УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ БЛОК ПРЕРЫВАТЕЛЯ СИЛОВОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК H01H33/58 

Изобретение относится к устройству, содержащему блок прерывателя силового переключателя с коммутационным промежутком, расположенным между первым и вторым дугогасительным контактным элементом, и с каналом коммутационного газа, сообщающимся, с одной стороны, с коммутационным промежутком, а с другой стороны с отверстием выпуска коммутационного газа блока прерывателя силового переключателя, который по меньшей мере на участках ограничен первой и второй трубчатыми секциями, которые перекрываются в осевом направлении друг с другом на участке перекрытия и имеют в своих боковых поверхностях соответствующие разгрузочные отверстия.

Такое устройство известно, например, из промышленного образца Германии DE 1 889 068. Там раскрыт блок прерывателя силового переключателя в виде трубчатой дугогасительной камеры, которая между дугогасительными контактными элементами имеет коммутационный промежуток. Чтобы коммутационный газ, создаваемый в коммутационном промежутке, выпускать наружу, представленное там устройство оснащено каналом коммутационного газа, который сообщается, с одной стороны, с коммутационным промежутком, а с другой стороны, - с отверстием выпуска коммутационного газа имеющейся там трубчатой дугогасительной камеры. Канал коммутационного газа на участках ограничен несколькими трубчатыми секциями, которые перекрываются в осевом направлении друг с другом и образуют участок перекрытия. В боковых поверхностях трубчатых секций находятся соответствующие разгрузочные отверстия.

При этом в известном устройстве предусмотрено использование множества трубчатых секций, каждая из которых имеет ряд разгрузочных отверстий, которые расположены в осевом направлении заподлицо с соответствующей боковой поверхностью. Трубчатые секции расположены коаксиально оси, причем разгрузочные отверстия отдельных трубчатых секций повернуты вокруг оси относительно друг друга. Непосредственное перетекание коммутационного газа из одного разгрузочного отверстия в другое разгрузочное отверстие предотвращается. Таким образом, также вынуждается частое отклонение коммутационного газа. Тем самым, хотя достигается хорошее завихрение коммутационного газа, однако также увеличивается сопротивление потока канала коммутационного газа.

Высокое сопротивление потока противодействует быстрому отводу больших количеств коммутационного газа.

В этом отношении задачей настоящего изобретения является таким образом выполнить устройство с блоком прерывателя силового переключателя, что коммутационный газ может отводиться эффективным образом.

В соответствии с изобретением эта задача решается в устройстве вышеназванного типа тем, что свободные проходные разгрузочные отверстия в первой и во второй трубчатых секциях аксиально смещены относительно друг друга.

Блок прерывателя силового переключателя является частью электрического коммутационного аппарата. Блок прерывателя силового переключателя имеет активные части электрического коммутационного аппарата, чтобы прерывать электрический ток или включать электрический ток. Блок прерывателя силового переключателя имеет для этой цели, например, дугогасящие контактные элементы, на которые проводятся обычно возникающие в процессах коммутации электрические дуги включения или отключения. Наряду с дугогасящими контактными элементами могут также предусматриваться контактные элементы номинального тока, так что функциональность проведения тока, а также проведения электрической дуги разделяется на контактные элементы номинального тока и дугогасящие контакты. Между дугогасящими контактными элементами образуется коммутационный промежуток, внутри которого направляется электрическая дуга включения и выключения. Коммутационный промежуток служит для приведения в гальванический контакт дугогасящих контактных элементов или разъединения дугогасящих контактных элементов. Для этого дугогасящие контактные элементы выполнены подвижными относительно друг друга. При этом канал коммутационного газа сообщается с коммутационным промежутком, так что возникающий в коммутационном промежутке коммутационный газ может отводиться из коммутационного промежутка. В отсутствие такого канала коммутационного газа в условиях генерации коммутационного газа в коммутационном промежутке могло бы произойти нежелательное повышение давления, которое в конечном счете могло бы привести к разрушению блока прерывателя силового переключателя. Коммутационный газ может, например, ввиду термического действия электрической дуги, образовываться из изолирующего флюида. Кроме того, коммутационный газ может также образовываться за счет испарения твердых веществ, таких как изолирующие материалы или проводящие материалы. Коммутационный газ обычно имеет повышенную температуру и испытывает, ввиду повышения температуры, также увеличение объема.

В коммутационном промежутке находится, например, электроизолирующий флюид, который обтекает коммутационный промежуток и окружает электрически активные части блока прерывателя. Электроизолирующий флюид служит при этом для электрической изоляции активных частей и обтекает блок прерывателя силового переключателя. Подобный флюид имеет преимущество, состоящее в том, что после возникновения электрической дуги канал электрической дуги самостоятельно вновь заполняется незагрязненным электроизолирующим флюидом. При этом говорят о так называемой самовосстанавливающейся электрической изоляции. В качестве электроизолирующего флюида могут использоваться, например, электроизолирующие газы или электроизолирующие жидкости, такие как масла, сложные эфиры и т.д. В качестве подходящих электроизолирующих газов хорошо зарекомендовали себя шестифтористая сера (элегаз), азот, а также смеси с этими газами. Предпочтительным образом, электроизолирующий флюид должен омывать под избыточным давлением блок прерывателя силового переключателя. Избыточное давление повышает электрическую изоляционную прочность флюида.

