置在第一觸點和第二觸點之間的電弧區，所述電弧區通過供給通道與熱氣存儲容積連接，且熱氣存儲容積又通過溢流通道與容積可變的壓縮容積連接；以及帶有具有至少一個流出口的限定了壓縮容積邊界的壁。
背景技術：
此類壓縮氣體斷路器例如在實用新型DE20015563U1中描述。此類壓縮氣體斷路器具有第一觸點以及第二觸點，電弧區在所述第一觸點以及第二觸點之間延伸。在電弧區內提供了對電弧的引導。電弧區又通過供給通道與熱氣存儲容積連接，其中在熱氣存儲容積上連接了容積可變的壓縮容積。熱氣存儲容積和壓縮容積通過溢流通道相互連接。此外， 在限定了壓縮容積邊界的壁內布置了流出口。提供了熱氣存儲容積，以接收在開關過程期間生成的熱氣體。取決于開關過程，可改變此氣體量。在此，可能發生的是在熱氣存儲容積內引入許多熱氣體，使得熱氣存儲容積的內部內的壓力明顯升高。在壓縮容積內提供的流出口以過壓閥封閉。在壓縮容積內達到一定的壓力時，流出口被開放。
布置在流出口上的過壓閥被機械加載但也被熱加載，因此可出現在過壓閥上的磨損。因此，必須定期地進行對流出口進行檢查，并維修或替換位于該處的過壓閥。發明內容
本發明所要解決的技術問題是給出一種使維修費用能夠降低的壓縮氣體斷路器。
根據本發明，此技術問題在前述類型的壓縮氣體斷路器中通過使得流出口至少在觸點處于接觸狀態時持續地打開來實現。
壓縮氣體斷路器是用于中斷電流的電開關設備。斷路器能可靠地多次中斷額定電流和例如短路電流的故障電流。特別地，在使用在高壓和超高壓領域情況下時，為降低絕緣距離，有利的是在斷路器內引入壓縮氣體以用于絕緣。壓縮氣體斷路器具有斷路器單元，所述斷路器單元用于引導和定位觸點。電絕緣的氣體(絕緣氣體)從斷路器單元中流動穿過且圍繞該斷路器單元流動，所述氣體處于高壓力下(壓縮氣體)。通過壓力升高提高了氣體的絕緣強度，使得相互不同的電勢在較小的結構空間內通過處于壓力下的絕緣氣體可靠地相互絕緣。壓縮氣體斷路器具有封裝殼體，在所述封裝殼體內定位了斷路器單元。封裝殼體的內部以處于高壓力下的絕緣氣體填充。絕緣氣體的壓力在此高于包圍封裝殼體的介質的壓力，且可例如為數個巴。作為電絕緣氣體，被證明特別有利的是六氟化硫。但也可使用另外的合適的電絕緣氣體，例如氮氣，或具有氮氣和/或六氟化硫的混合物，等。
除電絕緣外，壓縮氣體也用于支持壓縮氣體斷路器在開關過程中的工作方式。壓縮氣體斷路器具有至少一個第一觸點和第二觸點，在二者之間布置了電弧區。兩個觸點可例如構造為電弧觸點，它們與第一和第二額定電流觸點電并聯連接。電弧觸點在此構造為使其在接通過程中在時間上在額定電流觸點之前相互電接觸。相反地，在斷路過程中，電弧觸點比額定電流觸點處于電接觸中的時間更長。因此，相對于其所屬的電并聯的額定電流觸點，電弧觸點在接通過程中超前地作用，且在斷路過程中延后地作用。通過此類構造實現了優選地在電弧觸點之間引導電弧，使得電弧觸點保護額定電流觸點不受腐蝕，且引導和偏轉電弧。因此，可使得額定電流觸點在其電負荷容量方面被優化，而可將電弧觸點在抵抗電弧的熱作用的耐燒蝕性方面被優化。
但觸點也可承擔電弧引導和額定電流引導的功能。此構造特別地在廉價的開關設備內是有利的，對此開關設備在開關功率方面僅有有限的要求。但與觸點是構造為分開的電弧觸點和分開的額定電流觸點還是構造為包括電弧觸點和額定電流觸點的組合無關，應建議使得在開關過程中實現觸點相互間的相對運動。觸點的至少一個為此以可相對于另外的觸點運動的方式支承。但也可建議，使得兩個電弧觸點以可運動的方式支承，使得在斷路過程中的觸點分離速度或在接通過程中的接觸速度可增加數倍。
在接通過程中，隨著兩個觸點的不斷接近，可導致電弧的出現(預放電)。在觸點之間可在電弧區內形成接通電弧。在此出現的熱效應導致處在電弧區內的絕緣氣體被加熱。 此絕緣氣體被加熱且在此膨脹且被轉化為所謂的熱滅弧氣或熱氣。熱氣應從電弧區被排出且被冷卻或也被中間存儲。在接通過程中，兩個觸點的電接觸被設計用于結束接通過程，使得可能出現的預放電被自動消除。
