ЗАМЕНЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК H01H85/05 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к выхлопным предохранителям высокого напряжения, предназначенным для защиты силового оборудования электрических сетей от аварийных и перегрузочных токов.

Выхлопной предохранитель обычно состоит из опорной изоляции, верхней и нижней контактных систем и патрона [1]. В патроне располагается так называемый заменяемый элемент (Fuse Links), состоящий из контактной головки, верхнего и нижнего контактов, между которыми закрепляется при помощи пайки и запрессовки натяжной и плавки элементы (не показаны), гибкого проводника, закрепляемого в нижнем контакте, и газогенерирующей трубки, закрепляемой на верхнем контакте.

Основной характеристикой заменяемого элемента является зависимость времени плавления от величины тока (время-токовая характеристика).

Стабильность время-токовых характеристик (ВТХ) заменяемого элемента определяется постоянством величины переходного сопротивления в местах пайки (запрессовки) и неизменностью поперечного сечения плавкого элемента.

Для исключения механического повреждения плавкого элемента растягивающим усилием в контактах запресован натяжной элемент, выполняемый из прочного материала, например из нихрома с меньшей длиной, чем плавкий элемент. Т.к. нихром обладает высоким удельным сопротивлением, то его сгорание после расплавления плавкого элемента происходит быстро и тем самым не является определяющим временем для ВТХ.

Однако при транспортировке не исключается возможность повторяющегося вращения гибкого проводника на некоторый угол или его смещение к верхнему контакту, что может привести к механическому повреждению плавкого элемента и, как следствие, к изменению ВТХ.

Предохранитель с поврежденным заменяемым элементом обычно работает неселективно или ложно, чем в конечном итоге приводит к аварийной ситуации в энергоснабжении потребителей.

Известен заменяемый элемент [2] , состоящий из тех же элементов, что описаны в [1] . Для исключения вращения гибкого проводника на нижнем конце газогенерирующей трубки выполнены два диаметрально противоположные пропила в стенке трубки, а на гибком проводнике путем опрессовки закреплена металлическая накладка, имеющая два ушка, входящих в пропилы трубки. Такая конструкция заменяемого элемента исключает вращение гибкого проводника, что значительно повышает стабильность ВТХ, а значит и надежность работы предохранителя.

Однако выполнение пропилов не исключает продольное смещение гибкого проводника, что при определенных условиях может вызвать механическое повреждение плавкого элемента.

Кроме того, выполнение пропилов и изготовление накладки для разных по диаметру гибких проводников, необходимость точного расположения накладки при опрессовке увеличивает трудоемкость изготовления заменяемого элемента.

Задачей настоящего изобретения является создание заменяемого элемента, обладающего повышенной надежностью работы и пониженной трудоемкостью изготовления.

Решение этой задачи достигается тем, что в заменяемом элементе, содержащем плавкий и натяжной элементы, гибкий проводник и газогенерирующую трубку, закрепленную на верхнем контакте, в стенке трубки со стороны открытого конца выполнены два диаметрально расположенные отверстия, в которых установлен штифт, проходящий через тело гибкого проводника и имеющий заостренную форму по крайней мере с одного конца.

Выполнение диаметрально расположенных двух отверстий в стенке трубки со стороны открытого конца не позволяет установленному в них штифту совершать как вращательное, так и продольное перемещение. Так как штифт проходит через тело гибкого проводника, то, естественно, исключаются механические повреждения плавкого элемента, чем повышается надежность работы заменяемого элемента.

Изготовление штифта менее трудоемко, чем накладки нескольких размеров. Это очевидно, так как штифт может изготовляться из пружинной проволоки, причем при рубке сразу можно получать заостренную форму обоих концов штифта.

Кроме того, не требуется оснастки для штамповки сложной по профилю накладки и опрессовки ее на гибком проводнике.

Так как гибкий проводник сплетен из большого количества тонких проволок, то заостренная форма штифта легко входит в тело гибкого проводника, чем исключается необходимость какой бы то ни было оснастки.

На фиг. 1 изображен вид сбоку заряженного патрона предохранителя с частичным разрезом; на фиг. 2 - заменяемый элемент с частичным разрезом.

