Стреляющий плавкий предохранитель Советский патент 1983 года по МПК H01H33/76 

(54) СТРЕЛЯЮЩИЙ ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

. Устройство относится к высоковольтному силовому электроаппаратостроению, а именно.к высоковольтным стреляющим предохранителям, производящим гашение электрической дуги в потоке газа, вьщелившегося под воздействием дуги из стенок,камеры выполненной, из твердого изоляционного газогенерирующего материала.

Известно устройство, которое содержит камеру гашения с трубкой, выполненную из твердого изоляционного газогенерируюадего материала, внутри которой установлены подпружиненные электроды. Верхняя часть камеры герметизирована оголовником, выполненчным из металла и жестко соединенным с трубкой с помощью резьбы. От втягивания внутрь электроды камеры снабжены специешьной шпилькой или винтами. Между собой электроды соединяются коммутирующим элементом, например плавкой вставкой. Снаружи электроды захвачены наружным коммутирующим элементом - рубяпщм контактным ножом, оснащенным вытягивающей пружиной,стремящейся вытянуть электроды наружу { l Недостатками этого устройства являются необходимость сооружения на

подстанции ограждения зоны выхлопа предохранителя (дугогасительного устройства) , так как выхлоп газов осуществляется вниз, нахождение в зоне выхлопа контактного соединения электродов камеры и рубящего контактного ножа, что снижает надежность работы устройства из-за оплавления этого

10 контакта в момент выхлопа плазмы и газов, и недостаточная коммутационная способность из-за наличия рубящего KOHTciKTHoro ножа, находящегося в зоне выхлопа газов, и вследствие этого препятствующего быстрому набору

15 по воздуху необходимого разрыва между камерой и выбрасываемым электродом. Кроме того, нож выполнен в виде жесткой балки и препятствует быстрому отбрасыванию своего тела под напором

20 газов, истекающих из камеры гашения. Устройство характеризуется также низкой надежностью работы из-за наличия проскальзывающего контакта между электродами камеры и рубящим кон25тактным ножом, вследствие чего сосксшьзывание электродов с тела контактного ножа может произойти до окончания процесса гашения, т.е. до прекращения протекания большого тока

30 повреждения. Поэтому снаружи патрона может загораться мощная электрическ дуга, которая за счет восходящего газового потока, обладающего большо проводимостью, приводит к перекрыти камеры гашения по поверхности и к о казу в гашении дуги. Известно также устройство, которо не нмеет рубящего контактного ножа. Оно выполнено из газогеверирующего патрона, стреляющего вниз. Внутри патрона установлень- подпружиненные электрод з, соединенные между собой с помощью плавкой вставки. Наружный коммутирующий электрод жестко соеди нен с подпружиненными электродами и образует с подводящей ошиновкой проскальзывающий контакт, который размещается после выбрасывания элект родов предохранителя снаружи и позволяет гибкой связи патрона отпадать на землю. Этнм предотвращают удар связи по изоляторам и разрушение изоляторов 2. Недостатками известного устройст ва являются необходимость ограждения зоны выхлопа предохранителей,та как выхлоп производится в землю, и наличие проскальзывающего контакта между наружным коммутирующим элементом и ошиновкой полюса. Такой контакт удорожает конструкцию и вносит в нее опасность ложного отключения предохранителя из-за ненадежности проскальзывающих контактных соединений, в особенности эксплуатирующихся на воздухе. Кроме того, известное устройство характеризуется недостаточной гололедостойкостью, так как отсутствуют, специальные механические разрушители спаек льда между концом патрона и внешним коммутирующим элементом. Наиболее бдизкий к предлагаемому предохранитель содержит нижний и верхний опорные изоляторы, подводящий и отводящий гибкие эдектроды, рубящий контактный нож с отключающей пружиной и камеру гашения с выхлопом газов вверх,шарнирно присоединенную к нижнему onopHONiy изолятору,, герметизированному снизу металлическим - оголовником, выполненную из твердого изоляционного газогенерирую1цего материала, внутри которой установлены подпружиненные внутренний и наружный электроды, соединенные между собой коммутирующим элементом в виде плавкой вставки З. Недостатки прототипа обуслозлены низкой коммутационной способностью из-за Нсшичия массивного контактного ножа, расположенного на пути аыхлопных газов., и низкой надежностью работы из-за наличия жесткого влагозащитного козырька, который способен препятствовать истечению газов из камеры при отключении больших токов Это приводит к закупорке камеры,снижеьию отвода тепла от дуги и к взрыву камеры. Недостатками устройства являются также сложность и высокая стоимость из-за наличия дорогостоящего ножа .и ловителя псд установку патрона в полюс, низкая надежность контактных соединений оголовника патрона с ошиновкой нижнего опорного изолятора, опасность обмерзания ловителя и оголовника вследствие затекания в оголовник воды атмосферных осадков,разрушение ловителя от коррозии,- вызванной скапливанием осадочной воды, и низкая гололедостойкость из-за отсутствия специальных гололедоскапливающих устройств со стороны рубящего контактного ножа. Кроме того, устройство характеризуется недостаточной надежностью работы контактного соединения между ножом и наружным электродом камеры из-за нахождения этого контакта в зоне выхлопа высокотемпературной плазмы предохранителя, ведущей к оплавнению и разрушению контакта , и т.д. и,ель изобретения - повышение от- ключающей способности , быстродейст-т ВИЯ, гололедостойкости и надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в стреляющем плавко.м предохранителе ,- содержащем :-- ижний и верхний опорные изоляторы с ошиновкой, подводящий и ОТВОДЯНИл гибкие электроды, рубящий контактный нож,- снабженный отклоняющей пружиной, и камеру гашения с выхлопом газов вверх, шарнирно присоединенную к ннжнемч опорному изолятору/герметизированную снизу металлическим оголовником, выполненную из твердого ;изоляц 1онного газогенерирующего материала, внутри которой установлены подпружиненные внутренний и наружный электроды, соединенные между собой с помощью коммутирующего элемента в .виде плавкой вставки, контактный кож выпо-пнен в виде двуплечего рычага, сцепленного одним концом с верхним концом камеры гашения и наружным электродом, а другим - с отключающей пружиной,, оснащенной отталкивающим захватом, направленным перпендикулярно к осевой линии камеры гашения,расположенной вместе с шарниром в плоскости, перпендикулярной к осям опорных изоляторов. Кроме , отводящий гибкий электрод имеет жесткое болтовое, присоединение к ошиновке верхнего опорного изолятора у основания рубящего контактного ножа. На фиг, 1 показан полюс стреляющего плавкого предохранителя в рабочем положении (открытым концом вверх), на фиг, 2 - верхняя часть

