ГАЗОВЫЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ ЦЕПИ Российский патент 2014 года по МПК H01H33/915 

Настоящее раскрытие относится к газовому прерывателю цепи.

Как правило, газовый прерыватель цепи расположен на линии передачи электроэнергии, чтобы разъединять линию передачи электроэнергии для проверки линии передачи электроэнергии и других устройств или для защиты линии передачи электроэнергии и устройств нагрузки посредством прерывания тока в ненормальных условиях. В частности, газовый прерыватель цепи может безопасно защитить систему энергоснабжения сверхвысокого напряжения посредством прерывания тока повреждения, вызванного замыканием на землю или коротким замыканием. Более подробно, чтобы прервать ток повреждения в ненормальном состоянии, имеющем жесткие условия, газовый прерыватель цепи сжимает высокоизоляционный дугогасительный газ и впрыскивает дугогасительный газ под высоким давлением через сопло, чтобы погасить формирование дуг, в то время как прерывается ток.

В случае гибридного дугогасительного прерывателя цепи, энергия дуги тока повреждения используется в качестве источника энергии расширительной камеры, чтобы прервать ток повреждения. Для этого на ранней стадии операции прерывания тока гибридного дугогасительного прерывателя цепи необходимо переместить огромное количество газа из компрессионной барокамеры в расширительную камеру.

Фиг.1 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий состояние введения газового прерывателя цепи соответствующего уровня техники, а фиг.2 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий открытое состояние газового прерывателя цепи.

Со ссылкой на фиг.1 и 2, газовый прерыватель цепи соответствующего уровня техники включает в себя прерывающую часть для прерывания тока повреждения, и прерывающая часть состоит из фиксированной части и подвижной части. Когда ток прерывается, фиксированная часть не может перемещаться, а подвижная часть может перемещаться.

Подробно, фиксированная часть включает в себя фиксированный дугогасительный контакт 1 и фиксированный главный контакт 3. Подвижная часть включает в себя сопло 2, подвижный дугогасительный контакт 4, цилиндр 5, расширительную камеру 6, компрессионную барокамеру 7 и часть 8 соединения устройства манипуляции.

В режиме прерывания тока вся подвижная часть перемещается, используя энергию, принятую от устройства управления. В это время компрессионная барокамера 7 сжимается, и, таким образом, газ может впрыскиваться под высоким давлением через расширительную камеру 6 и сопло 2 для прерывания высокого тока повреждения. Газ, впрыскиваемый из компрессионной барокамеры 7, гасит дугу, формирующуюся, когда контакты открыты, то есть дугу, формирующуюся между фиксированным дугогасительным контактом 1 и подвижным дугогасительным контактом 4.

Как описано выше, если газовый прерыватель цепи соответствующего уровня техники содержит дугогасительную часть, разделенную на компрессионную барокамеру 7 и расширительную камеру 6, чтобы использовать энергию дуги для прерывания тока повреждения, значительная энергия расширения необходима для прерывания тока. Следовательно, когда газовый прерыватель цепи изначально устанавливается, огромное количество газа SF₆ подается в компрессионную барокамеру 7, чтобы поддерживать в компрессионной барокамере 7 высокое давление. Однако это увеличивает длину расширения газового прерывателя цепи или площадь поперечного сечения компрессионной барокамеры 7.

Варианты осуществления обеспечивают газовый прерыватель цепи, который может прерывать ток повреждения с меньшей энергией, необходимой для манипуляции.

В одном из вариантов осуществления газовый прерыватель цепи включает в себя: фиксированную часть, включающую в себя фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель; подвижную часть, включающую в себя подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, и второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра; поршень, расположенный во втором фиксированном замыкателе; и двойной компрессионный механизм, выполненный с возможностью перемещения поршня в направлении, противоположном направлению движения подвижной части, когда подвижная часть перемещается, чтобы разделить фиксированный дугогасительный контакт и подвижный дугогасительный контакт для прерывания тока повреждения.

