Быстродействующий коммутирующий аппарат

 

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОММУТИРУЮЩИЙ АППАРАТ, содержащий заполненную жидким диэлектриком дуго- . гасительную камеру, полый неподвижный контакт, скользящий токосъем-; ный контакт, стержневой подвижный , контакт, рабочий цилиндр с дутьевым поршнем, два индукционно-динамических привода, причем якорь одного привода соединен с подвижным контактом , а якорь другого привода соединен с дуть.евым поршнем, от л ичающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности и надежности аппарата, рабочий цилиндр выполнен в виде двух коаксиаль но расположенных металлических цилиндров , соединенный в верхней части токоп1роводящими перемычками, во внутреннем цилиндре, через который проходит подвижный контакт, размещен скользящий токосъемный кон (О ;такт, в верхней части внутреннего цилиндра укреплен обт вкатель, выполненный из изоляционного материала , .а подвижный контакт соединен с якорем дополнительной тягой. о 4 ND :о

, „.SU„„1042097 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .3416613/24-07 (22) 05.04.82 (46) 15.09.83. Бюл„ Р 34 (72) В.Е. Лапшин, Ю.Л. Лепесин, Ю.Г. Снигирев, А.Н. Сопомин и lO.Ï. Флейта (71) Истринское отделение Всесоюз-. ного электротехнического института - : им. В.И. Ленина (53) 621.316.524(088 ° 8) (56) 1.Ахмеров Н.А., Грибков А.M. °

Емцев Б.T., Смоляк А.И. Гидропривбд выключателя с синхронным дутьем."Электротехника", 1981, В 9, с.48-50..

2. Авторское свидетельство СССР

9 748545, кл. Н 01 Н 33/42. 1980. 3. Авторское свидетельство СССР ... по заявке 9 3229742/24-07, кл. Н 01 Н 33/42, 1981. (54)(57) БЫСТРОДЕЙСТВУИХЦИЙ КОИМУТИРУММЦИЙ АППАРАТ, содержащий заполненную жидким диэлектриком дугогасительяую камеру, полый неподГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ вижный контакт, скользящий токосъем-, ный контакт, стержневой подвижный контакт,, рабочий цилиндр с дутьевым поршнем, два индукционно-динамических привода, причем якорь одного привода соединен с подвижным контактом, а якорь другого привода сое- . динен с дутьевым поршнем, о т л ич а ю шийся тем,. что, с целью повышения отключающей способности и надежности аппарата, рабочий цилиндр выполнен в виде двух коаксиаль но расположенных металлических цилиндров, соединенный в верхней части токопроводящими перемычками, во внутреннем цилиндре, через который проходит подвижный контакт, разме- Е

Ф щен скользящий токосъемный контакт, в верхней части внутреннего цилиндра укреплен обтвкатель, выполненный из изоляционного материала, а подвижный контакт соединен с якорем дополнительной тягой. 1042097

Изобретение .относится к электроаппаратостроению и может быть исполь зовано для отключения токов высокого напряжения.

Известен коммутациОнный аппарат, содержащий заполненную диэлектри- 5 ческой жидкостью дугогасительную камеру, подвижный контакт, полый непод вижный контакт, выполняющий функцию рабочего цилиндра и имеющий в верхней части ударную камеру. с отвер- О ,стием, перекрываемым контактирукщим концом подвижного контакта, пневматический привод с .дифференциальным поршнем, малая головка которого находится в рабочем цилиндре, а боль..шая расположена в силовом цилиндре.

Принцип действия этого аппарата осно. ван на гидродинамической передаче усилий привода подвижному контакту через собственно дугогасящую среду (1) 20

Недостатком коммутационного аппарата такого типа является невысокая эффективность гидродинамической передачи усилий привода подвижному контакту, который приводится в дви- 25 жение, в основном, в результате гидравлического удара в начальный мо мент срабатывания, когда его .кон-. тактирующий конец перекрывает выход жидкости из рабочего цилиндра. Пос- gg ле отхода подвижного контакта жидкость начинает истекать в объем со свободной поверхностью, и эффектив. ность гидропередачи резко падает.

В результате этого и наличия сил со- З5 противления движению подвижного кон- такта (трение, оопротивление возвратных пружин и т.п.) указанный аппарат не обеспечивает большой seличины скорости и хода подвижного . контакта, что ограничивает величину 4О

его номинального напряжения и отключающую способность.

