Автодутьевой газовый выключатель

 

О П И С А Н И Е (1819838

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсмн»

Социалистически»

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2784696/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) и. К .

Н 01 Н 33/44

Гееуддрстееииый кемитет

СССР

00 делам изееретеиий и открытий

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (53) УДК 621.316..54 (088.8) Дата опубликования описания 17.04.81

В. Н. Бондалетов, В. Е. Лапшин, А. П, О

Ю. Т. Савинков и В; С. Чемерис (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОДУТЬЕВОЙ ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электроаппаратостроения и может быть использовано для отключения токов высокого напряжения.

Известен газовый выключатель, содержащий дугогасительную камеру, два полых подвижных контакта, внешний привод, индукционно-динамический. привод, состоящий из трех индукторов, один из которых укреплен независимо вокруг подвижного контакта, а два других связаны с подвижными контактами.

При отключении выключателя внешний привод перемещает один из подвижных контактов, отключаемый ток переводится в индукторы, между которыми возникают электромагнитные силы йритяжения и отталкива- 1з ния. Взаимодействие индукторов приводит к дополнительному ускорению контактов и сжатию газа между неподвижным и подвижным поршнями в дугогасительной камере (1) .

Недостатком этого выключателя является сложность конструкции, обусловленная наличием внешнего привода и дополнительной индукционно-динамической системы, состоящей из трех подвижных индукторов, токоподвод к которым осуществляется через скользящие токосъемные контакты. Вследствие этого снижается и надежность выключателя.

Известен автодутьевой газовый выключатель, содержащий полый неподвижный и подвижный контакты, основной внешний привод, тяга которого жестко соединена с подвижным контактом, дополнительное ин-. дукционно-динамическое приводное устройство, индуктор которого жестко закреплен на подвижном контакте, а якорь выполнен в виде поршня, который может перемещаться вдоль подвижного контакта, и расположен внутри цилиндра, жестко соединенного с подвижным контактом.

Для разведения контактов в этом выключателе применяется основной внешний привод, а индукционно-динамическое устройство осуществляет предварительное сжатие газа для обдува дуги непосредственно перед поступлением команды на обрабатывание основного привода путем использования электромагнитной силы, возбуждаемой током отключения, протекающим через индуктор, и воздействующей на якорь (2).

819838

Известен также выключатель, содержащий газонаполненную. дугогасительную камеру с неподвижным контактом, полым подвижным контактом, индукционно-динамический привод с индуктором, якорем, выполненным в виде поршня, жестко укрепленного на подвижном контакте и расположенного в компрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии. Кроме того, выключатель содержит катушку магнитного дутья, питаемую от автономного емкостного накопителя энергии и действующую синхронно с индукционно-динамическим приводом (3).

Сложность конструкции описанного выключателя, обусловленная наличием двух выполняющих различную функцию индукторных систем: одной для разведения кон- 15 тактов выключателя и газового дутья, другой — для магнитного гашения, имеющих автономные накопители энергии, снижает надежность аппарата, Недостатком этого выключателя является также невысокая эффективность газового дутья вследствие того, что поршень жестко соединен с подвижным контактом и обдув дуги начинается одновременно с перемешением подвижного контакта, а следовательно, при малых давлениях газа в компрес- 25 сионном цилиндре, что приводит к снижению отключающей способности.

Целью изобретения является повышение отключающей способности и надежности выключателя.

Поставленная цель достигается тем, что в автодутьевом газовом выключателе, содержащем газона полненную дугогасительную камеру с неподвижным и подвижным контактами, индукционно-динамический привод с индуктором и якорем, выполненным в Э5 виде поршня, расположенного в компрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии, контактирующий конец подвижного контакта размещен в полости изоляционного сопла, противоположный конец этого контакта жестко соединен с дополнительным 40 поршнем, который расположен в цилиндре, а якорь, выполненный в виде диска с выступающей цилиндрической частью, механически не связан с подвижным контактом и коаксиально с зазором установлен на нем

45 причем площадь этого кольцевого зазора S5, и площадь выходного отверстия сопла S связаны соотношением — — = 1 — 10. ПоSñ лость цилиндра, в котором размещен дополнительный поршень, внешним каналом соединена с дугогасительной камерой. 50

На чертеже изображена конструкция автодутьевого газового выключателя.