在斷開時，即在中斷流通中的電流路徑時所發生的情況明顯更復雜。在斷路器中由斷路電弧所引入的熱能基本上與待中斷的電流的大小成比例，以及與斷路電弧的燃燒持續時間成比例。在斷開時，實現了兩個觸點相互的電流隔離。即便在高的觸點分離速度下也幾乎不可能使由電勢差驅動通過待中斷的電流路徑的電流立即消失。電流經常在電弧區內首先通過電弧流動。僅在特別短的瞬間，即例如在電流或電壓振蕩時(例如在交流電系統中)電流恰好發生過零且實現觸點分離的瞬間，僅出現小的電弧或不出現電弧。但觸點的分離經常在電流沒有自然消失的任意時刻進行。特別地在故障情況下的斷開時，應盡可能快地導致中斷。而剛好存在的振蕩狀態通常不被注意。
在斷開情況中在電弧區內經常出現燃燒的電弧。在電弧區內燃燒的電弧使圍繞它的電絕緣氣體膨脹，且另外也腐蝕處在附近環境中的壓縮氣體斷路器部件。因此，在電弧區內圍繞電弧產生了由加熱的電絕緣氣體以及蒸發的材料(如塑料或金屬)所形成的等離子云。為消除電弧，此等離子云應盡可能快地從電弧區排出。為產生電流，把被電弧加熱的且轉化為熱氣體的電絕緣氣體通過供給通道引導到熱氣存儲容積內。電弧的功率越強，即待切斷的電流越大，且電弧燃燒時間越長，則被電弧驅動而壓到熱氣存儲容積內的熱氣體越多，因此熱氣存儲容積內的壓力升高。由于起到供給作用的電弧，因而從熱氣存儲容積不能直接回流。特別地，可有利地建議，使得供給通道通過觸點的相互位置阻塞或開放。為此，例如可使用絕緣物噴嘴，所述絕緣物噴嘴用于引導和偏轉燃燒的電弧以及限定其邊界，其中， 能夠通過觸點阻塞絕緣物噴嘴的通道(例如噴嘴狹窄位置)。因此，也可通過觸點的彼此相對位置控制熱滅弧氣體向供給通道內的流動。作為熱氣存儲容積內的壓力升高的補充，提供了一種容積可變的壓縮容積，所述壓縮容積通過絕緣氣體在其內的機械壓縮導致了壓力升高。通過溢流通道，處在壓縮容積內和熱氣存儲容積內的氣體可相互協作，使得例如可實現預先存在于壓縮容積內的氣體與預先存在于熱氣存儲容積內的氣體的混合。因此，例如能夠將壓縮容積內低溫的主要電絕緣氣體壓縮且將其輸送到熱氣容積內且在該處導致熱氣體的冷卻。
當流出路徑開放時，也能使處在高壓下的預先存在于熱氣存儲容積內以及壓縮容積內的氣體通過供給通道流動到電弧區內。在電弧區內仍在燃燒的電弧被通過供給通道流回的氣體流包圍且將等離子云推出電弧區，在此電弧被冷卻且被吹送，從而導致電弧且因此在待中斷的電流路徑中流動的電弧的最終中斷。
壓縮氣體斷路器可用于開關任意大小的直至短路電流的電流。因此，斷路器例如必須能可靠地切斷額定電流以及短路電流。必要時，通過斷路器流動的電流僅是額定電流的幾分之一。每個此電流都必須可靠地被切斷。因為期待與待切斷的電流的大小無關地點燃斷路電弧，所以用于每種開關情況的斷路器都必須產生足夠的壓力升高的氣體量，以圍繞斷路電弧流過。
在低電流時，在熱氣存儲容積中不會形成超過平均值的壓力水平。特別地，在出現額定電流或短路電流時，電弧可達到使熱氣存儲容積或壓縮容積能夠達到爆炸極限的電流強度。在此情況中，需要使得通過流出口實現超額的氣體份額的流出，從而保證在熱氣存儲容積內或在壓縮容積內所建立的壓力的極限。如果建議使得流出口至少在觸點的接觸狀態下持續地打開，則在壓縮容積內和在相連接的斷路器單元的區域或封裝殼體內之間持續地進行氣體量的交換。因此，可實現氣體量的連續的往復流動。以此，此時將壓縮容積在各種情況下總是通過流出口與周圍區域連接。以此，在壓縮容積和通過流出口與壓縮容積協作的區域之間不存在壓力差。因此，可防止壓縮容積被通過預壓縮不希望的“預加載”。
在此可有利的是使得流出口最早在實現觸點電流隔離的時刻關閉，即流出口的關閉隨著可能的電弧點燃進行。也可建議，使得流出口的關閉在供給通道開放的時刻進行，即在事先膨脹的且在熱氣存儲容積內載入的熱氣體的回流開始的時刻進行。在供給通道開放時，熱氣存儲容積可卸載且因此也可在此時刻關閉流出口。