В другом варианте осуществления газовый прерыватель цепи включает в себя: фиксированную часть, включающую в себя фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель; подвижную часть, включающую в себя подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, и второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра, и часть соединения устройства манипуляции; поршень, расположенный во втором фиксированном замыкателе, часть соединения устройства манипуляции, вставляемая через поршень; штифт, выступающий из поверхности части соединения устройства манипуляции; ролик, имеющий конец, с возможностью вращения соединенный с поршнем и сконфигурированный, чтобы вращаться штифтом; и вращательный вал, поддерживающий ролик таким образом, что ролик может вращаться во втором фиксированном замыкателе.

В еще одном варианте осуществления газовый прерыватель цепи включает в себя: фиксированную часть, включающую в себя фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель; подвижную часть, включающую в себя подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, и второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра, и часть соединения устройства манипуляции; поршень, расположенный во втором фиксированном замыкателе, часть соединения устройства манипуляции, вставляемая через поршень; штифт, выступающий из поверхности части соединения устройства манипуляции; ролик, имеющий конец, с возможностью вращения соединенный с поршнем и выполненный так, чтобы вращаться штифтом; и вращательный вал, поддерживающий ролик таким образом, что ролик может вращаться во втором фиксированном замыкателе, при этом, если часть соединения устройства манипуляции перемещается в заданном направлении, чтобы отделить подвижный дугогасительный контакт от фиксированного дугогасительного контакта для прерывания тока повреждения, ролик вращается штифтом на вращательном валу, и таким образом поршень перемещается в направлении, противоположном заданному направлению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий состояние введения газового прерывателя цепи соответствующего уровня техники.

Фиг.2 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий открытое состояние газового прерывателя цепи.

Фиг.3 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий состояние введения газового прерывателя цепи согласно варианту осуществления.

Фиг.4 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий переходное состояние газового прерывателя цепи.

Фиг.5 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий открытое состояние газового прерывателя цепи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В дальнейшем в материалах настоящей заявки будут подробно описаны конструкции и операции газового прерывателя цепи относительно сопроводительных чертежей, на которых показаны примерные варианты осуществления.

Фиг.3 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий состояние введения газового прерывателя 10 цепи согласно варианту осуществления; фиг.4 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий переходное состояние газового прерывателя 10 цепи; а фиг.5 - вид в поперечном сечении, иллюстрирующий открытое состояние газового прерывателя 10 цепи.

Со ссылкой на фиг.3-5, газовый прерыватель 10 цепи текущего варианта осуществления включает в себя фиксированную часть и подвижную часть. Базовая конфигурация газового прерывателя 10 цепи может быть похожа на конфигурацию газового прерывателя цепи связанной области техники. Фиксированная часть включает в себя фиксированный дугогасительный контакт 11 и первый фиксированный замыкатель 12, в котором расположен фиксированный дугогасительный контакт 11. Подвижная часть включает в себя первое сопло 13, в которое вставляется фиксированный дугогасительный контакт 11, цилиндр 22, соединенный с концом первого сопла 13, второй фиксированный замыкатель 21, в котором подвижно расположен цилиндр 22, и поршень 18, подвижно расположенный во втором фиксированном замыкателе 21.

Более подробно, внутренняя часть цилиндра 22 включает в себя расширительную камеру 16 и компрессионную барокамеру 17, которые разделены перегородкой 221. Коммуникационное отверстие 223 сформировано в перегородке 221, чтобы соединить расширительную камеру 16 и компрессионную барокамеру 17.

В цилиндре 22 часть 222 соединения устройства манипуляции проходит от центральной части перегородки 221. Часть 222 соединения устройства манипуляции проходит через компрессионную барокамеру 17 и поршень 18.

