ДВОЙНАЯ ТОКОВАЯ ЦЕПЬ ДЛЯ БОЛЬШИХ НОМИНАЛЬНЫХ ТОКОВ Российский патент 2015 года по МПК H01H1/38 

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к оборудованию, используемому при передаче электрической энергии. Более конкретно, - настоящее изобретение относится к прерывателю цепи, который может быть особенно пригодным для высоковольтных систем передачи электрической энергии.

Предшествующий уровень техники

Известны прерыватели цепи, предназначенные для размыкания электрической цепи, то есть, для прерывания в электрической цепи протекания электрического тока. Такие прерыватели цепи устанавливаются в соответствующих электрических цепях, которые предполагается размыкать при наступлении некоторого предопределенного события, происходящего в электрической цепи. Вообще говоря, срабатывание таких прерывателей цепи является ответной реакцией на обнаружение состояния неисправности или тока повреждения. При обнаружении такого состояния неисправности или тока повреждения какой-либо механизм может запустить этот прерыватель цепи таким образом, чтобы он прерывал протекающий через него ток, тем самым прерывая ток, текущий в электрической цепи. Обычно, как только обнаруживается неисправность, контакты внутри прерывателя цепи разъединяются, чтобы разорвать электрическую цепь. Часто чтобы разъединить контакты применяются пружинные устройства, пневматические устройства или некоторые другие средства, использующие механически запасенную энергию. Какая-то часть энергии, необходимая для разъединения контактов, может быть получена из самого тока повреждения. При прерывании текущего в электрической цепи тока, обычно возникает электрическая дуга. Эту дугу необходимо охладить для того, чтобы она погасла или исчезла, чтобы зазор между контактами мог многократно выдерживать напряжение в электрической цепи. Известно использование вакуума, воздуха или изолирующего газа в качестве среды, в которой образуется дуга. Изолирующий газ содержит, например, газ гексафлюорид серы SF₆. После того, как неисправное состояние будет подавлено или исключено, контакты замкнутся, и тем самым протекание тока в электрической цепи может быть восстановлено.

Контакты прерывателя цепи должны быть способны выдерживать токовую нагрузку без чрезмерного нагрева. Кроме того, контакты прерывателя цепи должны быть способны противостоять теплу электрической дуги при разрывании электрической цепи. Контакты, например, выполнены из металлов, таких как медь или серебро, или металлических сплавов, содержащих медь и/или серебро. Охлаждение и/или гашение дуги может происходить в компоненте прерывателя цепи, часто называемом цилиндром выпускного типа или самопродувной камерой. Такой цилиндр выпускного типа обычно соединен с электрической цепью двумя концами через соответствующие секции токовой цепи, часто называемые верхней и нижней линиями тока или секциями токовой цепи. Вообще, максимально возможный непрерывный номинальный ток прерывателя цепи ограничен выбором материала токопроводящих частей в прерывателе цепи.

Существует все возрастающая потребность в прерывателях цепи, имеющих более высокий максимальный непрерывный номинальный ток.

Для того, чтобы увеличить максимально возможный непрерывный номинальный ток прерывателя цепи было предложено увеличить поперечное сечение секций токовой цепи с тем, чтобы достичь уменьшения сопротивления секций токовой цепи. Однако, при расположении секций токовой цепи относительно цилиндра выпускного типа такое решение может потребовать увеличения диаметра цилиндра выпускного типа. Следовательно, такое решение может повлечь за собой относительно высокие стоимости.

Было также предложено оснастить прерыватель цепи дополнительным цилиндром выпускного типа, установленным в параллель к существующему цилиндру выпускного типа для того, чтобы достичь большей поверхности, через которую могло бы производиться охлаждение.

Таким образом, предложенные решения могут повлечь за собой существенную модификацию существующего оборудования. Было бы желательно иметь возможность увеличить максимально возможный непрерывный номинальный ток прерывателя цепи при необходимости лишь относительно небольшой модификации существующего оборудования.

Краткое изложение сущности изобретения

В виду вышеприведенных рассуждений задачей настоящего изобретения является обеспечить прерыватель цепи, выдерживающий повышенный максимально возможный непрерывный номинальный ток.

Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении прерывателя цепи, выдерживающего повышенный максимально возможный непрерывный номинальный ток, при необходимости лишь относительно небольшой модификации существующего оборудования.

Для решения одной или большего количества этих и других задач, предложен прерыватель цепи, в соответствии с независимым пунктом формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения определены зависимыми пунктами формулы изобретения.