但有利地可建議使得流出口持續地打開。
在此情況中，壓縮容積的壁中提供了流出口，所述流出口與觸點的相互相對位置無關地持續地作為壓縮容積的壁內的開口。可見，此類構造對于容積可變的壓縮容積的工作方式不利，因為通過持續地打開的流出口，處于壓力下的氣體會從壓縮容積的內部內或快或慢地逸出。在相應地大小的橫截面下，一個或多個流出口可因此相對快地卸去先前由于被壓縮氣體的壓縮容積的容積改變所導致的過壓。在橫截面相應地降低時，可實現相應的緩慢的卸壓。
熱氣存儲容積和壓縮容積可通過溢流通道相互連通。因此，能通過溢流通道將氣體量從一個容積傳送到另一個容積。使用在壓縮容積內的流出口的布置，可通過壓縮容積內的流出口保證對預先存儲的熱氣存儲容積的過壓保護。
容積可變的壓縮容積的行程通過機械地設置壓縮氣體斷路器來確定。與待中斷的電流的大小無關，由于容積改變而總是在壓縮容積內機械地產生相同的壓縮壓力。但熱氣存儲容積與待切斷的電流和燃燒的電弧的功率成比例地或多或少地填充以熱氣體。更低功率的電流僅導致熱氣存儲容積的低的加載。相應地更大的強度的電流，例如短路電流，導致相應的對熱氣存儲容積更強的填充。因此，例如在僅導致熱氣存儲容積的低加載的相對小的電流下，電弧的吹滅基本上通過容積可變的壓縮裝置的作用導致。而通過電弧產生的且在熱氣存儲容積內預存在的熱氣體則具有較下層的意義。在相反的情況中，在大的斷路功率下，即在形成了相應的功率腔的電弧的強電流下，實現了以熱的滅弧氣體超過比例地填充熱氣存儲容積，且因此實現了熱氣存儲容積內的壓力升高。在供給通道開放且電弧吹滅之后，即在熱氣存儲容積內或在壓縮容積內預存在的氣體又朝電弧區的方向流出，在大功率電流下，在熱氣存儲容積內被中間存儲的滅弧氣體主要起圍繞電弧流過的作用，而在壓縮容積內壓縮的氣體則具有較次要的意義。
另外有利的構造可建議使得在溢流通道的走向上布置差壓控制閥。
通過使用差壓控制閥，使預存儲在熱氣存儲容積內的具有與在壓縮容積內壓縮的絕緣氣體相比更高壓力的滅弧氣體可首先通過溢流通道離開進入到電弧區內。由于壓力差異，防止了被壓縮的絕緣氣體從壓縮容積溢流到熱氣存儲容積內以及防止然后通過供給通道溢流到電弧區內。只有當熱氣存儲容積被卸壓，即其內的壓力下降到極限壓力下，在壓縮容積內的壓力升高的絕緣氣體才溢流到熱氣存儲容積內，且在該處通過供給通道溢流到電弧區內。如果待中斷的電弧僅具有低功率，則可能發生的是在熱氣存儲容積內不能產生充分的過壓而使得在壓縮容積內預存的壓力升高的絕緣氣體直接溢流到熱氣存儲容積內，且從該處通過供給通道流到電弧區內，以圍繞在電弧區處燃燒的低功率電弧流過，從而冷卻且將等離子云從電弧區送出。
為進行差壓控制，可在溢流通道上使用相應的閥組件，所述閥組件根據在熱氣存儲容積內和壓縮容積內的壓力差來開放或阻塞通道。
此外，可有利地建議使得可通過的溢流通道的流動阻力小于等于打開的流出口的流動阻力。
在溢流通道和流出口的流動阻力的設置方面，可由任意閥控制在流出口處的自由流出。因此，在使用其流動阻力小于特別是明顯小于流出口(多個流出口)的流動阻力的溢流通道時，導致了從壓縮容積內壓縮的絕緣氣體通過流出口的流出可忽略，且在壓縮容積內實現了充分的壓縮。因此，給出了如下可能性，即保持流出口不存在必要時阻塞流出口的可運動部件。
此外，可有利地建議，使得壓縮容積由可相對于壁運動的活塞限定，其中流出口有時被所述活塞封閉。
壓縮容積是基于容積改變將位于內部的絕緣氣體壓縮且升高壓力的機械壓縮設備。壓縮容積為此具有可相對于壁運動的活塞。如果現在使用相對于壁的活塞行程，則可實現以位移控制的方式關閉流出口。因此，實現了將流出口的關閉時刻相對于觸點分離的時刻或供給通道釋放的時刻或基于一定的接觸距離等同步。為此，活塞的運動可通過相應的驅動設備與活塞塊的相對運動相互同步。在最簡單的情況中，在活塞和一個可相對于另一個觸點運動的觸點之間給出了動力鏈。此外，位移控制的優點是流出口由另外的必需部件阻塞。為此，避免了附加的閥等且給出了穩固的構造。