камеры гашения со стороны рубящего контактного ножа, разрез; на фиг.З сечен1-я А-А и Б-Б на фиг, 2,

Предохранитель содержит патрон 1, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала.Пагрон изолируется от потенциала земли с помощью верхнего 2 и 3 юпорных изоляторов, которые установлены на металлическом основании 4. На верхнем цоколе нижнего изолятора жестко закреплена ошиновка 5, к которой с помощью жесткого болтового соединения прикреплен гибкий медный подводящий электрод 6. Последний с помощью опрессованного оконцевателя 7 и болта 8 привинчен на резьбе к контактной пробк.е 9 патрона. Верхняя часть патрона электрически соединена с отводящей цепью при помощи гибкого медного отводящего электрода 10, Последний жестко присоединен с помощью болтового соединения к отводящей ошиновке 11. Это присоединение возможно благодаря опрессованной на наружном конце электрода гильзе 12, снабженной отверстием под присоединительный болт. Внутренний конец отводящего электрода жестко присоединен к подпружиненным внутренним электродам патрона с помощью накидной гайки 13, снабженной резьбой,

К нижней части патрона, к рычагу 14, приварен нижний герметизирующий оголовник 15, С помощью шарнира 16 нижняя часть патрона шарнирно присое динена к ошиновке 5 нижнего изолятора. Вокруг этого шарнира патрон може поворачиваться и занимать отброшенное положение,

Снизу накидной гайки 13 помещен вилкообразный зацеп 17 верхнего плеча контактного ножа предохранителя. Храповой зацеп этого плеча ножа входит в отверстие прилива 18, размещаемого на верхнем оконцевателе 19 патрона. Этим обеспечивается удержание патрона в верхнем рабочем положении. Нижнее плечо 20 рубящего контактного нояса совместно с верхним плеч С помощью оси 21 способны вращаться поворачиваться против часовой стрелки. Плечо 20 входит в продольный паз штока 22, заканчивающегося захватом 23, охватывающим с боков патрон 1, Шток 22 находится под выталкивающим воздействием пружины 24 рубящего контактного ножа. От гололедообразования пружина защищена кожухом 25

