Высоковольтный предохранитель

 

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . .РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕИНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 2955752/24-07 (22) 09.07 ° 80 (46) 23.03.83. Бюл. 11 ll (72)А.Н. Разумовский, В.Н. Земеров и P.Ã. Гаспаров (71) Иосковский институт инженеров гражданской авиации (53) 621.316.564 (088.8)

$56) 1. "Электричество", 1972, М 11.

2 . Авторское свидетельство СССР

N 771751, кл. Н 01 H 85/38, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР .Р 193594, кл. Н 01 Н 85/12, 1965 (прототип). (54}(57) 1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕДОХРдНИТЕЛЬ, содержащий установленные в изоляционном корпусе по крайней мере две разрушаемые электрическим током вставки с равными удельными энергиями сублимации и с различными электрическими сопротивлениями и полными энергиями сублимации, и дугогасительный наполнитель, о т л и ч à l0 щ и йс я тем, что, с целью снижения перенапряжений в процессе отключения в

„„SU„„100? 141 А

3() Н 01 Н 39/00; Н 01 Н 85/12 режиме взрыва путем уменьшения скорос. ти спада отключаемого тока, корпус выполнен с дугогасительными каналами по числу разрушаемых вставок, полностью заполненными указанным дугогасительным наполнителем, в каждом из которых расположена соответствующая вставка, в качестве дугогасительного наполнителя выбран газогенерирующий материал, электрические сопротивления вставок отличаются на порядок, а отно-. шение полной энергии сублимации вставки с меньшим электрическим сопротивлением к полной энергии сублимации вставки с большим электрическим сопротивлением выбрано в пределах 1,05l 3 °

2. Предохранитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения отключающей способности, корпус выполнен с выхлопным каналом, соединяющим дугогасительные каналы с ат- Я мосферой и расположенным перпендикуля но дугогасительным каналом, причем диаметры выхлопного и дугогасительных !>им каналов выбраны соизмеримыми. Ю

1 1007

Изобретение относится к импульсной электроэнергетике, а более конкретно к противоаварийным устройствам отключения высоковольтных приборов и источников электроэнергии. 5

Известен высоковольтный предохранитель, содержащий корпус, в котором установлена газогенерирующая (парафиновая) цилиндрическая трубка, в полости которой, являющейся дугогаси- 10 тельным каналом, с зазором по отношению к внутренним стенкам трубки ус тановлен взрывающийся проводник 11), Однако срабатывание предохранителя критично к диаметрам дугогасительного канала и взрывающегося про-, водника, что снижает надежность срабатывания и усложняет технологию изготовления предохранителя, так как приходится выдерживать определенный диаметр парафиновой трубки.

В связи с тем, что между взрывающимся проводником и стенками трубки имеется зазор, незаполненный газогенерирующим материалом, и Ilo условиям исключения повторных пробоев,, предохранитель должен иметь большую длину (при напряжении 50 КВ длина его достигает 0,9 м). Из-за большой длины дугогасительного канала, являющегося одновременно и каналом для отвода газов (продуктов взрыва) в выхлопную камеру, расположенную на конце канала, время выхода продуктов взрыва становится большим, причем 35 продукты взрыва концентрируются:вблизи токопровода, что способствует повторному пробою предохранителя, Известен также высоковольтный предохранитель, содержащий плавкую 46 вставку, установленную в газогенерирующей трубке, расположенной с зазором в корпусе, выполненном с торцевым отверстием, через которое зазор между газогенирирующей трубкой и 45 корпусом сообщается с атмосферой, причем газогенерирующая трубка выполнена с поперечными цилиндрическими отверстиями для отвода газов в укаэанный зазор; Наличие этих поперечных отверстий повышает отключающую способность предохранителя (21 .

Однако расположение выхлопного отверстия корпуса в его торце затрудняет выход газов из указанного зазора и снижает эффективность поперечного газового дутья, Недостатком данных предохранителей является возникновение перенапряже141 2 ний на отключаемых приборах и источниках из-за высокой скорости изменения тока при разрыве электрической цепи с помощью предохранителя, что приводит к пробою изоляции и возникновению коротких замыканий в защищаемых источниках и приборах;

Наиболее близким к изобретению является высоковольтный предохранитель, содержащий установленные в изоляционном корпусе по крайней мере две разрушаемые электрическим током вставки с равными удельными энергиями сублимации и с различными. сопротивлениями и полными энергиями сублимации, и дугогасительный наполнитель.

В этом предохранителе вставки расположены в общем корпусе, засыпанном кварцевым песком. Вставки выполнены из одного и того же материала, но имеют разные длины и поперечные сечения, что обеспечивает их последовательное срабатывание и снижение перенапряжений при работе вста. вок в режиме плавления (3).