在此，可有利地建議，使得壁是壓縮容積的圓柱形的外周面。
壓縮容積可例如具有圓柱形的外周面。相應的形狀互補的活塞可在此外周面內部運動，所述活塞在圓柱形外周面的圓柱軸線的縱向軸線上可移動。如果流出口現在被引入到外周面，則可通過流出口在外周面內的位置根據活塞的相對位置調節阻塞的時刻。因此， 例如也可時間上相互分段地阻塞多個流出口，且因此將全部流出口的流動阻力構造為在開關過程的進行中是可變的。因此，可不同地形成壓縮容積內的壓力水平。因此實現，使得壓縮裝置的有效性在壓縮行程開始時通過橫截面相應較大的流出口降低，例如通過多個開放的流出口降低，而隨著流出口的逐漸關閉提高壓縮裝置的壓縮作用。
此外，可有利地建議，使得壁是壓縮容積的在運動方向上與活塞對置的端部。
用于接收流出口的端側壁實現了與壓縮裝置的壓縮活塞在壓縮裝置內的位置無關地保持流動開口持續地打開，且因此總是提供了使在壓縮容積的內部內被壓縮的電絕緣氣體的減壓能夠實現的位移。因此，例如實現了使得流出口自身在到達結束位置時，即在其中會出現最大壓縮的位置中提供了用于被壓縮的電絕緣氣體從壓縮容積流出的開口。
在下文中在附圖中示意性地示出了本發明的實施例，且然后進行詳細描述。
各圖為
圖I以局部剖視圖示出了通過第一實施變體的壓縮氣體斷路器的截面，
圖2示出了通過第二實施變體的壓縮氣體斷路器的截面，和
圖3以局部剖視圖示出了通過第三實施變體的壓縮氣體斷路器的截面。
具體實施方式
首先，例如對于圖I、圖2和圖3解釋壓縮氣體斷路器的構造和作用方式。在此，在圖I、圖2和圖3中使用相同的附圖標號用于各相同類型的構造部分，且僅對于相互不同的細節使用替代的附圖標號。
所有三個附圖的共同之處在于，對稱軸2將附圖劃分為第一半圖和第二半圖。附圖分別在第一半圖中示出了壓縮氣體斷路器的接通狀態且在第二半圖中示出了壓縮氣體斷路器的斷路的狀態。
圖I在截面圖中示出了壓縮氣體斷路器的截面。壓縮氣體斷路器具有封裝殼體I。 封裝殼體I在此構造為基本上管形，且與對稱軸2同軸地定向。在此，封裝殼體I圖示為由絕緣材料制成。但也可建議使得封裝殼體I構造為導電的。在封裝殼體I的內部內布置了壓縮氣體斷路器的斷路器單元。斷路器單元基本上與對稱軸2同軸定向。在使用電絕緣的封裝殼體I時，如在圖I中所圖示，斷路器單元直接支承在封裝殼體上，其中電連接點3a、 3b通過封裝殼體I流體密封地引出。封裝殼體I將斷路器單元完全包圍且是氣密性屏障。 在封裝殼體I的作為導電的封裝殼體的構造中，斷路器單元通過絕緣布置相對于封裝殼體 I間隔開且電絕緣地保持。連接點3a、3b相應地通過導電的封裝殼體電絕緣地引出。為此， 例如可使用戶外絕緣套管。連接點3a、3b穿透封裝殼體的屏障，但被與封裝殼體的構造無關地流體密封。
帶有電絕緣封裝殼體I的壓縮氣體斷路器的構造稱為外殼帶電壓縮氣體斷路器。 帶有導電封裝殼體的壓縮氣體斷路器的構造稱為外殼接地壓縮氣體斷路器。此類封裝殼體可例如由傳導地電勢的金屬材料制成。
封裝殼體I的內部以電絕緣氣體填充。電絕緣氣體提供有高壓力，作為包圍封裝殼體I的介質。電絕緣氣體例如是六氟化硫、氮或其它合適的氣體。電絕緣氣體彌漫封裝殼體I的整個內部。封裝殼體I作為氣密性屏障起作用。在封裝殼體I內部內封閉的絕緣氣體可具有數個巴的過壓，且彌漫且流過所有位于封裝殼體I內部的組件。如此，絕緣氣體也彌漫了斷路器單元的部件。
