Автогазовое дугогасительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистнческик

Республик

<»>978225 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 31. 03. 81 (21) 3268061/24-07 с присоединением заявки М— ($q) М Кп 3

Н 01 Н 33/76

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1182. Бюллетень М 44 (53 1 УДК 621. 316 ° ..524(088.8) Дата опубликования описания 30.11.82 (12) Авторы изобретения

A.ß.3îòoâ, И.У.Никоненко и В.К.шульц.Ульяиовский политехнический институт, (71) Заявитель (54) АВТОГАЗОВОЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к электро- технике, а именно к высоковольтным предохранителям (выключателям), используемым для защиты силовых трансформаторов íà высшем напряжении 35220 кВ.

Известно автогазовое дугогасительное устройство, содержащее дугогаси,тельную трубку, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего материала. На нее навинчен Закрытый металлический оголовник. В трубке имеется полость в виде двух последовательно соединенных каналов большого и малого сечений. Внутри установлены коммутирующие элементы: контактное устройство и главная вставка, расположенные по концам трубки и соединенные последовательно с помощью гибкой токоведущей связи. Малые токи отключаются в узком канале, при этом под действием привода осуществляется размыкание контактной системы- Для отключения больших токов служит ширококанальная часть, где гашение дуги осуществляется плавной вставкой (1).

Известно также устройство, содержащее в каждой трубке по одному коммутирующему элементу в виде розетачного контакта. Работа устройства ана1логична первому, но здесь имеется своеобразный индикатор величины токаэлектромагнитный замок, запирающий контактную систему в трубке узкого канала, если по камере протекает большой ток короткого замыкания. В этом случае размыкается контактная система ширококанальной части, наиболее приспособленная к отключению токов большой величины f2).

Недостатками обеих конструкций является сложность, небольшой отключаемый ток, низкая надежность работы..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее металлический оголовник и дугогасительную трубку, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего ма20 териала, снабженную в зоне горения дуги полостью в виде последовательного соединения широкого и узкого каналов, подпружиненных внутреннего и наружного электродов с коммутирующим элементом, например, плавкой вставкой, расположенной в узком канале С3 3.

Недостатки известного устройства связаны с низкой отключающей способностью из-за ограниченных отключающих возможностей трубки широкого канала и низкой надежностью из-за большого времени гашения дуги, что объясняется недостаточной газогенерацией трубки большого канала.

Цель изобретения — повышение отключающей способности и надежности конструкции.

Укаэанная цель достигается тем, что в полости широкого канала трубки установлены дополнительно введенные газогенерирующие стержни, tO

I выполненные из твердого изоляционного материала, жестко соединенные между собой, например, с помощью металлических колец и винтов. При этом коммутирующий элемент может быть l5 выполнен в трубке широкого канала, а газогенерирующие стержни выполнены в форме прямоугольника.

На фиг. 1 схематически изображено автогазовое дугогасительное устройст.-20 во, продольное сечение; на фиг. 2 сечение А-A на фиг.1 °

Устройство содержит трубку, выполненную из твердого газогенерирующего изоляционного материала, снабженную 25 полостью в виде йоследовательно соединенных широкого 1 и узкого 2 каналов °

Па верхнем конце трубка жестко соединена на резьбе с герметизирующим 30 металлическим оголовником 3. Оголовник гермертиэирован пробкой 4, закрепляемой с помощью резьбы.Во внутренней полости ширококанальной трубки 1 установлены стержни 5, выполнен-З5 ные также из твердого изоляционного газогенерирукщего материала. Стержни объединены между собой кольцами 6 и прикреплены к ним винтами 7. Электрическая часть дугогасительного устрой-4О ства состоит из контактной головки 8 контактного болта 9, ввинчиваемого на резьбе в пробку 4. Во внутренний конец болта 9 впрессована гибкая многопроволочная медная связь 10, противоположный конец которой также запрессован в наконечник 11. Поверх наконечника навинчен на резьбе и запаян жесткий проводящий медный стержень 12, являющийся внутренним электродом камеры. Наружный электрод . выполняется в виде гибкой медной многопроволочной связи 13, закрепляемой от втягивания вовнутрь камеры с помощью упорных фиксирующих винтов 14.

Наружный конец связи заканчивается 55 .стреловидным наконечником 15, снабженным резьбовым отверстием. Внутренний 12 и наружный 13 стрежни камеры соединены с помощью коммутирующего элемента 16 (например, плавкой встав- 60 ки) и подпружинены втягивающей пружиной 17, которая жестко соединена с пробкой 4 и упорной пробкой 18.

В ширококанальной полости камеры установленные в ней стержни 5 вы- 65 полнены, например, из органического стекла (фиг. 2) . Стержни имеют прямоугольную форму {это увеличивает их газогенерирующую поверхность) и установлены относительно друг друга с зазором, что способвует проникновению дуги ко всей поверхности стержней. Стержни жестко закреплены между собой с помощью плоского металлического кольца 6 и винтов

7 и сведены между собой таким образом, чтобы в зазор между ними не мог ла попадать гибкая связь. Это позволяет избегать при коммутации возникновения закупорки канала смявшейся связью, что также способствует надежности работы дугогасительного устройства.

