ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОГЕНЕРИРУЮЩЕГО ТИПА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 2002 года по МПК H01H33/76 

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к дугогасительным устройствам высоковольтных выключателей, предназначенных для включения и отключения токоведущих элементов электроэнергетических систем в нормальных (отключение рабочего тока) и аварийных (отключение тока короткого замыкания) режимах, и тем самым предотвращения аварий в электроэнергетических системах.

Известно дугогасительное устройство [1] , содержащее корпус, заполненный изоляционным газом, в котором размещены неподвижный и подвижный контакты, катушка магнитного дутья, последовательно соединенная с неподвижным контактом. Подвижный контакт выполнен полым, что обеспечивает сообщение объема возникновения дуги с объемом с более низкой температурой.

После размыкания контактов образовавшаяся дуга под действием магнитного поля катушки начинает вращаться по поверхности дугогасительных контактов. Давление газа в зоне горения дуги резко возрастает и он вытекает через внутреннюю полость подвижного контакта, что способствует гашению дуги.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что полый подвижный контакт, пропускающий через себя горячий изоляционный газ, недостаточно его охлаждает, что не обеспечивает эффективную подготовку газовой среды для последующих коммутационных операций.

Недостатком этого устройства также является концентрированное воздействие горячих газов на внутреннюю поверхность корпуса напротив выхлопных отверстий, что не исключает возможности перекрытия по горячим газам на металлический заземленный корпус и ухудшает электрические поверхностные характеристики изоляционного корпуса.

Прототипом предлагаемого дугогасительного устройства является дугогасительное устройство высоковольтного выключателя [2] , которое представляет из себя устройство с вращающейся дугой и дутьем через полый подвижный поступательно перемещающийся контакт. Вращение дуги осуществляется за счет взаимодействия дуги с магнитным полем, создаваемым катушкой. Характерной особенностью устройства является наличие полости, окружающей неподвижный контакт и связанной с полостью межконтактного промежутка кольцевой щелью. Последняя образуется между нижним торцем катушки и обращенной к ней верхней частью кольца, по которому вращается дуга. Благодаря этому поток газа, воздействующий на дугу при отключении, направлен из межконтактного промежутка не только через полый подвижный контакт, но и через неподвижный.

Указанное устройство обладает теми же недостатками, что и предыдущее.

Задачей изобретения является создание дугогасительного устройства автогенерирующего типа высоковольтного выключателя с эффективным охлаждением горячих выхлопных газов.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения:
1) охлаждение выхлопных газов и подготовка газовой среды к последующим коммутационным операциям,
2) уменьшение концентрированного воздействия выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса и тем самым снижение возможности перекрытия по горячим газам (для металлического заземленного корпуса), улучшение электроизоляционных поверхностных характеристик корпуса (для изоляционного корпуса).

Указанный выше технический результат достигается за счет того, что в известном дугогасительном устройстве автогенерирующего типа высоковольтного выключателя, содержащем герметичный изоляционный или металлический заземленный корпус, неподвижный контакт с изоляционной вставкой, полый подвижный контакт с выхлопными отверстиями, размещенный соосно с неподвижным контактом, катушку магнитного дутья, охватывающую неподвижный контакт и электрически включенную с ним параллельно, в полость подвижного контакта установлен рассекатель газа, размещенный по длине подвижного контакта от торцевой, контактирующей с неподвижным контактом части подвижного контакта, на расстоянии, равном заходу в подвижный контакт изоляционной вставки, заканчиваясь у нижней внутренней кромки выхлопных отверстий.

Рассекатель газа может быть выполнен пластинчатым, при этом пластины могут быть расположены в полости подвижного контакта радиально. Рассекатель также может быть выполнен в виде винтовой спирали.

Применение рассекателя позволяет эффективно охладить выхлопные газы за счет дополнительного теплообмена между горячими газами и поверхностями рассекателя и подготовить газовую среду к последующим коммутационным операциям, а также уменьшить концентрированное воздействие выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса и тем самым снизить возможность перекрытия по горячим газам (для металлического заземленного корпуса), улучшить электроизоляционные поверхностные характеристики корпуса (для изоляционного корпуса).

