Дугогасительное устройство

 

ДУГСГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО газового выключателя, содержащее соплообразные контакты с конфузорной и даффузорной частями, принем отношение расстояния между контактами в мсмент гашения дуги .к диаметру горловины сопла составляет О,5-0,8, отличающееся тем, «гго, с целью увеличения отключающей способности, торцовые поверхности указанных соплообразных контактов вьтолнены в виде конусных поверхностей, направленных вершинами навстречу одна к гфугой, и с углом при верщнне образующего конуса, равным 18О-120 , креме того отношение расстояния между горловинами сопл к диаметру горловнны составляет 0,6-1,2, а перехоа от повер шостн диффузора к борцовой поверхности ..выполнен с закруглением по радиусу b R4op5-o,a5)dc, где dc - диаметр горловины сопла. С

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) щ) Н 01 Н ЗЗ/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 3480499/24-07 (22) 10.08.82 (46) 23.08.83. Бюл. l4 31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) Е.Б. Волков, A.Ë. Буйнов, Ю.A. Никуев, A.Ê. Курочкин, Г.С. Пузырийский, К.И. Серяков и В.М. Филистович (71) Всесоюзный ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции электротехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.316 524 (088.8) (56) 1. Кукеков Г.А. Выключатели пере. менного тока высокого напряжения.М.,"Энергия, 1972, с.259, рис..5-19 б.

2, Авторское свидетельство СССР

Ж 547855, кл. Н 01 Н 33/74, 1977. (54) (57) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО газового вьпцпочателя, содержашее соплообразные контакты с конфузорной и диффуз орной частями, приием отношение расстояния между контактами в момент гашения дуги к диаметру горловины сопла составляет 0,5-0,8, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью увеличения отключающей способности, торцовые поверхности указанных соплообраэных контактов вьптолнены в виде конусных поверхностей, на правленных вершинами навстречу одна к другой, и с углом при вершине обраэуюшего конуса, равным 180-120о, кроме того отношение расстояния между горловинами сопл к диаметру горловины составляет 0,6-1,2, а перекоп от поверкности циффузора к торцовой поверхности,выполнен с закруглением по радиусу

Й= (005-o á ) д, где dc — диаметр горловины сопла.

55 1 гасительной способностью из-за большой длины дуги между горловинами сопл, т.е. большого участка ламинарного обдува ду- ги.

Цель изобретения — увеличение отключающей способности дугогасительного устройстве.

Поставленная цель достигается тем, что в дугогасительном устройстве гаэово

ro выключателя, содержащем соплообразные контакты с конфуэорной частью и диффузорной частью, причем отношение расстояния между контактами в момент гашения дуги к диаметру горловины сопла в пределах 0,5-0,8, торцовые поверхности указанных соплообразных контактов выполнены в виде конусных поверхностей, на . правленных вершинами навстречу друг к другу, и с углом при вершине образующего конуса в пределах от 180 до 120, кроме того, отношение расстояния между горловинами сопл к диаметру горловины в пределах 0,6-1,2, а переход от поверхности диффузора к торцевой поверхности выполнен с закруглением по радиусу Я = (0,05-0,25) tl<. Все пределы определены экспериментально.

На чертеже изображено дугогасительное устройство газового выключателя с двухсторонним симметричным дутьем .

Устройство состоит иэ контактов 1 и 2, из которых один или оба могут быть подвижными. Соплообраэные контакты с диаметром горловины ñ. имеют конусную торповую поверхность 3 с углом при вершине образующего конуса 2 с — — 120,180, конфузорную часть 4, образованную переходом от торцовой поверхности к днффузорной части, причем переход выполнен по радиусу 9 "- (OP 5 — 0,25 ) д z, диффуэорную часть 5 с углом раскрытия

8-18 и расстояние между контактами в момент гашения дуги 3 =(0,5-0,8) Зс, Указанные характеристические параметры дугогасительного устройства обоснованы в процессе экспериментов, при которых установлено, что при угле раствора обра- зующего конуса 2сЫ120 входящий и еще не нагретый излучением дуги поток газа отклоняется от центра межконтактного промежутка, в результате чего сохраняется фактически необдуваемая центральная зона остаточной плазмы. Напротив, при 2oL) 180 нарушается эффективность сжатия остаточного столба дуги: перед проходом тока через нуль сжатие приводит к увеличению градиента температуры, что сопровождается увеличением радиальной диффузии., Ф 10373

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к дугогасительным, устройствам для коммутационных аппара- . тов, в частности газовых выключателей высокого;-напряжения, 5

Известны дугогасительные устройства, газовых,в частности, воздушных выключателей с двухсторонним симметричным дутьем через полые дугогасительные контакты, выполненные B форме сопл, у которых отношение длины конфузорной части к диаметру горловины сопла лежит в пределах

О, Э-О, 6 (1 .

