ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ГАЗОНАПОЛНЕННОГО АВТОКОМПРЕССИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК H01H33/91 H01H9/30 

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

Известно дугогасительное устройство газонаполненного автокомпрессионного выключателя, в котором имеются подвижный и неподвижный главные контакты и дугогасительные контакты, металлическое и изоляционное сопла. В такой конструкции горловины сопел имеют значительные площади поперечных сечений, что снижает эффективность дугогашения и требуется большая мощность привода для функционирования выключателя при коммутации номинального тока отключения, что снижает надежность выключателя в эксплуатации.

Наиболее близким к данному является дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя (СН 519238 А, 30.03.1972) с элементами автогенерации, что позволяет при пониженной мощности привода повысить массовый расход дугогасящей среды, увеличить номинальное напряжение на разрыв.

Недостатком дугогасительного устройства высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя является снижение надежности функционирования выключателя в эксплуатации при повышенном номинальном токе отключения, так как увеличивается коммутационный износ торцевой поверхности подвижного дугогасительного контакта и внутренней поверхности его сопла, что приводит к снижению электрической прочности межконтактного промежутка в посленулевой период восстановления и увеличению времени горения дуги.

Задачей предлагаемого изобретения является выбор оптимальных параметров конструкции дугогасительного устройства, обеспечивающих надежность функционирования дугогасительного устройства высоковольтного автокомпрессионного выключателя при повышении номинальных токов отключения.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя, содержащее главные контакты, дугогасительные контакты, один из которых имеет сопло, изоляционное сопло, цилиндрическую изоляционную втулку, полость автогенерации В, ограниченную внутренней поверхностью изоляционного сопла и дугогасительными контактами, совмещенную с межконтактным промежутком, соединенную с камерой сжатия первым щелевым каналом и с камерой выключателя вторым щелевым каналом продольного дутья, образованным наружной поверхностью дугогасительного контакта и внутренней поверхностью изоляционного сопла, и через сопло, при этом цилиндрическая изоляционная втулка выполнена Г-образной с фиксированным зазором, внутренняя поверхность которой образует с внешней поверхностью подвижного дугогасительного контакта камеру, введена изоляционная втулка, внутренняя поверхность которой ограничивает вверх по потоку полость автогенерации В, связанную с камерой и полостью автогенерации E кольцевыми каналами, первый щелевой канал отделяется от полости автогенерации E изоляционной втулкой, при этом в конструкции выполняется соотношение
d_в >d>1.2d_м,
где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта,
d - диаметр внутренней оконечности Г-образной изоляционной втулки,
d_в - диаметр внутренней оконечности цилиндрической изоляционной втулки.

Нам неизвестны дугогасительные устройства высоковольтных газонаполненных автокомпрессионных выключателей, в которых надежность функционирования дугогасительного устройства при отключении осуществляется за счет Г-образной изоляционной втулки с фиксированным зазором, внутренняя оконечность которой ограничивает в пространстве вверх по потоку полость автогенерации В, при этом в конструкции выполняется соотношение
d_в>d>1.2d_м,
где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта,
d - диаметр внутренней оконечности Г-образной изоляционной втулки,
d_в - диаметр внутренней оконечности цилиндрической изоляционной втулки.

На чертеже изображено дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя в момент отключения.

Дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя содержит главные неподвижный 1 и подвижный 2 контакты, подвижный дугогасительный контакт 3, неподвижный поршень 4, дугогасительный контакт 5. На главном подвижном контакте 2 жестко закреплено изоляционное сопло 6. Г-образная цилиндрическая изоляционная втулка 7 с фиксированным зазором, внутренняя поверхность которой образует с внешней поверхностью дугогасительного контакта 3 камеру, жестко закреплена на подвижном дугогасительном контакте 3. Полость автогенерации В ограничена внутренней поверхностью изоляционного сопла 6 и дугогасительными контактами 3,5, совмещена с межконтактным промежутком и соединена с камерой сжатия первым щелевым каналом 8. Камера сжатия находится между подвижной системой выключателя, включающей в себя изоляционное сопло 6, главный подвижный контакт 2, подвижный дугогасительный контакт 3, шток привода, жестко связанный с подвижным дугогасительным контактом 3 (на чертеже не показан) и неподвижным поршнем 4. Первый щелевой канал 8 выполнен для обеспечения поперечного дутья с выходом в полость автогенерации В и отделяется от полости автогенерации E изоляционной втулкой 9, внутренняя поверхность оконечности которой ограничивает в пространстве вверх по потоку полость автогенерации В, связанную кольцевыми каналами 11, 12 с камерой и полостью автогенерации Е. Полость автогенерации В соединена с камерой сжатия первым щелевым каналом 8 и с камерой выключателя Д вторым щелевым каналом 10 и через сопло в подвижном дугогасительном контакте 3.

Дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя работает следующим образом.

Отключение. При подаче команды на отключение перемещается подвижная система выключателя с главным подвижным контактом 2, подвижным дугогасительным контактом 3 и изоляционным соплом 6 сверху вниз.

