Устройство для гашения электрической дуги Советский патент 1983 года по МПК H01H33/91 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к устройствам для гашения дуги в высоковольтных выключагелях с газовым дутьем.

Известны высоковольтные выключатели с устройствами для гашения электрическим дутьем, содержащие дугогасительные неподвижный контакт и.подвижный контакт, соединенный с приводом {1.

Гасящая способность таких высоковольтных выключателей в значительной степени . зависят от энергии, освобождающейся в процессе выключения в системе гашения через электрическую дугу. Эту энергию необходимо отводить проточным гасящим средством. Чем меньше освобождаемая энергия, тем легче производить включение. Преобразованную энергию можно понизить путем сокращения продолжи,тельности горения электрической дуги, и тем самым, соответственно, повысить гасящую . способность выключателя. Гасящую способность можно также повысить путем регулирования скорости движения контактов, но в . контактной системе высокого напряжения и большой силы тока такая возможность .ограДУГИ

ничена требованиями к приводно-механической части выключателя.

Целью изобретения является повышение гасящей способности выключателя с газовым 5 дутьем с раздельными путями тока для тока длительной нагрузки и тока в электрической дуге путем сокращения продолжител1.ности горения электрической дуги.

Поставленная цель достигается тем, что JO в устройстве для гашения электрической дуги в выключателе с газовым дутьем, содержащем дугогасительные неподвижный контакт и под- f вижный контакт, соединенный с приводом, подвижный контакт снабжен дополнительным (5 индукционным приводом с катушкой индуктивности, включеннной последовательно в цепь тока дугогасителъиых контактов, с индукционным диском, который соединен с неподвижным контактом, снабженным пружи-.20 иой.

К катушке индукционного привода иод- ключен ограничивающий элемент, выполненный в виде резистора или катущки индуктивности.

