Высоковольтный газовый выключатель

 

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЬЙ ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ на номинальные ток№ более 3000 А с металлическими дугогасительными камерами, находящимися под ВЫ.СОКИМ напряжением и содержащими электрические вводы, стальной резервуар, состоящий из элементов например , зщлиндрической обечайки, днищ и горловин -для вводов, а также токоведущую систему, расположенную внутри резервуара между вводами, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и улучшения технологии изготовления выключателя, по крайней мере один из элементов в резервуаре выполнен из стали с магнитной проницаемостью более 1, Гн/м и снабжен по крайней мере одним короткозамкнутым витком из материала с высокой электропроводностью , охватывающим отдельный элемент или совокупность элементов по образующей. 2.Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что участ (О ки короткозамкнутого витка, расположенные на элементе по крайней мере с одной стороны резервуара, снабжены слоем из материала с высокой элекg тройроводностью, нанесенного на поверхность стального элемента. 3.Выключатель по пп. 1 и 2, от личающийся тем, что, с це00 Oi лью .улучшения охлаждения короткозамкнутого витка, его участок, распо4 ложенный .снаружи камеры, снабжен диатором. 4ib

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Р ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, : . Н ABTOPCtCOMV C Âè

/ (21) 3531627/24-07 (22) 06.01.83 (46) 15.04.84. Бил. 11 14 (72) В.И. Абдулов, Н.М; Адоньев, В.М. Егоров, Б.Л. Загайкевич и M.Â. Мигни (71) Научно-исследовательский, про.ектно-конструкторский и технологический институт высоковольтного аппаратостроения Ленинградского производственного объединения "Электроаппарат" (53) 621.316.524(088.8) (56) 1. Вишневский Ю.И. и др. Серия воздушных выключателей с металлическими гасительными камерами на напряжение 110-750 кВ, 2000 А.- В кн.

Высоковольтное аппаратостроение, Л., "Энергия", 1969, с. 51-66.

2. Патент США М .4095069, кл. 200/148В (H 01 H 33/56), 1968. (54) (57) 1 . ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ ГАЗОВЫЙ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ на номинальные токи более 3000 А с металлическими дугогасительными камерами, находящимися под высоким напряжением и содержащими электрические вводы, стальной резервуар, состоящий из элементов— например, цилиндрической обечайки, as> аи 474 A д1 Н 01 Н 33/76 днищ и горловин-.для вводов, а также токоведущую систему, расположенную внутри резервуара между вводами, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и улучшения технологии изготовления выключателя„ по крайней мере один иэ элементов в резервуаре выполнен из стали с магнитной лроницаемостью более

1,5 10 Гн/м и снабжен по крайней мере одним короткозамкнутым витком из материала с высокой электропровод. ностью, охватывающим отдельный элемент или совокупность элементов по образующей.

2. Выключатель по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что участки короткозамкнутого витка, расположенные на элементе по крайней мере с одной стороны резервуара, снабжены слоем из материала с высокой электропроводностью, нанесенного на поверхность стального элемента.

3. Выкпючатель. по пн. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения охлаждения короткозамкнутого витка, его участок, расположенный снаружи камеры, снабжен радиатором.

40

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный газовый выключатель на номинальные .токи более 3000 А

4 с металлическими дугогасительными камерами, находящимися под высоким напряжением и содержащими электрические вводы, стальной резервуар, состоящий иэ обечайки, днищ и горловин для вводов, а также токоведущую систему, расположенную внутри резервуара между вводами. Для снижения отрицательного эфФекта дополнительного нагрева стальных pesepвуаров в качестве материала реэерyyapos модулей предложено испольэовать немагнитную сталь или сталь

1 10864

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к газовым выключателям высокого напряжения переменного тока с металлическими дугогасительными камерами, 5 находящимися на высоком потенциале.

Известны высоковольтные воздушные и элегазовые выключатели, дугогасительные устройства которых заключены в стальные резервуары, ус10 тановленные на опорных изоляторах и находящиеся под высоким напряжением. Резервуары заполнены сжатым газом, выполняющим функцию дугогасящей и изолирующей среды. Ввод 15 токоведущего контура в резервуары осуществляется при помощи высоковольтных вводов, установленных в горловинах резервуаров. Токоведущая система внутри резервуара располо- 20 жена между вводами. Неоспоримыми преимуществами выключателей указан-ного гипа являются взрывобезопасность и безопасность обслуживания, связанные с воэможностью создания выключателей без сравнительно хрупких фарфоровых сосудов со сжатым тэдом (воздухом) у и эффективность дугогасительных камер, связанная с повышенной прочностью камер и 30 вытекающей отсюда возможностью применения высокого рабочего давления дугогасящей среды $1)

Недостатком указанных выключателей является определенное ограничение в достижении величин номинальных токов 3150 А и более, вызванное дополнительным нагревом дугогасительных камер за счет потерь на гистерезис и вихревые токи в стальных .резервуарах.

74 2 с магнитной проницаемостью менее

1,5-10 Гн/м, а также наносить на стенки резервуаров покрытие, состоящее из эпоксидной грунтовки и эмали (2).

Недостатком указанного выключателя является относительно высокая стоимость немагнитной стали и значительное увеличение трудоемкости изготовления резервуаров из немагнитной стали с нанесением на стенки эпоксидной грунтовки и эмали.

Цель изобретения — снижение затрат и улучшение технологии изготовления высоковольтного газового выключателя со стальными дугогасительными камерами на номинальные токи более

3000 А.

