Изобретение относится к коммутационному устройству с газовой изоляцией типа, в соответствии с которым блок электрическая шина соединяющий проводник, который соединяет газовую часть автоматического выключателя с проводником главной электрической шины, размещен в цилиндрическом контейнере, в котором размещается упомянутая часть автоматического выключателя.
Известно коммутационное устройство, в котором множество частей автоматического выключателя расположено параллельно внутри цилиндрического контейнера, заполненного и герметизированного электроизолирующим газом. Нижний конец каждой части автоматического выключателя опирается на диэлектрический опорный элемент через перемещаемый в сторону проводник, простирающийся по направлению оси части автоматического выключателя. Две главные электрические шины на каждую фазу соединены со стороной цилиндрического контейнера. Каждая часть автоматического выключателя электрически соединена с проводниками главной электрической шины соответствующих главных электрических шин через блоки электрическая шина соединяющий проводник, простирающиеся радиально от цилиндрического контейнера, причем одни концы блоков электрическая шина соединяющий проводник соединены соответственно с проводниками главной электрической шины, тогда как другие концы этих блоков соединены с перемещающимися в сторону проводниками. Прокладки электрически изолируют блоки электрическая шина соединяющие проводники от контейнера, а также герметически закрывают отверстия, чтобы изолировать находящийся внутри контейнера газ от газа в соседней секции или камере. В варианте три части автоматического выключателя, образующие трехфазную конструкцию, расположены внутри одиночного контейнера, и, следовательно, в данном случае образованы три комплекта идентичных приспособлений.
Известно коммутационное устройство, внутри цилиндрического контейнера которого установлены три части автоматического выключателя, причем сам контейнер заполнен и герметизирован электроизолирующим газом. Трансформатор тока и переключатель заземления соединены с одним концом части автоматического выключателя. С другим концом этой части автоматического выключателя соединены блок электрическая шина соединяющий проводник, простирающийся радиально цилиндрическому контейнеру, и блок электрическая шина соединяющий проводник, простирающийся аксиально цилиндрическому контейнеру. Главные электрические шины соединены с другой стороной цилиндрического контейнера через изолирующие прокладки. Проводник главной электрической шины электрически соединен с первым блоком электрическая шина соединяющий проводник через разъединитель, а проводник главной электрической шины электрически соединен с вторым блоком электрическая шина соединяющий проводник через второй разъединитель. Такие элементы конструкции, как средства вывода изоляции или кабельное окончание и трансформатор напряжения соединены с боковой стороной одного конца части автоматического выключателя через третий разъединитель. Конец части автоматического выключателя опирается на диэлектрический опорный элемент через перемещаемый в сторону проводник, простирающийся
аксиально части автоматического выключателя. Проводник главной электрической шины (одна из двух электрических шин), соединенный через изолирующую прокладку, электрически соединен с частью автоматического выключателя через первый блок электрическая шина соединяющий проводник, который простирается радиально цилиндрическому контейнеру, причем один конец этого блока электрическая шина соединяющий проводник соединен с проводником главной электрической шины, тогда как другой конец этого блока соединен с перемещенным в сторону проводником. Проводник другой главной электрической шины (другой из двух электрических шин), соединенный через изолирующую прокладку, электрически соединен с частью автоматического выключателя через второй блок электрическая шина соединяющий проводник, простирающийся аксиально цилиндрическому контейнеру, причем один конец этого блока электрическая шина соединяющий проводник соединен с проводником главной электрической шины, тогда как другой конец этого блока соединен с первым блоком электрическая шина соединяющий проводник.
В аналоге два блока электрическая шина соединяющий проводник, которые простираются горизонтально и радиально наружу от двух аксиально разнесенных частей перемещаемого в сторону проводника, соединенного с концом каждой части автоматического выключателя, соединены соответственно с двумя главными электрическими шинами каждой фазы, подключенными к внешней стороне цилиндрического контейнера. Именно поэтому перемещаемый в сторону проводник должен иметь несколько большую длину в аксиальном направлении по сравнению с длиной (в аксиальном направлении Z), которая необходима для двух комплектов главных электрических шин. В результате этого отмечается тенденция к увеличению аксиальной длины цилиндрического контейнера, что в конечном итоге увеличивает размер коммутационного устройства с газовой изоляцией.
