Дугогасительное устройство автокомпрессионного газового высоковольтного выключателя

 

Сотен Советсиин

Социапистичвски к

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (((> 985838 (8l } Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 25.08.80 (21) 2972327/24-07 (5l)M. Кл.

Н 01 Н 33/91 с присоединением заявки М

9мударетекнный комнтет

ССОР ав данам нзобретеннй и открытнй (2З) Приоритет

0пУбликоваио 30. 12. 82. Бюллетень P@ 48

Дата опубликования описания 30. 12. 82 (53) УДК б21. 316.

524(088.8) (72) Автор изобретения

К.А. Поздняков (71) Заявитель (54) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОКОИПРЕССИОННОГО

ГАЗОВОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к газовым, в частности элегазовым, автокомпрессионным выключателям высокого напряжения, Из вест на конст ру кция ду гога си"

:тельного устройства автокомпрессионного выключателя, содержащего подвижной цилиндр, несущий дутьевое сопло и соединенный.с подвижным контактом, неподвижный поршень и вспомогательный пораень, расположенный между соплом и неподвижным поршнем.

Вспомогательный поршень удерживается пружиной и снабжен клапаном, который открывается в сторону сопла, когда давление в полости между передвижным и вспомогательным пора.нями будет больше давления между вспомогательным поршнем и соплом Ц), Для того, чтобы обеспечить эффективное повышение давления в полости, пружина, .удерживающая вспомогатель-.

2 ный поршень, должна обеспечивать большие усилия, Это значительно усложняет и утяжеляет конструкцию.

Другой существенный недостаток этой

5 конструкции состоит в том что иск течение газа из объема между основными и вспомогательными поршнями в сторону сопла происходит лишь после того, как давление перед соплом начнет снижаться и снизится до .величины меньшей, чем давление между поранями, Анализ показывает, что спад давления в области перед соплом после его открытия происходит очень быстро, отношение давление перед и за соплом может снижаться до 1,21,5. Такое снижение давления в цилиндре, причем в момент выхода кон". такта из сопла, т,е. в период наи о более благоприятный для,дугогашения, значительно ухудшает отключающую способность этого дугогасительного устройства, увеличивает время горения дуги, 85838 4 цилиндра на две полости, введен внутренний цилиндр, причем между поршнем и одной из крышек, обращенных к соплу дугогасительного устройства, рас3. 9

Известно дугогасительное устройст во а втокомпрессионного выключателя, у которого улучшение дугогасйтельных характеристик достигается за счет дополнительного пневматического устройства, расположенного последовательно с цилиндром вне его рабочей камеры и состоящего иэ вспо" могательной камеры с дополнительным поршнем и пружиной, При движении на отключение штанга подвижного контакта освобождает дополнительный пор. шень с пружиной и газ из вспомогательной камеры вытесняется в раба" чую полость цилиндра, Это увеличивает количество газа и повышает давЛение в цилиндре, которое к моменту открытия сопла в этой конструкции может достигать критического (2), Однако наличие вспомогательной каме" ры с дополнительным поршнем и пружиной в данной конструкции приводит к увеличению габаритов и массы выключателя. Кроме того, для удержания дугогасительнога устройства во включенном положении привод выключателя должен иметь защелку, действующую против сил упомянутой пружины, взводимой при включении, Для этой конструкции характерен большой начальный объем камеры сжатия и большой рабочий ход сжатия, Такой конструкции свойственен относительно медленный рост давления в объеме сжатия, что ограничивает возможность увеличения отключающей способности и сокращения длительности горения дуги .

Наиболее близким по технической сущности к Ьредлагаемаму является автокомпрессионное дугогасительное устройство электрического газового выключателя, содержащее сопла, подвижный цилиндр с двумя крышками, между которыми расположен неподвиж" ный поршень, разделяющий полость цилиндра на две полости (3).

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, упрощение конструкции дугогасительного устройства, снижение его габаритов и массы, повышение отключающей способности.

