Дугогасительное устройство

 

ОПИС

Союз Советским

Социалистическим изобретения

Научно-исследовательский проектнои технологический институт Произво объединения Уралэлектротяжмаш (71) Заявитель (54 ) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО!

Изобретение относится к электротехнике и касается конструкции дугогасительных устройств, например высоковольтных стреляющих предохранителей, предназначенных для защиты электрооборудования от токов корот-кого замыкания.

Известны дугогасительные устройства, у которых гашение дуги. электрического тока происходит в камерах из газогенерирующего материала, выполненных в виде шайб из прессованной: борной кислоты, устанавливаемых в корпус без зазора (lj и 12)..

Недостатком таких устройств является низкая эффективность гашения тока при отключении иэ-эа отсутствия поперечного дутья в камере, известного как наиболее эффективное.

Известно также дугогасительное устройств, представляющее собой пату рон, состоящий из двух газогенерирующих трубок, соединенных между со» бой обоймой с боковым патрубком, через который осуществляется поперечное дутье. Последнее способствует более эффективному гашению дуги злектрического тока (3 1.

Наличие патрубка сказывается на повыаении эффективности работы ка2 меры, однако выхлоп ионизировФ ных газов через этот патрубак значительЪ4 снижает электрическую прочность поверхностной изоляции, что может привести к отказу в работе. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дугогасительное устройство, содержащее камеру с центральною и боковыми каналами, расположенными по длине камеры, установленную .в изоляционный корпус с, зазором, сообщающимся с атмосферой посредством выхлдпных отверстий в торце корпуса, и плавкую вставку длиной. 6 .

Кольцевой зазор, образуемый между. корпусом и дугогасительной камерой, сообщается с атмосферой посредством отверстий, выполненных в торце корпуса. Такая конструкция устройства обеспечивает высокую электрическую прочность поверхностной изоляциипри срабатывании устройства (4 ).

Эффективная работа известного устройства достигнута путем образова- ния поперечного дутья в нескольких местах дуги короткого заьыкания. Однако при гашении больших токов, близких к номинальному току отключения, эффективность поперечного ду995142 точное для эффективного дутья давление.

Таким образом, длина и диаметр участка с увеличенным сечением являются оптимальными и для получения наиболее эффективного дутья.

Известно, что чем выше давление газов, обдувающих дугу, тем эффективнее происходит гашение тока. Поэтому боковой канал выполнен на определенном расстоянии от границы участка. Величина(этого расстояния определена экспериментальным путем и в первом приближении может быть объяснена следующим.

Если боковой канал. выполнен на расстоянии менее 0,75 от границы участка, то он открывается движущимся кбнтактом при невысоком давлении в камере и эффективность дутья будет низкой. При открытии бокового канала . через расстояние более 1,5 время гашения может увеличиться, так как длительно не открывается боковой канал и следовательно не будет поперечного дутья.

Лыска на наружной поверхности камеры увеличивает сечение для истечения газов в выхлопные отверстия, что улучшает условия истечения газов из камеры.

Кроме того, для снижения механической нагрузки на камеру за счет некоторого местного уравнивания давлений внутри камеры и снаружи могут быть выполнены отверстия, через которые газ поступает в зазор. Сечение этих отверстий выбирается незначительным и поэтому давление в зоне плавкой вставки не снижается.

Таким образом, предлагаемое дугогасительное устройство обеспечивает интенсивный обдув дуги, что снижает время ее гашения. При меньшем времени горения дуги выгорает меньше газогнерирующего материала, что способствует более длительному сохранению диаметра центрального канала, не превышающему критической величины, при котором гасится наименьший ток отключения. Иначе говоря, увеличивается коммутационный ресурс предохранителя.

На фиг,1 представлено дугогасительное устройство высоковольтного патрона стреляющего предохранителя, общий вид в разрезе; на фиг.2 - сечение A-A на фиг.1; на фиг.3 - сечение центрального канала в увеличенном" масштабе в районе плавкой вставки и бокового канала.

Устройство содержит изоляционный корпус 1, дугогасительную камеру 2 с центральным цилиндрическим каналом 3, боковым каналом 4, участком 5 увеличенного сечения, боковыми отверстиями б и лыской 7, установленной в корпусе 1 с зазором 8, верхний

9 и нижний 10 контакты, плавкнй элетья несколько снижается, особенно из-за снижения давления в камере к .моменту открытия первого бокового .канала движущимся контактом за счет утечки образующихся газов по кольцевому зазору между контактами и цент- 5 ральным каналом. Снижение эффективности поперечного дутья проявляется в том, что увеличивается время гашения дуги, тем самым вызывая увеличенный расход газогенерирующего материала.

Так как отключение токов, особенно малой величины, обеспечивается только при определенном сечении центрального дугогасительного канала, то увеличенный расход газогенерирующего материала снижает коммутационный ресурс.

