Дугогасительное устройство жидкостного выключателя

 

Ф

И. 3. Аронов, В. Л. Котова, Ф. Я. Матковский, 3. С. Овчинникова и В. Е. Оленев

1 (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт Производстве объединения "Уралэлектротяжмаш" (73) Заявитель (54) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЖИДКОСТНОГО

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается Конструктивного исполнения дугогасительного устройства жидкостных, преимущественно маломасляных, выключателей, Известно дугогасительное устройство мало-, масляных выключателей высокого напряжения, содержащее частично заполненный дугогасящей жидкостью резервуар и дугогасительиую камеру автодутья с зонами высокого и низкого давления (Я. 30

В указанных выключателях проблема надежного дугогашения при отключении малых и емкостных токов, когда энергии дуги недостаточно для организации эффектив .ого автодутья, решается применением дополнительного импуль- 1а сного дутья, т. е. подачей дугогасящей жидкости в другой промежуток посредством поршHA. При этом поршневые устройства устанавливаются в области неподвижного контакта, что не обеспечивает высокой эффективности дутогашення из-за ограниченного объема впрыскиваемой жидкости и продольного характера импульсного дутья.

Весьма эффективным для отключения малых и емкостных токов без повторных пробоев является техническое решение, согласно которому над поверхностью масла в дугогасительное устройство предварительно нагнетается газ под необходимым избыточным давлением, что позволяет ускорить восстановление электрической прочности дугового промежутка при отключении и уменьшить вредный эффект кавитации над концом подвижного контакта, не применяя усложняющих конструкцию и увеличивающих мощность привода поршневых устройств. В выключателе, дугогасительное устройство которого является наиболес близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому, оио содержит резервуар, заполненный маслом и газом под избыточным давлением, и дугогасительную камеру в цилиндрическом корпусе, причем зона высокого давления образована дутьевыми щелями камеры Чрвместно с внутренней поверхностью цилиндра, а зона низкого давления образована выхлопными каналами камеры и закамерным пространством. При этом запол909723

3 нение маслом пространства. освобождаемого подвижным контактом по мере перемещения его вниз при отключении, происходит через шариковый клапан небольшого сечения, уста-. новленный в основании неподвижного контакта, и через зазор между подвижным контактом и стенками выхлопного канала (2).

Ограниченность сечения укаэанных каналов, по которым поступает жидкость из закамерногО пространства может привести к вакууми- t0 рованию камеры и снижению эффективности влияния избыточного давления на электрическую прочность межконтактного промежутка, особенно в режиме отключения емкостных токов, характеризующемся высокньа уровнем пере= . . ианряженнй при неудовлетворительном отключении с повторным пробоем. Кроме того в указанном дугбгасительном устройстве в рассматриваемом режиме практически отсутствует деиониэирующий поток дугогасящей жидкости по дутьевым щелям дугогасительной камеры, так как поток масла через шарнковын клапан создает малоинтенсивное продольное дутье, а ноток масла через выхлопной канал направлен в сторону, противоположную направлению авто. дутья, и затрудняет эвакуацию ионлзированных газов, что также снижает надежность работы дугогасительного устройства.

Цель изобретения — повышение надежности дугогашения при отключении малых и емкост30 ных токов.

Поставленная цель достигается тем, что в дугогаснтельном устройстве, содержащем резервуар, заполненный дутогасящей жидкостью и газом под избыточным давлением, камеру в цилиндрическом корпусе, с зоной высокого давления, образованной дутьевыми щелями камеры совместно с внутренней поверхностью корпуса, и зоной низкого давления, образованной выхлопными каналами камеры и закамерным пространством, на внутренней поверхности корпуса в зоне высокого давления установлен нормально закрытый клапан.

Клапан может быть выполнен в виде пластины иэ упругого материала, например из ленточной бронзы, прижатой в средней части к внутренней стенке цилиндра, причем свободные концы пластины перекрывают отверстия в стенке цилиндра, выполняющие роль рабочих каналов клапана.

Установка нормально закрытого клапана 0 на внутренней стенке корпуса камеры в зоне высокого давления позволяет в процессе отключения еще до расхождения контактов обеспечить поток находящейся под избыточным давлением дугогасящей жидкости по рабочему каналу клапана из закамерного пространства в камеру, где из-за перемещения контакта образуется достаточное разрежение, чтобы под ф действием перепада давлений клапан мог открыться. При этом после расхождения контактов, когда зажигается дуга отключения с малой энергией, недостаточной для организации интенсивного автодутья и закрытия клапана, указанный поток жидкости, направленный непосредственно в область горения дуги, способствует быстрой эвакуации ноннзированных

1аэов по дутьевым щелям камеры в выхлопные каналы. Указанное исключение вакуумирования межконтактного промежутка и улучшение условий эвакуации ионизнрованных газов способствуют быстрому восстановлению электрической прочности межконтактного промежутка и повышает, таким образом, надежность дугогашення в режиме отключения малых емкостных токов.