Сначала размыкаются главные контакты 1 и 2, одновременно ток сбрасывается в зону контактирования дугогасительных контактов 3 и 5. По мере движения подвижной системы выключателя относительно неподвижного поршня 4 происходит сжатие газа, например элегаза, в камере сжатия. После размыкания дугогасительных контактов 3 и 5 электрическая дуга горит в полости автогенерации В между дугогасительными контактами 3 и 5 во внутренней поверхности изоляционного сопла 6. В полости автогенерации В за счет энергии излучения, воздействующей на внутреннюю поверхность изоляционного сопла 6 и внутреннюю поверхность оконечности изоляционной втулки 9, внутреннюю поверхность оконечности Г-образной цилиндрической изоляционной втулки 7, а также на внутреннюю поверхность полости автогенерации E и изоляционную поверхность камеры, возникает эффект автогенерации и массовый расход паровой фазы, что приводит к повышению давления в полостях автогенерации В и E, а также в камере. В процессе перемещения подвижной системы выключателя открывается второй щелевой канал продольного дутья 10, что позволяет частично ограничить давление газа в полости автогенерации В и степень разрушения внутренней поверхности горловины изоляционного сопла 6 при максимальном токе отключения, а в момент перехода его через нуль обеспечить восстановление потока газа из камеры сжатия через первый щелевой канал 8 и далее через сопло в подвижном дугогасительном контакте 3, и потока через второй щелевой канал продольного дутья 10 в камеру выключателя Д, что позволяет эффективно гасить электрическую дугу отключения.

Включение. При включении выключателя сначала происходит контактирование подвижного дугогасительного контакта 3 с дугогасительным контактом 5, а затем главных контактов 1 и 2.

Проведенные исследования показывают, что введение Г-образной изоляционной втулки 7 ограничивает действие электрической дуги отключения на торцевую поверхность подвижного дугогасительного контакта 3 и повышает надежность функционирования выключателя при отключении токов к.з. Введение изоляционной втулки 9 позволяет ее внутренней поверхностью ограничивать в пространстве вверх по потоку полость автогенерации В, связанную с камерой и полостью автогенерации E кольцевыми каналами, а первый щелевой канал 8 отделяется от полости автогенерации E изоляционной втулкой 9. Однако при выполнении Г-образной цилиндрической изоляционной втулки с внутренним диаметром оконечности d≈d_м, где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта 3, разрушение электрической дугой отключения внутренней поверхности горловины сопла усиливается (увеличивается диаметр горловины сопла d_м), что недопустимо для нормального функционирования выключателя. Если диаметр внутренней оконечности изоляционной втулки 9 d_в≈d), то кольцевые каналы, связывающие полость автогенерации В с полостью автогенерации E и с камерой, уменьшаются, что уменьшает массовый расход дугогасящей среды через эти каналы при переходе тока через нуль и снижает предельную отключающую способность выключателя. Установлено, что целесообразно выполнить в конструкции дугогасительного устройства соотношение
d_в > d>1.2d_м,
где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта,
d - диаметр внутренней оконечности Г-образной цилиндрической изоляционной втулки,
d_в - диаметр внутренней оконечности изоляционной втулки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к дугогасительным устройствам высоковольтных автокомпрессионных выключателей. Техническим результатом является то, что изобретение позволяет выбрать оптимальные параметры конструкции дугогасительного устройства, обеспечивающие надежность функционирования выключателя при повышении номинальных токов отключения. В дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя, содержащее главные контакты, дугогасительные контакты, один из которых имеет сопло, изоляционное сопло, цилиндрическую изоляционную втулку с фиксированным зазором, внутренняя поверхность которой образует с внешней цилиндрической поверхностью подвижного дугогасительного контакта камеру, полость автогенерации, ограниченную внутренней поверхностью изоляционного сопла и дугогасительными контактами, совмещенную с межконтактным промежутком, соединенную с камерой сжатия первым щелевым каналом и с камерой выключателя вторым щелевым каналом продольного дутья, образованным наружной поверхностью дугогасительного контакта и внутренней поверхностью изоляционного сопла, и через сопло, при этом первый щелевой канал выполнен в теле изоляционного сопла для обеспечения поперечного дутья с выходом в полость автогенерации и отделяется от полости автогенерации изоляционной втулкой, внутренняя поверхность оконечности которой ограничивает в пространстве вверх по потоку полость автогенерации, связанную с камерой и полостью автогенерации кольцевыми каналами, внутренняя оконечность цилиндрической изоляционной втулки, выполненной Г-образной, ограничивает в пространстве вверх по потоку полость автогенерации, при этом в конструкции выполняется соотношение d_в > d > l,2 d_м, где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта, d - диаметр внутренней оконечности Г-образной изоляционной втулки, d_в - диаметр внутренней оконечности изоляционной втулки. 1 ил.

Дугогасительное устройство высоковольтного газонаполненного автокомпрессионного выключателя, содержащее главные контакты, дугогасительные контакты, один из которых имеет сопло, изоляционное сопло, цилиндрическую изоляционную втулку, полость автогенерации В, ограниченную внутренней поверхностью изоляционного сопла и дугогасительными контактами, совмещенную с межконтактным промежутком, соединенную с камерой сжатия первым щелевым каналом для обеспечения поперечного дутья и с камерой выключателя вторым щелевым каналом продольного дутья, образованного наружной поверхностью дугогасительного контакта и внутренней поверхностью изоляционного сопла, и через сопло, отличающееся тем, что цилиндрическая изоляционная втулка выполнена Г-образной с фиксированным зазором, внутренняя поверхность которой образует с внешней цилиндрической поверхностью подвижного дугогасительного контакта камеру, введена изоляционная втулка, внутренняя поверхность которой ограничивает в пространстве вверх по потоку полость автогенерации В, связанную с камерой и полостью автогенерации Е кольцевыми каналами, первый щелевой канал отделяется от полости автогенерации Е изоляционной втулкой, при этом в конструкции выполняется соотношение
d_в>d>1, 2 d_м,
где d_м - диаметр горловины сопла подвижного дугогасительного контакта;
d - диаметр внутренней оконечности Г-образной цилиндрической изоляционной втулки;
d_в - диаметр внутренней оконечности изоляционной втулки.