Автогазовое коммутационное устройство

 

АВТОГАЗОВОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее гаэогенерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала, оснащенный коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятор-толкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведущую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном, отличающееся тем, что, с целью повыщения коммутационной способности и надежности устройства, рубящий контактный нож жестко укреплен на основании, изоляторатолкателя и выполнен в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона. S (Л со оо СП

C0IOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (11>

3(5D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ генерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала, оснащенный коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связан ный через изолятор-толкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведущую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном, отличающееся тем, что, с целью повышения коммутационной способности и надежности устройства, рубящий контактный нож жестко укреплен на основании изоляторатолкателя и выполнен в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона.

СР 3

С Э

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3518382/24-07 (22) 06. 12.82 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) А. Я. Зотов и В. И. Кузнецов (71) Ульяновский политехнический институт (53) 621.316.524 (0888) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 752537, кл. Н 01 Н 33/76, 1980

2. Авторское свидетельство СССР № 886089, кл. Н 01 Н 31/00, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР № 883998, кл. Н О! Н 33/76, 1981. (54) (57) АВТОГАЗОВОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее газо1073815 A

1073815 зуемым на напряжении 35-110 кВ для защиты силовых трансформаторов понижающих подстанций и секционирования распределительных сетей указанных напряжений.

Известен высоковольтный автогазовый выключатель. Каждый полюс этого выклю- 10 чателя содержит верхний опорный изолятор, на котором установлена камера гашения (патрон) и нижний подвижный изолятор-толкатель. Изолятор-толкатель снабжен приводным механизмом с блоком релейной автоматики (катушкой отключения) .

На нижнем основании изолятора-толкате20

55

Изобретение относится к высоковольтному электроаппаратостроению, а именно к высоковольтным стреляющим предохранителям (обычным и управляемым), исполь-. ля расположена ось рубящего контактного ножа, соединенного через металлический наконечник с токоведущеи частью камеры гашения. Контактный нож выполнен составным из двчх элементов: внутреннего и наружного, соединенных с помощью шарнира. Наружный элемент оснащен включающей пружиной, установленной в области шарнира.

Рубящий контактный нож постоянно стремится принять отброшенное положение под действием пружины, надетой на его ось (1) Недостатком известного устройства является его низкая коммутационная способность, обусловленная тем, что рубящий контактный нож расположен в непосредственной близости к открытому концу патрона и имеет большую, плохо обтекаемую газом поверхность. Такая близость ножа к патрону и большая поверхность взаимодействия его с истекающим из патрона газом ухудшает условия гашения электрической дуги, препятствует выбросу газами токоведущей части из патрона и, следовательно, уменьшает отключающую способность устройства. Кроме того, устройство имеет сложную, трудоемкую в изготовлении и малонадежную конструкцию ножа. При больших токах короткого замыкания мощный поток газов с большим усилием давит на поверхность ножа и разгоняет его до большой скорости, что приводит к повышению ударной нагрузки на изолятор-толкатель, снижению его срока службы, а следовательно, и всего выключателя в целом. Применение более дорогих специальных изоляторов, обладающих высокой прочностью и большим весом, вызывает необходимость усиления привода и усложнение источника питания.

Известно также автогазовое дугогасительное устройство, содержащее патрон с выхлопом газов вверх, состоящий из газогенерирующей трубки, снабженной герметизирующим оголовником, коммутирующим элементом (плавкой вставкой) и внутренней гибкой токоведушей связью, закан30

50 чивающейся наконечником. К наконечнику прикреплена внешняя дополнительная гибкая связь, жестко соединенная с контактным ножом. Контактный нож выполнен в виде упругого стержня или пластины, находится во взведенном положении и стремится выбросить внутреннюю гибкую связь из патрона. Наружная гибкая токоведущая связь относит контактный нож на определенное расстояние от торца открытого конца патрона. Это способствует более быстрому освобождению канала патрона от выбрасываемого токоведущего электрода. Выполнение ножа упругим позволяет добиться снижения его массы, противодействующей давлению газов, и упростить конструкцию. Газ быстрее устраняет со своего пути противодействующие элементы ножа, что способствует росту коммутационных возможностей устройства (2) .

Однако указанная конструкция ножа не может быть использована в устройствах, оснащенных приводом. Нож изгибается, не производя размыкания. Кроме того, существенными недостатками известного устройства являются высокая стоимость ножа, который должен выполняться из легированных сталей, а также большие размеры конструкции устройства, обусловленные тем, что нож должен быть длинным и далеко отстоять от патрона, чтобы после выброса токоведущего электрода (внутренней гибкой связи) конец его не контактировал с верхним концом патрона. Это может привести к отказу в отключении защищаемого трансформатора или линии.

Наиболее близким к изобретению является автогазовое коммутационное устройство, содержащее газогенерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого газогенерирующего материала, который оснащен коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятортолкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведушую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном. Патрон установлен на верхнем опорном изоляторе, основание которого закреплено на раме, внутри которой находится привод устройства и блок релейной автоматики. Под действием привода может перемещаться вниз изолятор-толкатель, в основании которого на оси вращается рубящий контактный нож. Нож выполнен составным из двух элементов (токоведущих контактных пластин) и снабжен пружиной, работающей на сжатие. Ее усилие воздействует на тело взведенного ножа. К телу ножа прикреплена скоба, через которую пропущена токоведущая связь, оснащенная упором.