На фнг. 1 изображено дутогасительное устй ройство маломасляного выключателя во включенном положении; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, режим отключения.

Дугогасительиое устройство состоят иэ фарфоровой покрышки 1 с фланцами 2 и 3, крытой герметичным колпаком 4, неподвижного контакта 5, подвижного контакта б с возможностью перемещения его вниз нри отключении, контактных выводов 7 и 8, роликового токоотвода 9 и дугогасительной камеры 10. Лугога сительное устройство заполнено дугогасящен жидкостью до уровня 11, над которой имеется полость 12. В полость 12 через впускной клапан 13 нагнетается от постороннего источника газ, например азот, под небольшим избыточным давлением приблизительно 0,5 — 1 МПа.

Дугогаснтельная камера 10 выполнена следующим образом. В,цилиндрическом изоляционном корпусе 14 установлены изоляционные фигурные вкладыши 15, которые образуют центральное отверстие 1б, дутьевые щели 17 и выхлопные каналы 18. Зона высокого давления дугогаснтельного устройства включает в себя дутьевые щели 17 и полость 19, ограниченную внутренней стенкой корпуса 14, а зона низкого давления включает в себя выхлопные каналы 18, сообщающиеся с закамерным пространством 20 через окна 21 в стенке корпуса 14.

На внутренней стенке корпуса 14 в зоне высокого давления установлен нормально закры- тый клапан 22, который выполнен в виде пластины 23 иэ упругого материала, например ленточной бронзы, прижатой в средней части к корпусу заклепками 24, Свободные концы пластины перекрывают отверстия 25, выполняющие роль рабочих каналов клапана, В нижней части камеры имеется ряд карманов 26, которые служат для органиэации продольного дугья при отключениях с вытягиванием электрической дуги за пределы поперечных дутьевых щелей.

909723

Устройство работает следующим образом.

При отключении подвижный контакт 6, перемещаясь вниз, освобождает занимаемое пространство, в результате чего в дугогасительной камере происходит разрежение. Тогда действием перепада давления между закамерным пространством 20 и камерой концы пластины

23 клапана 22 отжнмаются внутрь корпуса 14, и дугогасящая жидкость через отверстии 25 перетекает в камеру, выравнивая давление в 10 ней и предотвращая вакуумирование межконтактного промежутка.

При отключении малых и емкостных токов после расхождения контактов давление в камере повышается незначительно, поэтому 1S автодутье получается слабым, недостаточным для быстрой эвакуации ионнзированных продуктов горения дуги нз межкоитактного лро. межутка. Клапан 22 при этом остается открытым, и по его рабочим каналам, samoaпенным в виде отверстий 25, дугогасящвя, жйд@ость поступает в зону высокого давления камеры, увеличивая интенсивность автодутья по дутьевым щелям 17 и помогая уда лению ионизированных газов через выхлопные 25 каналы камеры, исключая тем самым возмож ность повторного пробоя.

При откшочении больших токов короткого замыкания после расхождения контактов дав- зф .ление в камере резко повышается, клапан 22 закрывается, и гашение электрической дуги происходит под действием интенсивного автодутъя, а предварительное впрыскивание через клапан 22 дугогасящей жидкости в зойу высокого давления до расхождения контактов способствует быстрому восстановлению электри, ческой прочности межконтактного промежутка.

Предлагаемое изобретение позволяет создать дугогасительное устройство для выключателя высокого.нап1 яжения, работающее одинаково надежно как в режиме отключения малых емкостных токов, так и при отключении токов короткого замыкания. ормула изобретения

1. Дуго аснтельное устройство жидкостного выключателя,.содержащее резервуар, заполненный дугогасящей жидкостью и газом под избы. точном, давлением, камеру в цилиндрическом корпусе с зоной высокого давления, образованнон дутьевыми щелями камеры совместно с внутренней поверхностью корпуса, н зоной низкого давления, образованной выхлопными каналами камеры и закамерным пространством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности дугогашения при отключении малых и емкостных токов, оно снабжено по крайней мере одним нормально закрытым клапаном, который установлен на внутренней поверхности корпуса в зоне высокого давления.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что клапан выполнен в виде пластины из упругого материала, например цружийной ленточной бронзы, прижатой в средней части к внутренней стенке цилиндрического корпуса, у которой свободные концы перекрывают рабочие каналы, вьптолненные в виде отверстий в стенке указанного корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог фирмы "АСЕС" (Бельгия)

И 313 — 56.05, 1966.

2: А ЕА. Journa1. Vo1. 51, 1978, и 1, с. 14.

909723

Составитель В. Попова

Техред М.Гергель

Корректор О. Билак

Редакгор И. Петраш

Подписное

Заказ 902/73

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

Тираж 758

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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