Автокомпрессионное дугогасительное устройство

Авторы патента:

1. АВТОКОМПРЕССИОННОЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр, жестко сое- . диненный с подвижным г контактом и тягой внешнего привода, дутьевое согшр, индукционно-динамйчеокий привод , выполненный в виде катушки и прижатого к ней пружиной я коря, расположенного в компрессионном цилиндре и прилегакяцего к его боковым стенiF r v .:,.;, V, ..TV л ., - - II ,. кам, отличающееся тем, что, с целью повышения коммутационной способности и надежности, якорь разметен в дополнительно введенном изоляционном стакане и выполнен в форме кольца со сквозной радиальной прорезью и на нем установлен дополнительно введенный коммутирующий элемент, соединенный с блоком запуска . 2.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде триггерного разрядника, электрод управления которого расположен внутри прорези, корпус якоря и электрод управления соединены с блоком запуска при по- j мощи разъемных клиновых контактов, (Л неподвижные части которых выполнены в виде двух изолированных одно от С другого концентрических колец, и контактируют d неподвижными частями по крайней мере в двух точках. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о тличающееся тем, что.электрод управления выполнен в виде гребенки . 5 « 10 7 8 .J.L.j....J:.L. I . 1С О 00 sl со

„.SU„„ 1020879 А

ЗСЮ Н 01 Н 33 32

1 \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"

К ABTOPCHGlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 Ф

107 В

ГЩУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР дЮ МОЮ®й Ю (21) 3396067/24-07 (22) 12.02 ° 82 (46) 30.05.83. Вюл. Р 20 (72) В.Е.Лапшин, A.Ï.Oäíîðàë и Н.П.Потеряхина (71) Истринское отделение Всесоюзного электротехнического института . им. В.И.Ленина (53) 621;316. 524 (088. 8) .(56) 1. Патент. CtaA 9 3590188, кл. 200-148; Н 01 Н 33/90, 1971.

2. Патент CttlA 9 3872272, кл. 200;148А,. Н 01 Н 33/70, 1975.

3. Патент Японии 9 50-19177, кл. 59" Н 132,3, 1975. (54)(57),1. ABTOKOMHPECCHOHHOE ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр, жестко сое- . диненный с подвижным ° контактом и тягой внешнего привода, дутьевое сопло, индукционно-динамический привод, выполненный в виде катушки и прижатого к ней пружиной якоря,расположенного в компрессионном цилиндре и прилегающего к его боковым стенкам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коммутационной способности и надежности, якорь размещен в дополнительно введенном изоляционном стакане и выполнен в форме кольца со сквозной радиальной прорезью и на нем установлен дополнительно введенный коммутирующий элемент, соединенный с блоком запуска.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а-. ю щ е е с я тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде триггерного ,разрядника, электрод управления которого расположен внутри прорези, корпус якоря и электрод управления соединены с блоком запуска при по- pg мощи разъемных клиновых контактов, неподвижные части которых выполнены в виде двух изолированных одно от другого концентрических колец, и кон- С тактируют с неподвижными частями по крайней мере в двух точках.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю .щ е е с я тем, что,элект .род управления выполнен в виде гребенки.

1020879

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано для отключения переменного тока высокого напряжения.

Известен газовый выключатель, ав. токомпрессионное дугогасительное

5 устройство которого содержит компрессионный цилиндр, два полых подвижных контакта, электродинамический привод» состоящий из трех катушек, одна из которых укреплена неподвижно вокруг 10

;подвижного контакта, а две других связаны с подвижными контактами.

При отключении выключателя внешний привод перемещает один из подвижных контактов,. отключаемый ток пу-, t5 тем принудительного газового дутья на дугу переводится в катушки, между которыми возникают электромагнитные силы притяжения и сталкивания. Взаимодействие катушек приводит к дополнительному ускорению контактов и сжатию газа между неподвижным и подвижным поршнями в компрессионном цилиндре f1 ).