布置在封裝殼體I內部內的斷路器單元的結構與封裝殼體I的類型無關地基本上具有相同的類型。在此，斷路器單元具有第一觸點4以及第二觸點5。第一觸點4以及第二觸點5可沿對稱軸2彼此相對運動。在此，第一觸點4主要位置固定地構造，而第二觸點5 沿對稱軸2可相對于封裝殼體I移動。但也可建議，使得以相反的方式使第一觸點4可運動而第二觸點5作為固定的觸點，或使得兩個觸點4、5都可運動地構造。在此，第一觸點4 構造為銷形，而第二觸點5形成為配對的套筒形。第一觸點4被第一額定電流觸點6同軸包圍。第一額定電流觸點6以及第一觸點4相互導電連接，使得第一觸點4以及第一額定電流觸點6總是傳導相同的電勢。第二觸點5被第二額定電流觸點7包圍。第二觸點5和第二額定電流觸點7也導電地連接，使得第二額定電流觸點7和第二觸點5總是傳導相同的電勢。也如第一觸點4，第一額定電流觸點6相對于封裝殼體I位置固定地支承。第二觸點5以及第二額定電流觸點7通過其導電連接相互角度剛性地連接，使得第二觸點5相對于第一觸點4的相對運動同樣地導致第二額定電流觸點7相對于第一額定電流觸點6的相對運動。在此，第一額定電流觸點6構造為套筒形，使得在第一額定電流觸點6的套筒形的空隙中可引入且可接觸第二額定電流觸點7。此外也可建議，也使第一額定電流觸點6可相對于封裝殼體I運動，且第二額定電流觸點7相對于封裝殼體I位置固定地構造。也可建議，使得第一額定電流觸點6和第二額定電流觸點7相對于封裝殼體可運動。兩個觸點4、 5以及兩個額定電流觸點6、7的可運動性或位置可變性可按需求實現。通過兩個觸點4、5 或兩個額定電流觸點6、7的分別應在相反的方向上實現的運動，可提高在斷路過程中的觸點分離速度或在接通過程中的接觸速度。
在相對于封裝殼體位置固定地保持的第一額定電流觸點6上導電地接觸了第一連接點3a。第二額定電流觸點6提供有圓柱形的外周面且突出到引導套筒8內。引導套筒 8位置固定地相對于封裝殼體I支承。第二額定電流觸點7可沿對稱軸2在引導套筒8內移動。在第二額定電流觸點7和引導套筒8之間在對接間隙內布置了在圖中未詳細圖示的電滑動接觸設備，使得引導套筒8與第二額定電流觸點7導電接觸，且然后也與第二觸點5 導電接觸。第二連接點3b與導電套筒8導電地連接。因此，從第一連接點3a起通過第一額定電流觸點6、分別通過第一觸點4以及從第二額定電流觸點7、分別通過第二觸點5和引導套筒8向第二連接點3b形成了電流路徑，所述電流路徑可由壓縮氣體斷路器斷開或建立。
兩個額定電流觸點6、7在此用作被構造為盡可能低阻抗的額定電流路徑，使得在壓縮氣體斷路器的斷路器單元內的接觸電阻盡可能低。兩個觸點4、5作為電弧觸點起作用。在斷路過程中，首先使額定電流觸點6、7分離。電流在仍閉合的觸點4、5上換向。在觸點4、5分離之后，可發生電弧點燃。電弧被引導到觸點4、5上。因此，兩個觸點4、5設置且構造為具有高的耐燒蝕性。
具有套筒形構造的第二觸點5在其朝向第一觸點4的端部上具有多個可彈性變形的接觸指。接觸指在端側上安放在驅動管9上。驅動管9與對稱軸2同軸地定向且沿對稱軸2可移動。在第二額定電流觸點7上布置了絕緣材料噴嘴10。絕緣材料噴嘴10旋轉對稱地形成且與對稱軸2同軸地定向。絕緣材料噴嘴10與第二額定電流觸點7角度剛性地連接，且相應地在第二額定電流觸點7運動時可隨動。絕緣材料噴嘴10包圍了第二觸點5 的接觸指，且在第一觸點4的方向上突伸出第二觸點5的接觸指。絕緣材料噴嘴10具有噴嘴狹窄位置11，所述噴嘴狹窄位置11在端側在第二觸點5的套筒口前延伸。噴嘴狹窄位置11是基本上與對稱軸2同軸地走向的圓柱形的空隙。噴嘴狹窄位置11的橫截面在此與第一觸點4的橫截面對應，其中噴嘴狹窄位置11的橫截面略大于第一觸點4的橫截面。絕緣材料噴嘴10的從第二額定電流觸點7伸出的端部角度剛性地支承在與第一額定電流觸點6連接的支承套12上。在發生開關運動期間，絕緣材料噴嘴10在支承套12內滑動。電弧區在兩個觸點4、5之間延伸，在所述電弧區內應優選地傳導電弧。電弧可在接通過程或斷路過程中出現，其中電弧應優選地以其弧根點在兩個觸點4、5上點燃。為同時保證觸點 4、5上的按時換向，在此在接通過程中提供在兩個額定電流觸點6、7接觸前的兩個觸點4、 5的超前的接觸。