ВЗРЫВНОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H39/00 

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть использовано для аварийного и оперативного отключения электрического тока.

Известен взрывной коммутатор, в котором для разъединения контактов используется взрыв заряда взрывчатого вещества /см. патент ФРГ N1102891, кл. 21 c 69, 1966 г./.

Взрывной коммутатор содержит корпус с электродами, соединенными разрушаемым тоководом с зарядом взрывчатого вещества внутри.

Известен также взрывной выключатель, выбранный нами за прототип /см. а. с. СССР N1749938, кл. H01H 39/00, 1992/, содержащий корпус с установленными в нем электродами, между которыми установлено разрушаемое контактное кольцо с зарядом взрывчатого вещества внутри и ослабляющими разрезами.

Недостатком этого взрывного выключателя является низкая надежность работы, которая обусловлена наличием контактного соединения между электродами и разрушаемым контактным кольцом, и отсутствием дугогасительного наполнителя, не оптимизированы внешний и внутренний диаметры электродов и разрушаемого контактного кольца, сложное выполнение воздушного включения, отсутствует сигнализация срабатывания.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, повышение надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что во взрывном предохранителе, содержащем корпус, электроды, соединенные полым разрушаемым контактным кольцом с размещенным внутри него зарядом взрывчатого вещества и ослабляющими разрезами на наружной поверхности, на внутренней поверхности корпуса выполнено углубление, заполненное воздухом, пространство внутри корпуса кроме углубления заполнено дугогасительным наполнителем, электроды и разрушаемое контактное кольцо выполнены как одна деталь, причем ослабляющие разрезы выполнены в виде канавок между электродами и контактным кольцом и вдоль контактного кольца.

Наружный диаметр электродов равен 90±5 мм, наружный диаметр разрушаемого контактного кольца равен 53±5 мм, а его внутренний диаметр равен 33±5 мм. На наружной поверхности корпуса в области выше упомянутого углубления укреплен датчик-указатель.

На чертеже показан общий вид взрывного предохранителя в разрезе.

В корпусе 1 предохранителя укреплены выполненные как одна деталь электроды 2, 3 и разрушаемое контактное кольцо 4, которое от электродов отделено ослабляющими разрезами, выполненными в виде канавок 5, 6, и на котором нанесены продольные разрезы 7, 8, внутри него установлен заряд взрывчатого вещества 9 /электродетонатор/ и дугогасительный наполнитель /трансформаторное масло/ 10.

В корпусе 1 выполнено углубление 11, заполненное воздухом, а остальное внутреннее пространство заполнено дугогасительным наполнителем. На внешней поверхности корпуса, напротив воздушного включения, укреплен датчик-указатель 12.

Взрывной предохранитель работает следующим образом. В исходном состоянии корпус 1 взрывного предохранителя изготовлен из стеклоэпоксидного цилиндра с внутренним диаметром 90 мм и толщиной стенок 20 мм. На внутренней поверхности корпуса сделана проточка глубиной 5 мм и шириной 32 мм, в которой расположено воздушное включение. Токовод 4 изготовлен из АД-31 с диаметром 90 мм в торцовых его частях 3 и 2. Внутренний диаметр разрушаемого контактного кольца 4 равен 32 мм, а наружный 53 мм. Заряд взрывчатого вещества 9 выполнен одним детонатором-ЭД-8. Свободное пространство в корпусе 1 заполнено дугогасительным наполнителем трансформаторным маслом, а на наружной поверхности корпуса 1 установлен датчик-указатель 12, выполненный из оргстекла, цилиндр высотой 30 мм и диаметром 20 мм.