Устройство работает следующим об-.

Ьазом.

При возникновении короткого замыкания в защищаемой цепи резко возрастает ток, протекающий через дугогасительное устройство. Ток повреждения расплав= ляет плавкую вставку 16 и освобождает друг от друга стержни 12 и 13. Стержень 12 под влиянием пружины 17 начинает втягиваться в узкоканальную часть камеры. Под действием высокого электрического поля воздушный зазор между электродами, образовавшийся после перегорания плавкой вставки, пробивается и в нем возникает электрическая дуга, достигая в узких каналах тысяч и десятков тысяч градусов ° Эта температура воздействует на внутренние стенки полостей каналов 1 и 2 и вызывает испарение материала, сопровождающееся интенсивным газовыделением, Газ быстро заполняет внутреннюю полость камеры гашения и начинает воздействовать на стержень 13 - гибкую связь, выталкивая ее наружу. В газообразовании большую роль играют стержни 5, которые находятся, особенно при отключении больших токов, в самом центре гаэообразования ° Гибкая связь скатывается по торцам стержней, обращенных в сторону стержня 13, не дающего проскочить к их боковым сторонам, что могло бы вызвать закупорку канала. Таким образом. создаются условия для непрерывного газового дутья, являющегося главным условием работоспособности таких камер гашения.

При отключении токов незначительной величины главная роль в гашении дуги отводится узкоканальной трубке камеры гашения. В этом, случае основная генерация газа обеспечивается в трубке узкого канала после затягивания туда дуги. Образуется мощное продольное дутье по узкоканальной части камеры, которого достаточно для интенсивного охлаждения и деиониэации электрической дуги. При этом объем оголовника 3 служит своеобраз978225 ным ресивером, в котором запасается гаэ, обеспечивающий обдувание канала дуги и при прохождении тока повреждения через нуль, когда естественная газогенерация из стенок камеры практически равна нулю иэ-за отсутствия тока в канале дуги, а значит, и тепловыделения. Наличие продольного дутья в этот момент производит самую интенсивную деиониэацию канала эа весь период гашения.

При отключении больших токов про цесс отключения во времени идет в несколько раз быстрее и трубка малого канала участвует в гашении дуги, как правило, только своей частью,прилегающей к трубке широкого канала.

После полного выбрасывания наружу гибкой связи и образования необходимого воздушного разрыва, защищаемая цепь полностью отключается от источника питания.

Введение газогенерирующих стержней 5 позволяет увеличить газогенерирующую поверхность в шйроком канале 1, что как бы уравновешивает увеличение объема ширококанальной полости с ростом диаметра. Это дает воэможность сдею атЬ камеру значительно короче эа счет укорочения ширококанальной части трубки. Кроме того, введения газогенерирующих стержней 5 позволяет снизить время гашения дуги иэ-за увеличения давления s канале, а также более быстрой деианиэации я охлаждения дуги в результате расхода энергии на испарение газогенерирующего ".материала.

Установка стержней с зазором позволяет дуге равномерно воздействовать .Йа всю поверхность стержней и ширококанальной полости, что способствует росту генерации газа. Выцолнение стержййй круглыми снижает общую их поверхность при одной и той же массе. A выполнение их прямоугольными увеличивает поверхность газогенера ции для одной H той же массы стержней. Испольэавайие центрирующих колец и крепежных винтов способствует получению требуемой жесткости конструкции и снижает oràñíoñòü появления турбулентности в потоке газов и вибраций, способных разрушить конструкцию камеры гашения.

Материал стержней может.выполняться из другого вещества, с лучшей гаэогенерацией, чем материал трубки, например, из органического стекла.

Поэтому к механической прочности стержней предъявляются меньшие требования, что позволяет использовать менее прочные материалы, но с лучней газогенерацией.

Формула изобретения

1. Автогаэовое дугогасительное . устро ство, содержащее металлический оголовник и дугогасительную трубку, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего материала, снабженную в зоне горения дуги полостью в виде последовательного соединения широкого и узкого каналов, подпружи25 ненных внутреннего и наружного электродов с коммутирующим элементом, например, плавкой вставкой, расположенной в узком канале, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыЗ0 шейия отключаеицей способности и надежности конструкции, в широком канале установлегы дополнительно введенные твердые изоляционные газогенерирующие стержни, жестка соединенные межЗ5 ду собой с помощью металлических,колец и винтов.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что твердые изоляционные газогенерирующие стерж40 ни выполнены в форме прямоугольников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1i Авторское свидетельство СССР

Р 355687, кл; Н 01 Н 33/76, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 658616, кл. Н 01 Н 33/76, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР 9 758293, кл Н 01 Н 33/76, 1978.

4ЪГ. /

Составитель Ю. Торшин

Редактор П. Макаревич Техред М.Надь Корректор Н. Король Эаказ 729/68 Тираж 761 Подписное

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