Однако данное устройство характе-,ризуется сложностью и недостаточно высокой надежностью конструкции, обусловленный наличием подвижных катушек электродинамической системы, подвергающихся динамическим нагрузкам при отключении. кроме того, возника- 0 ют трудности, связанные с коммутацией тока в катушки при отключении.

Известен также автодутьевой газовый выключатель, автокомпрессионные ,цугогасительные устройства которого содержат подвижный и неподвижный контакты, компрессионный цилиндр с изоляционным соплом и подвижным поршнем, встроенный дополнительный ындукционно-динамический привод, 40 состоящий из первичной неподвижной катушки и короткозамкнутого витка, Функцию которого выполняет компресси. онный цилиндр. Параллельно неподвижной катушке и последовательно с ос- 45 .новными дугогасительными устройствами подключено вспомогательное дугогасительное устройство, осуществляющее перевод отключаемого тока в катушку привода $2$.

Недостатком указанного устройства является наличие дополнительного ду". гогасительного устройства для перевода тока в катушку, что усложняет конструкцию и снижает надежность выключателя.

Наиболее близким к предлагаемому является автодутьевой газовый выключатель, автокопрессионное дугогасительное устройство которого содержит неподвижный и подвижный контакты, 60 компрессионный цилиндр, жестко соединенный с тягой внешнего привода и подвижным контактом, дутьевое сопло, индуктционно-динамический привод, выполненный в виде катушки и . 65 прижатого к ней пружиной якоря, рас= . положенного в компрессионном цилиндре и прилегающего к его боковым стенкам.

Для разведения контактов в известном устройстве применяется основной внешний привод, а индукционно-динамическое устройство осуществляет предварительное сжатие газа для обдува дуги непосредственно перед поступлением команды на срабатывание основного привода путем использования электромагнитной силы, возбуждаемой током отключения, протекающим через катушку, и воздействующей на якорь (3 ).

Во включенном положении.выключателя переменный ток линии протекает по катушке, вследствие чего в якоре кндуцируется вихревой ток, и между, катушкой и якорем возникает электромагнитная сила отталкивания, которая, как показывают расчеты, при номинальном токе порядка тысячи ампер, может составить 1000 Н и более. Вихревые токи, возникающие в якоре, приводят к его нагреву, увеличивается сопротивление якоря и уменьшается электромагнитная сила, используемая для перемещения якоря.

Для прижатия якоря к катушке в дугогасительном устройстве данного выключателя используется достаточно мощная пружина с большой силой начального нажатия. В процессе отключения пружина, сжимаясь, препятствует быстрому перемещению поршня, что снижает степень сжатия газа.

Индукционно-динамический привод данного устройства выполнен в виде катушки цилиндрической формы и охватывающего ее якоря. Электромагнитная сила, действующая на якорь в таком приводе, будет иметь две составляющие: радиальную и аксиальную, причем аксиальная составляющая электромагнитной силы, приводящая в движение якорь, много меньше по величине

Радиальной составляющей. Вследствие этого снижается эффективность использования электромагнитного поля отключаемого тока. Перечисленные выше недостатки ограничивают коммутационную способность аппарата.

Цель изобретения - повышение коммутационной способности и надежI ности устройства. .. Поставленная цель достигается тем, что в автокомпрессионном дугогасительном устройстве, содержащем неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр с укрепленным

RB нем дутьевым соплом, индукционнодинамйческий привод, выполненный в виде катушки и прижатого к ней пружиной якоря, расположенного в компрессионном цилиндре и прилегающего к его

5оковым стенкам, якорь, размещенный

1020879 в дополнительно введенном изоляцион ном стакане, выполнен в виде плоского кольца со сквозной радиальной про-. резью и на нем установлен дополнительно введенный коммутирующий элемент, соединенный с блоком запуска. 5

Кроме того, коммутирующий элемент выполнен в виде тригатронного разряд-

:ника, электрод управления которого, выполненный в виде гребенки, расположен внутри прорези, являющейся искро- 10 .вым промежутком, а основными элект родами являются стенки прорези, корпус якоря и электрод управления соединены с блоком запуска коммутирующего элемента с помощью разъемных кли= 15 новых контактов, неподвижные части которых выполнены в виде двух изоли- рованных одно от другого колец, и контактируют с подвижными частями по,крайней мере в двух точках.