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения, предложен прерыватель цепи, включаемый в электрическую цепь. Прерыватель цепи содержит первую секцию токовой цепи и вторую секцию токовой цепи. Каждая из первой и второй секций токовой цепи содержит соответствующий первый конец и соответствующий второй конец. Каждая из первой и второй секций токовой цепи может быть включена в электрическую цепь соответствующим первым концом.

Прерыватель цепи содержит модуль прерывателя цепи, выполненный с возможностью по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока в электрической цепи посредством по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока через этот модуль прерывателя цепи.

Каждая из первой и второй секций токовой цепи может быть подключена к модулю прерывателя цепи соответствующим вторым концом.

По меньшей мере одна из первой и второй секций токовой цепи содержит первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи расположен на удалении относительно поверхности первого элемента секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Одним из замыслов настоящего изобретения является обеспечение такой конфигурации секции токовой цепи, которая имела бы увеличенную площадь поверхности, доступную для охлаждения этой секции токовой цепи, например, посредством конвекции, а также пониженное сопротивление по сравнению, например, с прерывателем цепи, содержащим модуль прерывателя цепи для осуществления прерывания электрического тока и секцию токовой цепи, содержащую один элемент, подключающий этот прерыватель цепи к электрической цепи.

В отличие от секции токовой цепи, содержащей один элемент, конфигурация секции токовой цепи, в соответствии с настоящим изобретением, включает в себя два или более элементов секции токовой цепи, расположенных относительно друг друга таким образом, чтобы они могли увеличить охлаждаемую поверхность и уменьшить сопротивление всей конструкции секции токовой цепи. Это достигнуто посредством по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи, расположенного на удалении относительно поверхности первого элемента секции токовой цепи, и этот по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок поверхности первого элемента секции токовой цепи. Посредством того, что по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи является расположенным на удалении относительно поверхности первого элемента секции токовой цепи, может быть увеличена поверхность, доступная для охлаждения всей конструкции секции токовой цепи. Посредством электрического соединения между по меньшей мере одним вторым элементом секции токовой цепи и первым элементом секции токовой цепи сопротивление всей конструкции секции токовой цепи может быть уменьшено. Тем самым, может быть достигнут больший максимально возможный непрерывный номинальный ток по сравнению, например, с прерывателем цепи, содержащим модуль прерывателя цепи для осуществления прерывания электрического тока и секцию токовой цепи, содержащую один элемент, подключающий этот прерыватель цепи к электрической цепи.

Пространство между по меньшей мере одним вторым элементом секции токовой цепи и поверхностью первого элемента секции токовой цепи, обычно, может быть несколько миллиметров или сантиметров. Это пространство, предпочтительно, является таким, чтобы в зазоре между первым элементом секции токовой цепи и по меньшей мере одним вторым элементом секции токовой цепи разрешалась или обеспечивалась конвекция.

Модуль прерывателя цепи может содержать один или больше компонентов, таких как, но ими не ограничиваясь, электрические контакты, возможно, подвижные, так называемый, цилиндр выпускного типа, так называемая самопродувная камера, пространство набора давления, пространство сжатия или выпускной объем и расширительное пространство. Модуль прерывателя цепи может осуществлять размыкание электрической цепи посредством одного или большего количества таких компонентов, тем самым прерывая протекание электрического тока в электрической цепи и/или производя гашение дуги, возникшей, когда разомкнулась электрическая цепь.

Размыкание электрической цепи или гашение дуги, возникшей, когда электрическая цепь разомкнулась, может быть, например, выполнено способом, аналогичным или подобным описанному в публикации WO96/21234А1.

Как описано выше, по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок поверхности первого элемента секции токовой цепи, то есть, через по меньшей мере один соединительный поверхностный участок или соединительную точку на поверхности первого элемента секции токовой цепи. Следовательно, соединительный поверхностный участок может содержать одну точку поверхности.

Однако, по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через множество различных соединительных поверхностных участков или точек на поверхности первого элемента секции токовой цепи. Это может еще больше увеличить сопротивление всей конструкции секции токовой цепи.

Например, по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть дополнительно электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере второй соединительный поверхностный участок поверхности первого элемента секции токовой цепи, при этом первый соединительный поверхностный участок расположен на первом конце соответствующей одной из первой и второй секции токовой цепи, а второй соединительный поверхностный участок расположен на втором конце соответствующей одной из первой и второй секции токовой цепи или наоборот.