В прототипе второй блок электрическая шина соединяющий проводник изогнут так, что один его конец (другой конец электрически соединен с боковой стороной одного конца части автоматического выключателя) располагается на стороне другого конца части автоматического выключателя. Благодаря этому уменьшается аксиальная длина цилиндрического контейнера, а само коммутационное устройство с газовой изоляцией может иметь более компактную конструкцию. Тем не менее в разомкнутом состоянии части автоматического выключателя напряжение между электродами подается в интервал между вторым блоком электрическая шина соединяющий проводник и торцовой частью части автоматического выключателя, и именно поэтому проводник и торцовая часть должны разноситься на заданное расстояние друг от друга, чтобы гарантировать образование между ними соответствующей изоляции. Кроме того, необходимо принимать во внимание какое-то конкретное расстояние между первым блоком электрическая шина соединяющий проводник и цилиндрическим контейнером, которое необходимо для достижения соответствующей изоляции. Результатом этого является необходимость несколько увеличить диаметр цилиндрического контейнера для коммутационного устройства.
Целью изобретения является создание коммутационного устройства с газовой изоляцией, в котором размер цилиндрического контейнера можно уменьшить как в аксиальном, так и радиальном направлениях.
По изобретению цель достигается с помощью коммутационного устройства с газовой изоляцией, который включает в себя блок электрическая шина соединяющий проводник, расположенный внутри цилиндрического контейнера и соединяющий один конец части автоматического выключателя цепи, также расположенный внутри контейнера, с главной электрической шиной, установленной на внешней стороне контейнера, причем блок электрическая шина соединяющий проводник наклонен относительно оси контейнера так, что один конец блока электрическая шина соединяющий проводник, соединенный с главной электрической шиной, располагается ближе к другому концу части автоматического выключателя, чем к одному концу части автоматического выключателя и радиально дальше наружу от части автоматического выключателя, чем другой конец блока электрическая шина соединяющий проводник, соединенный с одним концом части автоматического выключателя. Поскольку блок электрическая шина соединяющий проводник наклонен упомянутым выше образом, то это коммутационное устройство можно выполнить более компактным без опасения отрицательного влияния на изоляционные свойства между блоком электрическая шина соединяющий проводник и другим концом части автоматического выключателя со стороны напряжения, подаваемого сюда при нахождении части автоматического выключателя в разомкнутом состоянии или в состоянии выключения цепи.
На фиг. 1 изображена главная часть коммутационного устройства с газовой изоляцией по предпочтительному варианту, вид спереди в разрезе; на фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез части коммутационного устройства на фиг.1; на фиг.5 и 6 представлены коммутационные устройства с газовой изоляцией по другим вариантам, вид спереди.
