Дугогасительная камера высоковольтного выключателя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ771 747 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 08. 77 (21) 2513348/24-07 (51)М. Кл.

Н 01 Н 33/04 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликоваио1Ъ1080. Бюллетень Но 38

Дата опубликования описания 17. 10. 80 (53) УДК 621. 316..54(088.8) (72) Авторы изобретения

A. К. Ковешников и К. Н. Потапов (71) Заявитель (5") ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАИЕРА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ВЫКЛ10ЧАТЕЛЯ!

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам для гашения электрической дуги, и может быть использовано в технике защиты от повре>хдений электрических сетей с большими токами короткого замыкания и высокими скоростями восстанавливающегося напряжения.

Известны дугогасящие устройства, содержащие одну или несколько последовательно соединенных между собой вакуумированных дугогасительных камер, причем к выводам устройства последовательно подключены соединенные между собой параллельно индуктивность1 и демпфирующее устройство, потребляющее активную MolgHocTb (1j .

Однако эти устройства не обеспечивают снижения скорости восстанавливающегося напряжения. 20

Известно также устройство f2), содержащее низкоомный шунтирующий резистор из композиционного материала,. причем последний подключен параллельно всем разрывам дугогасительной ка- 25 меры, а каждый разрыв шунтирован элементом высокоомного металлического делителя напряжения. Это устройство обладает тем же недостатком, что и предыдущее.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является дугогасительная камера (3) с параллельными основными и дополнительными разрывами на фазу высоковольтной цепи, каждый из которых содержит неподвижные i иH п оoд в и ж нHы е e к оoнHтTа к тTы, связанные с приводным механизмом, содержащая средства для гашения дуги, индуктивно емкостной параллельный резонансный контур и индуктивность шунтирования разрывов °

К недостаткам этого устройства . следует отнести недостаточно эффективное ограничение скорости восстанавливающегося напряжения между контактами дугогасительной камеры, а также недостаточно быстрое время гашения дуги, что снижает отключающую способность выключателя.

Скорость восстанавливающегося напряжения является важной характеристикой отключающей способности выклю- чателя; .параметрами восстанавливающегося напряжения являются его амплитуда1/2 ° U, начальная скорость IdU/dt .в при аперйодическом характере восстановления и амплитуда и частота при колебательном процессе восстановления.

771747

При апериодическом . характере восстановления начальная скорость восстанавливающегося напряжения между контактами выключателя выразится формулой: !

ыи),,,д,т ц к c

1 0 где 3 — ток короткого замыкания в к конце участка линии;

М вЂ” основная круговая частота волновое сопротивление линии положительной и нулевой последовательностей.

При коротком замыкании в зоне километрического эффекта или за трансформатором высокочастотные колебания в линии могут достигать частоты от 4 до 100 кГц и могут вызвать повторное зажигание дуги в выключателе, что приводит к увеличению общей длительности гашения дуги, и утяжеление ус- 20 ловий работы выключателей вплоть до их разрушения при недостаточной отключающей способности.

Целью изобретения является повышение отключающей способности дугогасительной камеры высоковольтного . выключателя переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в дугогасительной камере высоковольтного выключателя индуктивность шунтирования включена Последовательнс(в цепь основного разрыва, а индуктивно-емкостной параллельный резонансный контур шунтирования включен в цепь дополнительного разрыва, при этом один вывод индуктивности резонансного контура выполнен разъемным для соединения с емкостью контура после гашения дуги в основном разрыве камеры. индуктивность резонансного контура через скользящий контакт подключена разъемным выводом к дополнительно введенной металлической штанге, которая введена верхним .торцом с замыкающим контактом в изолированное изнутри отверстие токопровода дополнительного разрыва, при этом нижний торец штанги связан с приводным механизмом и изолирован от последнего.

Замыкающий контакт штанги выполнен скользящим и подпружиненным с верхнего конца штанги.

На фиг. 1 изображена электрическая схема дугогасительной камеры при гашении дуги в основном разрыве на фи . 2 — электрическая схема камеры прм гашении дуги в дополнительном разрыве; на фиг. 3 изображена штанга двуплечего рычага в разрезе; на фиг.

4 - отверстие в токопроводе дополнительного разрыва, вид снизу(разрез

А-A на фиг.3).

Дугогасительная камера высоковольтного выключателя состоит из основного разрыва 1 и дополнительного разрыва 2, соединенных между собой параллельно. Последовательно с разрывом 1 включена индуктивность 3, а последовательно с разрывом 2 — конденсатор 4. Камера содержит также двуплечий рычаг 5; одно плечо рычага

5 связано с приводным механизмом(на . .ертеже не показан), а второе плечо снабжено двумя параллельными вертикальными стержнями б и 7, причем стержень б введен в разрыв 1, а стержень 7 — в разрыв 2. Рычаг 5 снабжен также штангой 8, размещенной параллельно стержням б и 7 между последними. Штанга 8 изолирована от рычага

5. Токопровод 9 дополнительного разрыва 2 снабжен отверстием 10, внутренняя поверхность которого покрыта слоем 11 изоляционного материала.

