[发明专利]气体熄弧断路器

说明书

本发明涉及一种气体熄弧断路器，特别是涉及一种这样的气体熄弧断路器，即它在产生弧的部分附近设有耐高压特性的绝缘喷嘴，从而在切断大电流时，向动、静触头之间产生的电弧喷出熄弧气体，例如SF₆气体。

目前，随着电能消耗的增加，要求电力设备在高电压、大电流的情况下操作。在一个作为电力系统中的最后保护装置的气体熄弧断路器中，决定气体熄弧断路器遮断特性的绝缘喷嘴非常需要具有高耐压特性。

为了满足这一需要，已有人提出了一种与常规喷嘴在结构上不同的新喷嘴，并且最近已通过先进的分析技术（例如气流分析）完成。

在这种公开的喷嘴结构中，例如，在未审查的日本专利公开号为60-218722（相应的美国专利4，667，072）的申请中，一个高压气体空间区通过一个正向倾斜表面（沿灭弧气体的流动方向延伸）和一与该正向倾斜表面相交的反向倾斜表面在该喷嘴的喉部下游形成，以及一个静触头末端附近的一个区域直到静触头通过该空间位置才构成高压气体区域，从而使其有可能增加耐压性能。

还有人曾经提出一种增加喷嘴内部电弧电阻的方法，例如，在日本专利中未审查的申请。公开号为57-210507，其中占体积20%的氮化硼作为填充剂混合在喷嘴的氟塑性材料中。

对于上面所述的日本公开号60-218722所公开的喷嘴，正如说明书中所述，通过试验和分析表明反向倾斜表面的形状和喉部的直径大大地影响绝缘遮断性能。

另一方面，在这种类型的喷嘴中，为增加内部电弧电阻，有必要使氮化硼混合到喷嘴材料中，如上面所述的日本公开文献57-210507。然而，在这种情况下，没有考虑有多少电弧的能量线侵入到喷嘴中，并且在喷嘴的表面有一部份，其吸收电弧能量的能力增加，这导致了由电弧造成的表面损耗增加的缺点。并且在多次遮断大电流后，上述喷嘴结构遇到反向倾斜表面的形状和尺寸由于损耗而变化的问题，其结果导致期望性能不能获得。

本发明的一个目的是提供一种具有一个喷嘴结构的气体熄弧断路器，这种断路器即使在遮断大电流后，也具有高耐压特性和避免由于损耗变形而使性能降低。

为了获得上述目的，本发明提供一种气体熄弧断路器，包括一个向静触头和动触头之间产生的电弧喷出熄弧气体的绝缘喷嘴，上述喷嘴具有一个上述两触头之一可以移动地进、出的喉部，以及在上述喉部下游设有扩张部分，在上述喷嘴的上述扩张部分上形成至少一个用来增加电弧的能量密度的反射的斜面;其特征在于：上述喷嘴由通过向氟塑性材料中加入不大于15vol%的氮化硼作为填充剂来形成。

当动触头离开静触头时，由于喷嘴喉部下游的斜面使在两触头之间产生的电弧快速射出的能量线进入喷嘴的量减小。其结果，附加氮化硼的量可以减少，即使在这种情况下，和常规获得的大体相同值的内部电弧电阻可以保持。进一步，随着氮化硼附加量的减少，由于喷嘴的损耗引起的表面变形可被限制，从而即使在多次遮断大电流后，可以获得如同新喷嘴相同的性能。

图1是本发明的气体熄弧断路器一个实施例的垂直截面图;

图2是图1所示的实施例中喷嘴斜面的放大，横截面图;

图3的特性曲线图表示本发明的气体熄弧断路器的喷嘴倾斜表面角度和一个电弧能量线的密度反射性能之间的关系。

图4的特性曲线图表示本发明中氮化硼附加量和电弧能量线密度反射性能之间的关系;以及

图5所示特性曲线图表示本发明中氮化硼附加量和喷嘴损耗量之间关系;以及

图6是一个放大横截面图。表示本发明的气体熄弧断路器中倾斜表面的另一实施例。

现在将参考附图对本发明的实施例进行描述。