Воздушный выключатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1Ц815786 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.01.79 (21) 2715629/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

Н 01 Н 33/53

Государственный комитет

СССР

an делам изобретений и открытий (53) УДК,621.316..54 (088.8) Опубликовано 23.03.81 Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28.03.81 (72) Авторы изобретения

В. Ю. Орлова, Д. Т. Спатару и М. В. Чалый

Севастопольский приборостроительный институ (71) Заявитель (54) ВОЗДУШН Ы Й В Ы КЛ ЮЧАТЕ.Л Ь

Изобретение относится к электрическим аппаратам и .может быть применено для коммутации электроэнергетических систем.

Известны воздушные выключатели, которые содержат источник сжатого воздуха, эектропневматическую систему управления и гасительную камеру, состоящую из фарфорового изолятора, во внутренней полости которой установлены подвижный и неподвижный контакты, причем последний снабжен поршневым пневмоприводом (1).

Однако известные выключатели имеют следующие недостатки: а) во-первых, сложность механизмов гасительной камеры, в которой вмонтировано устройство торможения с дифференциальными клапанами для обеспечения двухтактной работы камеры и привод подвижного контакта; б) во-вторых, в результате возможных поломок деталей, находящихся под давлением, происходит потеря сжатого воздуха в выключателе, которая приводит к самопроизвольному включению электрической установки; в) в-третьих, в качестве изолирующего материала (корпуса) камеры используется фарфор, имеющий небольшую механическую прочность, который нестоек к ударным нагрузкам; г) в-четвертых, опасность самопроизвольного включения из-за потери давления в компрессорной сети приводит к необходимости применения обратных клапанов в прямом тракте системы управления.

Известно также дугогасительное устройство автопневматического газонаполненного выключателя, содержащее подвижный и неподвижный контакты, расположенные рчутри полого изолятора, эластичное дутьевое устройство для гашения дуги и пневмопривод (21.

Недостатками такого устройства являют15 а) во-первых, в качестве полого изолятора (корпуса выключателя) применяется фарфор, который имеет небольшую механическую прочность в условиях работы на разрыв или изгиб, он весьма нестоек к удар2о ным нагрузкам; б) во-вторых, мешок из эластичной пленки используется только в качестве эластичного дутьевого устройства, т. е. только для гашения дуги и, следовательно, все осталь815786

95 ные элементы выкл|очателя присутствуют, что не дает упрощения конструкции; в) в-третьих, конструктивное использование мешка ограничивается только эластичными материалами, так как выполнение его металлическим или из фторпласта делает устройство неработоспособным; г) в-четвертых, выключатель, у которого эластичное дутьевое устройство выполнено из эластичной пленки, имеет ограниченную область применения, он не может работать в агрессивных средах с высокой температурой, так как эластичные материалы имеют ограниченные для высоконапряженных сред физико-химические параметры.

Цель изобретения — упрощение конструкции выключателя, повышение надежности и расширение диапазона его применения.

Цель достигается тем, что объемная тонкостенная капсула, имеющая элиптическое сечение по двум координатным осям, заключена в жесткий корпус с упругими электроконтактными датчиками положения, выполненными в виде закрепленной к корпусу упругой пластины, на свободном конце которой установлен один контактный элемент, а другой — на дополнительно выделенной пластине, которая расположена с внешней стороны капсулы, причем между этой же пластиной и корпусом расположены силовые пружины сжатия с направляющими.

На фиг, показан воздушный выключатель, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — электрическая схема, на фиг. 4 — вид капсулы.

Устройство содержит объемную тонкостенную капсулу 1, имеющую элептическое сечение по двум координатным осям, пробку 2, к которой жестко закреплен конец капсулы 1; трубопровод 3 для подачи сжатого воздуха, жесткий корпус 4 в которой заключена капсула 1, фланец 5 пробки 2 для фиксации положения капсулы 1, пластины 6, обеспечивающие постоянство величины эффективной площади в заданном пределе рабочего хода капсулы 1, направляющие 7, фиксирующие положение пластин 6 относительно капсулы 1, пружины 8, фигурные контакты 9 и 10, электроизоляционный уплотнитель 11, посредством которого крепятся контакты 9 и 10, гайка 12, входной патрубок 13, который жестко крепится к капсуле 1 и седлу сваркой, пайкой, клейкой, продувной клапан 14, седло 15 клапана 14, золотник 16, направляющая 17, кронштейн 18, выходные отверстия 19.

На фиг. 3 изображена система управления, которая содержит электроконтактные датчики 20 и 21, логическое устройство 22, трехходовой электромагнитный клапан 23, ресивер 24 (источник сжатого воздуха), усилитель 25, сигналы 26 и 27 управления.

Устройство работает следующим образом.

Воздушный выключатель отвечает положению, т. е. такому его состоянию, когда

5 !