Упор захвачен ножом и с помощью внешней токоведущей связи жестко присоединен к гибкой токоведушей связи патрона (3).

10738

3

Недостатками устройства-прототипа являются низкая коммутационная способность и недостаточная надежность. Это обусловлено тем, что рубящий контактный нож имеет большую, плохо обтекаемую газом поверхность. По этой причине увеличивается избыточная отраженная от ножа волна газа, поднимающаяся вверх по наружной поверхности патрона, которая снижает охлаждение дуги, ведет к перекрытию патрона по поверхности и, следовательно, уменьшает отключающую способность устройства. Кроме того, при перегорании плавкой вставки нод движется под действием трех сил: разжимающейся пружины, давления газов и собственного веса. При этом выброшенный под давлением из патрона газ создает большую ударную нагрузку на изолятор-толкатель, снижая, тем самым, надежность устройства.

Целью изобретения является повышение коммутационной способности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в автогазовом коммутационном устройстве, содержащем газогенерируюший патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего мате- 25 риала, оснащенный коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятор-толкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведущую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном, рубящий контактный нож жестко укреплен на основании изолятора-толкателя и выполнен в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сто.; рону патрона.

Выполнение ножа в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона, позволяет выброшенному под давлением из патрона газу плавно обтекать плоскость ножа, не создавая больших ломающих усилий, прилагаемых 4о корнем ножа к изолятору-толкателю. При этом не создается отраженная от ножа волна газа, улучшаются условия гашения дуги и, следовательно, повышается коммутационная способность устройства, Кроме того, жесткое закрепление рубяще- 45 го контактного ножа на основании изолятора-толкателя позволяет исключить уда рную нагрузку на изолятор-толкатель и, тем самым, повысить надежность устройства.

На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 (сечение рубящего контактного ножа).

Устройство содержит ловитель 1, закрепленный на неподвижном верхнем опорном изоляторе 2, в котором установлен патрон 3, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала. Внутри

15 патрона 3 расположены коммутирующий элемент (контакт, плавкая вставка, сочетание контакта с плавкой вставкой) и гибкая токоведушая связь (не указаны) . Нижний открытый конец патрона 3 от прямого попадания влаги защищен кожухом 4. Основание изолятора 2 закреплено на раме 5, внутри которой находится при вод устройства и блок релейной автоматики (катушка отключения) . Под действием привода может перемещаться вниз изолятор-толкатель

6. С приводом он связан с помощью направляющей оси 7. Ось 7, а также верхняя часть толкателя 6 от обмерзания (гололедообразования) защищены кожухом 8.

Снизу толкатель 6 оснащен основанием 9, на котором жестко закреплен (на болтах или способом сварки) рубящий контактный нож 10, выполненный в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона 3. Свободный конец ножа

10 соединен с гибкой токоведущей связью

11 (например, с помощью болтового соединения или проскальзывающего контакта), второй конец которой жестко присоединей к гибкой токоведушей связи патрона 3 через накидную гайку 12. Длина гибкой связи 11 определяет оптимальное расстояние от кромки рубящего контактного ножа 10 до торца патрона 3, выбранное из условий быстрого гашения электрической дуги. Электрический ток к устройству подводится шиной 13, а отводится шиной 14, выполненной упругой и гибкой.

Устройство работает следующи м образом.

При срабатывании плавкой вставки привод бездействует. При этом между электродами в патроне загорается электрическая дуга. Она воздействует на стенки патрона, из которых под действием высокой темпе- . ратуры дуги начинает генерироваться газ.

Образуется газовое дутье, которое выталкивает наружу внутреннюю гибкую токоведущую связь. Этому способствует гибкое исполнение внешней токоведушей связи 1 l, а также выполнение и место закрепления рубящего контактного ножа 10. Если в месте соединения токоведущей связи 11 с ножом 10 выполнен проскальзывающий контакт, то жестко соединенные внутренняя и внешняя связи падают на землю. Между концом патрона 3 и концом ножа 10 образуется разрыв в цепи, способствующий более быстрому отключению поврежденной цепи. Если токоведущая связь 11 ° с нбжом

10 соединена с помощью болта, то необходим соответствующий подбор длины этой связи для надежного размыкания цепи.

Если размыкание цепи патрона происходит по команде автоматики, под действием привода изолятор-толкатель 6 перемешается вниз. При этом нож 10 также перемещается вниз. Воздействуя через внешнюю

10738

S токоведущую связь 11 и накидную гайку

12 на внутренюю связь патрона, нож 10 обеспечивает размыкание внутреннего коммутирующего элемента патрона. При этом под давлением газов, возникших от вооздействия электрической дуги на.стенки газогенерирующей трубки патранна, гибкая связь патрона беспрепятственно выбрасывается наружу, опережая нож 11, т., е..картина отключения сохраняется такой же, как)и после перегорания плавкой вставки. 10

Выполнение в устройстве рубящего контактного ножа в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона, и жесткое закрепление его на

15 основании изолятора-толкателя позволяют получить по сравнению с устройством-протопипом и базовым объектом положительный эффект — повысить 1.оммутационную способность устройства, а именно сократить время отключения повреждений цепи в 2 — 3 раза, а также повысить надежность устройства.

Конструкция ножа в предлагаемом устройстве отличается простотой и легкостью в изготовлении. Отсутствие пружин, шарниров, упоров, осей и других элементов также повышает надежность всего устройства в целом по сравнению с устройством-прототипом.

Составитель В. Попова

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1! 798 51 Тираж 683 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4