Автопневматический элегазовый выключатель

 

Г.Н. Александров, А. И. Полтев, Е.Н. Тонконогов и А. И. Уткин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОПНЕВИАТИЧЕСКИЙ ЗЛЕГАЗОВЫЙ ВЫКЯОЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроаппаратостроению и касается кон. .струкции элегазового выключателя с автопневматическим дугогашением.

Известны злегаэовые выключатели, в которых гасящий дугу поток образуется при тепловом расширении элега-. за, возникающем под воздействием энергии, выделяющейся во вспомогательной дуге (1), Однако дугогасительная способность таких выключателей невысока, так как дутье, организованное по указанному принципу, сравнительно слабое.

Наиболее близок к предложенному автопневматический злегаэовый выключатель, который содержит газонаполненную герметизированную от внешней среды газовую камеру, дугогасительную камеру с подвижным и непод". вижным контактом, поршневое устройство дугогашения и внешний привод управления подвижной системой выключателя.Необходимое для гашения дуги дутье возникает при сжатии элегаза в цилиндре над поршнем вследствие перемещения подвижной системы, вклю" чающей цилиндр, приводом (".) .

По мере роста мощности отключения требуется и более мощный привод, что усложняет и удорожает выключатель.

Целью изобретения является обес-.

tO печение высокой отключающей способности выключателя без увеличения мощности привода, Указанная цель достигается тем, что автопневматический элегазовый

15 выключатель содержащий гаэонаполненную герметизированную от внешней среды газовую камеру, по крайней мере, одну дугогасительную камеру с контак тами и соплом, поршневое устройство дугогашеиия и внешний привод управпения подвижной системой выключателя, дополнительно снабжен расширительной камерой, выполненной в виде цилиндра с крышкой и поршнем, эапол"

92 ненной не более чем двухатомным га" зом, в которой размещены дополнитель но введенные неподвижные, укрепленны на крышке и изолированные от нее, и подвижные, укрепленные на поршне вспомогательные контакты для зажигания генерирующей дуги и устройс во для создания магнитного поля, выполненное в виде постоянных магнитов, встроенных во внутреннюю полость вспомогательных контактов.

Выключатель снабжен вспомогательной внешней камерой, сообщающейся с расширительной камерой посредством канала, перекрываемого клапаном, ко" торыи с помощью составной тяги откры вается в конце операции отключения и закрывается вновь в конце операции включения.

Энергия 4/, выделяющаяся в генерирующей дуге за время ее горения равна

8444

% = I 091 (I) В о где P> - давление в объеме V перед возникновением генерирующей дуги, Па;

Р - давление в том же объеме в момент погасания.генерирующей дуги.

Для элегаза в области температур до 1500 К показатель адиабаты К =

1,08. Для двухатомных газов, в частности для воздуха, К = 1,4; для од- ноатомных газов К 1,67. Таким образом, как следует иэ выражения (2 ) повышение давления в воздухе или в любом другом двухатомном газе при прочих равных условиях происходит в 5 раз быстрее, чем в элегазе. Если же вспомогательная дуга горит в одноатомном газе, то в этом случае повышение давления происходит в 8,4 раза быстрее, чем в элегазе.

Кроме того, количество энергии, выделившейся в дуговом промежутке, как видно из выражения (1), зависит от напряжения на дуге Му -, При горении дуги в элегазе напряжение на дуге в 1,5-3 раза ниже, чем например, в воздухе. С учетом этого обстоятельства нарастание давления

Если она известна, то повышение давления в Р можно вычислить с помощью выражения в возудхе происходит по крайней мере в 7,5 раз быстрее, чем в элегае зе, и в 12,5 раза быстрее, если гене" рирующая дуга будет гореть в одноатомном газе. Соответствующим образом увеличивается и интенсивность дутья, а следовательно, и дугогасительная способность, Принципиальная схема автопневма1Î тического элегазового выключателя показана на чертеже.

Газонаполненный герметизированный от внешней среды газовый объем, содержащийся в корпусе 1, полость сжатия 2, находящаяся в цилиндре 3 под поршнем 4, и дугогасительные камеры

5 составляют единый газовый объем и заполнены элегазом при некотором избыточном давлении, причем, газ, находящийся в полости сжатия 2, может перетекать во внутренний объем корпуса 1 через отверстие 6 в нижней части цилиндра 3 и внутреннюю полость трубчатого подвижного контакта 7.

Расширительная камера 8 и внешняя полость 9, расположенная с наружной стороны цилиндра 3, заполнена не более, чем двухатомным газом, например инертным, азотом, воздухом и т.д, Полость 9 сообщается с расширительной камерой 8 посредством радиально"кольцевого канала 10, перекрываемого во включенном положении аппарата кольцевым клапаном 11. В расширительной камере 8 размещены вспомогательные контакты 12 и 13, необходимые для зажигания генерирующей дуги 14, устройство для создания магнитного поля и изоляционная перегорбдка 15. Магнитное поле необходи о мо для обеспечения движения дуги в пределах расширительной камеры 8 с целью более равномерного нагрева. ния заключенного в ней газа. Оно может создаваться различными способами, например посредством постоянных встречно включенных магнитов 16 и 17, встроенных во внутреннюю полость вспомогательных контактов 12 и 13.