Конец первого сопла 13 соединен с концом цилиндра 22. Второе сопло 14 проходит со стороны перегородки 221 по направлению к первому соплу 13. Подвижный дугогасительный контакт 15 расположен во втором сопле 14. Подвижный дугогасительный контакт 15 также проходит от перегородки 221 и расположен близко к внутренней стенке второго сопла 14. В состоянии введения фиксированный дугообразный контакт 11 вставляется в первое сопло 13, а второе сопло 14 поддерживается в контакте с подвижным дугогасительным контактом 15.

Конец поршня 18 соединен с частью 222 соединения устройства манипуляции через двойной компрессионный механизм 19. Двойной компрессионный механизм 19 включает в себя штифт 191, выступающий из поверхности части 222 соединения, ролик 193, шарнирно соединенный с концом поршня 18, используя шарнирный вал 192, и вращательный вал 194, через который ролик 193 с возможностью вращения соединен с внутренней поверхностью второго фиксированного замыкателя 21. Благодаря вращательному валу 194 ролик 193 с возможностью вращения удерживается во втором фиксированном замыкателе 21. Направляющая часть 195 обеспечена в ролике 193, чтобы направлять штифт 191. Направляющая часть 195 может являться углублением или отверстием, сформированным в ролике 193.

В дальнейшем в материалах настоящей заявки будет описано примерное функционирование газового прерывателя 10 цепи согласно варианту осуществления.

Сначала, как показано на фиг.3, в режиме прерывания газового прерывателя 10 цепи вставленная прерывающая часть газового прерывателя 10 цепи вытаскивается по мере того, как подвижная часть выдвигается из фиксированной части посредством энергии устройства манипуляции прерывателя цепи. Таким образом, газовый прерыватель 10 цепи переходит в открытое состояние, показанное на фиг.5, после переходного состояния, показанного на фиг.4.

Подробнее, когда подвижная часть перемещается энергией, прикладываемой устройством манипуляции прерывателя цепи, первое сопло 13 перемещается в правую сторону на фиг.3. Затем фиксированный дугогасительный контакт 11 отделяется от подвижного дугогасительного контакта 15, вызывая дугу высокого напряжения. При переходе из состояния введения в переходное состояние, по мере того как подвижная часть перемещается, часть 222 соединения устройства манипуляции и цилиндр 22 перемещаются в правую сторону на фиг.3. Следовательно, компрессионная барокамера 17 уменьшается в объеме, и, таким образом, давление увеличивается. Затем, когда штифт 191, расположенный на поверхности части 222 соединения устройства манипуляции, перемещается в правую сторону, ролик 193 вращается по часовой стрелке на фиг.3. Когда ролик 193 вращается по часовой стрелке, поршень 18 перемещается в левую сторону на фиг.3.

Когда цилиндр 22 перемещается в правую сторону на фиг.3, компрессионная барокамера 17 сжимается. Вместе с этим, поршень 18 перемещается в левую сторону на фиг.3, когда ролик 193 вращается, и, таким образом, компрессионная барокамера 17 дополнительно сжимается. То есть, когда функционирует двойной компрессионный механизм 19, компрессионная барокамера 17 сжимается двойным компрессионным образом.

Следовательно, когда подвижная часть перемещается на определенное расстояние, благодаря двойному компрессионному механизму 19 компрессионная барокамера 17 может сжиматься до двойной степени сжатия компрессионной барокамеры соответствующего уровня техники. То есть, примерно двойное количество газа, подаваемого в расширительную камеру в известном уровне техники, может подаваться в расширительную камеру 16 через коммуникационное отверстие 223 согласно варианту осуществления. Благодаря этому фиксированный дугогасительный контакт 11 может толкаться вдвое большей силой, и, таким образом, фиксированный дугогасительный контакт 11 может отделяться от подвижного дугогасительного контакта 15 быстрее. В результате, согласно варианту осуществления, ток повреждения может прерываться быстро.

