Высоковольтный выключатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик 1ц1 001209 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10. 81 (21) 3350817/24-.07

Р М К з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 01 Н 9/30

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 28.02,83.Бюллетень № 8

f$3j УДК 621.316. .542(088.8) Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Авторы изобретения

И.Б. Генкина, Б.А. Лярский и О.Ф. Гайдай (71) Заявитель

Ленинградское электромашиностроительное объединение "Электросила" им.С.М.Кирова (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может бьй.ь использовано для коммутации сильноточных электрических цепей переменного тока.

Известны дугогасительные устройства, в.которых для сокращения времени горения дуги используют полупроводниковые приборы (диоды или тиристоры ), подключенные непосредственно к контактам силовой цепи или к дополнительным контактам (,1 .

Однако применение известных устройств для коммутации тока в цепях повышенного (и тем,более высокого j напряжения связано с большими затруд:нениями, так как необходимость последовательного соединения полупроводниковых вентилей увеличивает индуктивность контура, подключенного к контактам, а это затрудняет переход тока из цепи контактов в цепь вентилей, что сопряжено с повышенным расходом контактного (как правило,,дефицитнбго и дорогостоящего ) материала. Чтобы ускорить переброс тока, необходимо увеличить напряжение на разомкнувшихся контактах, что может быть достигнуто воздействием на ствол дуги или его пркэлектродные участки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является высоковсйьтный выключатель, содержащий главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие контакты, каждый из которых выполнен в виде стержня с наконечником, рабочая поверхность которого ограничена электроизоляционным термостойким покрытием. Резкое ограничение контактирующей поверхности наконечников (в 10-50 раз по сравнению с площадью сечения контактного стержня ) приводит к возрастанию напряжения на возникающей дуге из-за локализации опорных пятен и интенсификации исходящих из ннх плазменных струй (21.

Однако этой конструкции устройства из-за возможности произвольного изменения формы и длины нелокализованного ствола дуги наблюдается значительный разброс напряжения на дуговом промежутке, что приводит к нестабильности времени переброса тока в цепь управляемых вентилей и, ЗО следовательно, к заметному разбросу

1001 209 времени гашения дуги и удельного расхода контактного материала.

Цель изобретения — снижение коммутационного износа контактов высоковольтного выключателя.

Указанная цель достигается тем, 5 что в высоковольтном выключателе, содержащем главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие коитакты, каждый из которых выполнен в виде стержня с 1О с наконечником, рабочая поверхность которого ограничена электроизоляционным термостойким покрытием, каждое термостойкое электрсизоляционное покрытие выполнено в виде подпружиненной втулки, в торце которой выполнен паз, при этом втулки обращены торцами друг к другу так, что образуют замкнутую полость.

Втулки могут быть выполнены из газогенерирующего материала, а в торце каждой втулки выполнены радиальные отверстия, предназначенные для соединения замкнутой полости с атмосферой, Связь новой совокупности признаков с получаемым положительным эффектом выражается в том, что размещение подвижных втулок на дополнительных контактах позволяет диафрагмировать приэлектродные участки ствола дуги, т.е. наиболее эффективно регулировать скорость нарастания и величину напряжения на дуге, а следовательно, и скорость переброса тока в цепь вентилей, что снижает 35 удельный расход контактных материалов.

На фиг. 1 приведена электрическая

cõåMà высоковольтного выключателя на фиг. 2 — конструкция механически размыкаемых дополнительных контактоз в замкнутом состоянии; на фиг.3— то же, в разомкнутом состоянии.

Высоковольтный выключатель содержит основные контакты 1, дополнительные контакты 2 и 3, иэ которых по крайней мере один выполнен поднижним, две цепочки 4 и 5 последовательно соединенных тиристоров включенные встречно-параллельно, и отделитель б. B медные контактные стержни 7 дополнительных контактов запрессованы вольфрамовые наконечники 8 с надетыми на них подвижными электроизоляционными втулками 9.

Между упорными поверхностями стержней 7 и втулок 9 расположен упругий элемент 10, например пружина (фиг.2), Устройство работает следующим образом.

При раэмыкании основных контак- 60 ов 1 дополнительные контакты 2 и 3 остаются замкнутыми в течение короткого интервала времени, необходимого для перехода отключаемого тока из цепи основ.них контактов в цепь дополнительных. При последующем размыка нии дополнительных контактов 2 и 3 втулки 9 под действием упругих элементов 10 остаются в соприкосновении друг с другом и возникающая на контактах 2 и 3 дуга горит в узком канале, образованном отверстиями втулок. Диафрагмирование ствола дуги узким каналом приводит к резкому повышению напряжения на дуговом промежутке. Скачок напряжения предопределяет быстрый пересброс коммутируемого тока в цепь вентилей и, следовательно, снижен е времени горения дуги и коммутационного износа контактов.

Перемещение втулок 9 может быть выполнено ограниченным (например меньше половины раствора контакт в 2 и 3). Тогда диефрагмируется только часть дугового ствола и соответственно изменяются величина и скорость нарастания напряжения на дуге.

Кроме того, оказывать воздействие на величину и скорость нарастания на пряжения на дуге можно также измене-, нием диаметра дьафрагмирующего участка втулок: с уменьшением этого диаметра указанные величины возрастают.

Как показывают исследования, еще больший скачок напряжения на дуге достигается при выполнении втулок 9 из гаэогенерирующего материала с несколькими радиально расположенными отверстиями 11 на участке диафрагмирования ствола дуги (фиг. 3). При этом достигается и более высокая скорость переброса тока в цепь вентилей, т.е. меньшее время горения дуги и меньший коммутационный износ контактов.

Снижение коммутационного износа контактов позволяет либо уменьшить количество контактного материала в узле дополнительных контактов (например массу вольфрамовых наконечников 8) при той же величине коммутационной износостойкости выключателя (т.е. гарантированном числе отключений заданного тока в течение срока службы), либо повысить коммутационную износостойкость при том же количестве контактного материала.

Размещение подвижных втулок 9 на обоих контактах 2 и 3 (вместо диафрагмирования одной втулкой, охватывающей оба контактных наконечника 8) удобно для профилактических работ и осмотров контактных поверхностей и позволяет при необходимости диафрагмировать только приэлектродные участки ствола дуги, т.е. наиболее эффективно регулировать скорость нарастания и величину напряжения на дуге, а следовательно, и скорость переброса тока в цепь вентилей.

1 00.1 2 09

Формула изобретения (Риг. Л

ВНИИПИ Заказ .1408/61 Тираж 701 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Изобретение предназначено для применения в гибридных электрических коммутационных аппаратах повышен. ного и высокого напряжения, в которых скорость переброса тока в цепь управляемых вентилей (тиристоров ) определяется скоростью нарастания и величиной напряжения на дополнительных контактах.

1. Высоковольтный выключатель, содержащий главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие контакты, каждый из которых выполнен в виде стержня с наконечником, рабочая поверхность которого ограничена термостойким электроизоляционным покрытием, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью б снижения коммутационного износа контактов, каждое термостойкое электроизоляционное покрытие выполнено в виде подпружиненной втулки, в торце которой выполнен паз, при этом втул. ки обращены торцами друг к другу так, что образуют замкнутую полость.

2. Выключатель по и. 1, о т л и— .ч а ю шийся тем, что втулки выполнены из газогенернрующего материала, а в торце каждой втулки выполнены радиальные отверстия, предназначенные для соединения замкнутой полости с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1100759, кл. 21 С 35/07, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 514364, кл. Н 01 Н 9/30, 1973 (прототип).