Погружной электрический коммутационный аппарат

 

ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка, о т л и ч а rani и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности за счет облегчения условий гашения электрической дуги, дугогасительнач камера заполнена диэлектрической ферромагнитной жидкостью . (Л

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦРАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (ll) 047 А

31511 Н 01 Н 33/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3598592/24-07 (22) 15.03.83 (46) 15.06.84. Бюл. Ф 22 (72) В.П.Соколов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316.542(088.8) (56) 1. Буль Б.К., Буткевич Г.В. и др. Основы теории электрических аппаратов. М., "Высшая школа", 1979, с. 600.

2. Нестеров Г.Г., Дильдинна Т.Н.

Особенности работы контактных электрических аппаратов в диэлектрической жидкости при давлении выше атмосферного. — В кн. Тезисы докладов II

Всесоюзной конференции по техническим средствам изучения и освоения океана. вып.2, Л., 1978, с. 58-59 (прототин). (54) (57) ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ, с одержащий заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности за счет облегчения условий гашения электрической дуги, дугогасительнач камера заполнена диэлектрической ферромагнитной жидкостью.

1098047

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных электрических коммутационных аппаратах для ускорения гашения электрической дуги. 5

Известны коммутационные контактные электрические аппараты, содержащие магнитную систему гашения электрической дуги, возникающей при размыкании силовых коммутирующих контактов с1 ).

Однако известные электрические аппараты непригодны для работы в агрессивных жидких средах и при давлении выше атмосферного.

Наиболее близким к изобретению является погружной электрический коммутационный аппарат, содержащий заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка (2 3.

Однако электрическая дуга, возни" кающая при размыкании рабочих контактов, при движении в жидком диэлектрике под действием магнитного дутья преодолевает большое аэродинамическое сопротивление, обусловленное вязкостью жидкого диэлектрика.

Это приводит к снижению скорости схода электрической дуги с рабочих контактов, увеличению времени горения и ухудшению условий гашения электрической дуги. Тем самым увеличивается 35 электрический износ контактов, уменьшается срок службы аппарата и снижа1 ется коммутационная способность электрического аппарата.

Цель изобретения — повышение надежности за счет облегчения условий гашения электрической дуги.

Поставленная цель достигается тем, что в погружном коммутационном электрическом аппарате, содержащем заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка, дугогаси- 50 тельная камера заполнена диэлектри- ческой ферромагнитной жидкостью.

На фиг.1 схематично изображено устройство погружного электрическо—

r о коммутационного аппарата, на фиг.255 разрез А-А на фиг. 1.

В герметичном корпусе 1, заполненном жидким диэлектриком 2, например керосином, расположена система магнитного дугогашения. Система магнитног0 дугогашения включает в себя дугогасительную камеру 3, в которой помещены неподвижный контакт 4 и подвижный контакт 5, и дугогасительную катушку 6. Дугогасительная катушка 6 с ферромагнитным сердечником 7 последовательно соединена с неподвижным контактом 4. К торцовым поверхностям ферромагнитного сердечника 7 крепятся две ферромагнитные пластины 8 и 9, которые охватывают снаружи дугогасительную камеру 3 (фиг.2). Пространство дугогасительной камеры 3, которое охватывается ферромагнитными пластинами 8 и 9, образует зону горения электрической дуги 10 между контактами 4 и 5 и зону магнитного дутья на электрическую дугу 10. Эта эона заполнена ферромагнитной диэлектрической жидкостью 11. Поскольку дугогасительная камера 3 негерметичная, возможно некоторое еремешивание диэлектрической ферромагнитной жидкости !1 с жидким диэлектриком, заполняющим герметичный корпус 1. Но при замыкании главных контактов 4 и 5 под действием магнитного поля, возбуждаемого дуго1 гасительной катушкой 6 ферромагнитУ ная жидкость, располагаясь по магниткому полю потока Ф, заполнит пространство между ферромагнитными пластинами 8 и 9, являющееся зоной магнитного дутья на электрическую дугу 10.

Ток нагрузки g, протекающий через витки дугогасительной катушки 6, соединенной последовательно с контактами 4 и 5, возбуждает основной магнитный поток Ф, системы магHHTHo го дутья, который проходит по ферромагнитному сердечнику 7, феррромагнитным пластинам 8 и 9 и по диэлектрической ферромагнитной жидкости 11, сосредоточенной в зоне горения электрической дуги 10 между ферромагнитными пластинами 8 и 9. Диэлектрическая ферромагнитная жидкость 11, выполняя функцию магнитопровода, усиливает магнитную индукцию магнитного поля Ф между ферромагнитными пластим нами 8 и 9 в зоне горения электричесКоН дуги. При раэмыкании контактов 4 и 5 возникает электрическая дуга 10.

Протекающий по электрической дуге ток создает собственное магнитное:поле дуги, магнитный поток Ф которого замыкается вокруг канала электричес109804 з кой дуги 10 (аналогично проводнику с током). Взаимодействие тока 3 электрической дуги 10 с основным магнитным полем Ф„ создает механическое усилие

F„ перемещающее электрическую дугу

10 по контактам 4 и 5 в дугогасительную камеру 3. При движении электрическая дуга 10 растягивается. Магнитное поле Ф электрической дуги 10 взаимодействует с основным магнитным полем ФАтаким образом, что перед электрической дугой в направлении движения дуги результирующее магнитное поле ослабляется (Ф ;=Ф„„-Ф, так как магнитное поле дуги Ф направлено встречно основному магнитному полю Ф }, а эа электрической дугой результирующее магнитное поле усиливается (Ф =Ф„ +Ф,, так как магнитное иоле дуги Ф> направлено согласно ос- щ

ыовному магнитному полю Ф ). Вязкость ферромагнитной жидкости определяется величиной индукции магнитного поля.

В результате вязкость ферромагнитной жидкости 11 сосредоточенной перед Zg электрической дугой 10 (в направлении движения), будет значительно меньше вязкости ферромагнитной жидкости 11, сосредоточенной за электрической дугой 10. Из-за разности вязкостей областей ферромагнитной жидкости

11 будет создаваться дополнительное мехайическое усилие F*» на электрическую дугу 1О, которое направлено согласно с механическим усилием F, 35 созданным взаимодействием основного

4 магнитного поля Ф и тока Э электрим ческой дуги. Результирующее механическое усилие Г = + F+<„, преодолевая аэродинамическое усилие, увеличивает скорость перемещения электрической дуги по контактам 4 и 5. Тем самь:м уменьшается электрический износ контактов, улучшаются условия успешного гашения электрической дуги. Диэлектрическая ферромагнитная жидкость, сосредоточенная в зоне горения электрической дуги и магнитного дутья, увеличивает механическое усиие, воздействующее на электрическую угу, способствует успешному преодоению аэродинамического сопротивления жидкости, увеличивает скорость перемещения электрической дуги по контактам, уменьшает время горения электрической дуги. Создаются благоприятные условия успешного гашения электрической дуги при работе электрического аппарата в диэлектрической жидкости. В результате уменьшается электрический износ контактов, увеличивается срок службы и повышается коммутационная способность электрического аппарата.

Изобретение найдет широкое применение в энергетических установках при работе в жидких агрессивных средах при давлениях, значительно превышающих атмосферное, т.е. в устройствах бурового оборудования и в устройствах при исследовании и освоении больших глубин Мирового океана.! 098047

Ю

<риг.2

Составитель Н. Глеклер

Редактор Л.Авраменко Техред Л.Коцюбняк Корректср А.Тяско

Заказ 4214/42 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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