[发明专利]断路器

说明书

技术领域

本发明涉及根据本申请所述的断路器。

背景技术

在常规高压断路器中，在电流切断操作期间形成的电弧通常使用作为灭弧气体的六氟化硫(SF₆)来熄灭。SF₆以其高介电强度和热中断能力而公知。加压的SF₆在断路器的典型最低操作温度下也是气态的，无毒且不易燃。虽然SF₆在电弧的消失期间可能分解，但是分解的SF₆的大部分重组，其进一步促进SF₆作为灭弧气体的适合性。

但是，SF₆当释放到大气中时，可有一些环境影响，特别是由于其相对高的全球变暖潜能值(GWP)及其在大气中相对长的寿命。

GWP是温室气体捕获多少热量到大气中的相对度量。它将由讨论中的一定质量的气体所捕获的热量与由相似质量的二氧化碳所捕获的热量进行比较。GWP在具体时间间隔上计算，通常是20年、100年或500年。它表达为二氧化碳(CO₂)的因数，所述二氧化碳(CO₂)的GWP被标准化为1。

迄今为止，已经通过严格的气体泄漏控制且通过非常小心的气体处理来应对SF₆的相对高的GWP。但是，开发备选灭弧气体的努力正在进行中。

一个特别引起兴趣的候选者来代替SF₆作为灭弧气体的是CO₂。CO₂易于获得、无毒且不易燃。正如提及的，CO₂还具有值为1的非常低的GWP值1。对于断路器所使用的量，它因此没有环境影响。

例如，在US 7816618中，描述了使用CO₂作为熄弧气体(即灭弧气体)的断路器以便抑制其对全球变暖的影响。另外，EP-A-2284854提出主要包括CO₂和CH₄的混合气体作为熄弧介质。

但是，根据US 7816618，CO₂的灭弧能力不如SF₆的灭弧能力。在常规设计的断路器中，当CO₂用作灭弧气体时，常常因此无法实现足够的中断性能。在相对高的短路电流和电压额定值的情况下尤其如此。

例如，在常规断路器中CO₂的使用已经由如下文献描述，H.Knobloch，《在高压断路器中六氟化硫(SF₆)的熄弧能力与备选气体的比较》，Gaseous Dielectric VIII，由Christophorou和Olthoff编辑，Plenum Press，纽约，1998，以及F.Baberis等，《Prove di interruzione su interruttori commerciali in gas(MT)con l'utilizzo di miscele SF6-free》，CESI Report L17918。根据前者出版物，使用CO₂代替SF₆导致中断性能大大地降低。根据针对介质电压应用的后者出版物，必须使用10巴的非常高的CO₂填充压力(代替3.4巴的SF₆)以实现与SF₆相同的性能，从而致使绝缘体和断路器的设计更复杂。由于类似因素增加高压断路器的填充压力将要求高压断路器的更复杂和更高成本的重设计。即使在高压断路器中提供了非常高的填充压力的CO₂，因为给定气体的介电强度在某个压力之上不再增加，所以这也不一定会导致介电强度等于类似SF₆断路器的介电强度。

考虑到现有技术状况的缺点，本发明的目标是提供允许非常高效地使用灭弧气体的简明设计的断路器。具体来说，断路器将允许足够的中断性能同时使用具有比SF₆更低的GWP的灭弧气体。最终，本发明因此将允许用于非SF₆断路器的更高最大短路电流，特别是使用CO₂的断路器。

发明内容

由根据本申请所述的断路器解决本发明的问题。在本申请中给出优选的实施例。

根据本申请，本发明从而涉及包括以下的断路器：

至少两个接触件，相对于彼此可移动并且限定在电流切断操作期间形成电弧的灭弧区域，

加压室，设计成使得在电流断开期间对包含在其中的灭弧气体加压，以及