Известен быстродействующий автодутьевой выключатель, содержащий заполненную жидкостью дугогасительную 45 камеру, рабочий и основной цилиндры, подвижный контакт c óêðåïëåííûì на нем поршнем, который расположен в рабочем цилиндре, плоский неподвижный контакт с отверстием в центре, перекрываемым контактирующим концом подвижного контакта, индукционно» динамический привод с индуктором, подключенным к импульсному источнику энергии, и якорем, расположенным в основном цилиндре и выполняю- . .щим роль поршня. Принцип действия этого выключателя аналогичен предыдущему, однако здесь применен более быстродействующий и менее инерционный индукционно-динамический привод, а 6О также в течение большей части времени процесса срабатывания дугогасящая жидкость находится в замкнутом объеме. С одной стороны, это позволяет увеличить ход поЯвижного 65 контакта и скорость его перемещения, но с другой стороны, при этом уменьшает ся скорость прогонки жидкости через межконтактный промежуток, что приводит к менее интенсивному обдуву дуги и недостаточно высокой отключающей способности аппарата (2).

Известен также коммутационный аппарат, содержащий заполненную жидким диэлектриком дугогасительную камеру, полый неподвижный контакт и стержневой подвижный контакт, скользящий токосъемный контакт, два индукционно-динамических привода, индукторы которых подключены к автономным или к общему импульсному источ нику энергии, якорь одного привода соединен с подвижным контактом, якорь другого привода соединен с дутьевым поршнем. При срабатывании аппарата один привод перемещает подвижный контакт, другой привод с помощью дутьевого поршня создает вы-! сокоскоростной поток жидкого диэлектрика, воздействующий на отключаемую дугу ЕЗ 1.

B указанном аппарате скольЭящий токосъемный контакт расположен снаружи рабочего цилиндра и находится в нижней части аппарата. Вследствие этого подвижный контакт имеет большую длину, а следовательно, обладает зна чительной массой, так как выполняется как правило, из меди. В результате . этого уменьшается скорость его перемещения, и для ее увеличения необходимо повышать мощность привода.

Дутьевой поршень наружной поверх" ностью соприкасается .с изоляционными стенками рабочего. цилиндра, а внутрен ней поверхностью — с подвижным кон" тактом. Нагрев подвижного контакта проходящим по неМу током, а также скольжение наружной поверхности порш" ня по диэлектрику не позволяют до-. биться надежного уплотнения дутьевого поршня . Встречное движение дутьевого поршня и подвижного контакта, находящихся в непосредственном соприкосновении друг с другом, увеличивает силу трения, .в результате чего уменьшается скорость движения контакта и потока дугогасящей жидкости и снижаются срок службы и надежность уплотнительных соединений.

Таким образом снижаются отключающая способность и надежность коммутационного аппарата.

Цель изобретения - повиаение отключающей способности и надежности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в быстродействующем коммутирующем аппарате, содержащем заполненную жидким. диэлектриком цугогасительную камеру, полый неподвижный контакт и стержневой подвижный . контакт, скользящий токосъемный RQH1042097 косъемного контакта 3, между ними зажигается электрическая дуга, комого дутьевым поршнем 12 из полости рабочего цилиндра в полость неподвижного контакта 2. Процесс гакого диэлектрика из полости рабочего цилиндра в полость неподвижного контакта 2, поэтому форма поперечного сечения токопроводящих перемычек 9 и геометрия дутьевай системы выбираются исходя из условий обес- печения наименьшего гидравлического сопротивления. Возвратная пружина

14 и уплотнения должны оказывать минимальное сопротивление при двидает. После погасания дуги подвижный контакт фиксируется в конечном положении каким-либо из известных фиксирующих устройств (показано ), якорь 13 и дутьевой поршень 12 возвращаются в исходное положение под действием .пружины .14. Возврат подвратных устройств (не показана).

В данном аппарате скользящий токосъемный контакт установлен непосредственно в дугогасительиой каная подвижная масса (подвижный,контакт, тяга и якорь J уменьшается приблизительно на 20% по сравнению наковые по величине отключаемые токи и напряжения. Это дает возможность снизить энергоемкость, а, сле4 такт, рабочий цилиндр с дутьевым показано ) обеспечивает необходимый поршнем, два индукционно-динамичес- ". временной интервал между момента, ких привода, причем якорь одного ми срабатывания индукционно-динапривода соединен с подвижным кон- . мичес их приводов аппарата. якори тактом, а.якорь другого — с дутье- .. 5 и 13 начинают перемещаться в правым поршнем, рабочий цилиндр выпал-. 5 тивопояожных направлениях, при этом нен в виде двух коаксиально распо- ;. якорь 5 приводит в движение подложенных металлических цилиндров, ° - вижный контакт 4, соединенный с соединенных в верхней части.токопро-., ним тягой 6, а якорь 13 приводит водящими перемычками, во внутреннем .. в движение дутьевой поршень 12. цилиндре,. через который проходит под о В момент выхода контактирующего вижный контакт, размещей скользящий; . конца подвижного контакта 4 из тотокосъемный контакт, в верхней части внутреннего цилиндра укреплен обтекатель,. выполненный из изоля- торая сразу начинает обдуваться потоционного материала, подвижный кон- .: — ком жидкого диэлектрика, вытесняетакт соединен с яКорем дополнительной тягой, выполненной из легкого и прочного материала.

