Дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя

Изобретение относится к электротехнике и позволяет выбрать оптимальные параметры конструкции дугогасительного устройства, в частности, элегазовых автокомпрессионных и автогенерирующих выключателей. Дугогасительное устройство содержит дугогасительные и главные контакты, систему экранов главных и дугогасительных контактов, высоковольтный изоляционный ввод с металлическим фланцем для крепления к заземленному металлическому баку, при этом металлический фланец имеет экран во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода. В отключенном положении устройства выполняется соотношение L₁>L₂>L₃, где L₁ - конечный газовый промежуток между дугогасительными контактами, L₂ - газовый промежуток между экранами главных подвижного и неподвижного контактов, L₃ - газовый промежуток между внешней оконечностью экрана подвижного главного контакта и внутренней оконечностью экрана металлического фланца во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода. Технический результат - повышение надежности функционирования выключателя при отключении за счет выбора оптимальных параметров дугогасительного устройства, связанных с уменьшением массы и длины подвижных элементов конструкции и мощности привода. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к дугогасительным устройствам компактных высоковольтных газонаполненных выключателей, в частности элегазовых автокомпрессионных и автогенерирующих выключателей

Известно дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя [1] для высокоинтегрированных коммутационных аппаратов или модулей PASS [2], в котором выключатель совместно с разъединителем и короткозамыкателем выполнены компактно с минимальными параметрами по объему, массе и занимаемой площади. Недостатком данной конструкции является расположение выключателя в заземленном металлическом баке значительных размеров по длине и диаметру для обеспечения необходимых газовых промежутков между дугогасительной камерой и заземленным металлическим баком согласно требованиям по координации изоляции, что увеличивает металлоемкость конструкции и занимаемую площадь.

Наиболее близким является дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя [3]. Недостатком данной конструкции является расположение выключателя в средней части изоляционного высоковольтного ввода, что требует значительной длины и массы штанги для обеспечения перемещения контактов и подвижной системы выключателя при выполнении операций (при отключении и включении), что снижает надежность выключателя в эксплуатации, так как требуется более мощный привод, а передача импульсного силового сигнала по длинным штангам связана с волновыми (нестационарными) процессами в последних, что приводит к разрушению в местах заделки изоляционного участка штанги с металлической арматурой последней.

Задачей предлагаемого изобретения является выбор оптимальных параметров дугогасительного устройства, связанный с уменьшением массы и длины подвижных элементов конструкции, мощности привода, для обеспечения надежности функционирования дугогасительного устройства компактного высоковольтного газонаполненного выключателя в эксплуатации,

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в конструкции дугогасительного устройства компактного высоковольтного газонаполненного выключателя в отключенном положении выполняется соотношение L₁>L₂>L₃, где L₁ - конечный газовый промежуток между дугогасительными контактами, L₂ - газовый промежуток между экранами главных подвижного и неподвижного контактов, L₃ - газовый промежуток между внешней оконечностью экрана подвижного главного контакта и внутренней оконечностью экрана металлического фланца во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода для крепления последнего к заземленному металлическому баку.

Нам неизвестны дугогасительные устройства компактных высоковольтных газонаполненных выключателей, в которых надежность функционирования дугогасительного устройства при эксплуатации осуществляется за счет конструкции дугогасительного устройства, в котором в отключенном положении выполняется соотношение L₁>L₂>L₃, где L₁ - конечный газовый промежуток между дугогасительными контактами, L₂ - газовый промежуток между экранами главных подвижного и неподвижного контактов, L₃ - газовый промежуток между внешней оконечностью экрана подвижного главного контакта и внутренней оконечностью экрана металлической арматуры (фланца) во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода для крепления последнего к заземленному металлическому баку.

На чертеже изображено дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя в положение «отключено».

Дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя содержит дугогасительные неподвижный 1 и подвижный 2 контакты, главные неподвижный 3 и подвижный 4 контакты, металлические экраны 5, 6 неподвижного и подвижного главных контактов соответственно, высоковольтный изоляционный ввод 7 с металлическим фланцем 8, снабженным металлическим экраном 9, расположенным во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода 7. Металлический фланец 8 обеспечивает крепление высоковольтного изоляционного ввода 7 к металлическому заземленному баку 10. Штанга 11 обеспечивает перемещение подвижной системы дугогасительного устройства: контакты 2, 4, подвижный проводящий цилиндр (на чертеже последний не обозначен) за счет усилия от привода 12. На металлической заземленной раме 13 закреплен металлический заземленный бак 10, к которому монтируется высоковольтный изоляционный ввод 14 с токопроводом 15 и трансформатор тока 16.

Дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя работает следующим образом.

Отключение. При подаче команды на отключение усилие от привода 12 через штангу 11 передается подвижной системе дугогасительного устройства и обеспечивается перемещение главного подвижного контакта 4 и подвижного дугогасительного контакта 2. Сначала размыкаются главные контакты 3 и 4, затем ток перебрасывается в зону контактирования дугогасительных контактов 1 и 2. При отключении газовый промежуток между дугогасительными контактами 1 и 2 увеличивается до конечного газового промежутка L₁.

Газовый промежуток L₂ между металлическими экранами 5 и 6 главных контактов и газовый промежуток L₃ между внешней оконечностью металлического экрана 6 и внутренней оконечностью металлического экрана 9 при выполнении операции отключения фиксированы и определены согласно требованиям координации изоляции высоковольтного оборудования.

Включение. При включении выключателя в дугогасительном устройстве вначале имеется контактирование подвижного дугогасительного контакта 2 с неподвижным дугогасительным контактом 1, а затем включение главных контактов 3 и 4. Во включенном положении контактов газовые промежутки L₁ и L₂ шунтированы главными контактами 3 и 4 и координация изоляции между высоковольтными элементами дугогасительного устройства обеспечена газовым промежутком L₃ между внешней оконечностью металлического экрана 6 и внутренней оконечностью металлического экрана 9.

Проведенные исследования показывают, что решение задачи повышения надежности функционирования дугогасительного устройства в эксплуатации достигается за счет выполнения в конструкции дугогасительного устройства в отключенном положении соотношения L₁>L₂>L₃, где L₁ - конечный газовый промежуток между дугогасительными контактами, L₂ - газовый промежуток между экранами главных подвижного и неподвижного контактов, L₃ - газовый промежуток между внешней оконечностью экрана подвижного главного контакта и внутренней оконечностью экрана металлического фланца во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода для крепления последнего к заземленному металлическому баку.

Литература:

1. Патент WO 2004/109881 A2, Siemens.

2. Камерони Р. Высоковольтные сборки, АББ Ревю, 4, 2005, 36-38.

3. Патент US 6459568 B2.

Дугогасительное устройство компактного высоковольтного газонаполненного выключателя, содержащее дугогасительные и главные контакты, систему экранов главных и дугогасительных контактов, высоковольтный изоляционный ввод с металлическим фланцем для крепления к заземленному металлическому баку, при этом металлический фланец имеет экран во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода, отличающееся тем, что в отключенном положении устройства выполняется соотношение L₁>L₂>L₃, где L₁ - конечный газовый промежуток между дугогасительными контактами, L₂ - газовый промежуток между экранами главных подвижного и неподвижного контактов, L₃ - газовый промежуток между внешней оконечностью экрана подвижного главного контакта и внутренней оконечностью экрана металлического фланца во внутренней полости высоковольтного изоляционного ввода.