在斷路過程中，兩個額定電流觸點6、7的分離在觸點4、5分離前提供，即觸點4、5額定電流觸點6、7構造為是滯后的。電弧區在兩個觸點4、5之間延伸，或圍繞觸點4、5延伸。在此，電弧區也位于絕緣材料噴嘴10的噴嘴狹窄位置11內。電弧區通過供給通道13與熱氣存儲容積14連接。在此，供給通道13延伸通過絕緣材料噴嘴10。可建議使得供給通道13以環形通道的形式穿過絕緣材料噴嘴10，且因此將絕緣材料噴嘴10分為位于內部的部分和位于外部的部分。但也可建議，使得一個或多個通道穿過絕緣材料噴嘴10的壁，且在噴嘴狹窄位置11內開口。熱氣存儲容積14與對稱軸2同軸地延伸，且在此具有基本上環形圓柱的特征。熱氣存儲容積14與對稱軸2同軸延伸，且位于第二觸點5 的外周上，且通過第二額定電流觸點7限定邊界。因此，熱氣存儲容積14形成為被驅動管 9穿過的環形，且又在徑向方向上由第二額定電流觸點7限定邊界。在供給通道13開口到熱氣存儲容積14內的端側上，熱氣存儲容積14也被絕緣材料噴嘴10限定邊界。在與之相對的端部上，此端側被構造為分隔壁15。在分隔壁15中布置了溢流通道16。在此，溢流通道16通過多個處在分隔壁15內的孔實現，其中孔平行于對稱軸2走向。在此，溢流通道16 可通過差壓控制閥、特別是通過單向閥17關閉。
分隔壁15構造為活塞，所述活塞可在引導套筒8內沿對稱軸2移動。活塞限定了容積可變的壓縮容積18的邊界。活塞在其內部容納了熱氣存儲容積14。壓縮容積18從電弧區起在對稱軸2的方向上向熱氣存儲容積14延伸。壓縮容積18類似于熱氣存儲容積 14具有中空圓柱形的形狀，其中壓縮容積18的外周側的邊界由引導套筒8給出。壓縮容積 18的內周側的邊界由驅動管9給出。分隔壁15以及驅動管9相互角度剛性地連接。分隔壁15形成了壓縮容積18的可運動的端側邊界。此外，壓縮容積18具有位置固定的端側壁 19。位置固定的端側壁19與引導套筒8角度剛性地連接。位置固定的端側壁19被驅動管 9穿過且驅動管9可相對于位置固定的端側壁19運動。在壓縮容積18的外周面上，即在引導套筒8的壁上布置了多個流出口 20a、20b、20c、20d。流出口 20a、20b、20c、20d在引導套筒8的壁內的位置按需要地選擇。此外，流出口 20a、20b、20c、20d的數量也可改變。但流出口 20a、20b、20c、20d的流動阻力的總和大于被閥17封閉的溢流通道16的流動阻力。在本實施例中，根據圖I將流出口 20a、20b、20c、20d的位置選擇為使得當第一觸點4將噴嘴狹窄位置11剛開放時，流出口 20a、20b、20c、20d的第一個在斷路過程進行中被阻塞。
由于多個流出口 20a、20b、20c、20d的軸向前后相繼的次序，實現了通過多個流出口 20a、20b、20c、20d所提供的橫截面的階梯地降低。因此，實現了流出口 20a、20b、20c、20d的總流動阻力的階梯狀的提聞。
流出口 20a、20b、20c、20d的位置在此選擇為使得在第二額定電流觸點7在引導套筒8內相對運動時，額定電流觸點7或活塞/分隔壁15在流出口 20a、20b、20c、20d前移動。
在下文中示例地描述了在圖I中所示的壓縮氣體斷路器的工作方式。首先，描述接通過程，其中從圖I的半圖可見，兩個觸點4、5以及兩個額定電流觸點6、7相互分離。在接通過程中，使觸點4、5以及額定電流觸點6、7相互電接觸。
通過驅動裝置使驅動管9沿對稱軸2這樣地運動，使得聯接在其上的第二觸點5 以及第二額定電流觸點7在對應于第一觸點4的方向上或在對應于第一額定電流觸點6的方向上運動。以此方式，第一觸點4沉入在絕緣材料噴嘴10的噴嘴狹窄位置11內。在空間上超前的觸點4、5足夠接近時，可發生所謂的預放電。隨著兩個觸點4、5的電接觸，所述預放電消失。