Заменяемый элемент содержит контактную головку 1, верхний 2 и нижний 3 контакты, в отверстиях которых запрессован натяжной элемент 4, а снаружи припаян плавкий элемент 5, гибкий проводник 6, запрессованный в нижнем контакте 3, газогенерирующую трубку 7, плотно посаженную на верхнем контакте 2 на участке 8, имеющем рифление.

В стенке трубки 7 имеются два диаметрально расположенные отверстия 9, через которые проходит штифт 10. Один из концов 11 штифта 10 имеет заостренную форму, например, в виде косого среза.

При сборке сначала в электроды 2 и 3 запрессовывается натяжной элемент 4, затем в нижний контакт 3 запрессовывается гибкий проводник 6 и только после этого припаивается плавкий элемент 5. Навинтив контактную головку 1 на верхний контакт 2 и посадив трубку 7, вставляют штифт 10 в одно из отверстий 9 трубки и протыкают гибкий проводник 6 до тех пор, пока не выйдет заостренный конец штифта 10 из второго отверстия 9 трубки 7. Заменяемый элемент считается полностью собранным и сразу укладывается в отдельную картонную коробочку, пригодную для дальнейшего транспортирования.

Заменяемый элемент 12 (см. фиг. 2) устанавливается в патрон следующим образом.

Отвинчивают накидную гайку 13 и ослабляют болт 14 механизма откидывания 15 и удаляют остатки верхнего контакта 2 и гибкого проводника 6 сгоревшего заменяемого элемента 12 в случае срабатывания предохранителя. Далее, берут из упаковочной коробочки заменяемый элемент 12 на требуемый номинальный ток, вынимают транспортный штифт 10 и заводят концом гибкого проводника сверху в патрон до соприкосновения контактной головки 1 с токопроводящим оголовником 16. После этого завинчивают накидную гайку 13, а конец гибкого проводника заводят под болт 14 и завинчивают его. При этом растягивающее усилие механизма откидывания 15 исключено за счет зацепления крючка 17 за упор 18. Патрон считается заряженным, если крючок 17 надежно находится в зацеплении с упором 18.

При протекании тока короткого замыкания или тока перегрузки плавки элемент 5, а затем и натяжной элемент 4 плавятся и возникает электрическая дуга, которая растягивается гибким проводником 6. Гибкий проводник двигается за счет поворота крючка 17 под действием пружины 19 и поворота механизма откидывания 15 под действием пружины 20. Удлиняющаяся дуга, соприкасаясь со стенкой трубки 7, образует большое количество газов, которые обдувают дугу и тем самым способствуют ее погасанию в ноль тока. Если аварийный ток выше 500 А, то гашение дуги происходит в дугогасительном канале 21, а продукты разрушившейся трубки 7 вместе с концом гибкого проводника 6 удаляются из канала 21. Патрон отключил аварийный ток и в дальнейшем пригоден для работы, если его перезарядить новым заменяемым элементом 12.

Проведенные испытания опытных образцов заменяемых элементов на соответствие требованиям ГОСТ 23216-78 "Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, консервация, упаковка. Общие требования и методы испытаний" показали положительные результаты.

Изобретение предназначено для использования в выхлопных предохранителях высокого напряжения , заменяемый элемент содержит плавкий и натяжной элементы, гибкий проводник, нижний и верхний контакты, газогенерирующую трубку, закрепленную на верхнем контакте, и контактную головку. Для исключения поврежденного плавкого элемента за счет вращения или продольного смещения гибкого проводника при транспортировании в стенке трубки со стороны открытого конца выполнены два отверстия, в которых установлен штифт, проходящий через тело гибкого проводника, при этом для облегчения установки штифт с одного конца имеет заостренную форму. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Заменяемый элемент, содержащий контактную головку, верхний и нижний контакты, плавкий и натяжной элементы, гибкий проводник и газогенерирующую трубку, закрепленную на верхнем контакте, отличающийся тем, что в стенке трубки со стороны открытого конца выполнены два диаметрально расположенных отверстия, в которых установлен штифт, проходящий через тело гибкого проводника. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере один конец штифта имеет заостренную форму.