Управляемый стреляющий предохранитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >886092

Союз Советских

Соцмапистмческмк

Респубпмк (6l ) Дополннтельное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 28.03.80 (21) 2900260/24 07 (5t)M. Кл. с прнсоелнненнем заявки №

Н 01 Н 33/76

Гасударственный квинтет (28) Приоритет

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44

Дата опубликования опнсання 30.11.81 ию делан кзебретеккй н аткрыткй (53) УДК 621.316. .54 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Я. Зотов

Ульяновский политехнический институт (7I ) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТРЕЛЯЮЩИЙ

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим аппаратам высокого напряжения, а именно к высоковольтным стреляющим предохранителям на

35 — 110 кВ, оснащенным приводом, управляемым релейной зашитой косвенного действия, и может найти применение для защиты силовых трансформаторов понижающих подстанций.

В настоящее время известно значительное количество аналогичных отключающих устройств, приспособленных работать и как обычные предохранители, и как выключатели, размьпсающие .т4 электрическую цепь под воздействием привода, управляемого релейной зашитой косвенного действия. Такие аппараты содержат внутри патронов-камер гашения соединенные последовательно плавкие вставки и контактные системы. Поэта ле сгорания плавких вставок или размыкаиия контактных систем освобождаются гибкие токоведуцвте связи, которые выбрасываются из патроков с помощью жестких рубящих контактных ножей, способных отбрасываться под воздействием собственных пружин. Внешние оконцеватели гибких токоведуших связей имеют скользящий контакт с контактными ножами.

Известнъ высоковольтные выключатели, каждый из которых имеет патрон, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала. Внутри патрона последовательно плавкой вставке включена контактная система розеточного типа, оснащенная подпружиненной защелкой. Наружные токоведущие элементы патронов имеют с рубящими контактными ножами скользящий контакт. Ножи своими подпружиненными половинками захватывают внешние стреловидные оконцеватели связей. Выключатели также оснащены приводами, управляемыми релейной автоматикой косвенного действия.

Усилие на размыкание контактной системы передается от действия привода на контактный нож. Последний также оснащен собственной пружиной, постоянно стремящейся новернуть его в отброшенное положение, вытянув при этом наружную гибкую токоведущую связь патрона.

Плавкие вставки высоковольтных выключателей разгружены or тянущих усилий электродов патрона с помощью высокоомных, например, нихромовых державок.

88609

К недостаткам известных выключателей относятся сложность конструкции патрона, так как в нем последовательно плавкой вставке установлена контактная система, являющаяся сложным узлом, а также низкий номинальный ток патрона. Это объясняется тем, что плавкая вставка своим теплом подогревает контактную систему, которая согласно ГОСТ 8024 — 69 имеет ограничения по нагреву.

Низкая надежность выключателя в работе IO объясняется тем, что практически невозможно выполнить стабильную фиксацию розетки и пальца контакта, во-первых, из-за малых внутренних размеров патрона, во-вторых, из-за попадания на фиксирующие элементы смазки или отсутствия ее.

При срабатьвании выключателя на наружную токоведущую часть патрона оказывает большое воздействие газ патрона, выделившийся из его, стенок под действием электрической дуги. По-, эп этому наружная связь патрона приобретает скорость, превышающую скорость движения ножа, выскальзывая иэ губок (пластин) последнего.

Из-за этого в воздухе может возникать мощная электрическая дуга, предшествующая окончательному отключению цепи патрона. Плазма этой наружной дути за счет газодинамических усилий "восходит" (поднимается вверх) и может перекрывать патрон по наружной поверх. ности. Это снижает отключающую способность патрона и ведет к неоправданному увеличению

его длины. Кроме того, сбрасывание связей на землю снижает надежность эксплуатации, так как связи могут загрязняться, теряться в снегу и,т.д.

Кроме того, недостатками являются необходимость еще большего увеличения габаритов патро-

; на и усложнения конструкции вследствие попытки увеличить номинальный ток патрона путем раз-, несения в разные его концы местоположений

40 плавкой вставки и контактной системы; сложность их кинематической схемы, низкая гололедостойкость и большой вес.

Наиболее близкий к предлагаемому выключатель содержит патроны, выполненные из твердого изоляционного газогенерирующего мате45 риала. Внутри них подвижные токоведущие части соединяются между собой с помощью коммутирующих элементов, в том числе, плавкой вставки и контакта, соединенных последовательно (исполнение контакт-плавкая вставка) . Внутри патрона установлены верхний (внутренний) подпружиненный электрод, IlbllloJIHCHRkB в виде стержня, и нижний (наружный) электрод, имеющий вид гибкой токоведущей связи. Связь снаружи заканчивается оконцевателем стреловид-,55 ной формы, образующим с ножом скользящий контакт. Оконцеватель вставлен между пластинами ножа. Пластины подпружинены с помощью

4 прижимных пружин. Нож расположен на нижнем основании подвижного изолятора-толкателя, являющегося одновременно нижним опорным изолятором, Толкатель связан с приводом выключателя, управляемым релейной защитой косвенного действия.