Канал коммутационного газа сообщается с коммутационным промежутком и соединяет коммутационный промежуток с выпускным отверстием коммутационного газа, которое находится на периферии блока прерывателя силового переключателя. Таким образом, находящийся в коммутационном промежутке под избыточным давлением коммутационный газ может по каналу коммутационного газа направляться через блок прерывателя по определенному пути к выпускному отверстию коммутационного газа, чтобы там вытекать в окружающую среду блока прерывателя силового переключателя. Окружающая среда блока прерывателя силового переключателя заполнена, например, флюидом, с которым коммутационный газ, выходящий из выпускного отверстия коммутационного газа, может завихряться и перемешиваться. Этот флюид может быть идентичным флюиду, находящемуся внутри блока прерывателя силового переключателя и находится с ним в соединении. Канал коммутационного газа может проводиться внутри блока прерывателя силового переключателя, например внутри участка перекрытия, который образован перекрытием двух трубчатых секций. Участок перекрытия продолжается в осевом направлении. При этом первая трубчатая секция имеет меньшее поперечное сечение, чем вторая трубчатая секция, так что со стороны внешней боковой поверхности на внутренней первой трубчатой секции и стороны внутренней боковой поверхности на внешней второй трубчатой секции ограничен кольцеобразный участок канала коммутационного газа, который может служить проведению и направлению коммутационного газа. Тем самым канал коммутационного газа в области перекрытия трубчатых секций имеет кольцеобразное поперечное сечение. Предпочтительным образом, трубчатые участки должны иметь соответственно сходные поперечные сечения, так что образуется кольцеобразное поперечное сечение с параллельно проходящими кромками тела. Предпочтительным образом трубчатые секции должны иметь соответственно сечения в форме кругового кольца, так что ограниченный на участке перекрытия участок канала коммутационного газа имеет поперечное сечение в форме кругового кольца. Трубчатые секции должны иметь на участке их перекрытия сходные друг с другом поперечные сечения. За счет расположения разгрузочных отверстий в боковых поверхностях трубчатых секций создается возможность, наряду с осевым направлением коммутационного газа внутри трубчатых участков, также радиального истечения коммутационного газа через стенки трубчатых секций. Осевой сдвиг разгрузочных отверстий в первой и второй трубчатых секциях по отношению друг к другу обеспечивает возможность радиального выпуска коммутационного газа через разгрузочные отверстия, причем предотвращается непосредственный выпуск коммутационного газа из разгрузочного отверстия одной трубчатой секции в разгрузочное отверстие другой трубчатой секции. Таким образом, гарантируется то, что разгрузочное отверстие, которое является свободным для протекания, перекрывается стенкой другой трубчатой секции. Далее, гарантируется, что коммутационный газ перед втеканием в разгрузочное отверстие отклоняется радиально, или что коммутационный газ посыле выхода из разгрузочного отверстия отклоняется аксиально.

В проекции в проходном направлении разгрузочного отверстия, таким образом, всегда обеспечивается перекрытие посредством стенки соответствующей другой трубчатой секции. Таким образом, в проходном направлении перед/после каждого свободного проходного разгрузочного отверстия имеется отражательная поверхность. Тем самым гарантируется эффективное завихрение и перемешивание коммутационного газа с находящимся внутри канала коммутационного газа изолирующим флюидом. Осевой сдвиг может быть сконфигурирован таким образом, что почти по всей длине трубчатых секций расположены соответствующие разгрузочные отверстия, причем осевой сдвиг вынужденным образом обеспечивается посредством закрытия по потребности отдельных разгрузочных отверстий. Кроме того, также может быть предусмотрено, что группа разгрузочных отверстий в первой или второй трубчатой секции расположены с разнесением в осевом направлении относительно группы разгрузочных отверстий во второй или первой трубчатой секции.

Посредством осевого сдвига обеспечивается возможность истечения коммутационного газа в радиальных направлениях, так что увеличенные количества коммутационного газа могут пропускаться в течение короткого промежутка времени через канал коммутационного газа, причем, несмотря на завихрение и отклонение коммутационного газа, сопротивление потока подвергается лишь ограниченному увеличению сопротивления потока. Может быть предусмотрено, что свободные проходные разгрузочные отверстия находятся в осевой последовательности многократно попеременно в первой и второй трубчатой секции. Также может быть предусмотрено, что в трубчатых секциях только на торцевом конце участка перекрытия одна трубчатая секция имеет свободные проходные разгрузочные отверстия, в то время как другая трубчатая секция имеет свободные проходные разгрузочные отверстия на другом торцевом конце участка перекрытия. На торцевых концах могут находиться соответствующие группы свободных проходных разгрузочных отверстий на первой или второй трубчатой секции.

Еще один предпочтительный вариант может предусматривать, что по отношению к осевому направлению внутри участка перекрытия на азимутальной траектории соответственно только одна из трубчатых секций имеет свободные проходные разгрузочные отверстия.