Однако подобные соплообразные контакты обладают с точки зрения физики гашения электрической дуги рядом сушествен -, ных недостатков. Конфузор обеспечивает плавный вход газа в сопло, однако при этом возникает застойная область (мертвая зона") между контактами, в которой дуговой столб подвергается слабому воздействию потока газа, В области прохода тока через нуль в "мертвой зоне" длительно сохраняется плазма, так что существенно замедляется процесс восстановленияэлектрической прочности между контактами. Плавный вход газа в сопло, кроме то

ro, приводит к тому, что турбулиэация газового потока начинается лишь в зоне горловины сопла или паже за ней(в пиффузор30 ной части сопла), так что.участок дугового столба между зонами начала турбулиза-. ции подвергается воздействию ламинарного потока, при котором охлаждение столба дуги менее эффективно, чем в случае турбулентного потока. 35

Наиболее близким техническим реше» нием к предлагаемому является дугогасительное устройство газового выключателя с двухсторонним симметричным дутьем, имеющее конфузор с высотой 0,4-0,5 от 40 диаметра горловины сопла и с отношением расстояния между контактами в момент гашения дуги (так называемое оптимальное дпя гашения дуги расстояние) к диаметру основания конфузора 0,3-0,4, а полуугол 4» раскрытия конфузора лежит в пределах

40-50 . При этом отношение расстояния между горловинами сопл к диаметру горловины сопла составляет 1,3-1,9, а отношение расстояния между контактами в мо- 50

° мент гашения дуги к диаметру горловины сопла 0,5-0,9 1.2 J .

Последнее соотношение примерно одинаково для дугогасительных устройств данных класса напряжения и отключающей 55 способности.

Однако известное дугогасительное устройство также обладает пониженной дуго3 10373

Радиус перехода Р. < 0,05 d приводит

Й значительному увеличению гидродинами — . ческого сопротивления сопла, соответственному снижению расхода газа, а также к увеличению напряженности электрического поля и вероятности пробоя. При радиусе Р.7 0,025 Q уменьшается турбулизация потока газа и, соответственно, теплоотвод от дуги. Кроме того, возрастает расстояние между критическими сечениями 10 сопл, что увеличивает выделение энергии в неблагоприятной для гашения зоне.

При расстоянии 9<0,5 Дс количество . поступающего в сопла газа недостаточно для нормальной работы дугогасительного 15 у"тройства (расход газа получается меньше определяемого критическими сечениями сопл). Напротив, при 5 ) О, 8 d изза большой длины дуги в межконтактном промежутке выделяется большое количест- 20 во энергии в период большого тока, вследствие чего остаточная плазма не удаляется из промежутка к моменту прохода тока через нуль. К тому же дуга при этом неустойчива, что снижает отключаюшую спо- 25 собность.

Таким образом, экспериментально подтверждено, что указанные геометрические характеристики сопл являются оптимальными. 30

Сокращение конфузорной зоны сопл обеспечивает то, что при сушественном

55 сокращен в период большого тока активной длины дуги между горловинами сопл,(0,6-1,2) с по сравнению с (1,3-1,9) дну известного устройства, — расстояние между контактами в момент гашения дуги не получается большим. В сочетании с более активным воздействием потока газа на дугу это обеспечивает более высокую скорость восстановления электрИческой . прочности между контактами и более высокое ее конечное значение.

Выполнение дугогасительного устройства в соответствии с указанными геометрическими соотношениями позволяет повы - сить отключающую способность при сим— метричном двухстороннем дутье. Так, на —. пример, при таком же расходе газа через сопла, как и в известных конструкциях, отключающая способность дугогасительного устройства возрастает примерно на 204 при токах отключения до 40 кА.

При одинаковой отключающей способности расход газа уменьшается примерно на 3040 4, что позволяет уменьшить объем резервуара со сжатым воздухом, либо при сохранении этого объема снизить сброс давления при отключении, что также эквивалентно дополнительному увеличению от— ключающей способности (которая определяется при втором отключении при работе выключателя в цикле "0-В-0 ) °

ВНИИПИ Заказ 6021/55 Тираж .703 Поа исное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороа, ул. Проектна, 4