Три части 1 автоматического выключателя цилиндрической формы (фиг.1 и 2) установлены внутри цилиндрического контейнера 2 так, что ось каждой части автоматического выключателя параллельна оси контейнера, простирающейся в направлении Z. Три части автоматического выключателя соответствуют линиям трех фаз соответственно. Часть выключателя представляет собой так называемый автоматический выключатель большой мощности (например, автоматический выключатель типа puffer), использующий газ. Каждая часть автоматического выключателя поддерживается перемещаемым в сторону проводником 3 относительно небольшой длины и изолирующим или диэлектрическим опорным элементом 4, который расположен коаксиально с перемещающимся в сторону проводником 3. На фиг.4 видно, что цилиндр 5 (может перемещаться в направлении Z) находится в скользящем контакте с поршнем 6, который выполнен за одно целое с перемещающимся в сторону проводником 3, чтобы гарантировать электрическое соединение подвижному электроду или контакту 7 с проводником 3. Два комплекта главных электрических шин 8 и 9 системы с двойными электрическими шинами для трехфазного переменного тока соединены с внешней стороной цилиндрического контейнера 2 на соединяющих частях 10 и 11 (на фиг.1 не показаны электрические шины другого комплекта трехфазных линий). Соединяющие части 10 и 11 снабжены
соответствующими цилиндрическими удлинениями 12 и 13, простирающимися радиально наружу (т.е. в направлении Z) от цилиндрического контейнера 2, и соответствующими изолирующими или диэлектрическими прокладками 14 и 15. Изолирующая прокладка 14 установлена между удлинением 12 и частью 16 контейнера 2, в которой размещаются главные электрические шины 8, а изолирующая прокладка 15 установлена между удлинением 13 и частью 17 контейнера, в которой размещаются главные электрические шины 9. Изолирующие прокладки 14 и 15 электрически изолируют контейнер 2 и его части 16 и 17 от главных электрических шин 8 и 9 и т.д. а также электрически изолируют трехфазные электрические шины 8 или 9 системы с двойными электрическими шинами друг от друга и изолируют или отделяют находящуюся в контейнере 2 газообразную атмосферу от газообразной атмосферы, находящейся в каждой части 16 и 17 контейнера. Изолирующая прокладка 14, расположенная рядом с нижними главными электрическими шинами 8, расположена радиально-противоположно относительно перемещаемого в сторону проводника 3, а изолирующая прокладка 15, расположенная рядом с верхними главными электрическими шинами 9, устанавливается над изолирующей прокладкой 14. Именно поэтому цилиндрический контейнер 2 имеет меньшую аксиальную длину (в направлении Z), чем цилиндрический контейнер известного коммутационного устройства с газовой изоляцией.
Блоки 18 электрическая шина соединяющий проводник, которые соответственно соединяют перемещаемые в сторону проводники 3, расположенные ниже одних концов 19 частей автоматического выключателя 1, с проводниками главной электрической шины 8 через изолирующую прокладку 14, расположены в радиальном направлении Y цилиндрического контейнера 2. Три части 1 автоматического выключателя, которые образуют трехфазные линии, установлены внутри контейнера 2, поэтому два (18а и 18с) из трех блоков 18а, 18b и 18c электрическая шина соединяющий проводник для трехфазных линий выполнены чуть изогнутыми (фиг.3), чтобы можно было отделить на какое-то расстояние два проводника 18а и 18с от проводника 18b с целью образования электрической изоляции, а также с тем чтобы пространственное расположение трех проводников 18а, 18b и 18с соответствовало пространственному расположению заделанных проводников (на фигурах не показаны, но они идентичны проводникам 20, которые заделаны в изолирующую прокладку 15), которые находятся в прокладке 14. С другой стороны, блоки 21 электрическая шина соединяющий проводник, которые соответственно соединяют перемещаемые в сторону проводники 3, расположенные под одними концами 19 частей автоматического выключателя, с проводниками главной электрической шины 9 с помощью изолирующей прокладки 15, наклонены относительно осевого
направления цилиндрического контейнера 2. В более узком смысле каждый блок 21 электрическая шина соединяющий проводник наклонен так, чтобы его нижняя часть была направлена в сторону или приближалась к одному концу 19 соответствующей части 1 автоматического выключателя. Другими словами блок 21 электрическая шина соединяющий проводник соединен на одном своем конце 22 с перемещаемым в сторону проводником 3, расположенным под нижним концом 19 части 1 автоматического выключателя, а на другом своем конце 23 (расположен над концом 22) соединен с проводником главной электрической шины 9 через заделанный проводник 20 изолирующей прокладки 15. Блок 21 электрическая шина соединяющий проводник выполнен так, чтобы его конец 23 располагался над и радиально наружу от своего другого конца 22.