Штанга 8 снабжена скользящим контактом 12 и своим верхним торцом введена в отверстие 10; верхний торец штанги

8 содержит скользящий замыкающий контакт 13, подпружиненный с верхнего торца пружиной 14. К контакту 12 подключена одним выводом индуктивность

15, годсоединенная своим вторым выводом к точке соединения конденсатора

4 и разрыва 2. Рычаг 5 изолирован от приводного механиэма(на чертеже не показан).

Параметры электрических элементов, изображенных на чертежах, имеют следующие обозначения:

Х вЂ” реактивное сопротивление ин- дуктивности 3;

Х вЂ” реактивное сопротивление конденсатора 4; в — реактивная проводимость конС денсатора 4; в — реактивная проводимость иной дуктивности 15.

Дугогасительная камера высоковольтного выключателя работает следующим образом.

Для эффективного функционирования камеры необходимо соблюдение следующих соотношений между параметрами ее элементов: х,„= хс

При возникновении в защищаемой линии короткого замыкания приводной механизм, связанный с первым плечом рычага 5, воздействует на йоследнее, в результате, чего второе плечо рычага

5 и закрепленные на нем стержни б и

7, а также штанги 8 начнут движение, вследствие которого стержни б и 7 начнут выходить соответственно из разрывов 1 и 2. Первым разомкнет цепь камеры стержень б,поскольку он имеет длину, меньшую длины стержня 7.

Таким образом в цепи камеры образуется основной видимый разрыв 1, в результате чего между разрывом 1 и стержнем б возникает электрическая дуга, которая гасится средствами для

771747 гашения при первом переходе тока ко роткого замыкания через нуль. Поскольку в это время стержень 7 остается введенным в разрыв 2, а контакт

13 не замкнул цепь индуктивности 15, то разрыв оказывается зашунтированным последовательным резонансным контуром из индуктивности 3 и конденсатора 4. Вследствие того, что индуктивность 3 и конденсатор 4 настроены в последовательный резонанс на основной частоте тока короткого замыкания, падение напряжения от этого тока на каждом из указанных

/ элементов будет равным и противоположно направленным. Таким образом суммарное падение напряжения на индуктивности 3 и конденсаторе 4 будет равно нулю; из-за этого падение напряжения на разрыве 1 будет оставаться постоянным, а увеличения напряжения на разрыве 1 практически не происходит.

Таким образом, в разрыве 1 будет всегда соблюдаться условие погасания дуги аи, ао

64 cLt где

3U скорость нарастания электрической прочности дугового промежутка; скорость восстановления напряжения в разрыве 1.

Возможность повторного пробоя разрыва 1 практически исключается.

При дальнейшем движении второго плеча рычага 5 стержень 7 выходит из 35 разрыва 2 и одновременно контакт 13 замыкает цепь индуктивности 15. На пути тока короткого замыкания образуется параллельный индуктивно-емкостной резонансный контур из конденса- 40 тора 4 и индуктивности 15. Поскольку конденсатор 4 и индуктивность 15 настроены в параллельный резонанс на основной частоте тока короткого замыкания, образованный контур имеет сопротивленив,близкое к бесконечности.

В результате этого электрическая прочность дугового промежутка в разрыве

2 восстанавливается практически мгновенно, вследствие чего повторный его пробой исключается.

Выполнение последовательного резонансного контура из индуктивности

3 и конденсатора 4 с волновым сопротивлением, равным :волновому сопротивлению защищаемой линии, позволит согласовать нагрузку дугового промежутка разрыва 1 при его шунтировании с сопротивлением линии, что обеспечивает быстрое затухание электромагнитных колебаний в указанном контуре. 6п

Использование данной дугогаснтя.;тной камеры и процессе эксплуатации электрических систем с постоянно растущими мощностями короткого замыкания и скоростями восстанавливающегося напряжения позволяет значительно увеличить отключающую способность выключателей; кроме того, данная камера проста до конструкции и удобна в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Дугогасительная камера высоковольтного выключателя переменного тока с параллельными основным.- и дополнительным разрывами на фазу высоковольтной цепи, каждый из которых содержит неподвижные и подвижные контакты, связанные с приводным механиз-. мом, содержащая средства для гашения дуги, индуктивно-емкостной параллельный резонансный контур и индуктивность шунтирования разрывов,о т л ич а ю щ а я.с я тем,что,с целью повышения отключающей способности камеры, индуктивность шунтирования включена последовательно в цепь основного раз- . рыва,а индуктивно-емкостной параллельный резонансный контур шунтирования включен в цепь дополнительного разрыва, при этом один вывод индуктивности резонансного контура выполнен разъемным для соединения с емкостью контура после гашения дуги в основном разрыве камеры.

2. Камера по п.1, о т л и ч а ю" щ а я с я тем, что индуктивность резонансного контура через скользящий контакт подключена разъемным выводом к дополнительно введенной металлической штанге, которая введена верхним торцом с замыкающим контактом и изо" лированное изнутри отверстие токопровода дополнительного разрыва, при этом нижний торец штанги связан с приводным механизмом и изолирован ат последнего.

3. Камера по п.2, о т л и ч а ющ а я с я -тем, что замыкающий контакт штанги выполнен скользящим и. подпружиненным с верхнего конца штанги.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 231417, кл. 21 С 35/09, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

9 518814, кл. Н 01 Н 33/16, 1975.

3. Патент ФРГ Р 1018504, кл. 21 С 35/07, 1958.