ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ГАЗОНАПОЛНЕННОГО АВТОКОМПРЕССИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК H01H33/91 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к дугогасительным устройствам высоковольтных автокомпрессионных выключателей.

Известно дугогасительное устройство двухстороннего дутья высоковольтного газонаполненного выключателя, содержащее неподвижный и подвижный главные и дугогасительные контакты, изоляционное сопло [1] Недостатком такой конструкции дугогасительного устройства является значительное усилие на привод из-за торцевого контактирования дугогасительных контактов.

Наиболее близким к предлагаемому является дугогасительное устройство двухстороннего дутья высоковольтного газонаполненного выключателя, содержащее неподвижный и подвижный главные и дугогасительные контакты, изоляционное сопло [2]
Несмотря на некоторое повышение отключающей способности дугогасительного устройства в момент размыкания контактов, давление в камере сжатия незначительно, что негативно cказывается на работе выключателя при отключении тока короткого замыкания (задерживается вхождение дуги в сопловые каналы из-за малого расхода газа в момент размыкания контактов). Это приводит к снижению надежности функционирования при отключении.

Задачей изобретения является обеспечение надежности функционирования дугогасительного устройства высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя при отключении.

Достигается это тем, что в дугогасительном устройстве высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя, содержащем неподвижный и подвижный главные и дугогасительные контакты, изоляционное сопло, полость сжатия между подвижной контактной системой и неподвижным поршнем, в полость сжатия дополнительно введен инерционный ограниченно подвижный поршень между внутренней поверхностью изоляционного сопла и внешней поверхностью дугогасительного контакта, который отделен от поршня кольцевым каналом.

Нам неизвестны дугогасительные устройства высоковольтных газонаполненных автокомпрессионных выключателей, в которых повышение надежности функционирования при отключении осуществляется за счет введения в объем инерционного ограниченно подвижного поршня между внутренней поверхностью изоляционного сопла и внешней поверхностью дугогасительного контакта, отделенного от поршня кольцевым каналом.

На фиг. 1 приведено дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя, левая часть фиг. 1 соответствует включенному положению выключателя, правая отключенному, фиг. 2 динамические характеристики дугогасительного устройства высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя.

Дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя содержит главные неподвижный 1 и подвижный 2 контакты, неподвижный поршень 3, шток привода 4, неподвижный дугогасительный контакт 5 с наконечником 6 и подвижный дугогасительный контакт 7. На главном подвижном контакте 2 жестко закреплено изоляционное сопло 8. Полость сжатия К находится между подвижной контактной системой выключателя, включающей в себя изоляционное сопло 8, главный подвижный контакт 7 с неподвижным поршнем 3.

В полость сжатия К введен инерционный ограниченно подвижный поршень 9 между внутренней поверхностью изоляционного сопла 8 и внешней поверхностью дугогасительного контакта 7, который отделен от поршня 9 кольцевым каналом 10. Последний служит для свободного перетекания газа из полостей камеры сжатия, разделенной инерционным ограниченно подвижным поршнем 9. Пружина 11 обеспечивает возврат поршня 9 в исходное положение.

Дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя работает следующим образом.

Отключение. При подаче команды на отключение срабатывает привод, шток 4 перемещает подвижную контактную систему выключателя (главный подвижный контакт 2, подвижный дугогасительный контакт 7, изоляционное сопло 8) сверху вниз. Сначала размыкаются главные контакты 1 и 2, затем ток перебрасывается в зону контактирования дугогасительных контактов неподвижного 5 с наконечником 6 и подвижного 7. По мере движения подвижной контактной системы выключателя относительно неподвижного поршня 3 происходит сжатие газа, например элегаза SF₆, в камере К. Дугогасительный контакт 7 скользит по контакту 5. При размыкании этих контактов зоной контактирования становится наконечник 6 и дугогасительный контакт 7. Подвижная контактная система выключателя имеет значительную массу m₁, и в процессе начального разгона (до размыкания контактов) высокое ускорение. Инерционный поршень 9, масса m₂ которого значительно меньше m₁, движется в процессе разгона в обратном направлении относительно движения подвижной контактной системы выключателя. Поэтому в момент размыкания контактов импульсное давление в межконтактном промежутке увеличивается, что способствует повышению надежности при коммутации. Через канал 10 осуществляется подпитка межконтактного промежутка сжатым газом за счет сжатия газа в полости К. В момент размыкания контактов возникает электрическая дуга, которая горит в зоне эффективного дугогашения. На заключительном этапе движения подвижной контактной системы (при торможении) инерционный поршень 9 движется по направлению движения подвижной контактной системы выключателя и обеспечивает дополнительное сжатие газа между неподвижным поршнем 3 и поршнем 9. Газ через канал 10 поступает в межконтактный промежуток.

Включение. При включении выключателя сначала происходит контактирование подвижного дугогасительного контакта 7 с наконечником 6, а затем контактов 1 и 2. Инерционный поршень 9 на этапе включения практически не функционирует, так как изменение начальной и конечной скоростей подвижной системы выключателя относительно мало.

Типичные динамические характеристики дугогасительного устройства приведены на фиг. 2 (кривая 1 зависимость скорости подвижной контактной системы выключателя от времени, кривая 2 зависимость скорости инерционного поршня 9 от времени).

Введение инерционного поршня 9 вызывает дополнительное импульсное нарастание давления в межконтактном промежутке на этапах разгона и торможения подвижной системы выключателя.

Предлагаемое совершенствование конструкции позволяет повысить надежность функционирования дугогасительного устройства высоковольтного автокомпрессионного выключателя при отключении.

Использование: в дугогасительных устройствах высоковольтных газонаполненных автокомпрессионных выключателей. Сущность: дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя содержит подвижный 2 (7) и неподвижный 1 (5) главные и дугогасительные контакты (соответственно), изоляционное сопло 8, полость сжатия K между подвижной контактной системой и неподвижным поршнем 3. В полость сжатия K введен инерционный ограниченно подвижный поршень 9 между внутренней поверхностью изоляционного сопла 8 и внешней поверхностью дугогасительного контакта 7, который отделен от поршня кольцевым каналом 10. 2 ил.

ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ГАЗОНАПОЛНЕННОГО АВТОКОМПРЕССИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее подвижный и неподвижный главные и дугогасительные контакты, изоляционное сопло, полость сжатия между подвижной контактной системой и неподвижным поршнем, отличающееся тем, что в полость сжатия введен инерционный ограниченно подвижный поршень между внутренней поверхностью изоляционного сопла и внешней поверхностью дугогасительного контакта, который отделен от поршня кольцевым каналом.