Дугогасительное устройство маломасляного выключателя

 

1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ , содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами , токоотводс неподвижным контактом , закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на -токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части , и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительно введенным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный цилиндр в верхней части выполнен суживающимся.

„„SU„„1103298

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК э д Н 01 Н 33/75

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3597378/24-07 (22) 31.05.83 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) И. 3. Аронов (71) Научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт Производственного объединения

«Уралэлектротяжмаш» им. В. И, Ленина (53) 621.316.524 (088.8) (56) 1. Выключатель типа HPGE фирмы

Delle — Alsthom. (Франция). Каталог № Д вЂ” 405, 1967.

2, Выключатель серии ОЗМ фирмы йеуrolle 1Великобритания). Каталог № 1378.

1974, с. 2.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3506499, кл. Н Ol Н 33/75, 1983. (54) (57) 1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами, токоотвод с неподвижным контактом, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части, и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительно введенным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольцевой полости, имеет. в сечении уклон вверх ф в сторону защитного цилиндра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный цилиндр в верхней части выполнен суживающимся.

1103298

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается конструкции дугогасительного устройства жидкостного, преимущественно маломасляного, выключателя наружной установки.

Известно дугогасительное устройство маломасляного выключателя, содержащее фарфоровый корпус, узлы верхнего и нижнего токоотводов и изоляционный защитный цилиндр (! }.

В этом устройстве изоляционный цилиндр механически закреплен в узлах верхнего и нижнего токоотводов, причем в верхней части ()I- снабжен специальной металлической. аппаратурой, посредством которой создается натяг цилиндра при монтаже, и одноврем< нно через уплотнительные устройства обеспечивается стягивание фарфорового кори) са (покрышки) . При этом цилиндр подвергается воздействию усилий, необходимых для с>катия уплотнения, и усилий, соз.(аваемых давлением при гашении дуги большого тока, а фарфоровый корпус своооден от растягиваюших и изгибавших усилий. Такая конструкция ведет к недоиспользованию механической прочности фарфора, как конструкционного материала. Кроме того, устройство сложно по конструкции из-за элементов указанной металлической арматуры и имест значительные размеры цилиндра (по длине) и фарфорового корпуса (по диаметру). Все это снижает технико-экономические показатели выключателей с дугогасител ьны ми устройствами рассмотрен ного типа.

Известно также дугогасительное устройство, содержашее фарфоровый корпус, армированный металлическими фланцами, связанные с фланцами верхний и нижний токоотводы, дугогасительную камеру, выполненную в виде цилиндра с вкладышами, и защитный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, указанный зашитный цилиндр одним концом механически закреплен в узле верхнего токоотвода, а другой его конец жестко связан с нижним диском дугогасительной камеры (2) .

В этом случае этот цилиндр освобожден от монтажных нагрузок и имеет небольшую высоту, однако он полностью воспринимает давление, возникающее в камере, в результате чего цилиндр все же выполняется толстостенным и применяется сложная конструкция крепления его к сопрягаемым деталям. Кроме того, у дайного устройства появляется новый весьма существенный недостаток: полость с маслом, образованная кольцевым зазором между защитным цилиндром и цилиндром камеры, глухо закрытая снизу, практически не сообщается с остальным объемом масла выключателя и становится отстойником для продуктов горения дуги уг.т сгоревшего масла, иеталлической крупы от эрозии контактов и тому подобных

Целью изобретения является повышение надежности работы дугогасительного устройства для увеличения его коммутационного ресурса.