Торцы верхней 3 и нижней 2 частей электродов присоединены к шинопроводам, и по взрывному предохранителю течет ток. В требуемый для отключения момент времени происходит подрыв детонатора ЭД-8. Под действием высокого давления от взрыва разрушаемое кольцо 4 увеличивается в диаметре и разъединяется по ослабляющим канавкам 6 и 5, с верхней 3 и нижней 2 торцовыми частями токовода. При этом возникает электрическая дуга, на которую воздействует поток дугогасительного наполнителя, появляющийся за счет высокого давления внутри кольца 4, и дуга вынуждена огибать поток и, следовательно, быстро 4 и дуга вынуждена огибать поток и, следовательно, быстро увеличивает свою длину, что ведет к быстрому росту напряжения и эффективному токоограничению. Продольные разрезы 7 и 8 облегчают увеличение диаметра контактного кольца за счет разрушения по разрезам 7, 8, причем переменное сечение этих разрезов обеспечивает соединение всех частей разрушаемого контактного кольца 4 в течение всего процесса увеличения диаметра контактного кольца вплоть до остановки его у внутренней стенки корпуса 1. Увеличиваясь в диаметре, разрушаемое контактное кольцо 4 увеличивает длину дуги отключения. Затем контактное кольцо ударяется о внутреннюю стенку корпуса 1 и останавливается. При этом ударе датчик 12 отделяется от корпуса, свидетельствуя о срабатывании взрывного выключателя. Электрическая дуга, находящаяся в замкнутом объеме корпуса взрывного выключателя, гаснет под действием высокого давления от взрыва. Происходит отключение тока.

Заявляемый взрывной предохранитель подвергся "тепловым" и коммутационным испытаниям. При тепловых испытаниях взрывной предохранитель устанавливался в цепь нагрузочного трансформатора, который обеспечивал прохождение по предохранителю тока величиной 2, 5 кА. На место детонатора устанавливался термометр. По истечении 3 часов температура достигала своего постоянного максимального значения 62, при температуре окружающей среды 18, что удовлетворяет ГОСТ. Следовательно, взрывной предохранитель с алюминиевым тоководом надежно работает в номинальном режиме.

Аварийный режим имитировался разрядом генератора импульсных токов /ГИТ/ с параметрами C 12000 мкФ, I 1800 мкГн, напряжение уровня 2 кА. Такие параметры соответствуют аварийному режиму в мощном выпрямительном агрегате. Время отключения аварийного режима заявляемым взрывным предохранителем составляло соответственно в первом опыте 440 мкс, во втором 390 мкс, в третьем 410 мкс.

Следовательно, взрывной предохранитель надежно отключает аварийный режим в мощном выпрямительном агрегате. При каждом опыте отключения срабатывал датчик-указатель, что также характеризует надежную работу предохранителя.

Использование: область элекротехники и энергетики для аварийного и оперативного отключения электрического тока. Существо изобретения заключается в том, что на внутренней поверхности корпуса 1 выполнено углубление, заполненное воздухом, пространство внутри корпуса, кроме углубления, заполнено дугогасительным наполнителем, электроды 2, 3 и разрушаемое контактное кольцо 4 выполнены как одна деталь. Ослабляющие разрезы выполнены в виде канавок 5, 6 между электродами и контактным кольцом. Наружный диаметр электродов 2, 3 равен 90±5 мм, а контактного кольца 4 равен 53±5 мм, его внутренний диаметр равен 33±5 мм. На наружной поверхности корпуса напротив воздушного включения 11 укреплен датчик-указатель 12. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Взрывной предохранитель, содержащий корпус и электроды, между которыми установлено разрушаемое контактное кольцо с зарядом взрывчатого веществ внутри и ослабляющими разрезами, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнено углубление, заполнено дугогасительным наполнителем, электроды и разрушаемое контактное кольцо выполнены как одна деталь, причем ослабляющие разрезы выполнены в виде канавок между электродами и контактным кольцом. 2. Предохранитель по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр электродов равен 90± 5 мм, наружный диаметр разрушаемого контактного кольца равен 53 ± 5 мм, а его внутренний диаметр равен 33 ± 5 мм. 3. Предохранитель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен датчиком-указателем, установленным на наружной поверхности корпуса напротив воздушного включения.