Каждая из первой секции токовой цепи и второй секции токовой цепи и каждый из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи может быть выполнен из соответствующего электропроводящего материала, например, из металлов, таких как медь и/или алюминий, или сплавов, содержащих медь и/или алюминий. Этот перечень не является исчерпывающим.

Электрическое соединение между по меньшей мере одним вторым элементом секции токовой цепи и первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок может быть выполнено, например, приваркой участка по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи к первому элементу секции токовой цепи, или наоборот, по меньшей мере на первом соединительном поверхностном участке. Однако, как известно специалистам, могут быть использованы другие способы выполнения электрического соединения.

В соответствии с первым примером, модуль прерывателя цепи содержит аксиально подвижное полое тело, внутри которого коаксиально по отношению к этому полому телу расположена одна из первой и второй секций токовой цепи. Вышеупомянутая одна из первой и второй секций токовой цепи может содержать первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Следовательно, по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть расположен на удалении относительно внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Полое тело может, например, содержать полый цилиндр, например, цилиндр выпускного типа.

В соответствии со вторым примером, одна из первой и второй секций токовой цепи содержит полое тело, а модуль прерывателя цепи содержит аксиально-подвижное тело, расположенное внутри полого тела упомянутой одной из первой и второй секций токовой цепи, причем, это аксиально-подвижное тело является коаксиально расположенным относительно полого тела одной из вышеупомянутых первой и второй секций токовой цепи. Вышеупомянутая одна из первой и второй секций токовой цепи может содержать первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Следовательно, по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть расположен на удалении относительно внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи может быть электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Аксиально-подвижное тело может, например, содержать аксиально-подвижный цилиндр, например, цилиндр выпускного типа.

Следовательно, модуль прерывателя цепи может, например, содержать цилиндр выпускного типа, при этом любая из первой и второй секций токовой цепи расположена внутри цилиндра выпускного типа в соответствии с вышеприведенным первым примером, или же цилиндр выпускного типа расположен внутри одной из первой и второй секций токовой цепи, в соответствии с вышеприведенным вторым примером.

Для конфигураций, в соответствии с обоими вышеприведенными первым и вторым примерами, может быть обеспечено устройство секции токовой цепи, в соответствии с настоящим изобретением, без существенного изменения модуля прерывателя цепи. Например, может быть сделана менее настоятельной или даже исключена необходимость увеличения диаметра цилиндра выпускного типа для установки дополнительной секции (или секций) токовой цепи устройства секции токовой цепи.

Каждый из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи может содержать трубчатое или цилиндрическое полое тело, концентрично расположенные относительно друг друга.

Например, каждый из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи может содержать металлическую трубку, причем эти металлические трубки имеют различные диаметры и являются концентрично расположенными по отношению одна к другой. Эти металлические трубки могут быть соединены вместе по обоим из соответствующих концов, например посредством сварки, чтобы между ними обеспечить электрическое соединение.

Толщина такой металлической трубки обычно может быть несколько миллиметров или сантиметров, хотя возможны меньшие или большие толщины.

По меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи может содержать по меньшей мере одно из волнообразной поверхности, множества ребер и множества выступов.

Каждая из таких конфигураций может обеспечить еще большее увеличение поверхности, доступной для охлаждения, например, посредством естественной или принудительной конвекции. В свою очередь, еще больше может быть увеличен максимально возможный номинальный постоянный ток.

В контексте настоящего применения под волнообразной поверхностью понимается поверхность, имеющая волнообразное строение и/или внешний вид.

В контексте настоящего применения под ребром понимается выступающее ребро или что-либо подобное на каком-либо элементе или на поверхности, которое проходит от элемента, и которое увеличивает площадь поверхности этого элемента.

Каждая из первой секции токовой цепи и по меньшей мере одной второй секций токовой цепи может проходить вдоль продольного направления. По меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи может содержать множество удлиненных тел, проходящих вдоль продольного направления.

Эти удлиненные тела могут, например, содержать полоски и/или стержни или им подобные элементы.

Множество удлиненных тел может быть распределено по окружности вдоль границы второго конца соответствующей одной из первой и второй секций токовой цепи.

По меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи может содержать множество сквозных отверстий.

Эти сквозные отверстия могут представлять собой каналы, то есть, по возможности полые цилиндрические части соответствующего элемента секции токовой цепи.

Сквозные отверстия могут быть расположены в соответствующем по меньшей мере одном из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи таким образом, чтобы эти сквозные отверстия были распределены по существу равномерно по соответствующему по меньшей мере одному из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи, или в соответствии с каким-либо другим подходящим распределением.