Посредством определения одной или нескольких азимутальных траекторий относительно осевого направления, по отношению к которому также могут быть, например, коаксиально расположены выполненные в форме полого цилиндра трубчатые секции, а также допущения наличия проходных разгрузочных отверстий соответственно только на одной из обеих трубчатых секций обеспечивается предотвращение радиально выровненных проходных разгрузочных отверстий в обеих трубчатых секциях. Для этого предоставлена отражательная стенка над/перед соответствующим проходным разгрузочным отверстием, на которой выходящий из разгрузочного отверстия коммутационный газ отклоняется или осуществляется приток коммутационного газа в проходное разгрузочное отверстие при изменении направления течения. Тем самым возможно эффективное завихрение и охлаждение коммутационного газа. Кроме того, таким образом дается возможность несколько разгрузочных отверстий поместить на азимутальной траектории внутри трубчатого тела и таким образом обеспечить возможность отклонения коммутационного газа во многих радиальных направлениях на азимутальной траектории. Тем самым может предоставляться в распоряжение большее полное поперечное сечение посредством нескольких разгрузочных отверстий, чтобы разрешить протекать большим объемам коммутационного газа через канал коммутационного газа и при этом обуславливать благоприятное охлаждение. Так может быть, например, предусмотрено, что в обеих охватывающих друг друга трубчатых секциях расположены несколько азимутальных траекторий, которые обеспечивают возможность истечения коммутационного газа. Эти азимутальные траектории могут размещаться со сдвигом в осевом направлении по отношению друг к другу попеременно в первой и второй трубчатых секциях. Однако также может быть предусмотрено, что группы разгрузочных отверстий расположены в первой или второй трубчатых секциях со смещением в осевом направлении по отношению друг к другу, так что отклонение коммутационного газа в радиальном направлении обеспечивается в первой трубчатой секции, а затем осуществляется дополнительное отклонение коммутационного газа в осевом направлении, и затем он может вновь протекать в радиальном направлении через разгрузочное отверстие второй трубчатой секции.

Наряду с применением двух охватывающих друг друга трубчатых секций, которые ограничивают в пределах участка перекрытия канал коммутационного газа со стороны боковой поверхности, может также предусматриваться применение выступающего над ним некоторого количества перекрывающих друг друга трубчатых секций, так что создается несколько следующих друг за другом в форме оболочек секций канала коммутационного газа, которые на том же самом аксиально проходящем участке перекрытия следуют радиально друг над другом. Соответственно, при применении более чем двух трубчатых секций осевой сдвиг свободных проходных разгрузочных отверстий может относиться к непосредственно смежно расположенным друг к другу трубчатым секциям, которые совместно ограничивают участок канала коммутационного газа. Другие, не являющиеся непосредственно смежными трубчатые секции могут, при обстоятельствах, иметь расположенные выровненными на той же самой азимутальной траектории разгрузочные отверстия, причем посредством расположенной между ними трубчатой секции, которая может располагаться по отношению к обеим другим трубчатым секциям соответственно непосредственно смежным образом, формируется отражательная стенка.

Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что по меньшей мере в одной из трубчатых секций, в частности, многие разгрузочные отверстия закрыты каркасным телом.

За счет применения каркасного тела становится возможным закрыть разгрузочные отверстия в по меньшей мере одной из трубчатых секций. Так, например, может предусматриваться, что, в зависимости от ожидаемого объема коммутационного газа или достижимой мощности охлаждения, должно действовать различное количество разгрузочных отверстий. За счет использования каркасных тел является возможным ограничить свободную проходимость разгрузочных отверстий и позволить работать только ограниченному количеству разгрузочных отверстий в блоке прерывателя силового переключателя. За счет регулирования каркасных тел является возможным, при остающихся теми же самыми трубчатых секциях, изменять их мощность охлаждения за счет переменного ограждения или переменного перекрытия разгрузочных отверстий. Кроме того, за счет перекрытия разгрузочных отверстий можно управлять характеристикой течения коммутационного газа внутри канала коммутационного газа. В качестве каркасных тел могут применяться, например, тела кольцевой формы, которые сдвигаются на или в трубчатые секции, так что по меньшей мере одна или, в частности, обе трубчатые секции на участках перекрываются одним или несколькими телами кольцевой формы. При этом поперечное сечение трубчатого тела следует выбирать по возможности комплементарным по форме к соответствующей трубчатой секции. Так каркасное тело может быть насажено, например, со стороны внешней боковой поверхности на трубчатую секцию. Однако также может быть предусмотрено, что каркасное тело вставляется в трубчатую секцию со стороны внутренней боковой поверхности. За счет комплементарности форм получается тесное прилегание каркасных тел к соответствующей трубчатой секции, так что осуществляется по возможности плотное перекрытие и замыкание разгрузочных отверстий. За счет варьирующегося размера каркасных тел количество закрытых разгрузочных отверстий может варьироваться. Кроме того, положение каркасного тела может варьироваться относительно трубчатого тела. Кроме того, может быть предусмотрено, что по меньшей мере одно каркасное тело служит удерживанию или позиционированию трубчатой секции на блоке прерывателя силового переключателя.

Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что трубчатые секции соответственно со стороны конца охватываются каркасным телом, и каркасные тела с противоположных направлений выступают на участок перекрытия таким образом, что каркасные тела заканчиваются на общей, обходящей вокруг осевого направления траектории.

Каркасные тела могут, например, располагаться на обеих трубчатых секциях, соответственно, со стороны конца, причем каркасные тела могут при этом служить для удерживания и позиционирования трубчатых секций. Таким образом, является возможным обе трубчатые секции, например, посредством каркасных тел ориентировать коаксиально друг к другу и устанавливать ход канала коммутационного газа. Если трубчатые секции теперь соответственно оснащены каркасными телами с концевых сторон, причем каркасные тела расположены, соответственно, на противоположных концах относительно радиального направления трубчатых тел, то создается возможность подводить участок каркасных тел, закрывающий разгрузочные отверстия, с противоположных концов в расположенную между концами трубчатого тела среднюю область участка перекрытия. Тем самым противоположно ориентированные друг к другу концы, а именно концевые стороны трубчатых секций, накрываются или перекрываются каркасными телами, так что только не противоположные каркасным телам участки трубчатых тел с находящимися там разгрузочными отверстиями могут служить радиальному пропусканию коммутационного газа. Окружная траектория может проходить замкнутым образом вокруг осевого направления и иметь различные формы. Например, траектория может иметь круговую форму, эллиптическую форму, волновую форму, пилообразную форму и т.д. Каркасные тела подходят с противоположных направлений комплементарно по форме к этой траекторию и заканчиваются у нее. Траектория может проходить, например, азимутально. Ввиду разнесения трубчатых тел относительно друг друга столкновение с траекторией должно устанавливаться только в проекции поперек, в частности радиально к осевому направлению. Траектория представляет собой, таким образом, виртуальную комплементарную по форме стыковочную кромку. Коммутационный газ может, таким образом, в области окружной траектории на коротком пути из одного разгрузочного отверстия одной трубчатой секции переходить в разгрузочное отверстие другой трубчатой секции, причем протекание коммутационного газа при переходе имеет осевое направление течения. Тем самым при столкновении с траекторией создается возможность проведения коммутационного газа сначала внутри первой трубчатой секции центрированным образом, так как коммутационный газ, ввиду перекрытия разгрузочных отверстий посредством каркасных тел, сначала не может отклоняться в радиальных направлениях и только в последующей секции может перетекать в радиальном направлении. Дальнейшее радиальное протекание коммутационного газа предотвращается посредством второй трубчатой секции или каркасного тела, которое перекрывает находящиеся во второй трубчатой секции разгрузочные отверстия. Поэтому сначала вновь вынужденным образом устанавливается осевое протекание. Соответственно, после прохождения перекрытия второго каркасного тела снова предусматривается радиальное отклонение через разгрузочные отверстия внутри второго трубчатого тела. Таким образом, может создаваться отклонение коммутационного газа на 180°, причем канал коммутационного газа имеет меандровый профиль.

За счет применения каркасных тел является возможным, например, трубчатые тела, имеющие проходные разгрузочные отверстия, частично перекрывать посредством каркасных тел, причем каркасные тела соответственно в осевом направлении охватывают только часть общего участка перекрытия обеих трубчатых секций.

Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что по меньшей мере одна из трубчатых секций имеет перфорированный лист с расположенными симметрично в трубчатой секции разгрузочными отверстиями.

Использование перфорированного листа позволяет отформовывать трубчатые тела стандартизованным образом и в их боковой поверхности осуществлять по возможности симметричное распределение множества разгрузочных отверстий. Например, разгрузочные отверстия могут структурировать перфорированный лист в виде сетки, так что между разгрузочными отверстиями возникает множество пересекающихся перемычек, которые гарантируют крутильную жесткость трубчатого тела. Например, разгрузочные отверстия могут соответственно располагаться на азимутальных траекториях симметрично распределенным образом, причем разгрузочные отверстия в осевом направлении ориентированы линейно выровненным образом. В этом случае перемычки пересекаются под прямым углом. Однако может предусматриваться, что распределение разгрузочных отверстий осуществляется на непосредственно смежных азимутальных траекториях со смещением относительно друг друга. В этом случае перемычки не пересекаются под прямым углом. Трубчатое тело может формоваться, например, путем прокатки, гибки и т.д. перфорированной листовой пластины.

Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что блок прерывателя силового переключателя окружен герметизирующим корпусом.