Описанное наклонение блока 21 электрическая шина соединяющий проводник является желательным с точки зрения образования надежной электрической изоляции. Другими словами, что хорошо видно на фиг.4, соединение между проводником главной электрической шины 9 и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник выполняется на соединяющей части 11, образованной на удлинении или ответвлении 13 цилиндрического контейнера 2. Благодаря наличию ответвления 13 на цилиндрическом контейнере прямой угол α В прототипе также образуется соответствующий угол (показан штрихпунктирными линиями), причем в этом случае между этим углом и блоком электрическая шина соединяющий проводник должно образоваться изоляционное расстояние, так как между цилиндрическим контейнером, имеющим угол, и блоком электрическая шина соединяющий проводник образовано прямоугольное пространство.
В показанном на фиг.4 сплошными линиями варианте именно потому, что блок 21 электрическая шина соединяющий проводник наклонен так, что он ближе к перемещаемому в сторону проводнику 3, который расположен радиально внутрь относительно соответствующей части 1 автоматического выключателя 2, расстояние между углом и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник больше расстояния, которое образуется в известном коммутационном устройстве, сообразованное между цилиндрическим контейнером 1 с углом α и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник пространство 24 изогнуто под тупым углом, соответствующим углу β наклоненного блока 21 электрическая шина соединяющий проводник. В результате этого образующееся в пространстве 24 электрическое поле слабеет. Следовательно, расстояние L1 между углом α цилиндрического контейнера 2 и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник можно уменьшить, а диаметр D1 цилиндрического контейнера 2 может быть меньше диаметра D2 известного цилиндрического контейнера. Угол α цилиндрического контейнера 2 можно закруглить, что показано линиями α 1на фиг.1.
На фиг. 4 показано разомкнутое состояние части 1 автоматического выключателя, при котором подвижный контакт 7 отделяется от неподвижного контакта или электрода 25. Если часть 1 выключателя находится в замкнутом состоянии, при котором подвижный контакт 7 контактирует с неподвижным контактом 25, то расстояние между верхним концом 26 части 1 выключателя (где образован неподвижный контакт 25) и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник уменьшается из-за уменьшения диаметра цилиндрического контейнера 2. Однако в этом замкнутом состоянии блок 21 электрическая шина соединяющий проводник и неподвижный контакт 25 находятся при одном и том же электрическом напряжении, поэтому нет никаких проблем с изоляцией. С другой стороны, при показанном на фиг.4 разомкнутом состоянии находящееся между электродами 25 и 7 напряжение также подается в интервал между концом 26 (где образован неподвижный контакт 25) и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник, однако это междуэлектродное напряжение не представляет никаких проблем с предложенным коммутационным устройством. Это объясняется следующим.
Электрическое поле на отдаленном конце неподвижного контакта 25 в разомкнутом его состоянии определяется позицией отдаленного конца неподвижного контакта и самим элементом, в качестве которого может выступать ослабляющий или релаксирующий электрическое поле экран 27, который исключает вероятность локальной концентрации или увеличения электрического поля, образуемого позади неподвижного контакта 25, и имеет тот же электрический потенциал, что и сам неподвижный контакт. Если не принимать в расчет блок 21 электрическая шина соединяющий проводник, то линии с одинаковым напряжением, которые перпендикулярны электрическому полю, обычно искривляются выпукло вниз (пунктирные линии 28 на фиг.4). Как уже упоминалось, блок 21 электрическая шина соединяющий проводник наклонен так, что он направлен радиально наружу к своему верхнему концу, что обычно гарантирует образование наклона этого блока вдоль изогнутых линий 28. Следовательно, блок 21 электрическая шина соединяющий проводник не нарушает электрическое поле, образованное частью отдаленного конца неподвижного контакта 25, а даже может корректировать электрическое поле и придать ему желаемое состояние, которое поможет избежать концентрации электрического поля и даже концентрации электрической силовой линии.
Следовательно, хотя расстояние между блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник и ослабляющим электрическое поле экраном 27 уменьшается, однако распределение напряжения улучшается так, что в данном случае не возникает никаких проблем с электрической изоляцией.