Указанная цель достигается тем, что в дугогасительном устройстве автокомпрессионного газового высоковольтного выключателя, содержащем соп ло подвижный цилиндр с двумя крышками, между которыми расположен неподвижный поршень, разделяющий полость

1О

Зо

55 положена герметичная полость, .ограниченная стенками внутреннего цилиндра, неподвижным поршнем и крышкой внутреннего цилиндра, причем крышка внутреннего цилиндра и поршень снабжены, по крайней мере, двумя обратными клапанами, имеющими возможность открываться внутрь этой полости,а полость цилиндра под неподвижным noplU нем снабжена уплотнениями, расположенными на боковой поверхности неподвижного поршня и на поверхности поршня под обратным клапаном, соединяющим эти две полости, На фиг, 1 показано дугогасительное устройства с односторонним дутьем, слева - устройства в процессе отключения, справа - во включенном положении, на фиг, 2 - вариант конструкции устройства с двухсторонним дутьем, слева - устройство в процессе отключения, справа - в процессе включения, Основными элементами дугагасительного устройства автокомпрессионного выключателя являются подвижной цилиндр 1, неподвижный поршень 2, верхняя крышка 3 с соплом 4 и нижняя крышка 5. Поршень 2 крепится на стойке 6, а цилиндр 1 управляется тягой

7, прикрепленной к крышке 5, на ко» торой смонтирован обратный клапан

8. Подвижный контакт 9 крепится на крестовике 10. Контакт 1! - неподвижный или ограниченно подвижный.

Внутри цилиндра часть пространства между крышкой 3 и поршнем 2 заполнена герметизированной камерой переменного объема. Пространство камеры

6 ограничено поршнем 2 с обратным клапаном 12, стенкой внутреннего цилиндра 13 и его крышкой 14 с обратным клапаном 15, Клапаны 12 и 1 удерживаются возвратной пружиной 16.

На стенке внутреннего цилиндра 13 имеется кольцевой упор 17, ограничивающий расширение камеры. Герметизация камеры осущес является уплат" нениями 18-21. Обратный, клапан 15 имеет упор-головку 22 с направляющими ребрами 23, которые могут быть выполнены в виде направляющего аппарата, способствующего турбулизации или завихриванию (закручиванию) потока газа из камеры Б вокруг от контакта 9, например, за счет кри9858

5 визны или наклона образующих ребер

23 относительно продольной оси дугогаси тел ьного уст рой ст ва, Для передачи тока от контакта 9 к неподвижным частям ду гога сительного уст- S ройства имеются скользящие контакты.

24, например в виде разрезных ламелей, связанных с крышкой

Вариант дугогасительного устройства (r. 2) отличается тем, что контакт 9 выполнен полым и своим основанием соединен с крышко" 5 цилиндра. Токопередача от контакта 9 к стойкам 6 поршня осуществляется скользящими контактами 24. В боковой стенке .контакта 9 имеется ряд отверстий 25, перекрываемых ограниченно подвижным плунжером 26, вместо которого может быть установлен обратный клапан. Центральная 20 стойка 6 поршня заменена двумя или более стойками 6, расположенными эксцентрично и используемыми для токопередачи. Стенка камеры 27 выполнена из эластичного газонепроницаемого материала, например прорезинен-. ной ткани или синтетической пленки и т.п. Жесткие стенки служат для уменьшения механических нагрузок.

Дугогасительное устройство раба- 30 тает следующим образом.

В отключенном положении крышка 3 находится на максимальном расстоянии от контакта ll и на минимальном расстоянии относительно поршня 2, При этом крышка 14 внутреннего цилиндра упирается в бортик на крышке 3 и объемы А и Б имеют минимальную величину. Расстояние между поршнем 2 и крышкой 5 и, соответственно, объем. 40

В имеют максимальные величины. Клапаны 8 и 15 открыты, клапан !2 зажат пружиной.

Элегаз или иная дугогасящая среда во всех объемах А, Б и В наХодится при одинаковом давлении, равном давлению в оболочке включателя.

При включении тяга 7 движет цилиндр 1 в направлении контакте 11, При этом с самого начала движения цилиндра 1 на включение объем В оказывается герметизированным относительно пространства, окружающего цилиндр. На некотором участке хода на включение клапан 15 закрывается, после чего клапан 12 получает возможность пропускать сжатый газ из полости В в полость Б. Максимальный

38 6 объем полости Б (во включенном положенйи) в 1,2-3 раза меньше максимального объема floflocTH В (в отключенном положении). Объем полости В во включенном положении выбирается . минимальным.