Недостатками известного выключателя являются сложность конструкции патрона; низкие номинальный ток и надежность работы; недостаточная отключающая способность; неудобство эксплуатации из-за сброса на землю токоведущих связей и необходимость увеличения габаритов патрона.

Цель изобретения — повышение номинального тока и надежности работы. . Укаэанная цель достигается тем, что наружный электрод выполнен неразъемным, а высокоомная державка снабжена торированной шейкой и соединена с крепежным элементом путем повива.

Рубящий контактный нож снабжен стягивающим болтом, расположенным поверх наружного электрода патрона.

На фиг. 1 показан управляемый стреляющий предохранитель (предохранитель-вьпслючатель) в сборе в рабочем положении, т.е. открытым концом патрона вниз, вид сбоку (патрон представлен в частичном разрезе); на фиг. 2 — наружный конец рубящего кбнтактного ножа, сцепленного со стреловидным оконцевателем гибкой токоведущей связи патрона, снабженный поверх оконцевателя соединительным болтом; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1 (узел плавкой вставки, совмещающей в себе функции контактной системы) .

Предохранитель-выключатель состоит (фиг. 1) из патрона 1, внутри которого наружный электрод 2 (гибкая токоведущая связь) соединен с внутренним электродом с помощью узла 3 плавкой вставки. Нижний стреловидный оконцеватель 4, головка которого показана на фиг. 1 и 2,электрода 2 захвачен рубящим контактным ножом 5, состоящим из двух пластин. Прижатие пластин к оконцевателю 4 осуществляется прижимными пружинами 6. От соскальзьвания с ножа оконцевателя связи служит соединительный болт 7. Нож 5 находится под воздействием пружины 8, расположенной на оси 9 ножа, постоянно стремящейся повернуть его по часовой стрелке до упора в резиновый амортизатор 10, Нож снабжен упором 11, имеющим регулировку. Нож, амортизатор и упор смонтированы на коробовидном основании 12, которое показано на фиг. 1 в разрезе. Основание 12 жестко соединено с нижним цоколем изоляторатолкателя 13, входящего в привод устройства.

Патрон 1 закреплен в ловителе 14, установленном на удлинителе 15 верхнего опорного изолятора 16. Изолятор 16 смонтирован на верх886092 6

55 ней части опорной рамы 17. Внутри рамы установлен пружинный привод с рабочим валом 18.

Вал 18 имеет:жестко с ним соед1ненный эксцентрик (эксцентрики) 19. В малую сторону эксцентрика упирается направляющая ось 20 изолятора-толкателя, имеющая с последним жест кое.соединение. Ось 20 может перемещаться в верхнем 21 и нижнем 22 подшипниках. На . нее надета подъемная пружина 23, которая, упираясь в застопоренную на оси шайбу 24, стремится поднять вверх изолятор-толкатель до соприкосновения конца оси 20 с малой стороной эксцентрика 19.

От прямого попадания влаги подшипники

21 и 22 и ось 20 защищает кожух 25. Подводящая цепь присоединяется шиной 26, отводящая — гибкой шиной 27. На нижней части пат-. рона 1 перемещается на резьбе компенсатор 28.

Пластины рубящего контактного ножа (пластины) 5 оснащены с внутренней стороны токосъемными медными накладками 29. Между пластинами зажат стреловидный оконцеватель 4, оснащенный резьбовым отверстием 30 под зарядную рукоятку патрона. Через поперечные отверстия, выполненные на конце ножа, пропущен соединительный болт 7, который гайкой

31 сжимает пластины ножа с зажатым между ними оконцевателем связи патрона и ей же страхуется от выпадания в процессе эксплуатации.Узел плавкой вставки может быль выполнен с державкой 32 и беэ нее.

Плавкая вставка 33 присоединяется к наружному 2 и внутреннему 34 электродам патрона с помощью соединительных винтов 35. Для обе печения постоянства контактного давления и упругого сцепления державки с винтами служат пружинные шайбы 36. В том случае, если вставка 33 имеет достаточное сечение, высокоомная державка не устанавливается. При этом вставка приобретает вытянутое положение, которое способствует лучшему отводу тепла от вставки без получения местных перегревов в прилегающе.л к вставке газогенерирующем материале, например винипласте (что вызывалось изогнутостью вставки при наличии державки, а также подготовленностью в этом положении вставки к разрыву под действием привода), что снижает холостой пробег изолятора-толкателя и необходимую мощность привода.