Следовательно, по меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи может быть оснащен вентиляционными отверстиями, которые могут облегчить или даже создать условия, чтобы происходила естественная или принудительная конвекция, тем самым разрешая или делая возможной передачу тепла, выделяющегося в соответствующем элементе секции токовой цепи, от соответствующего элемента секции токовой цепи в его окружение, то есть, в окружение прерывателя цепи. Это, в свою очередь, может увеличить охлаждение соответствующего элемента секции токовой цепи, тем самым, возможно, увеличивая максимально возможный номинальный постоянный ток прерывателя цепи.

Если, например, по меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи содержит множество сквозных отверстий, то в пространстве между первым элементом секции токовой цепи и по меньшей мере одним вторым элементом токовой цепи может иметь место естественная или принудительная конвекция.

Такие сквозные отверстия обычно могут иметь диаметр около 10-15 мм, хотя возможны меньшие или большие диаметры.

Например, количество сквозных отверстий, диаметры соответствующих сквозных отверстий и/или распределение сквозных отверстий на соответствующем одном из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи могут быть такими, чтобы частично или даже полностью удовлетворить требования по охлаждению, например, требования по охлаждению, которые были установлены на основании требуемого максимально возможного непрерывного номинального тока прерывателя цепи.

В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения предложен выключатель, содержащий прерыватель цепи в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с третьим объектом настоящего изобретения предложена система передачи электрической энергии, содержащая электрическую цепь, в которую включен прерыватель цепи в соответствии с настоящим изобретением.

Система передачи электрической энергии может быть системой передачи электрической энергии высокого напряжения. Таким образом, прерыватель цепи, в соответствии с настоящим изобретением, может быть выполнен с возможностью работы в электрических цепях высокого напряжения.

В контексте настоящего применения, особенно в том, что касается применений, связанных с передачей электрической энергии, под "высоким напряжением" обычно понимаются напряжения, превышающие 35 кВ. Однако, прерыватель цепи, в соответствии с настоящим изобретением, может быть выполнен с возможностью работы в электрических цепях, где напряжение равно или меньше чем 35 кВ.

Прерыватель цепи, в соответствии с настоящим изобретением, может быть выполнен с возможностью работы в электрических цепях, где напряжение равно или больше чем 35 кВ.

Соответствующая одна из первой и второй секции токовой цепи может дополнительно содержать по меньшей мере один третий элемент секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно поверхности по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи и электрически соединенный с по меньшей мере одним вторым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок поверхности по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи.

С помощью такой конфигурации поверхность, доступная для охлаждения, например, посредством конвекции, и сопротивление всего устройства секции токовой цепи могут быть, соответственно, еще более увеличено и уменьшено.

В контексте настоящего применения термины "подсоединенный к", или "соединенный с" или "электрически подсоединенный к или соединенный с" не ограничены тем, чтобы быть понятыми как непосредственно подсоединенный к или непосредственно электрически соединенный с, но включают в себя также и функциональные соединения, имеющие промежуточные компоненты. Например, с одной стороны, если выход первого компонента подсоединен ко входу второго компонента, это составляет прямое подсоединение. С другой стороны, если электрический проводник непосредственно подает по существу не измененный электрический сигнал от выхода первого компонента на вход второго компонента альтернативно через один или большее количество дополнительных компонентов, то первый и второй компоненты также соединены между собой. Однако это соединение является функциональным в том смысле, что постепенное или мгновенное изменение в электрическом сигнале на выходе первого компонента приводит к соответствующему или иному изменению в сигнале, который подан во второй компонент.

Дополнительные задачи и преимущества настоящего изобретения описаны в следующем далее тексте посредством иллюстративных вариантов исполнения.

Следует заметить, что настоящее изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков, перечисленным в пунктах формулы изобретения. Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны при рассмотрении приложенных пунктов формулы изобретения и нижеследующего описания. Специалисты в данной области понимают, что разные признаки настоящего изобретения могут быть скомбинированы, образуя варианты исполнения, отличные от тех, которые описаны далее.