Выключатель содержит дугогасительную камеру 1, полый неподвижный контакт 2, полый подвижный контакт 3, верхняя часть

KoToporo жестко соединена с дополнитель- 55 ным поршнем 4, расположенным в цилиндре

5. нндукционно-динамический привод с инро" 6, якорем 7, коаксиально установленным по отношению к подвижному контакту 3, не связанным с ним и выполненным в виде плавающего поршня, цилиндрическая средняя часть 8 которого образует с контактом 3 кольцевой зазор, соединяющий надпоршневую полость 9 компрессионного цилиндра 10.с полостью 11 изоляционного сопла 12. Источник питания выполнен в виде емкостного накопителя энергии (на чертеже не показан) . Выключатель содержит токосъемный контакт 13, пружины 14.и 15, резиновый буфер 16. Надпоршневая полость

17 цилиндра 5 через внешний канал 18 соединяется с дугогасительной камерой 1. Выключатель снабжен вводами 19 и 20. Дугогасительная камера 1, цилиндры 5 и 10 заполнены газом.

Выбранное соотношение площадей кольцевого зазора ($з) и выходного отверстия сопла (S )

Ь 1О с обеспечивает оптимальное аэродинамическое сопротивление газового тракта выключателя и приемлемые радиальные размеры выключателя. Увеличение S более 10

S нецелесообразно из-за увеличения габаритов. При S3 менее S создается увеличение аэродинамического сопротивления в этой части тракта, что затрудняет перемещение якоря и снижает отключающую способность выключателя.

При отключении выключателя емкостный накопитель энергии разряжается на индуктор 6, и якорь 7 под действием электромагнитной репульсионной силы ускоряется, свободно перемещаясь вдоль подвижного контакта 3, сжимая возвратную пружину 14 и газ, заполняющий компрессионный цилиндр

10. Поскольку полость 11 изоляционного сопла 12 сообщается через кольцевой зазор между цилиндрической частью 8 якоря 7 и подвижным контактом 3 с надпоршневой полостью 9 компрессионного цилиндра 10, то при движении якоря давление будет возрастать в обеих полостях. По мере перемещения якоря 7 давление газа в указанных полостях будет увеличиваться. Сила, действующая со стороны сжимаемого газа, будет перемещать поршень 4, а вместе с ним подвижный контакт 3. Когда нижняя часть подвижного контакта 3 войдет в изоляционное сопло 12, находящийся в его полости 11 и сжатый до высокого давления газ начнет с высокой скоростью вытекать в дугогасительную камеру 1 и полости контактов 2 и 3, осуществляя продольный двусторонний обдув электрической дуги, возникшей при размыкании контактов выключателя. По мере истечения газа через полости контактов, давление под поршнем 4 будет падать, подвижный контакт начнет плавно тормозиться и, когда переместится на расстояние, достаточное для обеспечения надежного разрыва отключаемой цепи, зафиксируется в крайнем положении каким-либо

819838 из известных удерживающих устройств. После завершения операции отключения якорь

7 под действием пружины 14 возвратится в исходное положение. Возвращение подвижного контакта 3 в начальное положение при включении выключателя производится с помощью пружины 15 при срабатывании удерживающего устройства.

Выполнение в выключателе якоря в виде плавающего поршня, не связанного с подвижным контактом, позволяет при допустимых габаритах емкостного накопителя энергии сообщать якорю высокую скорость (десятки метров в секунду) и быстро сжимать газ до высокого давления. При этом сжатый газ одновременно используется для перемещения подвижного контакта и в ка- 15 честве гасительной среды.

Использование этого выключателя для отключения токов высокого напряжения обесг1ечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: увеличивается отключающая способность,в -результате использования для обдува дуги газа, сжатого предварительно (за короткое время) до высокого давления; высокая эффективность двустороннего продольного газового дутья позволяет исключить систему маг- 25 нитного гашения, в результате чего значительно упрощается конструкция выключателя, а следовательно, повышается его надежность.

Формула изобретения

1. Автодутьевой газовый выключатель, содержащий газонаполненную дугогасительную камеру с неподвижным и подвижным контактами, индукционно-динамический привод с индуктором и якорем, выполненным в виде поршня, расположенного в комнрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности и надежности выключателя, подвижный контакт со стороны контактирующего конца снабжен изоляционным соплом, противоположный конец этого контакта жестко соединен с дополнительно введенным поршнем, который расположен в цилиндре, а указанный якорь выполнен в виде диска с выступающей цилиндрической частью, механически не связан с подвижным контактом и коаксиально с зазором установлен на нем, причем площадь этого кольцевого зазора ($З) и площадь выходного отверстия сопла (S ) связаны соотношением = 1-Ю

2. Автодутьевой газовый выключатель по п. 1, отличающийся тем, что полость цилиндра, в котором размещен дополнительный поршень, внешним каналом соединена с дугогасительной камерой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1: Патент США № 3590188, кл. 200-148, 1973.

2. Патент Японии № 50 — 19177, кл. 59 Н 132.3.

3. Авторское свидетельство СССР № 459811, кл. Н 01 Н 33/44, 1975.

819838

r ã

Составитель В. Попова

Редактор О. Филиппова Техред А. Байкас Корректор Е. Рощко

Заказ 29! /30 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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