Неподвижные вспомогательные контакты 12 укреплены на крышке цилиндра 18 и изолированы рт нее, если она выполнена из металла, подвижные контакты 13 укреплены на поршне. В некоторых случаях вспомогательные контакты целесообразно зашунтировать шунтирующим устройством 19. Герметизация расширительной камеры 8 может быть обеспечена подвижным уплотнением, например сильфоном 20; Поршень

4 с помощью штока 21 связан с внешним приводом.

Автопневматический элегазовый выключатель работает следующим образом.

При отключении внешний привод пе" ремещает вниз шток 21, поршень 4, Между контактами 12 и 13 загораются 10 генерирующие дуги, быстро перемещаемые магнитным полем в неподвижном одно-или двухатомном газе. Выделяющаяся во вспомогательных дугах тепловая энергия затрачивается на нагре-15 вание заключенного в расширительнои камере 8 одно-или двухатомного газа, вследствие чего давление в камере

8 возрастает. Под воздействием быстронарастающего давления сверху пор-. 2o шень 4 быстро опускается вниз и сжимает элегаз в полости сжатия 2,Сжатдй элегаз из полости 2 через отверстия 6 поступает в камеру 8 и, вытекая через внутренние полости подвижных кон 5 тактов 7,обеспечивает гашение главных дуг, возникающих на неподвижном 22 и подвижном 7 контактах.

Таким образом, в данном выключателе привод не создает необходимое для га- 50 шения дуги высокое давление. Он осу-:. ществляет только перемещение подвижных частей и аппарата в начале процес-: са отключения и обеспечивает его включение. Для этого достаточен простой и дешевый привод.

Для быстрой подготовки аппарата к опервции включения в конце хода поршня 4 с помощью составной тяги, состоящей из элементов 23 и 24, откр - 40 вается (опускается вниз) кольцевой клапан 11, и сжатый газ из расшири" тельной камеры 8 по радиально-кольцевому каналу 10 поступает во внешнюю полость 9, вследствие чего давление в камере 8 падает и становится возможным быстрое включение и, если

-необходимо, повторное отключение, поскольку клапан 11 при включении посредством составной тяги закрм50 вается.

Чтобы исключить взаимное замыкание дуг в камере 8 устанавливается одна изоляционная перегородка 15 или больше (в зависимости от числа ecnî"

55 могательных дуг).

При отключении малых токов;(до

1000 A) в генерирующих дугах выделя44 6 ется незначительная энергия. поэтому в расширительной камере g давление практически не возрастает. Однако для отключения таких токов достаточно слабое дутье, которое способен образовать внешний привод.

Несмотря на некоторое усложнение конструкции по сравнению с прототипом вследствие наведения некоторых новых элементов расширительной камеры, вспомогательнмх контактов и др. предложенный автопневматический элегазовый выключатель обеспечит значительный экономический эффект благодаря отказу от применения сложных, гидропневматических приводов; необходимых для создания автопневматических выключателей на большие токи отключения.

Формула изобретения

l, Автопневматический элегазовый выключатель, содержащий газозаполненную герметизированную от внешней среды газовую камеру, по крайней мере, одну дугогасительную камеру с-подвижным и неподвижным.контак-тами и соплом, поршневое устройство дугогашения и внешний привод управления подвижной системой виключателя, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью- обеспечения высокой отключающей способности при одновременном упрощении внешнего привода, QH дополнительно снабжен расширительной камерой, заполненной не более чем двухатомным газом и выполненной в виде цилиндра с крмшкой и поршнем, в которой размещены дополнительно введенные неподвижные, укрепленные на крышкЬ цилиндра, и, подвижные, укрепленные на поране вспомогатель ные контакты для зажигания генерирующей дуги и устройство для создания магнитного поля, выполненное в виде постоянных магнитов, которые встроены во внутреннюю полость вспомогательных- контактов.

2. Выключатель по п,1> о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения его надежности, он снаб" жен вспомогательной внешнеи камерои, сообщающейся с расширительной камерой посредством канала с клапаном и тягой.

928444

Составитель В,Попова

Редактор Л.Веселовская Техред Q, Тепер Корректор И.11ароши

Заказ 3253/66 Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СЩпо делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ы-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полтев А.И. Конструкция и расчет элегазовых аппаратов высокого

8 напряжения Л, "Энергия", 1 7 г с.111 рис,4-1.

2. Там же, с.142-144, рис,4 -25, 4-4, 4-26.