Если давление расширительной камеры 16 становится больше, чем давление компрессионной барокамеры 17, из-за энергии дуги, сформированной, когда фиксированный дугогасительный контакт 11 отделяется от подвижного дугогасительного контакта 15, двойной компрессионный механизм не функционирует. Другими словами, после переходного состояния штифт 191 полностью отделяется от направляющей части 195 ролика 193, и, таким образом, хотя часть 222 соединения устройства манипуляции перемещается дальше в правую сторону, поршень 18 не перемещается в левую сторону. Кроме того, после того как давление расширительной камеры 16 становится больше, чем давление компрессионной барокамеры 17, в режиме прерывания, так как компрессионная барокамера 17 сжата в одном направлении вместо того, чтобы быть сжатой в двух направлениях, энергия, необходимая для перемещения подвижной части, не возрастает.

В открытом состоянии, показанном на фиг.5, так как фиксированный дугогасительный контакт 11 полностью отделен от подвижного дугогасительного контакта 15, внутренняя часть первого сопла 13 соединяется с расширительной камерой 16. Следовательно, дуга высокого напряжения, формируемая, когда фиксированный дугогасительный контакт 11 и подвижный дугогасительный контакт 15 разделяются, может быстро гаситься находящимся под высоким давлением дугогасительным газом, подаваемым в расширительную камеру 16. То есть, дугогасительный газ разряжается из расширительной камеры 16 через проход, сформированный между концом первого сопла 13 и вторым соплом 14. Так как дугогасительный газ разряжается из расширительной камеры 16 под высоким давлением и скоростью, дуга, формируемая, когда фиксированный дугогасительный контакт 11 и подвижный дугогасительный контакт 15 разделяются, может быть быстро погашена. В результате, в дополнение к быстрому исчезновению дуги, передача энергии дуги в расширительную камеру 16 также может быть предотвращена.

Кроме того, согласно варианту осуществления, большое количество газа, сжатого в компрессионной барокамере 17, может подаваться в расширительную камеру 16 в течение короткого времени функционирования прерывателя цепи без необходимости увеличения внутреннего объема компрессионной барокамеры 17 благодаря двойному компрессионному механизму 19.

Как описано выше, согласно вариантам осуществления, чтобы прервать ток повреждения, компрессионная камера сжимается двойным компрессионным образом посредством добавления ролика и подвижной поддержки компрессионной камеры к существующей структуре компрессионной камеры, выполненной так, чтобы сжиматься движением в одну сторону. Следовательно, согласно вариантам осуществления, большее количество газа может подаваться из компрессионной камеры в расширительную камеру, когда подвижная часть перемещается на то же расстояние, как и подвижная часть соответствующего уровня техники. Кроме того, в случае, когда концепции вариантов осуществления применяются к гибридному дугогасительному прерывателю цепи, большее количество газа может подаваться на ранней стадии прерывания тока, в которой газ расширительной камеры расширяется, используя энергию дуги, и, таким образом, ток повреждения может прерываться более эффективно.

Кроме того, согласно вариантам осуществления, так как двойное сжатие выполняется только при начальном движении подвижной части, энергия, необходимая для манипуляции, может быть уменьшена при прерывании тока повреждения. То есть, согласно вариантам осуществления, компрессионная барокамера подвергается двойному сжатию только на ранней стадии функционирования, а затем сжимается одиночным образом посредством смещения подвижной части с тем, чтобы энергия, необходимая для манипуляции, не возрастала во время операции для прерывания тока повреждения.

Хотя варианты осуществления были описаны со ссылкой на некоторое количество его иллюстративных вариантов осуществления, должно быть понятно, что многочисленные другие модификации и варианты осуществления могут быть разработаны специалистами в данной области техники, которые будут подпадать под сущность и объем принципов этого раскрытия. Более точно, различные варианты и модификации возможны в составляющих частях и/или компоновках предметной комбинационной компоновки в пределах объема раскрытия, чертежей и прилагаемой формулы изобретения.

В дополнение к вариантам и модификациям в составляющих частях и/или компоновках альтернативные применения также будут очевидны специалистам в данной области техники.