Отброшенное положение 26 патрона после срабатывания показано пунктиром (фиг, 1),

Внутренняя полость патрона 1 имеет внутреннюю и внешнюю газогенерирующие трубки, установленные одна относительно другой с зазором 27 (фиг, 2), В центре расположена подпружиненная гибкая токоведущая связь 28, являющаяся наружной частью подпружиненных электродов предохранителя. От втягивания внутрь патрона связь 23 удерживается с помощью шпильки 29, лежащей в специальной проточке верхнего оконцевателя 19 патрона. Верхний торец патрона заг крыт - специальной резиновой диафрагмой 30 от попадания влаги внутрь него. Нижняя часть диафрагмы 30 западает в специальную проточку 31 на оконцевателе 19, Внешний конец 32 подпружиненного гибкого электрода 28 связи снабжен резьбой, С помощью накидной гайки 13 наконечник 32 жестко соединен с опрессованной втулкой 33, принадлежащей отводящему электроду 10, Под накидную гайку 13 пропущена вилкообразная часть зацепа 17 рубящего контактного ножа 34, Храповой зацеп 35 контактного ножа входит в отверстие 36 прилива 18, принадлежащего оконцевателю 19,

Патрон имеет трубы, захват 23 и зацеп 17 не мешают выталкиванию патрона, как показано на фиг, 3,ШтЬк 22 с сердечником 37 соединяют с пружиной 24 рубящего контактного ножа 34 с помощью сварки,

Устройство работает следующим образом.

Через полюс предохранителя электрический, ток протекает от ошиновки 5 через гибкий подводящий электрод 6, контактную пробку 9 в патрон 1, Из патрона ток выходит по электроду 28 связи, предварительно пройдя по нижнему подпружиненном электроду парона и комм тирующему элементу плавкой вставке. Из электрода 28 связи ток протекает в отводящий электро 10, а из него - к отводящей ошиновке 11, При этом патрон удерживается в вертикальном положении с помощью храпового зацепа 35, входящего в jnpHлив 18 оконцевателя 19, Высвобождени храпового зацепа препятствует вилко- образный зацеп 17, находяр1ийся под накидной гайкой 13, несмотря на то, что на нижнее плечо 20 воздействует отжимающее усилие пружин 24 через сердечник 37, Все элементы патронами ошиновки вместе с подводяшд м и отводящим гибкими электродами, ножом. 34 и шарниром 16 расположены в плоскости, перпендикулярной осевым линиям опорных изоляторов.