В упомянутом выше варианте изобретения части 1а, 1b и 1с автоматического выключателя для трех линий трехфазного переменного тока расположены внутри одиночного контейнера 2, однако эти части выключателя можно размещать в индивидуальных контейнерах. Более того, две части выключателя однофазного переменного тока (вместо трехфазного переменного тока) можно размещать внутри одиночного контейнера или соответствующих индивидуальных контейнеров.
В рассматриваемом варианте изобретения разъединители 29, 30 и 31 предназначены для изменения соединения двойных электрических шин, для заземления после техобслуживания и т.д.
В показанном на фиг.1-4 коммутационном устройстве каждый из блоков 21 электрическая шина соединяющий проводник снабжен внутренней горизонтально простирающейся частью 32, соединенной с перемещающимся в сторону проводником 3, внешней горизонтально простирающейся частью 33, соединенной с соответствующим заделанным проводником 20 (заделан в изолирующей прокладке 15), и прямой наклонной частью 34, простирающейся между двумя горизонтально простирающимися частями 32 и 33. Прямую наклонную часть 34 можно загибать в зависимости от расположения смежных частей.
В варианте на фиг.5 показана только одна линия трехфазной электрической схемы с двумя электрическими шинами. В этом варианте нижняя торцовая часть 35 наклоненного блока 21 электрическая шина соединяющий проводник имеет прямолинейное удлинение и соединена с перемещаемым в сторону проводником 3, поддерживающим часть 1 автоматического выключателя в коаксиальной зависимости с ним. Другими словами в показанном на фиг.5 устройстве вместо образования внутренней горизонтально простирающейся части 32 (фиг.1) наклоненная часть 34 простирается непосредственно до перемещаемого в сторону проводника 3. Блок 21 электрическая шина соединяющий проводник, который простиpается горизонтально с целью соединения нижней главной электрической шины 8 с нижним концом 19 части 1 автоматического выключателя, соединен с перемещаемым в сторону проводником 3 примерно в той же позиции, в которой происходит соединение нижнего конца 35 блока 21 электрическая шина соединяющий проводник с перемещаемым в сторону проводником 3. Следовательно, устройство на фиг.5 обладает тем же положительным эффектом, что и показанное на фиг.1-4. Кроме того, показанный линией 36 на фиг.5 наклоненный блок электрическая шина соединяющий проводник можно не соединять с перемещаемым в сторону проводником 3, а соединять на его нижнем конце 36 непосредственно с блоком 18 электрическая шина соединяющий проводник.
В варианте на фиг.6 блок 21 электрическая шина соединяющий проводник, который соединяет верхнюю электрическую шину 9, расположенную ближе к части 1 автоматического выключателя, с нижним концом 19 части 1 автоматического выключателя, наклонен относительно аксиального напряжения Z цилиндрического контейнера 2 так, что блок 21 электрическая шина соединяющий проводник изогнут в направлении части 1 выключателя и что один конец 23 блока 21 электрическая шина соединяющий проводник, соединенный с верхней главной шиной 9, удален в радиальном направлении от части выключателя на большее расстояние, чем его нижний конец, как в показанном на фиг.1-4 устройстве. С другой стороны, блок 18 электрическая шина соединяющий проводник, который соединяет часть 1 выключателя с нижней электрической шиной 8 двойной системы главных электрических шин 8 и 9, наложенных друг на друга параллельно на внешней стороне цилиндрического контейнера 2, наклонен относительно аксиального направления Z цилиндрического контейнера так, что блок 18 электрическая шина соединяющий проводник простирается вниз от части 1 выключателя в противоположность простирающемуся вверх блоку 21 электрическая шина соединяющий проводник, и так, что один конец 37 блока 18 электрическая шина соединяющий проводник, который соединен с главной электрической шиной 8, простирается в радиальном направлении на большее расстояние от части 1 выключателя, чем другой или верхний конец этого блока.