Расположение блока прерывателя силового переключателя внутри герметизирующего корпуса позволяет выполнять герметизирующий корпус герметичным образом, так что электроизоляционный флюид, омывающий или обтекающий блок прерывателя силового переключателя, герметизируется, и случайное улетучивание этого электроизоляционного флюида в значительной степени подавляется. Герметизирующий корпус, таким образом, представляет собой барьер для электроизоляционного флюида и может быть выполнен в виде выдерживающего давление герметизирующего корпуса, так что находящийся внутри герметизирующего корпуса электроизоляционный флюид также может нагружаться давлением, повышенным по сравнению с давлением окружающей среды герметизирующего корпуса. Герметизирующий корпус окружает блок прерывателя силового переключателя, причем внутренность герметизирующего корпуса определяет окружающую среду блока прерывателя силового переключателя. Канал коммутационного газа, который соединяет коммутационный промежуток с окружающей средой блока прерывателя силового переключателя, представляет собой, таким образом, соединение коммутационного промежутка через канал коммутационного газа, а также выпускное отверстие коммутационного газа с внутренностью герметично замкнутого герметизирующего корпуса. Тем самым создается возможность того, что из внутренней области блока прерывателя силового переключателя коммутационный газ относительно быстро может вытекать в окружающую среду блока прерывателя силового переключателя, и уже на этом пути коммутационный газ предварительно охлаждается, так что снаружи блока прерывателя силового переключателя внутри герметизирующего корпуса может осуществляться дополнительное завихрение, перемешивание и охлаждение уже предварительно охлажденного коммутационного газа находящимся в герметизирующем корпусе электроизоляционным флюидом.

При этом герметизирующий корпус должен быть выполнен таким образом, чтобы фазные проводники могли электрически изолированно проводиться через герметизирующий корпус внутрь последнего, чтобы там контактировать с дугогасительными контактными элементами, так чтобы путь тока мог прерываться или устанавливаться, причем устройство с блоком прерывателя силового переключателя находится в сети передачи электроэнергии. При этом блок прерывателя силового переключателя должен электрически изолированным образом опираться на герметизирующий корпус. Для этого герметизирующий корпус по меньшей мере на участках сам может быть выполнен, например, электрически изолированно. Однако также может быть предусмотрено, что герметизирующий корпус по меньшей мере на участках выполнен из электропроводного, предпочтительно находящегося под потенциалом земли материала, причем по отношению к этим электропроводным участкам блок прерывателя силового переключателя должен подпираться электрически изолированным образом, например посредством опорных изоляторов.

Пример осуществления изобретения схематично представлен на чертеже и описан ниже более подробно. При этом на чертеже показано сечение устройства с блоком прерывателя силового переключателя, которое размещено в герметизирующем корпусе.

Чертеж показывает в частично свободном сечении устройство с блоком прерывателя силового переключателя, которое размещено внутри герметизирующего корпуса 1. Герметизирующий корпус 1 имеет в данном случае металлический литой корпус, который находится под потенциалом земли. Внутренность герметизирующего корпуса 1 заполнена электроизоляционным флюидом, предпочтительно электроизолирующим газом, таким как гексафторид серы (элегаз) или азот, или смесью с этими газами. При этом электроизоляционный флюид нагружен избыточным давлением. Ввиду герметично замкнутого выполнения герметизирующего корпуса 1 случайные улетучивания электроизоляционного флюида, находящегося под избыточным давлением, возможны лишь с трудом.

Герметизирующий корпус 1 продолжается по существу в трубчатой форме коаксиально продольной оси 2, причем торцевые стороны герметизирующего корпуса 1 закрыты закрывающими элементами в форме колпака. Продольная ось 2 определяет осевое направление. Кроме того, герметизирующий корпус 1 имеет соединительные фланцы, из которых на чертеже схематично показан соединительный фланец 3. Посредством соединительных фланцев возможен доступ внутрь герметизирующего корпуса 1, причем при рабочих условиях все соединительные фланцы закрыты герметичным образом.

Внутри герметизирующего корпуса 1 расположен по существу коаксиально продольной оси 2 блок прерывателя силового переключателя. Блок прерывателя силового переключателя имеет первый дугогасительный контактный элемент 4 и второй дугогасительный контактный элемент 5. Оба дугогасительных контактных элемента 4, 5 сформированы взаимно-сопряженными и с возможностью сдвига вдоль продольной оси 2, причем дугогасительные контактные элементы 4, 5 ориентированы по существу коаксиально продольной оси 2. Первый дугогасительный контактный элемент 4 сформирован в форме болта. Второй дугогасительный контактный элемент 5 сформирован взаимно-сопряженным в форме втулки. С первый дугогасительным контактным элементом 4 ассоциирован первый контактный элемент 6 номинального тока. Со вторым дугогасительным контактным элементом 5 ассоциирован второй контактный элемент 7 номинального тока. Оба контактных элемента 6, 7 номинального тока расположены коаксиально обоим дугогасительным контактным элементам 4, 5 и имеют комплементарные по форме контактные участки. Первый дугогасительный контактный элемент 4 и первый контактный элемент 6 номинального тока, а также второй дугогасительный контактный элемент 5 и второй контактный элемент 7 номинального тока продолжительно электропроводно контактируют друг с другом, так что первый дугогасительный контактный элемент 4 и первый контактный элемент 6 номинального тока, а также второй дугогасительный контактный элемент 5 и второй контактный элемент 7 номинального тока продолжительно проводят одинаковый электрический потенциал.