При возникновении короткого замыкания в защищаемой сети-от тепловыделения аварийного тока перегорает коммутирующий элемент - плавкая встака. При этом освобождается электрод 28 и под воздействием вилкообразного зацепа 17, выталкиваемого вверх (в направлении, указанном верхней стрелкой} действием пружины 24 на второе плечо 20 контактного ножа 34, подни мая наружу из полости патрона. При этом происходит снятие с торца патрона резиновой диафрагмы 30, освобо дающей канал патрона, что открывает генерируемому газу свободный доступ в атмосферу. Быстрор-г/ съему диафраг мы способствует шпилька 29,1 которая выталкивает диафрагм / снизу, при этом храповой зацеп 35 высвобождает ся из отверстия 36 прилива 18 и отпускает патрон 1. Одновременно с эт захват 23 ударяет в тело патрона 1 и опрокидывает его для поворота вок ,руг оси шарнира 16, лежащей на нижнем опорном изоляторе 3. Одновременно с перегоранием комм тирующего элемента в разрыве между электродами внутри патрона возникает электрическая дуга. Она воздействует на стенки внутренней трубки патрона и вызывает испарение ее вещества с большим образованиам газа, Газ устремляется наружу из патрона, одновременно способствуя выталкиванию электрода 28, Движение всех эле ментов патрона: электрода 28 связи, выталкиваемого действием газоз, зацепа 17, вытягинагощего электрод 28 связи и диафрагму 30 вверх, самого патрона 1, отталкиваемого захватом 23 для переворота вокруг оси 16 направлено на создание необходимого разрыва защищаемой цепи по воздуху, ilpi- зтом отводящий комм;/тт рую.:;ий э.:.б::1род 10, выбрасываясь г-:-зами на y:3:v . закручивается вокруг отнодяще .::.11К -:оБки 11 и ножа с пружи -:ой 24 „ .:}:о позволяет избежать удара концом ;;лектрода 10 по ребрам верхнего опор Ь(огс изолктора 2, что могло бь; при;зести к разрушению этого изолятора, Движение зацепа 17 и ьйтока 22, вы IaJiKHBaKHe патрона 1 захватом 23 спо ::обетауе : энергичной борьбе с голо..адообразоБанием и введению в отклю-1.е.мую цепь разрыва по воздуху, а :;с:кже быстрому выведению электрода 23 связи vi3 чанала патрона к быстрому отключению защищаемой цепи Для перезарядки предохранителя не обходд мо С помощью приставной или стационарной лестницы подняться назурх,. к полюсу предохранителя. После ТОГО вынимаются ось шарнира 16 и вынкнчивается болт 8, чем производится осзобождеяие патрона, С аерхнего изолятора производятся свинчива ние отводящего электрода 10 и присоеддиненного к нему внешнего электро да 28 патрона. Патрон снимают:на землю к перезаряжшат в мастерской При зтом обе трубки патрона очищают ст н.агара, заменяют обгоревшие контакты.. выпря лляют погнутые электроды 1У и 28„ Затем разъединяют электроды 10 Л 23 с помощью накидной гайки 13 После этого вывинчившот контактную пробку 9 вместе с внутренним электродом патрона. Всю токоведущую часть собирают в единое целое: между электродами патрона устанавливают коммутирующий элемент - привинчивают на винтах плавкую вставку - а на внешний конец 32 навинчивают технологическую рукоятку, служащую для задержки патрона. Держа патрон оголовником15 вверх, просовывают через отверстие под трубку 9 зарядную рукоятку и электро,ды патрона. При этом технологическая рукоятка выступает с противоположного конца. Завинчивают по резьбе пробку 9, герметизируя патрон снизу, а за технологическую рукоятку вытягивают наружу внешний конец электрода 28 связи. После этого осуществляют стопорение электродов от втягивания вовнутрь пружиной патрона, Стопорение производят шпилькой 29, которая потом западает в специальную канавку в верхнем оконцевателе 19,,зарядную рукоятку свинчивают с наконечника 32 и надевают на него резиновую диафрагму 30, Нижнюю часть которой вводят в проточку 31, а верхнюю - в проточку, расположенную над шпилькой 29. На наконечник 32 навинчивают накидную гайку 13, обеспечивающую жесткое соединение втулки 33 гибкого отводящего электрода 10 с наружкы ч электродом 28 связи патрона предохранителя. После этого патрон подготовлен к установке в полюс предохранителя. Патрон поднимают наверх, устанавливают на место ось шарнира 16, соединяют оконцеватель 7 подводящего электрода б с контактной пробкой 9 с помощью болта 9. Затем патрон поворачивают вокруг оси шарнира 16 открытым концом вверх и производят захват контактным ножом 34, при этом электрод 28 оттягивают вверх и под накидную гайку 13 вводят зацеп 17 лоука. После этого под воздействием внутренней пружины электрод 28 возвращается на свое прежнее место, при этом зацеп 35 контактного ножа устанавливается в фиксирующее отверстие 36 прилива 18, Конструкцию выполняют так, что усилие внутренней пружины патрона преодолевают действие пружины ножа и плечо 20 обеспечивает отжатие штока 22 и установку захвата 23 в свое исходное положение. В том случае, когда конструкция патрона не допускает вьщвижения нару;;:у зафиксированного электрода 28, установку рубящего контактного ножа .34 в свое рабочее положение с вхождением захвата 35 в отверстие 36 осуществляют до присоединения с поыощьк накидной гайки 13 электрода 10 к электроду 28. После этого электрод 10 своим внешним концом tгильзой 12) прибалчивается к ошиновке 11. Предох ранитель снова готов к работе. Формула изобретения 1. Стреляющий плавкий предохранитель, содержащий нижний и верхний опорные изоляторы, подводящий и отво дящий гибкие электроды, рубящий кон тактный нож с отключающей пружиной и камеру ггинения с выхлопом газов вверх, Шарнирно присоединенную к ниж нему опорному изолятору, герметизиро ванную, снизу металлическим оголовком, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего материала, внутри которой установлены подпр .жиненные внутренний и наружный злект роды, соединеннче между собой коммутирующим элементом в виде плавкой вставки, отличающийся те что, с целью повышения отключающей способности, быстродействия, гололедостойкости и надежности работы,конЮтактный нож выполнен в виде двуплечего , спепленного одним концом с верхним концом камеры гшиения и наружным электродом, а другим - с отключающей пружиной, снабженной отталкивающим захватом, направленным перпендикулярно к осевой линии камеры гашения, которая вместе с шарниром расположена в плоскости, перпендикулярной к осям опорных изоляторов. 2. Предохранитель по п. 1, отличающийся тем, что отводящий гибкий электрод снабжен жестким болтовым присоединением к ошиновке верхнего опорного изолятора у основания рубящего контактного ножа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 514368, кл. Н 01 Н 33/76, 1973. 2.Никопенко И.У. и др. Предохранитель выхлопной на 110 кЗ типа ПС-110 У1. - Электрические станции, 1980, № 3. 3.Авторское свидетельство СССР ; 662998, кл. Н 01 Н 31/00, 1979.