На фиг. 1 изображена конструкция :. щения дуги протекает тем интенсиваппарата во включенном положении, на.. нее, чем выше скорость истечения жид фиг. 2 - разрез А-A на фиг.. 1. : 20

Аппарат содержит заполненную жидким диэлектриком дугогасительную камеру 1, корпус которой выполнен из электроизоляционного материала, полый неподвижный контакт 2 с токо- 25 съемным контактом .3, стержневой под" вижный контакт 4, соединенный с якорем 5 тягой 6,. выполненной из легкого и прочного материала, рабочий цилиндр, выполненный в виде ноак- ЗО женин дутьевого поршня 12. сиально расположенных наружного 7 Из полости неподвижного контакта 2 и внутреннего 8 цилиндров, соеди- поток жидкого диэлектрика и продук, ненных в верхней части токопрово- . ты горенйя дуги попадают в расширидящими перемычками 9, скользящий то- тель 17, сообщающийся с атмосферой, . косъемный контакт 10, установленный 3> при этом скорость жидкости резко па, ва внутреннем цилиндре 8, обтекатель 11 из электроизоляционного материала, укрепленный в верхней части внутреннего цилиндра 8, дутье. вой поршень 12, жестко соединенный . с якорем 13 и ймеющий возвратную 4О пружину 14, два индукционно-динамических привода, содержащих индук-, вижного контакта в исходное положеторы 15 и 16, подключенные к обще- ние при. включении аппарата произво.— му или автономным импульсным источ- дится каким-либо из известных возникам энергии (не показаны )и при- 45 водящих в движение дутьевой поршень 12 и подвижный контаКт 4, . расширитель 17, укрепленный на верх-нем фланце неподвижного контакта 2. . мере, в верхней части рабочего циБыстродействующий коммутирующий - 5О линдра. Это позволяет уменьшить длиаппарат включается в электрическую ну подвижного контакта более, чем в цепь через фланец неподвижного кон-. :.. два раза, в результате чего .суммар". ° такта 2 и фланец наружного цилиндра 7 °

Аппарат работает следукщим образом. с известным аппаратом при условии, Во включенном положении ток от-.;, что оба аппарата рассчитаны на одиключаемой цепи проходит через неподвижный контакт 2, токосъемный контакт 3,. подвижный контакт 4, токосъемный контакт 10, внутренний 60 довательно, габариты и стоимость им.цилиндр 8 .токойроводящие перемяч- .:- - пульсного источника энергии индук:ки 9 и наружный цилиндр 7.-При пас+ ционно-динамического привода на туплении команды .на отключение в ин- 20% без уменьшения скорости под- . дукторах 15 и 16 появляется импульс-; вижного контакта или повысить его ный ток. Устройство управления (не, :65 скорость на 10-15% беэ увеличения

104 2097 мощности привода, что равнозначно по вышению отключающей способности аппа рата. Кроме того, размещение скользящего токосъемного контакта в верхней части рабочего цилиндра дает воз» можность осуществить уплотнение подвижного стержня не в зоне подвижного контакта, а в зоне тяги, соединяющей последний с якорем, исключив или уменьшив тем саьым нагрев уплотнительного соединения, умень- 10 шающий его надежность и срок службы .

В предлагаемом аппарате внутреняя,. кольцевая в сечении, полость рабочего цилиндра,в которой размещен дутьевой 5 поршень, образована двумя коаксиально . расположенными металлическими цилиндрами, жестко скрепленными между собой в верхней части токопроводящими перемычками. В результате этого . исключается соприкосновение подвижного контакта и дутьевого поршня в процессе их встречного движения, увеличивается надежность и срок службы уплотнительных соединений, уменьшаются силы трения при движении поршня и контакта, вследствие чего увели чивается их скорость и скорость потока жидкого диэлектрика, что в итоге . приводит к повышению отключающей способности и надежности аппарата в целом.

Высокне отключающая способность и быстродействие ацпарата позволяют успешно применять его для отключения как переменных, так и постоянных токов высокого напряжения. В последнем случае в зависимости от величин отключаемого тока и напря-. жения данный аппарат может быть использован как автономный выключатель с полным гашением дуги или в качестве коммутирующего устройства в гибридных выключателях, выпол-, ненных по различным схемам.

МИПЙ Заказ 7138/53 раж 703 Подписное

Филиал ППП "Патент", 41.2 г-ужгород, ул.Проектная,4