Указанная цель достигается тем, что Ь высоковольтном выключателе, содержащем металлические дугогасительные камеры, находящиеся под высоким напряжением и содержащие электрические вводы, стальной резервуар, состоящий из элементов — обечайки, днищ и горловин для вводов, а также токоведущую систему, расположенную внутри резервуара между вводами, по крайней мере один из элементов в резервуаре выполнен из стали с магнитной проницаемостью более

1,5 ° 10 Гн/м и снабжен по крайней мере одним короткозамкнутым витком из материала с высокой электропроводностью, охватывающим отдельный элемент или совокупность элементов по образующей.

Для улучшения герметизации дугогасительной камеры участки короткозамкнутого витка, расположенные на элементе по крайней мере с одной стороны резервуара, снабжены слоем из материала с высокой электропроводностью, нанесенного на поверхность стального элемента.

|

С целью улучшения охлаждения короткозамкнутого нитка его участок, расположенный снаружи камеры, снабжен радиатором.

На фиг. 1 показан полюс выключателя, общий вид; на фиг. 2 — дугогасительная камера, разрез; на фиг. 3— фрагмент дугогасительной камеры, разрез.

Полюс выключателя содержит металлическую дугогасительную камеру 1, установленную на опорном изоляторе

2. Устройсгва управления камерой

474!

086

3 расположены в цоколе 3. Камера 1 снабжена короткозамкнутым витком

1,на фиг. 1 видеи только внешний участок витка 4, снабженньй ребрами

5 для лучшеro отвода тепла1

Дугогасительное устройство камеры (фиг. 2) содержит подвижную контактную траверсу б с ножевыми контак. тами 7, неподвижные контакты 8 папь" цевого тина, закрепленные на внут- 10 ренних концах вводов 9, сопло IQ дутьевой клапан II с пневматическим приводом 12 и фиксирующий механизм

13 траверсы. Токоведущая система ка- меры, расположенная между вводами, : 15 состоит из 1неподвижных контактов .8, подвижных контактов 7 и траверсы 6.

Дугогасительное устройство помещено в стальной резервуар, представляющий собой сварную конструкцию, в 20 которую входят следующие элементы: обечайка 14, эллиптические днища 15 и горловины 16 для крепления вводов.

Короткозамкнутый виток 17 из материала с высокой электропроводностью охватывает обечайку 14, днища 15 и частично горловины 16. Виток состоит из внутреннего участка 18, наружного участка 4 с ребрами 5 и шпилек

19, проходящих через горловины 16 30 резервуара.

При необходимости продления витка

17 для полного охвата горловины !6 на поверхность горловины наносится слой 20 материала с высокой электропроводностью (фиг. 3).

В указанном варианте короткозамкнутый виток состоит иэ наружного участка 4, слоя 20 на горловинах

16 и внутреннего участка 18. 40

Короткозамкнутый виток может быть выполнен охватывающим один из элементов резервуара, например обечайку 14, или два элемента, например две горловины 16. 45

Во включенном положении выключателя при прохождении переменного тока по токоведущей системе камер в элементах стальных резервуаров создается переменный магнитный поток, 50 изменяющийся с той же частотой, что и ток. Стальной резервуар при этом . эквивалентен кольцевому магнитопроводу.

Наличие переменного магнитного по- 55 тока вызывает дополнительный нагрев элементов резервуара за счет потерь на гистерезис и вихревые токи. Как известно, потери на вихревые токи пропорциональны квадрату величины магнитной индукции в степени 1,6.

Величина магнитной индукции зависит от величины магнитной проницаемости материала резервуара и от величины напряженности магнитного поля и, следовательно, от величины номинального тока вшключателя. Поэтому при повышении номинального тока выключателя до 3!50 А и более потери на гистереэис и вихревые токи в резервуарах, изготовленных из сравнительно недорогой стали. с магнитной прони-ь цаемостью более 1,5 10 Гн/м, становятся высокими, и отдельные части дугогасительных камер недопустимо перегреваются.

При установке на стальных резервуарах короткозамкнутых витков из материала с высокой электропроводностью (например, меди) величина магнитного потока, а следовательно, и магнитной индукции в элементах резервуаразначительно снижается, так как в короткозамкнутых витках под действием индуцируемой ЭДС проходит ток, который согласно закону Ленца имеет направление во внутренней шине, противоположное направлению рабочего тока через камеры. Ток, проходящий по короткозамкнутым виткам, создает в элементах резервуара переменный магнитный поток, который направлен встречно магнитному потоку, образованному рабочим током через камеры.

Вследствие этого магнитный поток в элементах резервуара в значительной мере снижен, а следовательно, снижены и потери на гистерезис и вихревые токи и нагрев камеры в целом.

Потери на нагрев в короткозамкнутых витках при прохождении тока незначительны, так как материал витков обладает высокой электропроводностью. Поэтому влияние нагрева витков на нагрев остальных частей камеры также незначительно. Кроме того для снижения нагрева витков на внешних участках витков устанавливаются радиаторы, способствукяпие лучшему отводу тепла от .короткозамкнутых витков

Таким образом, изготовление из магнитной стали резервуаров или отдельных нх элементов с охватывающими эти элементы или их совокупность короткозамкнутыми витками из материа; ла с высокой электропроводностью позволяет снизить затраты и улучшить технологию иэ готовления высоковольтных газовых выключателей на номиналь3 086474 Ь ные токи свыше 3000 А по сравнению с выключателями, резервуары которых выполнены нз немагнитной стаЛИ.!

0864?4

)086474

Составн.гель В. Попова

Редактор И. Петрова Техред М.Кузьма Корректор А. Лзятко

Заказ 2259/48 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4