一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器的制作方法

专利2022-05-09  28


本申请涉及机电设备技术领域,尤其涉及一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器。



背景技术:

随着我国远距离输电的快速发展,安装在线路中、用于断开或合闸线路的高压断路器的应用规模也不断扩大。而断路器在切线路时,由于高电压的作用,在动静触头的分离瞬间,在二者间会拉电弧,产生的电弧会产生很高的温度,烧蚀触头的表面材料,破坏其原有的导电性能。

同时,电弧具有不易熄灭的特点,常用的灭弧方法都是在交流电流的过零点处,利用绝缘气体纵吹灭弧;但是这种方法一方面耗时过长、且不能保证电弧的不重燃;另一方面,断路器的内部的操作过电压与电弧的重燃次数成正比关系的,当电弧重燃后,产生的操作过电压会击穿线路上电气设备的绝缘,使其失去原有的工作性能,严重影响电力系统运行的可靠性。



技术实现要素:

本申请提供了一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器,以解决传统灭弧方法耗时过长、且不能保证电弧的不重燃,严重影响电力系统运行的可靠性的问题。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下:

一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,包括设置在灭弧室腔体内部的动触头和静触头;

所述静触头的接触点表面覆盖有石墨烯材料;

所述动触头与所述静触头的接触端设置有v型结构喷口,所述v型结构喷口的开口朝向所述静触头的一侧,灭弧气体由所述v型结构喷口喷出。

可选的,所述石墨烯材料覆盖的厚度为500mm。

可选的,所述v型结构喷口为狭长尖角的,并具有一定弧度的弧形结构。

可选的,所述灭弧室外部设置有伞裙结构的外瓷套。

可选的,所述动触头通过导电杆与灭弧室外部连接,所述导电杆用于操纵所述动触头朝向所述静触头端做往复运动。

可选的,所述灭弧室内还包括压气室,所述压气室设置在所述动触头的一端。

一种断路器,包括灭弧室,所述灭弧室为上述任意一项所述的灭弧室。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果:

本申请提供了一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器,所述灭弧室包括设置在灭弧室腔体内部的动触头和静触头;所述静触头的接触点表面覆盖有石墨烯材料;所述动触头与所述静触头的接触端设置有v型结构喷口,所述v型结构喷口的开口朝向所述静触头的一侧,灭弧气体由所述v型结构喷口喷出。由于在出头分离时,触头间电弧会产生高温,烧蚀触头表面材料及结构,因此在静触头的接触点表面涂覆有石墨烯材料,石墨烯具有优良的耐高温性能及导电性能,能够提高触头的关合次数,提高断路器使用寿命;同时,通过将动触头与静触头的接触端设置为v型结构喷口,大幅度加大灭弧气体喷出的加速度,使得灭弧的纵吹作用得到加强,电弧在短时间内被熄灭,加快了因触头分离产生的熄弧过程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室剖面示意图。

附图标记说明:

1-外瓷套,2-动触头,3-静触头,4-静触头接触点,5-v型结构喷口,6-压气室,7-导电杆。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

请参考附图1,附图1为本申请实施例提供的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室剖面示意图。

如图1所示,本申请实施例提供的一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,包括设置在灭弧室腔体内部的动触头2和静触头3,具体的,所述灭弧室为自能式灭弧室,所述动触头2与所述静触头3相对设置。

所述静触头接触点4表面覆盖有石墨烯材料;

所述动触头2与所述静触头3的接触端设置有v型结构喷口5,所述v型结构喷口5的开口朝向所述静触头3的一侧,灭弧气体由所述v型结构喷口5喷出。

由于在出头分离时,触头间电弧会产生高温,烧蚀触头表面材料及结构,因此在静触头接触点4表面涂覆有石墨烯材料,石墨烯具有优良的耐高温性能及导电性能,能够提高触头的关合次数,提高断路器使用寿命;同时,通过将动触头2与静触头3的接触端设置为v型结构喷口5结构,大幅度加大灭弧气体喷出的加速度,使得灭弧的纵吹作用得到加强,电弧在短时间内被熄灭,加快了因触头分离产生的熄弧过程。

上述静触头接触点4处涂覆石墨烯以及动触头2与静触头3的接触端设置为v型结构喷口5的方式,有效解决了传统灭弧方法一方面耗时过长、且不能保证电弧的不重燃;另一方面,断路器的内部的操作过电压与电弧的重燃次数成正比关系的,当电弧重燃后,产生的操作过电压会击穿线路上电气设备的绝缘,使其失去原有的工作性能,严重影响电力系统运行的可靠性的问题。

作为一种实施方式,所述石墨烯材料覆盖的厚度为500mm,因为在出头分离时,触头间电弧会产生高温,烧蚀触头表面材料及结构,而石墨烯具有优良的耐高温性能及导电性能,能够提高触头的关合次数,提高断路器使用寿命。