В конце включения большая часть газа из полости Б перетекает под давлением в полость Б. Давление в полости Б оказывается в 1,3-2 раза выше давления в полости А. В этом положении система остается до подачи команды на отключение. Сохранность давления в полости Б обеспечивается системой независимых уплотнений IS, 19, 21 дифференциального типа, применением клапанов нипельного типа и т.п.

Увеличение объема вспомогательной камеры Б при включении обеспечивает быстрое заполнение полости А.

При отключении крышка 3 с цилиндром 1 движутся в направлении поршня 2. При этом объем полости А уменьшается, а объем полости В увеличивается, соответственно давление в

А растет, а в В падает. Полость В через клапан 8 быстро заполняется из окружающего пространства и на процесс отключения влияния практически не оказывает.

В предлагаемой конструкции по сравнению с известной не требуется защел" ка для вспомогательного поршня, возвратная пружина крышки герметизированной камеры (которая не является обязательной) на порядок слабее возвратной пружины вспомогатель ного. поршня, и отсутствуют многие дополнительные детали, что значительно упрощает конструкцню дугогасительного устройства, а также отчасти и привода, для которого задача удержания дугогасительного устройства в отключенном положении упрощается ипи отпадает вовсе. При ярочих разных условиях, например при условии равенства масс газа в камерах сжатия, длина цилиндра предлагаемой конструкции будет меньше, что уменьшает и масву подвижных частей, длину и массу ножек. поршня.

Использование в качестве одной из стенок герметизированной камеры неподвижного поршня, отсутствие вспомогательного поршня с его направляющими, защелками, мощными пружинами, упором на цилиндре также при38

Формула изобретения ао Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии N 14387081 кл. Н О1 Н 33/91, 1965.

2. Патент Щвейцарии lf 524886, кл. 21 C 35/10, 1972.

3 Заявка ФРГ и 2741357, кл. H 01 Н 33/91, 12.09.7?.

7 9858 водит к снижению габаритов и массы предлагаемого устройства по сравйению с известным.

Важным преимуществом изобретения также является 1,5-2-кратное увели- 3 чение давления в зоне дугогашения,, Это достигается благодаря тому, что например, двухкратное уменьшение объема А s предлагаемой конструкции мажет быть достигнуто на значительно меньшем ходе, чем такое же уменьшение суммарного объема в известном устройстве.

Дугогасительное устройство обладает высокой степенью надежности, так как позволяет использовать подпружиненные уплотнения, усилие прижатия которых тем больше, чем дольше давление в камере Б.

Вариант конструкции (фиг. 2) обе@- ло печивает .дополнительное увеличение отключающей способности за счет интенсификации дутья внутрь полого контакта благодаря всасыванию газа в полость В при отключении. Причем конструкция обеспечивает минимальные аэродинамические потери в указанном тракте. Следует заметить, что в таком варианте осуществляется двухфункциональное использование поло- Зо сти B.

Увеличению отключающей способности способствует возможность турбули" зировать поток газа, вытекающий из полости Б в направлении сопла, что, как известно, повышает теплоотвод от дуги„ особенно в области перехода тока через нуль, Предлагаемая конструкция дугогасительного устройства ввтокомпрессионного выключателя обладает мень-. шими габаритами и материалоемкостью, повышенной эффективностью использования ограниченного в полостях А и

Б запаса газа на гашение и рядом других преимуществ по сравнение с известным устройством, однако в сто1 имостном выражении ее экономическую эффективность в настоящее время подсчитать затруднительно.

Преимущества изобретения возрастают с увеличением напряжения и отключенного тока. Наиболее перспективным является применение его в выключателе и аппарате типа "включатель-отключатель" на классы напряжения 330 кВ и выше при отключаемых токах 50 кА и более.

Дугогасительное устройство автокомпрессионного газового высоковольтного выключателя, содержащее сопло, подвижный цилиндр с двумя крышками, между которыми расположен неподвижный поршень, разделяющий полость цилиндра на две полости, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов, массы и повышения отключающей способности, оно снабжено внутренним цилиндром, между стенками которого, неподвижным поршнем и крышкой внутреннего цилиндра образована герметичная полость, причем крышка внутреннего цилиндра и поршень снабжены, по крайней мере, двумя обратными клапанами, открывающимися внутрЬ этой полости, а также введены уплотнения, расположенные на боковой поверхности неподвижного hopllt ня и на поверхности поршня под обратными клапанами,