Краткое описание чертежей

Далее будут описаны иллюстративные варианты исполнения данного изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, в которых

фиг. 1 есть схематичная структурная схема системы передачи электрической энергии, в соответствии с иллюстративным вариантом исполнения настоящего изобретения;

фиг. 2 и 3 представляют собой схематичные виды сечения прерывателей цепи, в соответствии с иллюстративным вариантом исполнения настоящего изобретения;

фиг. 4 - схематичная структурная схема выключателя, в соответствии с иллюстративным вариантом исполнения настоящего изобретения; и

фиг. 5-8 представляют собой виды сечения секций токовой цепи, в соответствии с иллюстративными вариантами исполнения настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

Теперь настоящее изобретение будет описано более полно со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых показаны иллюстративные варианты исполнения настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение может быть выполнено во многих других видах, и оно не должно рассматриваться как ограниченное показанными здесь вариантами исполнения, наоборот, - эти варианты исполнения приведены как примеры, так что это описание сообщит специалистам в данной области объем настоящего изобретения. Кроме того, по всему описанию одинаковые позиционные обозначения относятся к подобным между собой или похожим элементам или компонентам.

Обратимся к фиг. 1 - на ней показана схематичная структурная схема системы 200 передачи электрической энергии, в соответствии с иллюстративным вариантом исполнения настоящего изобретения. Система 200 передачи электрической энергии содержит электрическую цепь 210, к которой подсоединен прерыватель 100 цепи, в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.

Обратимся теперь к фиг. 2 - на ней показан схематичный вид сечения прерывателя 100 цепи, в соответствии с иллюстративным вариантом исполнения настоящего изобретения. Фиг. 2 показывает вид сечения прерывателя 100 цепи вдоль направления, перпендикулярного оси, или продольного направления 101 прерывателя 100 цепи.

Прерыватель 100 цепи содержит первую секцию 102а токовой цепи и вторую секцию 102b токовой цепи.

Первая секция 102а токовой цепи содержит первый конец 103а и второй конец 104а. Первый конец 103а первой секции 102а токовой цепи подсоединен к электрической цепи (на фиг. 2 не показана, см. фиг. 1) через первый соединительный фланец 108а.

Вторая секция 102b токовой цепи содержит первый конец 103b и второй конец 104b. Первый конец 103b второй секции 102b токовой цепи подсоединен к электрической цепи через второй соединительный фланец 108b.

Прерыватель 100 цепи содержит модуль 105 прерывателя цепи, выполненный с возможностью по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока в электрической цепи посредством по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока через модуль 105 прерывателя цепи. Далее это будет пояснено более подробно.

Каждая из первой и второй секций 102а и 102b токовой цепи может быть подсоединена к модулю 105 прерывателя цепи соответствующим вторым концом 104а, 104b.

В соответствии с изображенным вариантом исполнения, первая секция 102а токовой цепи содержит первый элемент 106а секции токовой цепи и второй элемент 107а секции токовой цепи. Второй элемент 107а секции токовой цепи расположен на удалении относительно поверхности 109а первого элемента 106а секции токовой цепи и раздельно электрически соединен с первым элементом 106а секции токовой цепи через первый участок 110а соединительной поверхности и вторую соединительную поверхность 111а поверхности 109а.

В соответствии с изображенным вариантом исполнения, вторая секция 102b токовой цепи содержит первый элемент 106b секции токовой цепи и второй элемент 107b секции токовой цепи. Второй элемент 107b секции токовой цепи расположен на расстоянии относительно поверхности 109b первого элемента 106b секции токовой цепи и раздельно электрически соединен с первым элементом 106b секции токовой цепи через первый участок 110b соединительной поверхности и вторую соединительную поверхность 111b поверхности 109b.

Хотя, в соответствии с вариантом исполнения, показанным на фиг. 2, каждый из вторых элементов 107а, 107b секции токовой цепи электрически соединен с соответствующим первым элементом 106а, 106b секции токовой цепи через две разные соединительные поверхности 110а, 110b, 111а, 111b, каждый из вторых элементов 107а, 107b секции токовой цепи может быть электрически соединен с соответствующим первым элементом 106а, 106b секции токовой цепи только через одну соединительную поверхность 110а, 110b. Пример такой конфигурации изображен на фиг. 3.

Как показано на фиг. 2 и 3, фиг. 2 и 3 показывают, помимо других, осевые сечения первого элемента 106а секции токовой цепи первой секции 102а токовой цепи и первого элемента 106b секции токовой цепи второй секции 102b токовой цепи.

Как показано на фиг. 2 и 3, толщина первого элемента 106а, 106b секции токовой цепи может быть больше, чем толщина второго элемента 107а, 107b секции токовой цепи. Однако, в соответствии с другими примерами, толщина первого элемента 106а, 106b секции токовой цепи может быть такой же самой или меньше, чем толщина второго элемента 107а, 107b секции токовой цепи.