所述v型结构喷口5为狭长尖角的,并具有一定弧度的弧形结构,通过结构的优化作用,大幅度加大灭弧气体喷出的加速度,使得灭弧的纵吹作用得到加强,电弧在短时间内被熄灭,加快了因触头分离产生的熄弧过程。

使用时,将灭弧室做成上述结构,并安装到指定位置,作为高压输电线路的高压开断器件。此时,由于其内部特殊的喷口结构,断路器分闸产生的电弧会在短时间内被吹灭,且由于静触头3表面涂覆的石墨烯,触头受电弧的高温烧蚀作用也被减弱,在加速熄弧保障断路器运行可靠性的同时,还提高了断路器的使用寿命。

另外,所述灭弧室外部设置有伞裙结构的外瓷套1,外瓷套1采用伞裙结构,将整个断路器灭弧室覆盖隔绝,增大有效爬电距离,避免外界环境造成断路器外表面造成闪络放电。

所述动触头2通过导电杆7与灭弧室外部连接,所述导电杆7用于操纵所述动触头2朝向所述静触头3端做往复运动。灭弧室内部含有动触头2,其采用导电杆7式操纵、可上下移动,正常情况下动触头2伸缩至静触头3处,二者接触,保证正常运行的导电性;需要断开时,导杆操纵动触头2与静触头3分离,起到隔离断电的作用。

所述灭弧室内还包括压气室6,所述压气室6设置在所述动触头2的一端,正常合闸时灭弧气体存储在此处,当动触头22分离,使得压气室6内的气压发生改变,气压使得灭弧气体喷出灭弧。

一种断路器,包括灭弧室,所述灭弧室为上述任意一项所述的灭弧室。前文叙述了关于灭弧室的具体结构,本部分给出的断路器包括上述灭弧室,同样具有上述技术效果。

综上,本申请实施例提供了一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器,所述灭弧室包括设置在灭弧室腔体内部的动触头2和静触头3;所述静触头接触点4表面覆盖有石墨烯材料;所述动触头2与所述静触头3的接触端设置有v型结构喷口5,所述v型结构喷口5的开口朝向所述静触头3的一侧,灭弧气体由所述v型结构喷口5喷出。由于在出头分离时,触头间电弧会产生高温,烧蚀触头表面材料及结构,因此在静触头接触点4表面涂覆有石墨烯材料,石墨烯具有优良的耐高温性能及导电性能,能够提高触头的关合次数,提高断路器使用寿命;同时,通过将动触头2与静触头3的接触端设置为v型结构喷口5,大幅度加大灭弧气体喷出的加速度,使得灭弧的纵吹作用得到加强,电弧在短时间内被熄灭,加快了因触头分离产生的熄弧过程。

需要说明的是,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。


技术特征:

1.一种耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,包括设置在灭弧室腔体内部的动触头和静触头;

所述静触头的接触点表面覆盖有石墨烯材料;

所述动触头与所述静触头的接触端设置有v型结构喷口,所述v型结构喷口的开口朝向所述静触头的一侧,灭弧气体由所述v型结构喷口喷出。

2.根据权利要求1所述的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,所述石墨烯材料覆盖的厚度为500mm。

3.根据权利要求1所述的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,所述v型结构喷口为狭长尖角的,并具有一定弧度的弧形结构。

4.根据权利要求1所述的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,所述灭弧室外部设置有伞裙结构的外瓷套。

5.根据权利要求1所述的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,所述动触头通过导电杆与灭弧室外部连接,所述导电杆用于操纵所述动触头朝向所述静触头端做往复运动。

6.根据权利要求1所述的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室,其特征在于,所述灭弧室内还包括压气室,所述压气室设置在所述动触头的一端。

7.一种断路器,包括灭弧室,其特征在于,所述灭弧室为权利要求1-6中任一项所述的灭弧室。

技术总结
本申请提供的耐烧蚀快速灭弧的断路器灭弧室及断路器,灭弧室包括设置在灭弧室腔体内部的动触头和静触头;静触头的接触点表面覆盖有石墨烯材料;动触头与静触头的接触端设置有V型结构喷口,V型结构喷口的开口朝向静触头的一侧,灭弧气体由V型结构喷口喷出。由于在出头分离时,触头间电弧会产生高温,烧蚀触头表面材料及结构,因此在静触头的接触点表面涂覆有石墨烯材料,石墨烯具有优良的耐高温性能及导电性能,能够提高触头的关合次数,提高断路器使用寿命;同时,通过将动触头与静触头的接触端设置为V型结构喷口,大幅度加大灭弧气体喷出的加速度,使得灭弧的纵吹作用得到加强,电弧在短时间内被熄灭,加快了因触头分离产生的熄弧过程。

技术研发人员:马御棠;沈龙;潘浩;刘刚;周仿荣;马宏明;何顺;廖民传;彭兆裕;颜冰
受保护的技术使用者:云南电网有限责任公司电力科学研究院;南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日:2021.01.20
技术公布日:2021.08.03

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