Оба дугогасительных контактных элемента 4, 5 расположены с возможностью сдвига относительно продольной оси 2. Для этого предусмотрено, что первый дугогасительный контактный элемент 4 оснащен приводом 8, так что оба дугогасительных контактных элемента 4, 5 всегда подвижны в противоположном направлении. Первый контактный элемент 6 номинального тока по отношению к продольной оси расположен без возможности сдвига. Только второй контактный элемент 7 номинального тока расположен по отношению к продольной оси с возможностью сдвига. При этом относительное движение дугогасительных контактных элементов 4, 5, а также контактных элементов 6, 7 номинального тока друг к другу синхронизировано таким образом, что в процессе включения сначала контактируют друг с другом дугогасительные контактные элементы 4, 5, а вслед за ними контактируют друг с другом контактные элементы 6, 7 номинального тока. В процессе выключения сначала происходит разделение контактных элементов 6, 7 номинального тока, а вслед за этим во времени осуществляется разделение дугогасительных контактных элементов 4, 5. За счет подобной синхронизации движения дугогасительных контактных элементов 4, 5, а также контактных элементов 6, 7 номинального тока гарантируется, что электрическая дуга проводится предпочтительным образом между дугогасительными контактными элементами 4, 5. При этом электрическая дуга может быть электрической дугой выключения или электрической дугой выключения, которая, при обстоятельствах, зажигается в процессе включения или в процессе выключения. Тем самым дугогасительные контактные элементы 4, 5 защищают контактные элементы 6, 7 номинального тока от эрозии, вызванной электрической дугой.

Коаксиально к обоим дугогасительным контактным элементам 4, 5 расположена форсунка 9 изоляционного материала. Форсунка 9 изоляционного материала соединена без проворачивания со вторым дугогасительным контактным элементом 5 и имеет канал распыления изоляционного материала. Канал распыления изоляционного материала ограничивает образованный между дугогасительными контактными элементами 4, 5 коммутационный промежуток 10. В выключенном состоянии, как показано на чертеже, первый дугогасительный контактный элемент 4 выступает по меньшей мере частично в канал распыления изоляционного материала форсунки 9 изоляционного материала. В процессе включения происходит, таким образом, предпочтительно проведение электрической дуги ограниченным образом от форсунки 9 изоляционного материала в коммутационный промежуток. Сгенерированный, нагретый и увеличенный в объеме вследствие электрической дуги коммутационный газ протекает предпочтительно из коммутационного промежутка 10 в направлении дугогасительного контактного элемента 4. Чтобы способствовать оттоку в этом направлении, канал распыления изоляционного материала форсунки 9 изоляционного материала сформирован в воронкообразной форме, расширенным в направлении первого дугогасительного контактного элемента 4.

Первый контактный элемент 6 номинального тока закреплен на трубчатом штуцере 11. Трубчатый штуцер 11 окружает первый дугогасительный контактный элемент 4. В трубчатый штуцер 11 выступает также противоположный второму дугогасительному контактному элементу 5 свободный конец форсунки 9 изоляционного материала. С коммутационным промежутком 10 сообщается канал коммутационного газа, который в соединении с форсункой 9 изоляционного материала проводится дальше через трубчатый штуцер 11 в осевом направлении. Трубчатый штуцер 11 образует, таким образом, расположенный коаксиально продольной оси 2 участок канала коммутационного газа, причем в этот участок канала коммутационного газа выступают первый дугогасительный контактный элемент 4, а также привод 8. К трубчатому штуцеру 11 примыкает первая трубчатая секция 12. Первая трубчатая секция 12 выполнена в форме полого цилиндра, причем ее боковые поверхности пронизываются разгрузочными отверстиями. Первая трубчатая секция 12, а также части трубчатого штуцера 11 охватываются второй трубчатой секцией 13. Также вторая трубчатая секция 13 имеет почти по всей своей длине на боковой поверхности разгрузочные отверстия. Как первая трубчатая секция 12, так и вторая трубчатая секция 13, в свою очередь, окружены третьей трубчатой секцией 14, причем третья трубчатая секция 14 служит в качестве фазного проводника для контактирования первого дугогасительного контактного элемента 4, а также первого контактного элемента 6 номинального тока и позиционирует как первый дугогасительный контактный элемент 4, так и первый контактный элемент 6 номинального тока, а также окруженные конструктивные элементы, как, например, первую и вторую трубчатые секции 12, 13. Третья трубчатая секция 14, например, через опорный изолятор 15 электрически изолированным образом опирается на герметизирующий корпус 1. Кроме того, третья трубчатая секция 14 имеет на боковой поверхности радиально наружу выступающую стыковочную втулку 16. Посредством этой стыковочной втулки 16 третья трубчатая секция 14 может электрически контактироваться через соединительный фазный проводник, введенный через соединительный фланец электрически изолированно вовнутрь герметизирующего корпуса. Для этого может, например, на соединительный фланец 3 насаживаться выполненный электроизолирующим и герметизирующим образом наружный проходной изолятор. Тем самым является возможным подсоединить блок прерывателя силового переключателя в условиях наружной установки к сети передачи электроэнергии.

Внутренность третьей трубчатой секции 14 посредством второй трубчатой секции 13, а также первой трубчатой секции 12 разделена на несколько охватывающих друг друга частичных объемов в форме полого цилиндра. Между первой трубчатой секцией 12 и второй трубчатой секцией 13 расположен первый частичный объем 17 в форме полого цилиндра. Между второй трубчатой секцией 13 и третьей трубчатой секцией 14 расположен второй частичный объем 18 в форме полого цилиндра. Оба частичных объема 17, 18 в форме полого цилиндра окружают центрированно позиционированный, охватываемый первой трубчатой секцией 12 центральный цилиндрический объем 19.