30 сжатого воздуха во внутренней полости капсулы 1 нет. Для отключения выключателя подается сигнал 26 управления на логическое устройство 22 (фиг. 3), которое вырабатывает сигнал и через усилитель 25 передает его на открытие трехходового электромагнитного клапана 23. Сжатый воздух из рессивера 24 направляется через трубопровод 3 во внутреннюю полость капсулы 1, которая при этом начинает продуваться через открытый продувной клапан 14, таким образом возникает такой перепад давления, при котором давлени во внутренней полости капсулы 1 становится больше, чем давление, действующее на внешнюю поверхность. В результате этого развивается тяговое усилие преимущественно в направлении малой оси контура поперечного сечения, что приводит к деформации капсулы 1, и, следовательно. начинается процесс размыкания контактов 9 и 10. С другой стороны, по мере размыкания контактов 9 и 10, т. е. по мере деформации капсулы 1 под действием избыточного давления, ее свободный конец втягивается во вн трь, перемещая седло 15 влево относительно золотника 16, и, тем самым, уменьшает проходное сопротивление последнего, а слсловательHо, уменьшает и количество воздуха, вытекающего из внутренней полости капсулы в атмосферу. После гашения д1ги на контактах 9 и 10 напряжение HB HHx начинает восстанавливаться со скоростью, соответствующей частоте собственных колебаний отключенной цепи. В связи с этим, капсула 1 продолжает продуваться свежим воздухом, чем обеспечивается достаточное время для удаления продуктоь ионизации и восстановления электрической прочности между контактами. Когда стенки капсулы 1, а следовательно, и контакты 9 и 10 выключателя переместились на достаточное расстояние. упругий электроконтактный датчик 20 замыкается и подает сигнал на ло. ическое устройство 22, где вырабатывается сигнал на закрытие клапана 23, в результатс чего прекращается доступ воздуха в капсулу I. При этом седло 15 оказывается прижатым к золотнику 16, чем обеспечивает необходимую герметичность. На этом процесс отклонения кончается, возможные потери сжатого воздуха из внутренней полости капсулы 1 компенсируются благодаря наличию обратной связи 21 в системе управления выключателем, т. е. при самопроизвольном стравливании воздуха из внутренней полости капсулы 1 датчик 21 рамыкается, подавая сигнал на включение клапана 23, при этом процесс дозаполнения будет проходить пока не замкнется датчик 21. Для выключения воздушного гыключателя подается сигнал 27 управления на .н>гическое устройство

22, которое вырабатывает сигнал на переключение клапана 23. При этом внутренняя полость капсулы сооощается с атмосферой, Jàâëåíèå в ней полает. В результате

815786

18

19 этого стенки капсулы 1 под действием пружин 8 через пластины 6 занимают исходное положение, при котором контакты 9 и 10 смыкаются. Таким образом, предлагаемый выключатель по сравнению с известными обладает следующими достоинствами: а) капсула в конструкции выключателя выполняет не только роль изолятора, но и привода контактной системы, кроме того она является приводом для продувного клапана и играет роль элемента рассогласования в системе управления — все это упрощает конструкцию выключателя. б) форма капсулы позволяет изготовить выключатель из различных конструкционных материалов, включая тугоплавкие сплавы на основе ниобия и молибдена, что позволяет использовать выключатель в средах с высокой температурой и агрессивностью. в) наличие датчиков обратной связи по положению стенок капсулы позволяет реализовать систему управления с отсечкой капсулы от источника давления без использования обратных клапанов, а также датчики устойчиво удерживают разомкнутое состояние контактов в случае утечки воздуха из внутренней полости капсулы. ь

Формула изобретения

Воздушный выключатель газонаполненного типа, содержащий контакты, расположенные внутри объемной тонкостенной капсулы, и пневмопривод, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции выключателя, повышения надежности и расширения диапазона применения, объемная тонкостенная капсула выполнена элиптического сечения по двум координатным осям, заключена в жесткий корпус с упругими электроte контактными датчиками положения, которые выполнены в виде закрепленной к корпусу упругий п упругой пластины, на свободном конце которой установлен один контактный элемент, 1S а другой — на дополнительно введенной пластине, которая расположена с внешней стороны капсулы, причем между этой же пластиной и корпусом расположены силовые пружины сжатия с направляющими.

Источники информации, т принятые во внимание при экспертизе

1. Цейров Е. M. Воздушные,выключатели высокого напряжения. М вЂ” Л., ГЭИ, 1957„ с. 177 †1, 249.†2, 223 †2.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 5981 47, кл. Н 01 Н 33/54, 1 976.

8i5786

A — 
Фиг.2 фиг. 3

Редактор В. Лазаренко

Заказ 664/82

ВНИ

Составитель В. Попова

Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Тираж 781 Подписное

ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4