在斷路過程中，在驅動管9上施加驅動運動，由此以與接通過程中相反的方向沿對稱軸2運動。現在，首先實現兩個額定電流觸點6、7的分離。兩個觸點4、5在此時刻仍保持電接觸。在兩個連接點3a、3b之間流動的電流從形成在額定電流觸點6、7之間的電流軌跡換向到形成在觸點4、5之間的電流軌跡。兩個觸點4、5之間的相對運動領先。到一定的時刻，實現了兩個觸點4、5的電分離。由于在兩個連接點3a、3b之間存在的電勢差，通過電流路徑和觸點4、5驅動了電流。在電流相應地振蕩時，例如由于驅動的交變電壓所導致的振蕩，可能出現電流的自然消失，即可能不出現斷路電弧。在相應的不利的時刻，出現了在兩個觸點4、5之間燃燒的斷路電弧。由于噴嘴狹窄位置11在對稱軸2的方向上的軸向延伸，因而即便在兩個觸點4、5分離之后噴嘴狹窄位置11也還由第一觸點4阻塞。在觸點 4、5之間燃燒的電弧在電弧區引入了熱能，且將處于電弧區處的電絕緣氣體加熱，且將其加熱為滅弧氣體或熱氣體。此外，可能出現絕緣材料或導體材料的燒蝕，使得在電弧區也建立了等離子云。電弧區內的過壓可例如通過驅動管9在對稱軸2的方向上借助熱氣體流動而降低。
在電弧附近，供給通道13從徑向方向開口到噴嘴狹窄位置11內，使得熱氣體也通過供給通道13從電弧區導出。供給通道13開口到具有恒定的容積的熱氣存儲容積14內。 隨著電弧區內斷路電弧的燃燒的持續時間的增加，在熱氣存儲容積14內壓入了越來越多的熱氣體，使得在熱氣存儲容積14內實現了該處壓力的提高，因為通過供給通道13持續地隨之壓入熱滅弧氣體。
在斷路運動期間，通過作為可運動的活塞而縮小了壓縮容積18的容積的可運動分隔壁15的運動，導致預存在于壓縮容積18內的冷絕緣氣體的機械壓縮。由于壓縮容積 18的容積降低，使得處在該處的冷絕緣氣體的壓力升高。在壓縮過程期間，可通過流出口 20a、20b、20c、20d將一定量的絕緣氣體從壓縮容積18排出。但通過選擇用于流出口 20a、 20b.20c.20d的橫截面，可為此量設限。隨著進一步的前進，消除了第一觸點4對噴嘴狹窄位置11的阻塞。電弧此外可在兩個觸點4、5之間燃燒。隨著消除對于噴嘴狹窄位置11的阻塞，可使熱氣存儲容積14內中間存儲的且其壓力升高的熱氣體在相反的方向上通過供給通道13回流到電弧區11內，且由于提高的流動而將電弧吹滅，且將電弧區11處的等離子云從電弧區11清除。隨著熱氣存儲容積14內的壓力的降低，可將在壓縮容積18內機械地壓縮的絕緣氣體通過溢流通道16傳送到熱氣存儲容積14內，且從熱氣存儲容積14通過10供給通道13用于電弧的吹滅。在通過中間存儲的熱氣體將電弧區第一次清空之后，冷的絕緣氣體起到冷卻作用且因此特別適合于冷卻、吹滅熱電弧且最后導致其消失。
由于流出口 20a、20b、20c、20d的位置，流出口 20a、20b、20c、20d在消除了第一觸點4對噴嘴狹窄位置11的阻塞之后逐步地被第二額定電流觸點7覆蓋，使得在斷路運動結束時可實現壓縮容積18內的壓力的附加升高，因為壓縮的絕緣氣體通過流出口 20a、20b、 20c、20d的噴出僅仍在降低的程度上實現。通過溢流通道16，可使壓力升高的電絕緣氣體在熱氣存儲容積14內卸壓。
圖2和圖3現在示出了流出口的位置的替代構造。在圖2和圖3中所示的壓縮空氣斷路器的功能和構造對應于在圖I中所示的壓縮空氣斷路器的功能和構造。在圖2中提供了對于流出口的替代定位20e、20f。流出口 20e、20f又在外周側安裝在壓縮容積18內， 但其中位置可選擇為使得在斷路狀態中不發生對于流出口 20e、20f的阻塞，即根據圖2的構造的流出口 20e、20f持續地無任何覆蓋件，且因此持續地打開。在此情況中，特別重要的是溢流通道16的流動阻力以及流出口 20e、20f的流動阻力相互確定為使得溢流通道16的流動阻力低于流出口 20e、20f的流動阻力(最大等于流出口 20e、20f的流動阻力)。