Обращенный к коммутационному промежутку 10 конец первой трубчатой секции 12 с торцевой стороны заподлицо соединен с трубчатым штуцером 11. Противоположный коммутационному промежутку 10 конец первой трубчатой секции 12 с торцевой стороны закрыт запирающим элементом 20. Запирающий элемент 20 служит в качестве отклоняющего тела, чтобы коммутационный газ, протекающий в осевом направлении вдоль продольной оси 2 из коммутационного промежутка 10 в канал коммутационного газа, отклонять в радиальных направлениях. На своем обращенном к коммутационному промежутку 10 конце первая трубчатая секция 12 окружена каркасным телом 21. Каркасное тело 21 служит для соединения первой трубчатой секции 12 с трубчатым штуцером 11 и для этого охватывает трубчатое тело со стороны боковой поверхности. При этом каркасное тело 21 настолько далеко как полый цилиндр надвинуто на внешний контур первой трубчатой секции 12, что примерно половина первой трубчатой секции 12 охватывается каркасным телом 21, и находящиеся на этом участке разгрузочные отверстия закрыты каркасным телом 21. Каркасное тело 21 заканчивается на некоторой азимутальной траектории 22. Не охваченная каркасным телом 21 область первой трубчатой секции 12 имеет на своем конце, противоположном коммутационному промежутку 10, свободные проходные разгрузочные отверстия, которые обеспечивают возможность радиального отклонения коммутационного газа.

Вторая трубчатая секция 13 также удерживается каркасным телом 23. При этом каркасное тело 23 расположено на противоположном коммутационному промежутку 10 конце второй трубчатой секции 13 и охватывает вторую трубчатую секцию 13 со стороны боковой поверхности, причем каркасное тело 23, продолжаясь в направлении к коммутационному промежутку 10, заподлицо прилегает со стороны внешней боковой поверхности к второй трубчатой секции 13 и закрывает находящиеся там разгрузочные отверстия. При этом каркасное тело 23 продолжается в направлении коммутационного промежутка 10 до азимутальной траектории 22, на которой заканчивается каркасное тело 21, охватывающее первую трубчатую секцию 12. Тем самым, свободные концы каркасных тел 21, 23, которые выступают, соответственно, в направлении центра участка перекрытия обеих трубчатых секций 12, 13, заканчиваясь у перпендикулярной плоскости, сформированы так, что встречаются у азимутальной траектории 22. Тем самым разгрузочные отверстия, которые расположены с возможностью свободного прохода на первой трубчатой секции 12, с внешней стороны перекрыты отражательной стенкой, и напротив, расположенные во второй трубчатой секции 13 на стороне боковой поверхности разгрузочные отверстия, в свою очередь, в радиальном направлении с внутренней стороны перекрыты отражательной стенкой. Тем самым гарантируется, что радиальные разгрузочные отверстия, которые расположены в первой или второй трубчатой секции 12, 13, на соответствующей трубчатой секции 12, 13 в осевом направлении расположены со смещением относительно друг друга.

В данном случае несколько групп разгрузочных отверстий образованы в первой и второй трубчатых секциях 12, 13, причем каждое отдельное разгрузочное отверстие соответствующей группы, по отношению к каждому отдельному разгрузочному отверстию соответственно другой группы, расположено с осевым смещением относительно продольной оси 2. Сами разгрузочные отверстия могут располагаться в множестве радиальных направлений в боковой поверхности соответствующей трубчатой секции 12, 13.

Участок перекрытия между первой трубчатой секцией 12 и второй трубчатой секцией 13 закрыт с торцевой стороны, так что впуск или выпуск коммутационного газа в участок канала коммутационного газа, который образован на участке перекрытия с кольцевым поперечным сечением между обеими трубчатыми секциями 12, 13, может осуществляться исключительно притоком в них с радиальных направлений или оттоком из них в радиальных направлениях. Приток и отток в участок канала коммутационного газа с кольцевыми поперечными сечениями осуществляется в радиальных направлениях. Тем самым обеспечивается отклонение коммутационного газа по меньшей мере однократно на 180°, причем в интересах большего расхода газа столкновение осевого сдвига разгрузочных отверстий остается ограниченным по возможности на одной азимутальной траектории 22, причем по обе стороны от этой азимутальной траектории 22 в осевом направлении продолжаются смещенные относительно друг друга свободные разгрузочные отверстия.

После выпуска коммутационного газа через разгрузочные отверстия второй трубчатой секции 13 в радиальных направлениях коммутационный газ попадает на третью трубчатую секцию 14, которая в данном случае в радиальном направлении не имеет выпускных отверстий. Вместо этого на торцевой стороне на противоположном коммутационному промежутку 10 конце предусмотрено расположение множества отверстий 24 выпуска коммутационного газа, которое обеспечивает возможность выпуска коммутационного газа из блока прерывателя силового переключателя в окружающую среду блока прерывателя силового переключателя. Однако также может быть предусмотрено, что в третьей трубчатой секции 14 расположены радиально направленные отверстия выпуска коммутационного газа.