Теперь, по-прежнему со ссылками на фиг. 2 и 3 будет рассмотрена работа прерывателя 100 цепи. Работа прерывателя цепи 100 может быть похожа на работу прерывателя цепи, описанного в патентной заявке WO96/21234А1.

Прерыватель 100 цепи содержит удлиненный корпус (на фиг. 2 и 3 не показан), выполненный из изолирующего материала, вмещающий в себя компоненты, показанные, соответственно, на фиг. 2 и 3, расположенные между первым и вторым соединительными фланцами 108а, 108b. Этот корпус включает в себя первый и второй соединительные фланцы 108а, 108b. Внутри корпуса содержится изолирующий газ, например, SF₆.

В соответствии с изображенным вариантом исполнения, модуль 105 прерывателя цепи содержит цилиндр выпускного типа, который является продольно подвижным вдоль осевого направления 101 прерывателя 100 цепи.

Модуль 105 прерывателя цепи содержит дугогасящий контакт 112 и главный контакт 115.

Вторая секция 102b токовой цепи содержит дугогасящий контакт 113, который взаимодействует с дугогасящим контактом 112 модуля 105 прерывателя цепи.

Второй конец 104b второй секции 102b токовой цепи содержит участок, который сконфигурирован таким образом, что образует множество контактных пальцев, составляющих неподвижный главный контакт 114 прерывателя 100 цепи. Например, если секция второй токовой цепи содержит трубку или что-либо подобное, в соответствии с изображенным вариантом исполнения, то один конец трубки может быть отформован под давлением и разрезан для образования множества контактных пальцев. Возможны другие конфигурации главного контакта 114.

Первая секция 102а токовой цепи содержит скользящие контактные средства 116, содержащие, например, спиральные пальцы или что-либо подобное, электрически соединяющее модуль 105 прерывателя цепи и первую секцию 102а токовой цепи.

Альтернативно или на выбор, скользящие контактные средства 116 могут быть элементами, отделенными от первой секции 102а токовой цепи.

Модуль 105 прерывателя цепи через рабочий стержень 118 соединен с рабочим устройством (на фиг. 2 и 3 не показано). Это рабочее устройство сконфигурировано с возможностью осевого смещения модуля 105 прерывателя цепи посредством рабочего стержня 118 между закрытым положением, в котором электрическая цепь замкнута, и открытым положением, в котором электрическая цепь разорвана. Открытое положение показано на фиг. 2 и 3. Это рабочее устройство может быть выполнено с возможностью осевого смещения модуля 105 прерывателя цепи из закрытого положения в открытое положение в ответ на обнаружение неисправного состояния или тока повреждения в электрической цепи.

Во время работы внутри прерывателя 100 цепи, модуль 105 прерывателя цепи посредством рабочего стержня 118 продольно смещается вдоль осевого направления 101 от второй секция 102b токовой цепи, и тем самым главные контакты 114 и 115 становятся разомкнутыми. Таким образом, ток передается или коммутируется через дуговые контакты 112 и 113. Когда эти контакты 112 и 113 становятся разомкнутыми, между ними возникает дуга.

Как показано на фиг. 2 и 3, во время осевого смещения модуля 105 прерывателя цепи вдоль осевого направления 101 от второй секции 102b токовой цепи, сначала становятся разомкнутыми главные контакты 114 и 115, а затем после дальнейшего осевого смещения модуля 105 прерывателя цепи вдоль осевого направления 101 от второй секции 102b токовой цепи становятся разомкнутыми дугогасящие контакты 112 и 113. Таким образом, главные контакты 114 и 115, которые, следовательно, размыкаются раньше дугогасящих контактов 112 и 113, когда они разомкнуты, не подвергаются воздействию дуги.

Когда модуль 105 прерывателя цепи имеет осевое смещение вдоль осевого направления 101 от второй секции 102b токовой цепи, заключенный в цилиндре выпускного типа изолирующий газ сжимается и принудительно испускается из наконечника 120 через дугогасящий контакт 112. Когда дугогасящие контакты 112 и 113 становятся разомкнутыми, между ними возникает дуга.

Ток в электрической дуге обычно изменяется по синусоидальной кривой мощность-частота, и когда величина тока приближается к пересечению нуля, из цилиндра выпускного типа через наконечник 120 начинает вытекать изолирующий газ. Под воздействием потока изолирующего газа дуга охлаждается. Затем, когда величина тока приближается к следующему пересечению нуля, дуга гаснет. Тем самым электрический ток через электрическую цепь становится прерванным.