在圖3中示出了流出口的現在布置在壓縮容積18的位置固定的端側壁19內的替代位置20g、20h。流出口 20g、20h在根據圖3的構造中持續地不存在任何覆蓋件、閥組件等使得其作用對應于圖2中所示的流出口 20e、20f的作用。但在圖3中所示的流出口 20g、 20h導致被壓縮的絕緣氣體從壓縮容積18到斷路器單元內部內的傳送或噴出。流出口 20g、 20h是從壓縮容積18到被引導套筒8包圍的區域的路徑。通過引導套筒8內的相應的空隙，可使通過流出口 20e、20h出來的電絕緣氣體也從斷路器單元出來。通過將流出口 20g、 20h布置在位置固定的端側壁19上，可在斷路器單元內形成滯回波(RUckstauwelIe)，這延遲了被壓縮的絕緣氣體從壓縮容積18的離開。
權利要求
1.一種壓縮氣體斷路器，所述壓縮氣體斷路器帶有布置在第一觸點(4)和第二觸點(5)之間的電弧區，所述電弧區通過供給通道(13)與熱氣存儲容積(14)連接，所述熱氣存儲容積(14)又通過溢流通道(16)與一個容積可變的壓縮容積(18)相連接；所述壓縮氣體斷路器還帶有具有至少一個流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)的限定了壓縮容積(18)邊界的壁，其特征在于，流出口 (20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)至少在所述第一和第二觸點(4、5)處于接觸狀態時持續地打開。
2.根據權利要求I所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)持續地打開。
3.根據權利要求I或2所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，在溢流通道(16)的走向上布置了差壓控制閥(17)。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，可通過的溢流通道(16)的流動阻力小于等于打開的流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)的流動阻力。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，壓縮容積(18)由可相對于壁運動的活塞(15)限定邊界，其中流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)有時被活塞封閉。
6.根據權利要求I至5中一項所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，所述壁是所述壓縮容積(18)的圓柱形的外周面(8)。
7.根據權利要求I至6中一項所述的壓縮氣體斷路器，其特征在于，所述壁是所述壓縮容積(18)在運動方向上與活塞對置的端側(19)。
全文摘要
本發明涉及一種具有第一觸點(4)和第二觸點(5)的斷路器，在第一和第二觸點(4、5)之間布置了電弧區。供給通道(13)開口到電弧區中，所述供給通道將電弧區與熱氣存儲容積(14)連接。熱氣存儲容積(14)又與壓縮容積(18)連接。在壓縮容積(18)的壁(8)內布置了流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)。流出口(20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h)至少在所述第一和第二觸點(4、5)處于接觸狀態時持續地打開。
文檔編號H01H33/91GK102985990SQ201180034178
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月3日 優先權日2010年5月12日
發明者R-M.塞納特 申請人:西門子公司