В устройстве по этому варианту аксиальная длина цилиндрического контейнера 2 чуть больше аксиальной длины устройства, показанного на фиг.1. Тем не менее устройство по фиг.6 обладает теми же преимуществами, которые типичны для устройства по фиг.1. Кроме того, в зоне между углом γ части ответвления 12 и блоком 18 электрическая шина соединяющий проводник можно ожидать идентичного эффекта улучшенного распределения напряжения в зоне между углом α части ответвления 13 цилиндрического контейнера 2 и блоком 21 электрическая шина соединяющий проводник (детально описан на фиг.4).
Во всех вариантах изобретения используется система с двойными электрическими шинами и на каждую линию передачи предусмотрено две главные электрические шины 8 и 9. Тем не менее даже в случае использования системы с одиночной электрической шиной, в которой для каждой линии передачи используется только одна главная электрическая шина 9, можно добиться тех же положительных результатов в плане распределения электрического напряжения, которые возможны за счет использования в коммутационных устройствах наклоненного блока электрическая шина соединяющий проводник, например, когда из-за наличия других элементов оборудования невозможно образовать достаточное пространство для главной электрической шины 8.
Изобретение не ограничивается описанными вариантами.
Поскольку по изобретению блок электрическая шина соединяющий проводник, который соединяет один конец части автоматического выключателя с главной электрической шиной, наклонен так, что блок электрическая шина соединяющий проводник изгибается в сторону внешнего конца упомянутой части выключателя, и так, что блок электрическая шина соединяющий проводник ориентирован прочь от другого конца части выключателя, то аксиальную длину и диаметр цилиндрического контейнера, в котором размещена упомянутая часть автоматического выключателя, можно уменьшить без какого-либо отрицательного влияния на распределение напряжения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ТРЕХФАЗНЫЙ ОБЩИЙ ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ РЕЗЕРВУАРНОГО ТИПА (ЕГО ВАРИАНТЫ) | 1991 |
|
RU2054727C1 |
ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ И ВАКУУМНОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО | 1998 |
|
RU2195734C2 |
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ГАЗОВЫМ ИЗОЛЯТОРОМ | 1991 |
|
RU2027243C1 |
ПРЕРЫВАТЕЛЬ ЦЕПИ С ГАЗОВЫМ НАПОЛНЕНИЕМ | 1991 |
|
RU2018989C1 |
СИЛОВАЯ ЦЕПЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИЛОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ | 1999 |
|
RU2190919C2 |
ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОДВЕСКОЙ И ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОДВЕСКОЙ | 1989 |
|
RU2048310C1 |
БЛОК С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПРОВЕРКИ | 2011 |
|
RU2496203C2 |
ИЗОЛИРУЮЩАЯ ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА И МОЩНОЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ЕЕ | 2000 |
|
RU2199794C2 |
СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ КАТУШКА | 1992 |
|
RU2109361C1 |
РАБОЧЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВЫХ ПРЕРЫВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ | 1991 |
|
RU2024093C1 |
Коммутационное устройство с газовой изоляцией содержит внутри цилиндрического контейнера блок электрическая шина соединяющий проводник, который соединяет один конец части автоматического выключателя, расположенный внутри контейнера, с главной электрической шиной, расположенной на внешней стороне контейнера. Блок электрическая шина соединяющий проводник наклонен относительно оси контейнера так, что один конец блока электрическая шина соединяющий проводник, соединенный с главной электрической шиной, располагается ближе к другому концу части автоматического выключателя, чем к одному концу части автоматического выключателя, и в большей степени радиально наружу от части автоматического выключателя, чем другой конец блока электрическая шина соединяющий проводник, соединенный с одним концом части автоматического выключателя. Благодаря наклонению блока электрическая шина соединяющий проводник описанным выше способом устройство может иметь компактный размер без вероятности отрицательного влияния на эффективность изоляции между блоком электрическая шина соединяющий проводник и другим концом части автоматического выключателя со стороны напряжения, подаваемого между упомянутыми элементами при нахождении части автоматического выключателя в разомкнутом или выключенном состоянии цепи. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 6 ил.
Патент США N 4241379, кл 200 - 144, 1981. |
Авторы
Даты
1995-10-20—Публикация
1991-06-26—Подача