[发明专利]电气电路断路器装置

说明书

一种填充有介电绝缘介质的电切换装置（1），包括具有第一成弧接触件（3）和第二成弧接触件（4）的成弧接触件的布置、绝缘喷嘴（2）、第一成弧接触件（3）与第二成弧接触件（4）之间的成弧体积（5）、排气体积（6）、以及布置在排气体积（6）内部的排气管（7）。排气管（7）的直径沿远离成弧体积（5）的纵向（z）而增加。附加地或备选地，排气管（7）包括通过其侧壁（12）的多个排气管开口（8），其将排气管（7）的内部与排气体积（6）相连接，其中排气管开口（8）的至少一部分具有不同大小。

技术领域

本发明处于中压和高压切换装置（具体为电路断路器）的领域中，并且涉及根据独立权利要求的电气切换装置。

背景技术

电气切换装置在中压和高压切换应用的领域中是众所周知的。它们例如被用于中断标称电流以及起源于发生电气故障的电流。为了本公开的目的，术语“中压”表示从1 kV至72.5 kV的电压，并且术语“高压”表示高于72.5 kV的电压。电气切换装置（像如所述电路断路器）可能必须能承载3150 A至6300 A的高标称电流，并且在72.5 kV至1200 kV的极高电压下切换31.5 kA至80 kA的极高短路电流。

在电气切换装置内的标称或短路电流的中断期间，电流从电气切换装置的标称接触件换向到其成弧接触件。它们通常包括：作为一个成弧接触件的成弧接触件指，其被布置在所谓的成弧指笼或郁金香式构造（tulip）中的电气切换装置的纵轴周围；以及作为配套成弧接触件的杆，其被驱动到指笼中。但是，还存在带有作为成弧接触件的两个杆的布置，所述两个杆在闭合操作期间被彼此相向驱动并经由其正面而被连接。

郁金香式接触件是空心的，并且能够连接到排气管。针式接触件也能够是空心的，并且也可连接到排气管。

在电气切换装置的断开或闭合过程期间，电弧在两个成弧接触件之间形成。为了中断电流，电气切换装置包含介电流体，其用作绝缘介质（例如SF₆气体），并且用于熄灭电弧。因此，位于生成电弧的区域中的流体的一部分（称作成弧体积）在极短时间期中被显著加热（至大约20'000-30'000°C）。流体的这一部分建立压力，并且从成弧体积被喷射到所谓的排气体积中。

除了所述气体压力之外，喷嘴系统中的轴向气流加速度是针对冷却电弧或者针对尽可能快地从成弧体积中排放热气体的另一个重要参数。通过喷嘴系统的优化设计而给出影响远离滞点（stagnation point）的流加速度的方式。这涉及所谓的排气管的设计，其用来将热气体从成弧体积排放到排气体积中，并且视情况而定，进一步排放到由电路断路器的外壳所界定的体积中。

在常规电路断路器中，排气管是具有开口的管，其沿纵向（轴向，即沿排出气流方向）被布置在电路断路器的成弧接触件之一后面。热气流通过所述成弧接触件，然后通过排气管，并且其随后通过排气管的所述开口逸入排气体积中。可能发生的是，来自电弧区的热气体的排放不是最佳的并且引起较低的切换性能。

另外，由于排气管中产生的高速度及压力以及气体的质量流，排气管受到侵蚀，这进而可能引起排气管的机械不稳定性，并且可能导致微粒生成，由此也降低了正常操作期间的电路断路器的切换性能。

发明内容

本发明的目的是针对所述缺点进一步改进电气切换装置。

在本发明的第一方面，此目的通过一种电切换装置来解决，其被填充有介电绝缘介质，并且包括具有第一成弧接触件和对应第二成弧接触件的成弧接触件的至少一种布置。为了断开和闭合所述电切换装置，成弧接触件中的至少一个是与纵轴平行可活动的，并且与另一成弧接触件协作。所述切换装置还包括绝缘喷嘴、第一成弧接触件与第二成弧接触件之间的成弧体积、排气体积、和排气管。排气管被布置成沿纵轴延伸到第一成弧接触件，并且将排气体积与成弧体积相连接，以用于将热介电绝缘介质的至少一部分排放到排气管中。