Недостатком известного предохранителя является значительная величина возникающих перенапряжений при отключении, особенно при работе предохранителя в режиме взрыва вставок.

Цель изобретения - снижение перенапряжений в процессе отключения в режиме взрыва путем уменьшения скорости спада отключаемого тока.

Цель достигается тем, что в высоковольтном предохранителе, содержащем установленные в изоляционном корпусе, по крайней мере, две разрушаемые электрическим током вставки с равными удельными энергиями сублимации и различными электрическими сопротивлениями и полными энергиями сублимации, и дугогасительный наполнитель, корпус выполнен с дугогасительными

Мсаналами по числу разрушаемых вставок, полностью заполненными дугогасительным наполнителем, в каждом из которых расположена соответствующая вставка, в качестве дугогасительного наполнителя выбран газогенерирующий материал, электрические сопротивления вставок отличаются на порядок, а отношение полной энергии сублимации вставки с меньшим электрическим сопротивлением к полной энергии сублимации вставки с большим электрическим сопротивлением выбрано в пределах от 1,05 до 1,3.

3 1007

Кроме того, с целью повышения отключающей способности корпус выполнен с выхлопным каналом, соединяющим дугогасительные каналы с атмосферой и расположенным пергендикулярно дугогасительным каналам, причем диаметры выхлопного и дугогасительных каналов выбраны соизмеримыми. На фиг. 1 представлен предохранитель в аксонометрии, общий вид; на )o фиг. 2 - крышка корпуса предохранителя, вид сверху; на фиг. 3 — разрез

А"А на фиг. 2; на фиг. 4 - предохранитель со снятой крышкой корпуса, вид сверху; на фиг, 5 — разрез Б-Б ts на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4.

Предохранитель содержит составной корпус, выполненный в виде крышки и нижней части 2, соединяемых между собой болтами 3. В нижней части 2 корпуса установлены токоподводы 4, соединенные разрушаемыми электрическим током вставками (взрывающими. ся проводниками ) 5, установленными в дугогасительных каналах б, выпол-: ненных в нижней части 2 корпуса и полностью заполненных газогенерирующим дугогасительным наполнителем.

Перпендикулярно дугогасительным каналам б расположен выхлопной канал 7, 30 выполненный также в нижней части корпуса. Крышка 1 корпуса (фиг. 2 и 3) выполнена с отверстиями 8 под бол-. ты 3. Нижняя часть 2 корпуса (фиг. 4) выполнена с отверстиями 9 под болты 3. Токоподводы 4 прикреплены к нижней части 2 корпуса винтаии 10 и имеют отверстия 11 для крепления к внешним элементам (не показаны).

При возникновении тока перегрузки в защищаемой цепи сначала начинает взрываться проводник с большей проводимостью и меньшим сопротивлением.

Из-за возрастания сопротивления это; го проводника во время взрыва (при- 4s мерно на порядок) большая часть тока ответвляется во второй проводник.

Тем самым замедляется подвод энергии

141 4 к первому проводнику и снижается скорость его взрыва. В процессе взры-, ва второго проводника в свою очередь возрастает его сопротивление и большая часть тока ответвляется в первый проводник. Так осуществляется "перекачка" энергии из одного проводника в другой в процессе их взрыва.

Как показали эксперименты, выбор проводников с одинаковыми удельными энергиями сублимации и с превышением полной энергии сублимации проводника с меньшим электрическим сопротивле" нием в 1,05-1,3 раза позволяет обеспечить практически одновременное протекание процессов взрыва и установить необходимый приоритет взры-;, ва одного из проводников. Сов:местный взрыв проводников позволяет снизить крутизну спада отключаемого тока, и тем самым исключить возникновение опасных перенапряжений на отключаемых устройствах. При этом время отключения несколько увеличивается по сравнению с временем отключения предохранителя с параметрами, отличными от указанных параметров данного предохранителя. Как показали эксперименты при выборе отношения полных .энергий сублимации проводников, меньшим 1,05, не обеспечивается необходимый приоритет взрыва одного из проводников, а при выборе этого отношения, большим 1,3, взрыв второго проводника происходит после окончания взрыва первого проводника. И в том и в другом случае крутизна спада тока увеличивается, и на защищаемой аппаратуре возникают перенапряжения.

Использование поперечного выхлопного канала позволяет эффективно отводить из дугогасительных каналов ионизированные газы и повышает отключающую способность предохранителя.

Таким образом, предлагаемый предохранитель выгодно отличается от известного и позволяет обеспечить бездуговое отключение сильноточных цепей без перенапряжений.

1007141

1 А

A-4

Фаз

В-В

Ю

Фиг. Х

Составитель Е. Бочкова

Редактор Н. Пуаненкова Техое8 И. Тепер Корректор Л, Бокшан

Заказ 21 6/74 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. а. 4/5 з в 4 А в филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4