ВЗРЫВНОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H01H39/00 

Изобретение относится к области электротехники и энергетики и может быть использовано для оперативного и аварийного отключения сильноточных сетей.

Известен взрывной размыкатель (патент РФ N 2091894, опубл. 27.09.97 г., МПК H 01 H 39/00), состоящий из разрушаемого токовода, соединяющий два электрода, внутри которого размещен заряд взрывчатого вещества (ВВ). При возникновении аварии в электрической сети заряд ВВ взрывается, разрушает разрушаемый токовод и производит отключение.

Недостатком этого взрывного размыкателя является низкий номинальный ток, поскольку электрический ток идет только по одному разрушаемому тоководу.

Известен также выбранный нами за прототип взрывной выключатель (патент РФ N 702885, приор. 12.05.93 г., МПК H 01 H 39/00), содержащий установленные в корпусе токопроводящие электроды, соединенные разрушаемым тоководом, внутри которого размещены дугогасительный накопитель и заряд ВВ, а снаружи он выполнен с продольными ослабляющими канавками с переменной глубиной, причем наибольшая глубина канавки на торце разрушаемого токовода, а соседние канавки соединены с противоположными его торцами.

Недостатком этого устройства является низкий номинальный ток, а также низкая отключающая способность.

Основной технической задачей изобретения является повышение номинального тока и увеличение отключающей способности.

Основная техническая задача достигается тем, что в известном взрывном выключателе, содержащем установленные в корпусе противостоящие электроды, соединенные полым разрушаемым тоководом, выполненным с поперечными ослабляющими канавками, внутри которого размещены заряд взрывчатого вещества и дугогасительный наполнитель, согласно предложенному решению взрывной предохранитель снабжен дополнительным разрушаемым тоководом, размещенным коаксиально на полом разрушаемом тоководе и установленным между дополнительными противостоящими электродами, причем дополнительный разрушаемый токовод выполнен с поперечными ослабляющими канавками и зазор между корпусом взрывного предохранителя и дополнительным разрушаемым тоководом заполнен дугогасительным накопителем с воздушным включением.

Целесообразно противостоящие электроды выполнять с дугогасительными контактами.

Кроме того, целесообразно каждый из противостоящих электродов и дополнительных противостоящих электродов снабжать отдельной шиной.

Целесообразно также герметизацию корпуса выполнять с помощью канавок, заполненных полимиризующимся веществом.

Кроме того, целесообразно дополнительный и разрушаемый токовод выполнять с одной или двумя противостоящими продольными ослабляющими канавками.

На фиг. 1 изображена конструкция предложенного нами взрывного предохранителя в исходном положении, на фиг. 2 изображено положение разрушаемых тоководов после срабатывания.

Устройство (фиг. 1) состоит из установленных в корпусе 1 противостоящих электродов 2 и 3, соединенных полым разрушаемым тоководом 4 с зарядом ВВ 5 и дугогасительным наполнителем 6 внутри, а снаружи коаксиально размещен дополнительный разрушаемый токовод 7, установленный между дополнительными противостоящими электродами 8 и 9, и отделенный от них ослабляющими канавками 10, 11. Зазор между корпусом 1 и дополнительным разрушаемым тоководом 7 заполнен дугогасительным наполнителем 12 (например, трансформаторное масло) с воздушным включением 13. Противостоящие электроды 2 и 3 снабжены дугогасительными контактами 14, 15. Каждый из противостоящих электродов 2 и 3 и дополнительных противостоящих электродов 8 и 9 снабжены отдельными шинами 16, 17, 18, 19, соответственно. Герметизация корпуса 1 с электродами и электродов между собой выполнена в виде канавок 20 заполненных полимиризующимся веществом. Дополнительный разрушаемый токовод 7 выполнен с двумя продольными канавками 21, 22.