В последствии, то есть, после того, как в электрической цепи неисправное состояние или ток повреждения будет устранен, модуль 105 прерывателя цепи посредством рабочего стержня 118 будет продольно смещен вдоль осевого направления 101 в направлении второй секции 102b токовой цепи, и тем самым сначала замыкаются дугогасящие контакты 112 и 113, а затем замыкаются главные контакты 114 и 115. Это приводит к восстановлению протекания электрического тока в электрической цепи.

Цилиндр выпускного типа позже может быть вновь заполнен изолирующим газом. Изолирующий газ может быть подан, например, в ограничивающую камеру.

Фиг. 2 и 3 отсылают к вариантам исполнения, в которых модуль 105 прерывателя цепи содержит цилиндр выпускного типа. То есть, на фиг. 2 и 3 изображены прерыватели цепи выпускного типа или самопродувные прерыватели цепи. Однако следует понимать, что настоящее изобретение может быть применимо ко всем типам прерывателей цепи, использующих для гашения дуги, возникающей при прерывании электрического тока в электрической цепи, изолирующий газ, например, SF₆. Например, можно представить, что настоящее изобретение может быть применимо к прерывателям цепи с тепловой продувочной камерой.

Теперь обратимся к фиг. 4 - на ней показана схематичная структурная схема выключателя 220, содержащего прерыватель 100 цепи, в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.

Теперь обратимся к фиг. 5-8, - на них показаны схематичные виды сечения секций 102а токовой цепи в прерывателе цепи, в соответствии с соответствующими иллюстративными вариантами исполнения настоящего изобретения. Другие компоненты прерывателя цепи, не являющиеся секцией 102а токовой цепи, на фиг. 5-8 не показаны. Каждая из фиг. 5-8 показывает вид сечения секций 102а токовой цепи вдоль направления, перпендикулярного оси, или продольного направления 101 прерывателя цепи.

Обратимся теперь к фиг. 5, - секция 102а токовой цепи содержит первый элемент 106а секции токовой цепи и второй элемент 107а секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно поверхности 109а первого элемента 106а секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом 106а секции токовой цепи через два разных участка поверхности 109а. В соответствии с изображенным вариантом исполнения, каждый из первого элемента 106а секции токовой цепи и второго элемента 107а секции токовой цепи имеет полое цилиндрическое тело, расположенные концентрически относительно друг друга.

Обратимся теперь к фиг. 6 - первый элемент 106а секции токовой цепи содержит множество сквозных отверстий 122.

Альтернативно или на выбор, второй элемент 107а секции токовой цепи может содержать множество сквозных отверстий (на фиг. 6 не показаны).

Обратимся теперь к фиг. 7 - второй элемент 107а секции токовой цепи содержит волнообразную поверхность 124.

Обратимся теперь к фиг. 8 - второй элемент 107а секции токовой цепи содержит множество выступов 126. На фиг. 8 лишь некоторые из выступов 126 обозначены ссылочными позициями.

В заключение описан прерыватель цепи, содержащий и секцию первой токовой цепи, и секцию второй токовой цепи. По меньшей мере одна из первой и второй секций токовой цепи содержит первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи расположен на удалении относительно поверхности первого элемента секции токовой цепи. По меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный участок поверхности первого элемента секции токовой цепи.

Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано в деталях в приложенных чертежах и в предшествующем описании, эти иллюстрация и описание и должны рассматриваться как иллюстративные или приведенные в качестве примера, но не как ограничивающие: настоящее изобретение не сводится к описанным вариантам исполнения. Специалистами в данной области при практической работе с заявленным изобретением в результате изучения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения могут быть придуманы и внесены другие изменения в раскрытые варианты исполнения. Простой факт, что некоторые элементы повторяются во взаимно различных пунктах, не означает, что для получения положительного эффекта не может быть использована комбинация этих элементов. Любые ссылочные знаки в пунктах формулы изобретения не должны истолковываться как ограничивающие его объем.

