ВЗРЫВНОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ Российский патент 1997 года по МПК H01H39/00 

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

Известен предохранитель взрывного действия (см. патент Франции N 2079538, кл. H01H 39/00, 1971), содержащий корпус с встроенными электродами, закороченными сменной разрушаемой вставкой, с зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и диэлектрической жидкостью.

Этот предохранитель имеет низкую отключающую способность.

Известен также взрывной выключатель, выбранный нами за прототип (см. патент России N 702885, кл. H01 H 39/00, 1993), содержащий корпус с установленными в нем электродами, соединенными полым разрушаемым тоководом с зарядом ВВ внутри него и ослабляющими канавками снаружи. Все внутреннее пространство разрушаемого токовода заполнено дугогасительным наполнителем.

Недостатком этого устройства является низкая отключающая способность и сложная конструкция.

Низкая отключающая способность обусловлена неопределенным местом образования дуги, которое не конкретизировано. Дуга возникает в любом месте разъединения разрушаемого токовода с электродами, и, вследствие расположения воздушного включения на внутренней поверхности корпуса, напротив образовавшейся дуги будет всегда воздух, который в нее попадает и уменьшает градиент напряжения.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков и повышение его отключающей способности.

Указанная цель достигается тем, что взрывной предохранитель содержит корпус с установленными в нем электродами, соединенными полым разрушаемым тоководом с размещенным внутри зарядом взрывчатого вещества и дугогасительным наполнителем, а на наружной поверхности имеет вертикальные и горизонтальные ослабляющие канавки. Все пространство внутри корпуса заполнено дугогасительным наполнителем и воздухом. Взрывной предохранитель располагается в горизонтальном положении. Заполнение пространства внутри предохранителя дугогасительным наполнителем до 90% повышает его отключающую способность.

На фиг. 1 показан общий вид взрывного предохранителя горизонтального в разрезе.

Взрывной предохранитель содержит корпус 1, в котором установлены электроды 2, 3, соединенные разрушаемым тоководом 3, который ограничен поперечными канавками 5, 6 и снабжен продольными канавками 7, внутри него находится заряд взрывчатого вещества 7, дугогасительный наполнитель 8, а снаружи тот же дугогасительный наполнитель 8 и воздух 9. В зависимости от количества воздуха 9 уровень дугогасительного наполнителя понижается, либо повышается, но количество его не должно превышать 90% от объема.

Взрывной предохранитель горизонтальный (ВПГ-) работает следующим образом. В исходном положении корпус 1 изготовлен из стеклоэпоксидного цилиндра с внутренним диаметром 102 мм с толщиной стенок 20 мм. Электроды 2, 3 и разрушаемый токовод 4 могут быть выполнены из меди и тогда в маркировке предохранителя появится буква "М" (ВПМГ-), либо из алюминия, например АД-31, и тогда в маркировке появится буква "А" (ВПАГ- ). В данном случае электроды 2, 3 и разрушаемый токовод 6 были выполнены из АД-31 и имели диаметр 102 мм. Внутренний диаметр разрушаемого токовода был 50 мм, наружный 80 мм. В зависимости от размеров разрушаемого токовода и условий его работы предохранитель может быть выполнен для различных целей. В данном случае предохранитель был выполнен на напряжение 1000 В и на ток 3,6 кА (ВПАГ-1/36).

Заряд взрывчатого вещества выполнен из детектора ЭД-8. Внутреннее пространство заполнено на 90% дуугогасительным наполнителем (трансформаторным маслом), остальное пространство заполняет воздух 9. Причем благодаря горизонтальному расположению оси предохранителя воздух 9 располагается в верхней части корпуса предохранителя и параллельно разрушаемому им тоководу 4. Торцы электродов 2, 3 подсоединены к токопроводу, и по предохранителю течет электрический ток. В требуемый для отключения момент времени происходит подрыв детонатора ЭД-8. Под действием высокого давления от взрыва разрушаемый токовод 6 начинает увеличиваться в диаметре. Причем поскольку воздух сосредоточен вверху, большую скорость расширения приобретает верхняя часть разрушаемого токовода и она первая разъединяется с электродами 2, 3 по ослабляющим канавкам 5, 6. Затем с электродами 2, 3 разъединяются другие точки разрушающего токовода 4. Причем последними разъединяются точки, находящиеся на противоположной стороне от воздушного включения. Именно там и возникает электрическая дуга. Поскольку дуга возникает там, где нет воздушного включения, а находится большая часть масла, интенсивность воздействия на дугу больше, что ведет к уменьшению времени отключения и повышению отключающей способности предохранителя, свободное пространство должно быть заполнено дугогасительным наполнителем на 90% поскольку именно такое заполнение обуславливает наибольшую отключающую способность. Дальнейший рост количества дугогасительного наполнителя ведет к неполному расхождению разрушаемого токовода 4, а следовательно, уменьшению межконтактных промежутков и снижению отключающей способности. В одинаковых условиях одинаковыми взрывными предохранителями, разница только в расположении воздушного включения у одного вдоль всей внутренней поверхности корпуса предохранителя (вертикального), у другого (горизонтального) воздушное включение формируется самостоятельно в верхней части корпуса за счет горизонтального расположения предохранителя, отключается один и тот же контур с 12000 мкФ L=132 мкН с зарядным напряжением 2 кВ.

Эксперименты показали, что взрывной предохранитель горизонтальный имеет меньшее время отключения, на 170 мкс меньше, чем вертикальный, 600 и 770 мкс соответственно. Это практически подтверждает большую отключающую способность взрывного предохранителя горизонтального ВПАГ-1/3,6, а использование гравитации для образования воздушного включения исключает необходимость в дополнительных деталях в корпусе предохранителя, что упрощает конструкцию предохранителя и повышает его надежность.

Использование: устройство относится к электроэнергетике и может использоваться для аварийного и оперативного отключения. Существо: для повышения отключающей способности устройства предложено располагать электроды и разрушаемый токовод взрывного предохранителя горизонтально, а корпус его заполнять дугогасительным наполнителем не более чем на 90% от объема. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Взрывной предохранитель, содержащий заполненный воздухом корпус с соосно установленными в нем электродами, соединенными полым разрушаемым тоководом с продольными ослабляющими канавками из наружной поверхности, внутри которого размещены заряд взрывчатого вещества и дугогасительный наполнитель, отличающийся тем, что внутренний объем корпуса частично заполнен дополнительно введенным дугогасительным наполнителем, электроды и разрушаемый токовод расположены горизонтально, а на наружной поверхности разрушаемого токовода выполнены поперечные ослабляющие канавки. 2. Предохранитель по п.1, отличающийся тем, что дугогасительный наполнитель заполняет внутренний объем корпуса не более чем на 90%