Указанная .цель достигается тем, что дугогаси тельное. устройство, содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами, токоотвод с неподвижным контактом, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части, и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, снабжено дополнительно введенвеществ, выбрасываемых из выхлопных каналов и выпадаюших в осадок после гашения дуги. Этот осадок имеет значительно более высокую по сравнению с отстоявшим5 ся маслом проводимость. Через 3 — 4 отключения дуги большого тока (порядка 20—

30 кЛ ) промежуток между разомкнутыми контактами может пробиться по этому осадку. под действием длительно приложенного к нему фазного напряжения линии, так как

10 под действием электрического поля твердые проводягцие частицы постепенно выстраиваются в проводящие мостики, что снижает надежность работы и, как следствие, коммутационный ресурс выключателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому эффекту является дугогасительное устройство, содер>кащее фарфоровый корпус с металлическими фланцами, верхний токоотвод с неподвижным контактом, токоотвод с подвижным контактом, каждый из которых связан с одним из указанных фланцев, дугогасительную камеру с изоляционным цилиндром, закрепленным на верхнем токоотводе, и изоляционный защитный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым

25 зазором, Этот цилиндр закреплен консольно на введенном в узел нижнего токоотвода фланце, имеющем отверстие для подвижного контакта, причем свободный конец цилиндра расположен ниже верхнего фланца (3).

В этом устройстве достаточно простым способом решена проблема крепления защитного цилиндра, однако в связи с необходимостью гашения малых токов с помошью продольного дутья нижняя, достаточно значительная по длине часть камеры, как правило, выполняется без выхлопных отверстий, и полость с маслом, образованная кольцевым зазором между цилиндром камеры и защитным цилиндром, становится отстойником для продуктов горения дуги, что

40 снижает надежность работы дугогасительного устройства уже после 3 — 4 отключений большого тока и, как следствие, его коммутационный ресурс.

1103298

3 ным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра.

Кроме того, цилиндр в верхней части может быть выполнен суживающимся.

Закрепление защитного цилиндра на изоляционном фланце, установленном на цилиндре камеры непосредственно под выхлопными отверстиями, не дает скапливаться в полости, образованной кольцевым зазором между цилиндром камеры и защитным цилиндром, продуктам горения, дуги, так как при каждом новом отключении выхлоп— интенсивный выброс газов из выхлопных отверстий — благодаря наклону наружу и . вверх верхней плоскости фланца увлечет, за собой весь осадок, выбросит его вместе с новыми продуктами горения вверх. В процессе отстоя лишь небольшая часть осадка попадет в эту кольцевую полость, а большая часть опустится через кольцевой за- 25 зор между защитным цилиндром и фарфоровым корпусом в полость механизма, где и останется до очередной ревизии, не ухудшая электрическую прочность межконтактного промежутка. Итак, при каждом отключении тока весь предыдущий осадок выбра-. сывается вверх, а потом значительная часть осадка опускается в отстойник. Таким образом, в межконтактном промежутке не скапливается осадок, обеспечивая условия для надежного срабатывания дугогасительного устройства не только при первых двух- 35 трех отключениях, но и при последующих, что позволяет гарантировать более высокий коммутационный ресурс (количество отключений без смены масла).

Сужение защитного цилиндра за преде- 4О лами дугогасительной камеры на уровне более тонкой части токоотвода, не уменьшая сечения выхлопа, создает воронкообразное увеличение сечения зазора между защитным цилиндром и фарфоровым корпусом, что способствует попаданию в этот за- 45 зор и далее в отстойник еще большей части выброшенных вверх твердых продуктов горения дуги.

Таким образом, изоляционный фланец, служащий для крепления защитного цилиндра, установленный на цилиндре камеры, де- . 5О лит промежуток между деталями, находящимися под на пряжением снаружи этого цилиндра на две части, нижняя из которых находится в масле, которое в результате отстоя практически не меняет электрическую прочность, а верхняя при каждом отключении самоочищается. Все это повышает надежность работы дугогасительного устройства после нескольких отключений, а значит и его коммутационный ресурс. Одновре-менно повышаются технико-экономические показатели выключателя с таким дугогаситеЛьным устройством, так как дорогостоящий стеклоэпоксидный защитный цилиндр его намного короче защитного цилиндра предлагаемого дугогасительного устройства, в то время как защитные функции его не изменились.

Это тем более важно, что снижению материалоемкости машин и аппаратов сейчас уделяется особое внимание.

На чертеже показано предлагаемое дугогасительное устройство маломасляного выключателя на 110 кВ.

