Дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 9(}9724 (61 } Дополнительное к авт. свид-ву (22} Завалено 25.07.80 (21) 2972010/24 — 07 с присоединением заявки М (28}Приоритет (5! )М. Кл.

Н Ot Н 33/82

Гвоударатоаивй квинтет

СССР до долам нэоаретеннй и открытий

Опубликовано 28 02.82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28,02.82 (53) УД К 621.316. .54 (088.8} (72} Автор изобретения

В. П. Бахтинов (71} заявитель (54) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОАСТВО ВЬКОКОВОЛЬТНОГО

ВОЗДУШНОГО. ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроентпо и касается конструкции дугогасительного устройства воздушного выключателя с продольно-поперечным гашением дуги, преимущественно с двухсторонниМ дутьем.

Известно дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выкшсчателя одностороннего продольно. поперечного дутья, в котором установлена дугогасительная камера, выполненная в виде трубы (т};

Устройство имеет небольшую отключающую

te способность.

Наиболее близким к предлагаемому является дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя, содержащее подвижтз ный и неподвижный контакты с выхлопными токоведущимн трубами и соилами через кото-. рые происходит продольное дутье. В межконтактном промежутке этого выключателя установлена дугогасительная камера поперечного, дутья со щелями и каналами для выхода

20 раскаленного газа из каждой щели, направленными поперек оси трубы, прячем продольное дутье выполнено двусторонним. В результате устройство обеспечивает высокую отключающую способность Щ.

Однако устройство имеет большое время гашения дуги при отключении и, соответственно, повышенным обгар контактов и камеры и увеличенное полное время отключения выключателя. Причиной этому является необходимость увеличения хода подвижного контакта на длину камеры для обеспечения открытия щелей при отключении и создании изоляционного воздушно. го промежутка. В таком устройстве подвижный контакт не успевает открыть все щели за одни полупериод т жа, и дуга горит два и более олунериода Эти недостатки возрастают с увеличением количества дугогасящих щелей (т. е. для мощных устройств), так как с увеличением количества щелей увеличивается длина камеры.

Цель изобретения — снижение временигашения дуги и тем самым полного времени отключения мощного высоковольтного воздушного выключателя двустороннего нродольиопоперечного гашения дуги.

909724

Указанная цель достигается тем, что камера со щелями поперечного гашения дуги и с с выхлопными каналами щелей установлена в токоведущей выхлопной трубе одного из контактов, например, за соплом неподвижного контакта.

Камера выполнена в виде цилиндра, расположенного соосно с трубой, Щели выполнены на торце цилиндра в виде концентрически расположенных кольцеобразных проточек, причем каждая щель сообщается с рядом выхлопных каналов, выполненных параллельно трубе и распределенных по окружности щели.

Внутренняя поверхность трубы за камерой, по направлению дутья, покръпа изоляционным материалом.

В дугогасительном устройстве может быть установлено приспособление для вращения поперечной части дуги по концентрически расположенным дугогасящим щелям камеры, нанрнмер, выполненное в виде лопаткообразных ребер, установленных на стенках сопла перед камерой.

При таком выполнении устройства дутье через межконтактный промежуток, через соило и ace дугогасящие щели возникает практически одновременно, причем сразу после размыкания контактов. Поэтому оптимальное

° гашение происходит при расстоянии между контактами, равном 20 — 30 мм, т. е. при расстоянии, меньшем примерно на длину убранной из промежутка камеры. Время гашения дуги пропорционально этому расстоянию, следовательно, снижение времени горения дуги будет значительным. В зависимости от периодической составляющей тока короткого замыкания время гашения дуги изменяется практически от 0,02 до 0,014 с и не зависит от количества щелей и размеров камеры, так как не меняется межконтактный дутьевой промежуток.