Газовый прерыватель цепи включает в себя фиксированную часть, подвижную часть, поршень и двойной компрессионный механизм. Фиксированная часть включает в себя фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель. Подвижная часть включает в себя подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, и второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра. Поршень расположен во втором фиксированном замыкателе. Двойной компрессионный механизм выполнен так, чтобы перемещать поршень в направлении, противоположном направлению движения подвижной части, когда подвижная часть перемещается, чтобы разделить фиксированный дугогасительный контакт и подвижный дугогасительный контакт для прерывания тока повреждения. Технический результат - уменьшение энергии, необходимой для выполнения операции прерывания тока повреждения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газовый прерыватель цепи, содержащий:
фиксированную часть, содержащую фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель;
подвижную часть, содержащую подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, и второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра;
поршень, расположенный во втором фиксированном замыкателе; и
двойной компрессионный механизм, выполненный с возможностью перемещения поршня в направлении, противоположном направлению движения подвижной части, когда подвижная часть перемещается, чтобы разделить фиксированный дугогасительный контакт и подвижный дугогасительный контакт для прерывания тока повреждения.

2. Газовый прерыватель цепи по п.1, в котором подвижная часть дополнительно содержит часть соединения устройства манипуляции, проходящую от стороны перегородки, разделяющей внутреннее пространство цилиндра на компрессионную барокамеру и расширительную камеру, при этом часть соединения устройства манипуляции вставляется через поршень, и
в котором подвижный дугогасительный контакт проходит от другой стороны перегородки и располагается в расширительной камере.

3. Газовый прерыватель цепи по п.2, дополнительно содержащий второе сопло, окружающее подвижный дугогасительный контакт.

4. Газовый прерыватель цепи по п.2, в котором конец двойного компрессионного механизма соединен со стороной поршня во втором фиксированном замыкателе в состоянии, в котором конец двойного компрессионного механизма по меньшей мере частично может вращаться, при этом
другой конец двойного компрессионного механизма избирательно соединен с частью соединения устройства манипуляции.

5. Газовый прерыватель цепи, содержащий:
фиксированную часть, содержащую фиксированный дугогасительный контакт и первый фиксированный замыкатель;
подвижную часть, содержащую подвижный дугогасительный контакт, избирательно входящий в контакт с фиксированным дугогасительным контактом, цилиндр, в котором располагается подвижный дугогасительный контакт, второй фиксированный замыкатель, направляющий движение цилиндра, и часть соединения устройства манипуляции;
поршень, расположенный во втором фиксированном замыкателе, причем часть соединения устройства манипуляции вставлена через поршень;
штифт, выступающий из поверхности части соединения устройства манипуляции;
ролик, имеющий конец, с возможностью вращения соединенный с поршнем и выполненный так, чтобы вращаться штифтом; и
вращательный вал, поддерживающий ролик таким образом, что ролик может вращаться во втором фиксированном замыкателе.

6. Газовый прерыватель цепи по п.5, в котором направляющая часть расположена на другом конце ролика с тем, чтобы штифт избирательно захватывался направляющей частью.

7. Газовый прерыватель цепи по п.6, в котором направляющая часть является углублением или отверстием, в которое избирательно захватывается штифт.

8. Газовый прерыватель цепи по п.5, в котором, когда часть соединения устройства манипуляции перемещается, штифт толкает другой конец ролика, чтобы вращать ролик, и
поршень перемещается в направлении, противоположном направлению движения части соединения устройства манипуляции, посредством вращения ролика.

9. Газовый прерыватель цепи по п.8, в котором ролик вращается штифтом до тех пор, пока подвижный дугогасительный контакт не отделится от фиксированного дугогасительного контакта.

10. Газовый прерыватель цепи по п.8, в котором после того, как подвижный дугогасительный контакт отделится от фиксированного дугогасительного контакта, штифт отделяется от ролика.

11. Газовый прерыватель цепи по п.8, в котором поршень перемещается роликом в течение доли периода времени, в котором прерывается ток повреждения.