Тем самым, через канал коммутационного газа, который, с одной стороны, сообщается с коммутационным промежутком 10, через разгрузочные отверстия в обеих трубчатых секциях 12, 13, а также сами трубчатые секции 12, 13 вплоть до отверстий 24 выпуска коммутационного газа создается прямой путь от коммутационного промежутка к окружающей среде блока прерывателя силового переключателя, то есть к объему, герметизированному посредством герметизирующего корпуса 1. Тем самым может осуществляться разгрузка избыточных давлений, которые могут возникать во время процесса переключения в коммутационном промежутке, в окружающую среду блока прерывателя силового переключателя, так что предотвращается необратимое воздействие на блок прерывателя силового переключателя.

Изобретение относится к устройству прерывателя силового переключателя. Блок прерывателя силового переключателя с коммутационным промежутком расположен между первым и вторым дугогасительным контактным элементом (4, 5). Между обоими дугогасительными контактными элементами (4, 5) расположен коммутационный промежуток (10). С коммутационным промежутком сообщается канал коммутационного газа, который отводит коммутационный газ к отверстию (24) выпуска коммутационного газа в блоке прерывателя силового переключателя. Канал коммутационного газа имеет первую и вторую трубчатые секции (12, 13), которые, по меньшей мере частично, перекрываются друг с другом и имеют в своих боковых поверхностях соответствующие разгрузочные отверстия. Свободные проходные разгрузочные отверстия в первой и во второй трубчатых секциях (12, 13) расположены с осевым смещением относительно друг друга. Техническим результатом является повышение эффективности отвода коммутационного газа. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство прерывателя с коммутационным промежутком (10), расположенным между первым и вторым дугогасительным контактным элементом (4, 5), и с каналом коммутационного газа, сообщающимся, с одной стороны, с коммутационным промежутком (10), а с другой стороны, с отверстием (24) выпуска коммутационного газа блока прерывателя силового переключателя, причем канал коммутационного газа по меньшей мере на участках ограничен первой и второй трубчатыми секциями (12, 13), которые перекрывают в осевом направлении (2) друг друга на участке перекрытия и имеют в своих боковых поверхностях соответствующие разгрузочные отверстия,

причем свободные проходные разгрузочные отверстия в первой и во второй трубчатых секциях (12, 13) расположены с осевым смещением относительно друг друга,

отличающееся тем, что по меньшей мере в одной из трубчатых секций (12, 13) по меньшей мере одно разгрузочное отверстие закрыто каркасным телом (21, 23).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что

по отношению к осевому направлению внутри участка перекрытия на азимутальной траектории (22) соответственно только одна из трубчатых секций (12, 13) имеет свободные проходные разгрузочные отверстия.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

трубчатые секции (12, 13) соответственно с концевой стороны окружены каркасным телом (21, 23) и каркасные тела (21, 23) с противоположных направлений в участок перекрытия выступают таким образом, что каркасные тела (21, 23) заканчиваются на общей, обходящей вокруг осевого направления траектории (22).

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

по меньшей мере одна из трубчатых секций (12, 13) имеет перфорированный лист с расположенными симметрично в трубчатой секции (12, 13) разгрузочными отверстиями.

5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

по меньшей мере одна из трубчатых секций (12, 13) имеет перфорированный лист с расположенными симметрично в трубчатой секции (12, 13) разгрузочными отверстиями, причем трубчатые секции (12, 13) соответственно с концевой стороны окружены каркасным телом (21, 23), и каркасные тела (21, 23) с противоположных направлений в участок перекрытия выступают таким образом, что каркасные тела (21, 23) заканчиваются на общей, обходящей вокруг осевого направления траектории (22).

6. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

блок прерывателя силового переключателя окружен герметизирующим корпусом (1).

7. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

блок прерывателя силового переключателя окружен герметизирующим корпусом (1), причем трубчатые секции (12, 13) соответственно с концевой стороны окружены каркасным телом (21, 23), и каркасные тела (21, 23) с противоположных направлений в участок перекрытия выступают таким образом, что каркасные тела (21, 23) заканчиваются на общей, обходящей вокруг осевого направления траектории (22).

8. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

блок прерывателя силового переключателя окружен герметизирующим корпусом (1), причем по меньшей мере одна из трубчатых секций (12, 13) имеет перфорированный лист с расположенными симметрично в трубчатой секции (12, 13) разгрузочными отверстиями.

9. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

блок прерывателя силового переключателя окружен герметизирующим корпусом (1), причем трубчатые секции (12, 13) соответственно с концевой стороны окружены каркасным телом (21, 23), и каркасные тела (21, 23) с противоположных направлений на участок перекрытия выступают таким образом, что каркасные тела (21, 23) заканчиваются на общей, обходящей вокруг осевого направления траектории (22), при этом по меньшей мере одна из трубчатых секций (12, 13) имеет перфорированный лист с расположенными симметрично в трубчатой секции (12, 13) разгрузочными отверстиями.