На фиг.1 изображена конструкция автокомпрессионного дугогасительного устройства во включенном положении, на фиг.2 - узел > на фиг.1; на фиг.3 - разрез A-A на фиг.2, на, фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Устройство содержит неподвижный контакт, 1 .с дугоприемным электродом 2, подвижный контакт 3, жестко соединенный с копрессионным цилиндром 4 и тягой. 5 внешнего привода, дутьевое сопло 6, индукционно-динамический привод, расположенный в компрессионном цилиндре и содержащий катушку 7, по которой постоянно протекает ток, подводивый через скользя-35 щий токосъемный контакт 8 и неподвижное контактное соединение.9. Сечение витков катушки расситано на номйнальный ток линии. Якорь 10 выполнен в виде плоского кольца с радиаль-40 ной прорезью и размещен в изоляционном стакане 11. Внутри прорези расположен электрод 12 управления, который для обеспечения возможности создания параллйльных каналов в искРовом про- 45 межутке выполнен в виде гребенки.

Корпус якоря и электрод управления соединены с блоком 13 запуска при помощи разъемных клиновых контактов

14, неподвижные части каторых выполнены в виде двух концентрических, изолированных друг от друга колец.

Устройство работает следующим образом.

Во включенном положении выключате ля ток линии протекает от главного 55 неподвижного контакта 1 через под вижный контакт 3, скользящий токо съемный контакт 8 к катушке 7 и далее . через неподвижное контактное соеди-. нение 9 к неподвижной токоведущей части выключателя 15. Так как якорь

10 представляет собой разомкнутый контуо,. то-взаимодействие между ним и катушкой 7 практически отсутству-. ет и якорь неподвижен. При возникно- вении короткого заь ыкання в линии от схемы управления поступает сигнал на срабатывание внешнего привода и с потенциала земли через блок 13 запуска, клемм 16.и 17 и клиновые контакты 14 подается импульс напряжения для запуска коммутирующего элемента.

Коммутирующий элемент срабатывает и якорь образует собой замкнутый контур, в нем наводится ток, который взаимодействует с током в катушке, в результате взаимодействия возникает электромагнитная сила, сообщающая якорю ускорение. Якорь перемещается, сжимая газ в компрессионном цилиндре 4, в котором происходит встречное сжатие газа вследствие одновременного движения компрессиононого цилиндра, соединенного тягой

5 с внешним приводом, и якоря 10, обеспечивающее быстрое повышение дав- . ления н эффективный обдув дуги, возникающий при размыкании контактов.

Характеристики пружины 18 рассчи;таны, главным образом, для возврата .якоря к катушке 7, сопротивление пружины при движении якоря оказывается незначительным и не препятст вует сжатию газа в компрессионномци линдре 4.После того, какдутьевое соплО .6 сместится с дугоприемного электрода

2 неподвижного контакта 1 и в результате интенсивного продольного дутья дуга погаснет, между контактами уста новится чисто газовый промежуток.

После завершения операции откЛючения .якорь 10 под действием пружины 18 возвращается в исходное положение, при этом замыкаются клиновые конакты

14.

Таким образом, выполнениЕ в пред лагаемом устройстве индукционно-дина,мического привода с плоскими катушкой . и якорем и наличие в якоре радиальной прорези позволяют улучшить динамические характеристики и КПД привода и, . следовательно, повысить степень сжа;:тия газа в компрессионном цилиндре .и коюнутационную способность дугога,сительного устройства.

1020879

A-Л

fg 12

Фб

1 j3 1

l I

L J фиг. 8 фм8, 3

Составитель В.Попова

Редактор М.Рачкулинец Техред A.À÷ Корректор Г.Решетник

Заказ 3906/44 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5