Устройство содержит фарфоровый корпус 1, армированный металлическими фланцами 2 и 3 узел. верхнего токоотвода 4 с неподвижным контактом 5, узел нижнего токоотвода 6 с подвижным контактом 7, дугогасительную камеру с изоляционным цилиндром 8, защитный изоляционный цилиндр 9 и колпак 10, закрывающий дугогасительное устройство сверху.

Устройство заполнено дугогасящей жидкостью (маслом) до уровня 11. Выводные фланцы 12 и 13 токоотводов привернуты соответственно к верхнему фланцу 2 и нижнему фланцу 3.

В цилиндр 8 дугогасительной камеры помещены вкладыши 14 поперечного дутья с дутьевыми щелями 15 и выхлопными щелями 16 и вкладыши 17 продольного дутья.

Все вкладыши снизу поджаты пробкой

18. Цилиндр 8 укреплен на токоотводе 4 посредством резьбы. В цилиндре 8 против выхлопных щелей 16 имеются выхлопные окна 19. Ниже уровня этих окон на проточке цилиндра установлен фланец 20, на котором и укреплен с помощью болтов 21 защитный изоляционный цилиндр 9. Фланец 20 выполнен из прочного изоляционного материала, в виде цилиндрической втулки и замыкает собой снизу кольцевую полость 22, причем его поверхность 23, служащая дном этой полости, выполнена конусообразной с уклоном в сечении наружу и вверх, т. е. край, примыкающий к защитному цилиндру, выше края, примыкающего к цилиндру камеры. Верхняя часть защитного цилиндра может иметь сужение 24, увеличивая тем самым в верхней части сечение кольцевого зазора 25.

Устройство работает следующим образом.

В процессе отключения выключателем тока между неподвижным контактом 5 и подвижным контактом 7 загорается электрическая дуга, под действием которой масло разлагается,. образуя в дуговом промежутке газовый пузырь, в результате чего внутри цилиндра 8 камеры создается высокое давление. По мере перемещения подвижного контакта 7 вниз открываются выхлопные

1103298

Составитель В. Попова

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 4828/4! Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щели 16 и газовый пузырь из дутьевых щелей 15, через выхлопные щели 16 и окна

19 устремляются в зону выхлопа полости

22. Давление зоны выхлопа передается вниз на фланец 20 и через стеклоэпоксидный цилиндр 8 на верхний токооткод 4, укрепленный во фланце 12, а газовый пузырь перемещается вверх, в сторону расширительного объема, ограниченного с одной стороны колпаком 10, с другой — масла 11.

Перемешаясь в верхнюю часть дугогасительного устройства, газовый пузырь захватывает и твердые продукты горения дуги, которые по завершении гашения дуги оказываются во взвешенном состоянии в масле, преимущественно в верхних его слоях, и, постепенно опускаясь, сосредотачиваются ( на горизонтальных поверхностях, частично на фланце, а частично внизу, в полости механизма, служащей в данном случае отстойником. Осадок от одного отключения невелик, но в процессе работы выключателя обычно его скапливается значительное количество, В данном случае накапливание его в межконтактном промежутке исключено, так как при каждом последующем отключении весь осадок с поверхности 23 поднимается и выбрасывается вверх и обратно на фланец опускается только его часть, примерно равная тому количеству, которое имело место при первом отключении. Каждое последующее отключение действует как насос, перекачивающий осадок из межконтактного про5 межутка в отстоиник, где он скапливается и впоследствии удаляется при смене масла в процессе очередной ревизии.

Сужение 24 верхней части защитного цицилиндра 9 способствует увеличению эф

)O фективности этого процесса, так как оно ограничивает количество частиц, осаждающихся на фланце 20, т. е. еще большая часть осадка уйдет через полость кольцевого зазора 25 в отстойник.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы дугогасительного устройства после нескольких отключений большого тока или в процессе длительной работы по коммутации нагрузочных токов за счет значительного снижения количества проводящего осадка: продуктов горения дуги в межконтактном промежутке. Кроме того, устройство позволяет улучшить технико-экономические параметры дугогасительного устройства за счет значительного уменьшения расхода дорогостоящего стеклоэпоксидного материала.