Вследствие снижения времени гашения дуги уменьшается въщеление тепловой энергии в дуге, поэтому уменьшается обгар дугогасительной камеры и контактов, повышается ресурс отключения тока без ревизии выключателя, увеличивается межремонтный период выключателя. Снижение времени гашения дуги, кроме того, дает снижение полного времени отключения выключателя, тем самым сокращается время протекания тока короткого замыкания в сети и снижается нежелательное тепловое ь динамическое воздействие тока короткого замыкания на оборудование, установленное в сети. Выполнение камеры в виде цилиндра, рас.положенного соосно с трубой, со щелями на торце цилиндра, выполненными в виде концентрически расположенных кольцеобразных, проточек, каждая из которых соэбщается с

1 рядом выхлопных каналов, параллельных трубе и распределенных по окружности щели, позволяет разместить камеру со щелями и каналами в трубе небольшого диаметра беэ значительного снижения скорости потока продольного дутья в сопле. Снижение скорости потока может вызвать некоторое снижение

1О скорости восстановления электрической прочности продольной части дуги, расположенной в этом сопле. Однако это снижение компенсируется за счет суммирования восстанавливающейся прочности щелей с восстанавливающейся

15 прочностью продольной части сопла, так как участки дуги всех щелей и продольная часть дуги расположены последовательно и гасимая дуга за счет этого удлиняется> причем увеличение количества щелей может быть выбрано рф оптимальным без увеличения времени гашения дуги.

Компенсация потерь восстанавливающейся прочности продольной части дуги может производиться в таком устройстве также путем ус25 тановки приспособления для вращения поперечной части дуги по концентрически Расположенным щелям камеры. При этом поперечная часть дуги дополнительно охлаждается, так как при восстановлении напряжения последуговой канал

Зп перемещается с обожженого участка поверхности камеры на холодный участок и поэтому не пробивается при более высокой скорости восстанавливающегося напряжения, благодари чему увеличивается отключающая способность.

КРоме того, при вРащении дуги по щеля камеры после прохождения дуги над отверстием. канала щели в это отверстие входит более холодный воздух, который поступает к камере через зазор между каналом дуги и стенками сопла. При следующем обороте дуги процесс повторяется. В результате в каждый канал попадает то раскаленный, то холоднъ и воздух и по кажлому каналу движутся чередующиеся зоны холодного и раскаленного воздуха

45 Холодные зоны изолируют дугу от выхлопной зоны устройства и тем самым устраняют шунтирующее действие выхлопных раскаленных газов на участки поперечной дуги, Вследствие этого увеличивается сопротивление

5о поперечного участка, что приводит к увеличению скорости восстанавливающегося напряжения на этом участке и снижению скорости на продольном участке; кроме того, увеличивается суммарное сопротивление участков и тем самым

55 снижается последуговой ток. В результате резко снижается выделение энергии на продольном участке и предотвращается тепловой пробой в начальной части восстановлении напряжения, 9 9724

5 .являющийся обычно препятствием для увеличения отключающей способности воздушных выключателей продольного дутья. Возможные пробои восстанавливающимся напряжением с дуги на выхлопную трубу и шунтирование всего поперечного участка предотвращаются изоляцией стенок трубы, На фиг. 1 показано дугогасительное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — дугогасительная камера, поперечный разрез по щелям.О

Дугогасительное устройство содержит высоковольтный изолятор 1, соединенный герметично с корпусом пневмопривода 2 и с фланцем 3 токоведущей выхлопной трубы 4, на другом конце которой закреплен неподвижный кои- 15 такт 5, имеющий форму сопла. Подвижный контакт 6 соединен с поршнем привода 2 и также выполнен в виде сопла, и соединен с другой выхлопной трубой (не показана}. Контакты 5 и 6 образуют дугогасящий разрыв в среде воздуха высокого давления с двусто. роиним продольным дутьем. Отверстие трубы 4 закрыто клапаном 7, соединенным со вторым поршнем привода 2 через изоляционную тягу

8 и рычаг 9, имеющий ось 10 вращения. Клапан прикрыт корпусом 11, выполненным из изоляционного материала. В трубе 4 за соплом