Взрывной размыкатель работает следующим образом. В исходном состоянии электрический ток протекает по шинам 16, 18, электродам 2, 8, полому разрушаемому тоководу 4, дополнительному разрушаемому тоководу 7, электродам 3, 9 и шинам 17, 19. При возникновении необходимости отключения происходит подрыв заряда ВВ 5. Дутогасительный наполнитель 6 передает энергию от взрыва на внутреннюю стенку разрушаемого токовода 4, который начинает движение к внутренней стенке корпуса взрывного предохранителя 1. Движению способствуют наличие поперечных ослабляющих канавок (на фиг. 1 не показаны). Дополнительный разрушаемый токовод 7 также начинает двигаться, поскольку на него в полной мере передается энергия взрыва. Таким образом, от взрыва заряда ВВ 5 одновременно начинают двигаться разрушаемый токовод 4 и дополнительный разрушаемый токовод 7. Поскольку они выполнены заодно соответственно с противостоящими электродами 2, 3 и дополнительными противостоящими электродами 8, 9. Проходит некоторое время, в течение которого преодолевается пластическая деформация металла, в месте соединения тоководов с электродами, а затем происходит разъединение тоководов 4 и 7 с электродами 2, 3 и 8, 9, соответственно. В момент разъединения возникает электрическая дуга. Известно, что дуга возникает в месте разъединения последней контактной точки. Гашение дуги улучшается, если место ее возникновения заранее известно. В этой связи целесообразно снабдить противостоящие электроды 2, 3, дугогасительными контактами 14, 15, которые могут располагаться в одной плоскости. Однако наибольший эффект достигается, когда они располагаются на противоположных сторонах электродов, как это показано на фиг. 1. Дугогасительные контакты 14, 15 могут быть выполнены также из меди, либо из другого материала, например, стали, вольфрама, что улучшает процесс дугогашения. Разрушаемый токовод 4, двигаясь под действием взрыва к внутренней стенке корпуса 1 в последний момент разъединяется с дугогасительными контактами 14, 15, на которых возникает электрическая дуга. Дополнительный разрушаемый токовод 7, двигаясь к стенке корпуса 1, преодолевает пластическую деформацию и разделяется на два полукольца по продольным ослабляющимся канавкам 21, 22, образуя два зазора, по которым разрушаемый токовод 4 имеет возможность пройти больший путь к внутренней стенке корпуса 1 и тем самым увеличить длину электрической дуги отключения. Гашению электрической дуги способствует дугогасительный наполнитель 12. Наличие воздушного включения 13 в этом зазоре обеспечивает движение тоководов 4, 7 к внутренней стенке корпуса 1. Герметизация с помощью канавок 20, заполненных полимиризующимся материалом, обеспечивает высокое давление от взрыва внутри корпуса 1, что способствует интенсивному дугогашению. Под действием всех дугогасительных факторов дуга гаснет, и происходит отключение тока, разрушаемые тоководы 4, 7 останавливаются у внутренней стенки корпуса (фиг. 2), образуя с электродами 2, 3, 10, 11 промежуток, заполненный дугогасительным наполнителем 6, что обеспечивает достаточную электрическую прочность. Причем оба разрушаемых токовода 4, 7 надежно фиксируются у стенки корпуса 1, поскольку дополнительный разрушаемый токовод благодаря наличию двух продольных ослабляющих канавок 21, 22 разрушается на два кольца, которые удерживаются увеличившимся в диаметре полым тоководом 4. Увеличение диаметра произошло за счет продольных ослабляющих канавок переменной глубины, соединенных только с одним торцом токовода 4, при этом соседние канавки соединены с противоположными торцами. Поэтому части разрушаемого токовода 4, двигаясь к стенке корпуса остаются соединенными друг с другом, что обеспечивает их фиксацию на предельном расстоянии. В результате электрическая цепь полностью отключается.

Номинальный ток в заявляемом взрывном предохранителе по сравнению с прототипом повышается на 60%.

Кроме того, заявляемый взрывной предохранитель по сравнению с прототипом большую отключающую способность за счет следующего:
1) заполнения дугогасительным наполнителем зазоры между дополнительным разрушаемым тоководом и внутренней стенкой корпуса предохранителя, что способствует быстрой деионизации дуги;
2) фиксации места гашения дуги дугогасительными контактами, которые могут быть выполнены из тугоплавкого металла, и поэтому снижают инжекцию электронов в дуговой разряд;
3) герметизации корпуса и электродов, исключающей сброс давления в корпусе взрывного предохранителя в период отключения, что увеличивает теплоотвод от дуги;
4) выполнения дополнительного разрушаемого токовода с двумя продольными ослабляющими канавками, благодаря которым он разрушается на два полукольца, что увеличивает длину дуги, теплоотвод от нее, а также интенсивность деионизации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оперативного и аварийного отключения сильноточных сетей. Техническим результатом изобретения является повышение номинального тока и увеличение отключающей способности. Устройство состоит из установленных в корпусе 1 противостоящих электродов 2 и 3, соединенных полым разрушаемым тоководом 4 с зарядом ВВ 5 и дугогасительным наполнителем 6 внутри, а снаружи коаксиально размещен дополнительный разрушаемый токовод 7, установленный между дополнительными противостоящими электродами 8 и 9 и отделенный от них ослабляющими канавками 10 и 11. Зазор между корпусом 1 и дополнительным разрушаемым тоководом 7 заполнен дугогасительным наполнителем 12 с воздушным включением. Противостоящие электроды 2 и 3 снабжены дугогасительными контактами 14 и 15. Каждый из противостоящих электродов 2 и 3, а также дополнительных противостоящих электродов 8 и 9 снабжены отдельными шинами 16, 17, 18, 19, соответственно. Герметизация корпуса с электродами и электродов между собой выполнена в виде канавок 20, заполненных полимеризующимся веществом. Дополнительный разрушаемый токовод 7 выполнен с двумя продольными канавками 21, 22. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Взрывной предохранитель, содержащий установленные в корпусе противостоящие электроды, соединенные полым разрушаемым тоководом, выполненным с поперечными ослабляющими канавками, внутри которого размещены заряд взрывчатого вещества и дугогасительный наполнитель, отличающийся тем, что взрывной предохранитель снабжен дополнительным разрушаемым тоководом, размещенным коаксиально на полом разрушаемом тоководе и установленным между дополнительными противостоящими электродами, причем дополнительный разрушаемый токовод выполнен с поперечными ослабляющими канавками и зазор между корпусом взрывного предохранителя и дополнительным разрушаемым тоководом заполнен дугогасительным наполнителем с воздушным включением. 2. Взрывной предохранитель по п.1, отличающийся тем, что противостоящие электроды выполнены с дугогасительными контактами. 3. Взрывной предохранитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый из противостоящих электродов и дополнительных противостоящих электродов снабжен отдельной шиной. 4. Взрывной предохранитель по п.1, отличающийся тем, что герметизация корпуса и электродов выполнена с помощью канавок, заполненных полимеризирующимся веществом. 5. Взрывной предохранитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительный разрушаемый токовод выполнен с одной или двумя противостоящими продольными ослабляющими канавками.