Сопоставительный анализ элегазового дугогасительного устройства с прототипом показывает, что заявляемый объект соответствует критерию изобретения "новизна". Заявленное дугогасительное устройство соответствует и критерию "изобретательский уровень", так как не выявлено источников известности, где был бы описан технический результат, достигаемый настоящим изобретением.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено заявляемое устройство, где:
1 - корпус,
2 - неподвижный контакт,
3 - подвижный контакт,
4 - катушка магнитного дутья,
5 - изоляционная вставка,
6 - контакт,
7 - плита контактная верхняя,
8 - плита контактная нижняя,
9 - рассекатель,
10 - направления движения газа,
11 - выхлопное отверстие,
12 - дуга,
13 - камера дугогасительная,
14 - объем истечения.

В подтверждение критерия промышленной применимости можно рассмотреть пример конкретного исполнения устройства.

Дугогасительное устройство состоит из изоляционного корпуса 1, неподвижного 2 и подвижного 3 контактов, катушки магнитного дутья 4, изоляционной вставки 5, контактов 6, верхней контактной плиты 7, нижней контактной плиты 8 и рассекателя 9.

Устройство работает следующим образом. При отключении дугогасительного устройства происходит размыкание неподвижного 2 и подвижного 3 контактов, и между ними возникает дуга 12, которая при последующем ее удлинении перебрасывается на нижнюю часть верхней контактной плиты 7. При этом включается катушка магнитного дутья 4, последовательно включенная между верхним контактом 6 и нижней частью верхней контактной плиты 7, что приводит к вращению дуги в магнитном поле катушки.

Вращающаяся дуга 12 повышает давление газа в дугогасительной камере 13 за счет подогрева газа движущейся дугой. (Процесс автогенерации).

Перепад давления между дугогасительной камерой 13 и объемом истечения 14 обеспечивает истечение газа через полый подвижный контакт 3 с установленным в нем рассекателем с обдувом дуги, что приводит к ее эффективному гашению.

Заявленное элегазовое дугогасительное устройство позволяет охладить выхлопные газы и подготовить газовую среду к последующим коммутационным операциям, а также уменьшить концентрированное воздействие выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса и тем самым снизить возможность перекрытия по горячим газам (для металлического заземленного корпуса), улучшить электроизоляционные поверхностные характеристики корпуса (для изоляционного корпуса).

Источники информации
1. Элегазовое дугогасительное устройство с вращающейся дугой. Патент США 4256939, НКИ 200-147 R, МКИ Н 01 Н 33/18, заявл. 11.01.78 868621, опубл. 17.03.81 г.

2. Выключатель высокого напряжения. Патент США 442859, НКИ 200-148 В, МКИ Н 01 H 33/18, заявл. 18.06.81 275348, опубл. 24.01.84 г.

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, в частности к выключателям для включения и отключения токоведущих элементов электроэнергетических систем в нормальных и аварийных (отключение тока короткого замыкания) режимах. Дугогасительное устройство содержит корпус, неподвижный контакт, полый подвижный контакт, размещенный в корпусе, катушку магнитного дутья, корпус выполнен изоляционным или металлическим заземленным. В корпусе размещен полый подвижный контакт, внутри которого установлен рассекатель газа. Техническим результатом является охлаждение выхлопных газов и подготовка газовой среды к последующим коммутационным операциям, а также уменьшение концентрированного воздействия выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса и тем самым снижение возможности перекрытия по горячим газам (для металлического заземленного корпуса), улучшение электроизоляционных поверхностных характеристик корпуса (для изоляционного корпуса). 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Дугогасительное устройство автогенерирующего типа высоковольтного выключателя, содержащее корпус, неподвижный контакт с изоляционной вставкой, полый подвижный контакт с выхлопными отверстиями, размещенный соосно с неподвижным контактом, катушку магнитного дутья, охватывающую неподвижный контакт и электрически включенную с ним параллельно, отличающееся тем, что корпус выполнен изоляционным или металлическим заземленным, в полости подвижного контакта установлен рассекатель газа, размещенный по длине подвижного контакта от торцевой контактирующей с неподвижным контактом части подвижного контакта на расстоянии, равном заходу в подвижный контакт изоляционной вставки, заканчиваясь у нижней внутренней кромки выхлопных отверстий. 2. Дугогасительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель газа выполнен пластинчатым. 3. Дугогасительное устройство по пп. 1 или 2, отличающееся тем, что пластины рассекателя газа расположены в полости подвижного контакта радиально. 4. Дугогасительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель газа выполнен в виде винтовой спирали.