Цель изобретения - повышение коммутационного ресурса путем организации эффективного дутья. 20

Поставленная цель достигается тем,, что в устрОйстве, содержащем камеру с центральным и боковыми каналаь|И, установленную в изоляционный корпус с зазором, сообщающимся с атмосферой посредством выхлопных отверстий в торце корпуса, и плавкую вставку длиной 0, центральный канал выполнен с участком диаметром (1,5-2,0)d, где d — - диаметр прилегающего к этому участку центрального канала, расположенный симметрично относительно плавкой вставки, и длиной равной (1,5-2,0)f, ближайший к выхлопным отверстиям боковой канал расположен на расстоянии (0,75-1,5)E от ближайшей.к нему граннцы указанного участка, а на наружной поверхности камеры со стороны этого бокового канала от его верхнего края и до торца камеры со стороны выхлоп- 4О ных отверстий выполнена лыска.

Кроме, того,в камере в зоне плавкой вставки выполнены боковые отверстия, суммарное сечение которых в 3-4 раза меньше сечения ближайшего к ним бо- 45 нового канала.

Выполнение центрального канала с участком увеличенного сечения -позволяет в первый момент уменьшить утечку образующихся газов через зазор между контактом и центральным каналом благодаря более низкому давлению, которое получается за счет большего объема канала в зоне плавкой вставки. Однако к моментУ открытия боковых каналов движущимся контактом давление газов становится достаточно большим, чтобы эффективно гасить дугу.

Объем участка определен экспериментальным путем: при длине и диа- 60 метре меньшем соответственно 1,5 3 и 1,5d утечки газа сравнимы с известным решением, при размерах более 2,0(:и 2,0d к моменту открытия бокового канала получается недоста- 65

995142

Формула изобретения мент 11, прижимную гайку 12 с выхлопными отверстиями 13 на торце, служащую для закрепления камеры, отключающую пружину 14 и боковые каналы 15.

Устройство работает следующим образом.

При расплавлении плавкого элемента ll загорается дуга на участке 5 увеличенного сечения, в результате чего выделяется большое количество газа, так как в первый момент верхний контакт 9 под действием пружины 14 и нижний контакт 10 (пру- жина не показана) в силу инерции двигаются медленно, то в зоне 5 создается высокое давление. После преодоления верхним контактом 9 расстояния до бокового канала 4 открывается интенсивное истечение накопленного газа через зазор, образованный лыской 7 и.зазором 8, и далее 20 через выхлопные отверстия 13 s прижимной гайке 12 — в атмосферу.

В момент образования дуги газы через отверстия 6 поступают в зазор

8 и создают тем самым некоторое урав- 25 нивание давления внутри камеры 2, что способствует снижению механической нагрузки в этом .районе.

Для гашения дуги токов отключения близких к ИОминальнОму ТОку От- g() ключения требуется небольшое расхождение контактов 9 и 10 так как выделяется большое количество газов и поэтому достаточно выполнить один боковой канал 4 ° Для гашения малых токов требуется большое расхождение. контактов вследствие того, что выделяется незначительное количество газа и поэтому могут. быть выполнены боковые каналы 15, сечение которых не превышает сечения бокового 40 канала 4.

Экспериментальные сравнительные испытания предохранителя на напря« жение 35 кВ с номинальным током отключения, 5 кА показали, что время 45 гашения дуги в предлагаемом дугогасительном устройстве при отключении токов 2-5 .кА меньше в 1,5-2 раза по сравнению с прототипом.

Кроме того, расход газогенерирующего материала камеры снижается в

1,5-2 раза, что значительно увеличивает коммутационный ресурс предохранителя.

1. Дугогасительное устройство, содержащее камеру с центральным и боковыми каналами, расположенными по длине камеры, установленную в изоляционный корпус с зазором, сообщающимся с атмосферой посредством выхлопных отверстий в торце корпуса, и плавную вставку длиной 8, о т л и ч а ю щ е е с я; тем, что, с целью повышения коммутационного ресурса, в центрапьньм канале в месте расположения плавкой вставки выполнен участок диаметром (1,5-2,0)d, где

d — - диаметр прилегающего к этому участку центрального канала, расположенный симметрично относительно плавкой вставки, и длиной равной (1,5-2,0)6, ближайший к выхлопным отверстиям боковой канал расположен на расстоянии (0,75-1,5)f от ближайшей к нему границы указанного участка, а на наружной поверхности камеры со стороны этого бокового канала от его верхнего края и до торца. камеры со стороны выхлопных отверстий выполнена лыска.

2. Устройство по п.l, о т.л, и ч а ю щ е е с я тем, что в камере, в зоне плавкой вставки выполнены боковые отверстия, суммарное сечение которых в 3-4 раза меньше сечения ближайшего к ним бокового канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 996204, кл. Н 2 В, 1963.

2. Патент CIIIA 9 3267235, хл. 337-178, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 514367, кл. Н 01 Н 33/04, 1976.

4. Авторское. свидетельство СССР

9 2978043/24-07, кл. Н 01 Н 33/76, 1980.

995142

4-4

Фиг.2

В

2

Составитель В.Попова

Редактор Н. Стащишина ТехредМ. Костик КорректорВ. Прохненко

Заказ 655/36 Тирам 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж;35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Узгород, ул. Проектная,. 4