При малом сечении плавкой вставки, когда есть опасность ее деформации в процессе эксплуатации, устанавливается высокоомная державка 32. В этом случае плавкая вставка не несет растягивающих усилий, передаваемых на узел плавкой вставки электродами 2 н 34 и тело вставки изогнуто, как показано на фиг. 3.

Но опасности перегревов виннпласта этот изгиб не несет, так как такая вставка нспольэу5

1О

40 ется прн малой загрузке патрона и вызывает лишь незначительное тепловыделение в окружающую среду, что соответственно сопровождается незначительным нагревом. При этом концы вставки, вернее высокоомной державки, соединены способом повива беэ последующей поопайки. Это способствует снижению усилий, необходимых на разрыв узла плавкой вставки под действием привода.

Концы высокоомной державки 32 захлестываются за головки крепежных винтов 35 и скреп ляются нх петли с помощью повнва 37. Наличие сужения 38 (шейки) позволяет державке разрываться в строго фиксированном месте, если будет заедание под винтом 35.

Предохранитель-выключатель работает следующим образом.

При больших токах короткого замыкания, когда не успевает срабатывать привод, перегорает плавкая вставка 33, а с ней н державка

32, если она была установлена (фиг. 3). После этого происходит освобождение связи 2 (фиг. 1).

Под воздействием ножа 5 связь выбрасывается наружу. За ней тянется электрическая дуга, которая вызывает генерирование rasa внутри патрон».

Создается газовое дутье, которое охлаждает дугу и производит отключение защищаемой цепи. При этом нож отбрасывается в нижнее исходное положение до упора в амортизатор 10.

Создается видимый разрыв по воздуху отключаемой цепи. Гибкая связь — электрод 2, благодаря соешшительному болту 7, остается зажатой между пластинами ножа и не падает на землю. Болт 7 препятствует отпаданию связи на землю и преждевременному возникновению дуги снаружи патрона, т.е. между ножом 5 и связью-электродом 2, что могло бы привести к перекрытию патрона по его наружной поверхности по восходящему потоку. образовавшейся плазмы.

При отключении небольших токов повреждения, когда привод срабатывает раньше, чем расплавится вставка, происходит следующее.

Рабочий вал 18 под действием своих рабочих пружин (не показаны) поворачивается на угол порядка 120 . Поворот происходит по часовой стрелке. Эксцентрик 19, набегая своей удлиненной частью на направляющую ось 20, резко перемещает (отбрасывает) вниз изолятор-толкатель 13. С ним вниз смещается и нож 5, который благодаря упору 11 передает разрывающее усилие на узел 3 плавкой вставки. Если вставка имеет державку, то происходит сначала расплетение концов державки (повивов 37) и вытягивание державки нз-под одного винта, где заделка (прижатие) оказалась менее сильной.

После этого происходит разрыв медной части (собственно плавкой вставки) .

86092

7 8

В том случае, если державки иет, действием ножа 5 начинается непосредственный разрыв плавкой вставки, которая представлена только медной частью. После разрыва узла плавкой вставки между электродами 2 и 34 (фиг. 3) возникает электрическая дуга. Гашение дуги и окончательное отключение электрической, цепи происходит аналогично описанному выше.

Следует отметить, что в реальных условиях раэмыкающие усилия значительно ниже, так как узел плавкой вставки, разогретый током повреждения, представляет меньшее сопротивление, чем в холодном состоянии. Здесь большую роль играет торированная шейка 38, стабилизирующая усилие. ный электроды, соединенные плавкой вставкой и высокоомной державкой, привод, управляемый релейной автоматикой, и рубящий контактный нож,смонтированный на нижнем основании подвижного изолятора-толкателя, жестко соединенньй с наружным электродом патрона, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения номинального тока,и надежности работы, наружный электрод выполнен неразъемным, а О высокоомная державка снабжена торированной шейкой и соединена с крепежным элементом путем повива.

2. Предохранитель по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что рубящий контактный нож снабжен стягивающим болтом, расположенным поверх наружного электрода патрона, Формула изобретения

1 ° Управляемый стреляющий предохранитель, содержащий патрон, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала, имеющий подпружиненные внутренний и наружИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР No 354487, кл. Н 01 Н 33/76, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 526965, кл. Н 01 Н 33/76, 1976.

886092

Фиг.2

А-А

35 ST 32

Риа.д

Редактор А. Лежнина

Составитель В. Попова

Техред Т.Mamma Корректор А- Ферен

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10568/82, Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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