5 установлена дугогасительная камера 12 лоперечного гашения дуги. Камера выполнена из изоляционного материала, например фторопласта, в виде цилиндра с продольными каналами, параллельными оси цилиндра и расположена соосно с трубой. Центральный канал 13 камеры выполнен круглого сечения. На торце камеры со стороны входа дутья выполнены кольцеобразные дугогасящие щели 14 и 15, расположенные концентрически соосно с трубой, которые разделены кольцеобразными перемычками

l6. Далее по ходу дутья каждая щель переходит в ряд каналов, например 17, круглого сечения или 17 трапецеидального. Труба 4 за камерой облицована изоляционным материалом

19, например фиброй. Перед камерой на стенке сопла могут быть установлены лопаткообразные ребра 20, направляющие воздух ло спирали и

45 являющиеся приспособлением для вращения поперечной части дуги по концентрическим щелям 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Включение устройства производится замыканием контактов 5 и 6 с помощью привода 2.

При этом полость дугогасительного устройства, заполнена сжатым воздухом, клапан 7 закрыт.

При отключении привод 2 посредством тя, ги 8 и рычага 9 открывает клапан 7, сообщая обьем трубы 4 с атмосферой. Одновременно привод 2 размыкает контакты 5 и 6, между которыми возникает электрическая дуга, Давление в трубе 4 падает и начинается дутье

6 воздуха через сопла 5 и 6, образуя продольный участок дуги, далее дуга изгибается по щелям 14 и 15 дугогасительной камеры, образуя поперечный участок. Двигаясь в продольном направлении сопла, часть воздуха ударяе.ся в стоящие под углом лопатки 20 и от них направляется по спирали, закручивая перед камерой всю струю воздуха. Вращательное движение воздуха перемещает поперечную часть дуги по кольцеобразным перемычкам 16 и щелям 14 и 15 и вращает ее вокруг оси камеры, способствуя охлаждению и гашению дуги. Кроме того, перемещаясь по щелям камеры, дуга проходит последовательно над рядами отверстий каналов 17 и 18. Вследствие этого в каналах отверстий раскаленный воздух чередуется с холодным, который изолирует дугу от зоны выхлопа трубы 4, чем предотвращает шунтирование дуги по каналам 17 и 18 через раскаленный газ и способствует гашению дуги.

Раскаленный газ продольной части дуги проходит преимущественно через центральный канал 13 в атмосферу, не шунтируя поперечный участок дуги, так как выхлопной тракт изолирован от токоведущих частей облицовкой трубы 19 и изоляционным корпусом 11.

Использование предлагаемого дугегасительного устройства обеспечит снижение времени гашения дуги при высокой отключающей способности, что позволит иметь мощный и быстров действующий воздушный выключатель.

Формула изобретения

1. Дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя продольно-поперечного двустороннего дутья, содержащее подвижный и неподвижный контакты с выхлопными токоведущими трубами и соплами для продольного дутья и камеру со щелями и выхлопными каналами для поперечного дутья, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения времени гардения дуги, указанная камера установлена в выхлопной токоведущей трубе одного из контактов, например, за соплом.

2. Устройствопоп. 1, отлича ющее с я тем, что указанная камера выполнена в виде цилиндра, расположенного соосно с трубой.

3. Устройство по пп.. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что на торце цилиндра выполнены щели в виде концентрически расположенных кольцеобразных проточек, причем каждая щель сообщается с рядом выхлопных каналов, выполненных параллельно трубе и распределенных по окружности щели.

7 9097 24 8

4. Устройство:по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю- эа камерой, по направлению дутья, покрыта щ е е с я тем, что оно снабжено приспособ- изоляционным материалом. пением для вращения поперечной части дуги по концентрически расположенным дугогасящим Источники информации, щелям камеры, например, выполненным в ви- s принятые во внимание при экспертизе де лопагкообразных ребер, установленных на 1. Патент Швейцарии КР 389735, стенках сопла перед камерой. кл, 21 с 31/10, 1968.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е - 2. Патент ФРГ К 868939, кл. 21 с 35/10. е с я тем. что внутренняя поверхность трубы 1970.

Составитель В. Попова

Техред Т.Маточка

Корректор О. Билак

Редактор В. Петращ

Подписное

Заказ 902/73 Тираж 758

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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