Изобретение относится к двойной токовой цепи больших номинальных токов. Прерыватель (100) цепи содержит первую секцию (102а) токовой цепи и вторую секцию (102b) токовой цепи. По меньшей мере одна из первой и второй секций (102а, 102b) токовой цепи содержит первый элемент (106а, 106b) секции токовой цепи; и, по меньшей мере, один второй элемент (107а, 107b) секции токовой цепи. По меньшей мере, один второй элемент (107а, 107b) секции токовой цепи расположен на удалении относительно поверхности (109а, 109b) первого элемента (106а, 106b) секции токовой цепи. По меньшей мере, один второй элемент (107а, 107b) секции токовой цепи является электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи (106а, 106b) через, по меньшей мере, первый соединительный поверхностный участок (110а, 110b) поверхности (109а, 109b) первого элемента (106а, 106b) секции токовой цепи. Техническим результатом является увеличение максимально возможного непрерывного номинального тока. 3 н. и 8 з. п.ф-лы, 8 ил.

1. Прерыватель (100) цепи, подключаемый к электрической цепи (210), причем прерыватель цепи, содержащий:
- первую секцию (102а) токовой цепи и вторую секцию (102b) токовой цепи, при этом каждая из первой и второй секций токовой цепи содержит соответствующий первый конец (103а, 103b) и соответствующий второй конец (104а, 104b), причем каждая из первой и второй секций токовой цепи может быть подключена к электрической цепи соответствующим первым концом; и
- модуль (105) прерывателя цепи, выполненный с возможностью по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока в электрической цепи посредством по меньшей мере мгновенного управляемого прерывания протекания электрического тока через этот модуль прерывателя цепи, причем каждая из первой и второй секций токовой цепи может быть подключена к модулю прерывателя цепи соответствующим вторым концом;
в котором каждая из первой и второй секций токовой цепи содержит
- первый элемент (106а, 106b) секции токовой цепи; и
- по меньшей мере один второй элемент (107а, 107b) секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно поверхности (109а, 109b) первого элемента секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок (110а, 110b) упомянутой поверхности первого элемента секции токовой цепи.

2. Прерыватель цепи по п.1, в котором модуль прерывателя цепи содержит аксиально подвижное полое тело, внутри которого коаксиально по отношению к этому полому телу расположена одна из первой и второй секций токовой цепи, при этом одна из первой и второй секций токовой цепи содержит первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок упомянутой внутренней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

3. Прерыватель цепи по п.1, в котором одна из первой и второй секций токовой цепи содержит полое тело и в котором модуль прерывателя цепи содержит аксиально подвижное тело, расположенное внутри полого тела упомянутой одной из первой и второй секций токовой цепи, причем это аксиально подвижное тело является коаксиально расположенным относительно полого тела одной из первой и второй секций токовой цепи, упомянутая одна из первой и второй секций токовой цепи содержит первый элемент секции токовой цепи и по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи, расположенный на удалении относительно внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи и являющийся электрически соединенным с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере первый соединительный поверхностный участок упомянутой внешней поверхности первого элемента секции токовой цепи.

4. Прерыватель цепи по любому из пп.1-3, в котором по меньшей мере один второй элемент секции токовой цепи электрически соединен с первым элементом секции токовой цепи через по меньшей мере второй соединительный поверхностный участок (111а, 111b) упомянутой поверхности первого элемента секции токовой цепи, в котором первый соединительный поверхностный участок расположен на первом конце соответствующей одной из первой и второй секций токовой цепи, а второй соединительный поверхностный участок расположен на втором конце соответствующей одной из первой и второй секций токовой цепи или наоборот.

5. Прерыватель цепи по п.1, в котором каждый из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи содержит трубчатое или цилиндрическое полое тело, концентрично расположенное относительно друг друга.

6. Прерыватель цепи по п.1, в котором по меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи содержит по меньшей мере одно из волнообразной поверхности (124), множества ребер и множества выступов (126).

7. Прерыватель цепи по п.1, в котором каждая из первой секции токовой цепи и по меньшей мере одной второй секции токовой цепи проходит вдоль продольного направления и в котором по меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента токовой цепи содержит множество удлиненных тел, проходящих вдоль продольного направления.

8. Прерыватель цепи по п.7, в котором множество удлиненных тел распределены по окружности вдоль границы второго конца соответствующей одной из первой и второй секций токовой цепи.

9. Прерыватель цепи по п.1, в котором по меньшей мере один из первого элемента секции токовой цепи и по меньшей мере одного второго элемента секции токовой цепи содержит множество сквозных отверстий (122).

10. Выключатель (220), содержащий прерыватель (100) цепи по любому из пп.1-9.

11. Система (200) передачи электрической энергии, содержащая электрическую цепь (210), в которую включен прерыватель (100) цепи по любому из пп.1-9.