На чертеже представлен вариант конструкШШ устройства, поперечное сечепие. В устройстве для гашения электрической дуги в выключателе с газовым дутьем, например дугогасительном поршневом выключателе, содержится система сопел, включая устье сопла 1, выполненное из изоляционного материала сопло 2, первый электрод 3. тока длительной нагрузки и поршень 4, перемещающийся в цилиндре скольжения 5. Электрод 3 тока длительной нагрузки с соплом 2 и порщнем 4 жестко соединен с электродом 6. Ограниченную порщнем 4, а также цилинд ром скольжения 5 и электродом 6 камеру сжатия можно перекрыть фланцем, сквозь который- с газонепроницаемым уплотнением проходит трубообразный электрод 6. К контакту 3 тока длительной нагрузки подсоеданен другой контакт 7 тока - длительной нагрузки, размещенный во внутренней стене цилиндра 8. Цилиндр 8 через фланец 9 примежуточно соединен с подвижным электродом 10, который, предпочтительно, также может быть трубообразным и проходит в устье электрода 6. Электроды 6 и 10 предусмотрены для образования пути дугового тока и установлены с возможностью смещения один относительно другого. Электрод 6 снабжен приводом (не показан), который можно выполнить известным способом. Электрод 10 соединен с дополнительным приводом 11, в качестве которого предпочтительно используется индукционный привод, особенно магнитно-динамический привод. Этот привод включает магнитную катущку 12, срабатывающую как индукционная щайба кольцевую щайбу 13, а также пружину 14. Действующая по принципу коль ца Томсона индукционная щайба 13 в виде фланца закреплена на полом электроде 10. Катущка 12, один конец которой через скользящий контакт 15 должен быть соединен с электродом 10, а второй (не показан) конец с фланцем 9 или через цилиндр 8с контактом тока длительной нагрузки 7 при прохождении через нее тока, возбуждает в индукционной шайбе 13 вихревые токи. Фла нец 9 изолирован от электрода 10 иэоляцион ным элементом 16. Под воздействием регулируемого усилия пружина 14 удерживает подвижный электрод в нормальном положении до тех пор, пока по катущке 12 не потечет отключаемый ток. Для отключения тока приводится в дейст вие система привода (не показана) электрода 6, которая перемешает состоящун) из устья сопла 1 электрода дугогасящую головку в ос вом направлении иеподвижного электрода, ка показано стрелкой А. В реэультате находящий ся в камере сжатия, соедииениой каналом 17 с полостью сопла 18, гаэ дпя гашения вьщув нием, предпочтительно шестифтористая сера Sf , подвергается сжатию. При этом вначале прерывается путь тока между электродами 3 и 7 тока длительной нагрузки , и подлежащий отключению ток течет по фланцу 9, катушке 12, контакту 15,электроду Ц) и электроду 6. При силе тока ниже заданной величины электрод 10 удерживается пружиной 14 в нормальном положении (см.- чертеж). В этом случае предварительная компрессия газа для гашения выдуванием продолжается до тех пор, пока устье 19 электрода 10 выходит из сопла 1 электрода в направлении стрелки. В. Затем происходит гальваническое размыкание контактов 6 и 10, и между устьем сопла 1 и устьем 19 воникает электрическая дуга. Одновременно в камеру сжатия через поточные каналы или поточный канал 17 в полость сопла 18 в камеру гашения 20 подается сжатый газ для гашения дутьем, который охватывает электрическую дугу, а при прохождении тока через нуль гасит ее. Поток газа смещает основания электрической дуги с убывающей силой тока в устье сопла 1 электрода и направляет вдоль электрода 10. Если сила тока превышает заданную величину, ток приводит в действие дополнительный привод 11. При коммутировании тока по катушке 12 в ней происходит соответствующее изменение магнитного потока в результате чего в индукционной шайбе 13 возникают Вихревые токи, создающие между катушкой и индукционной шайбой отталкивающую силу. Под воздействием этой силы на индукционную шайбу 13 электроду 10 придается ускорение в направлении стрелки А, т. .е. в направлении движения электрода 6.t При этом пружина 14 сжимается, электрод 10 подается вниз на длину хода, обозначенную буквой а. В результате такого дополнительного перемещения электрода 10 момент гальванического размыкания электродов 6 и 10, а следовательно, образование электрической дуги замедляется. Массу электрода 10 в сочетании с усилием пружины 14 рассчитывают таким образом, чтобы обеспечиваемое пружиной 14 обратное движение индукционной шайбы в нормальное положение происходило только после гашения электрической дуги. Обеспечивающая ускоренное движение электрода 10 сила зависит oi скорости изменения тока (dl/dt) при коммутирсва-нин тока с tпути тока длительной, нагрузки на путь тока в электрической дуге. Эта сила действует только в отрезок времени, который меньше полупериода тока. Привод 11 срабатывает только в этот отрезок времени и ускоряет движение электрода 10, который 51 затем движется в соответствии с законами д жения механической системы, т. е. электрода 10 и пружины 14. Возникаюшая индуктивно в результате об разования вихревых токов сила с увеличение расстояния между катушкой 12 и индукцион ной шайбой 13 быстро затухает. Поэтому изменение силы выключаемого тока, которая, при прохождении через нулб достигает сво его максимального значения, после начала движения электрода 10 не оказывает на его дальнейшее движение никакого влияния. Катушка 12 может иметь один или несколько витков. Расчет ее параметров зависит от необходимой для придания ускорения электроду 10 магнитной силы и мгновенного значения выключаемого тока, начиная от которог9 должно происходить замедление гальванического размыкания электродов 6 и 10 и, следовательно, замедление образования электрической дуги. В наиболее предпочтительном варианте устройства в кольцевое пространств р катушки 12 помещают, по меньшей мере одну ферромагнитную вставку, благодаря чему достигается увеличение магнитной силы, воздействующей на индукционную шайбу 13. При соответствующих условиях в пути тока в электрической дуге в подводящей линии к катушке целесообразно поместить ограничивающий ток, элемент, например сопротивление. В некоторых случаях выключения меньше значение имеет превращенная энергия, чем эозможность предельно скорого достижения минимального дугогасительного раствора контактов. Для этой а.епн привод 11 электрода 10 располагают таким образом, что ускорение электроду 10 сообщается в на2вправлений, противоположном стрелке В. Простейшим образом это достигается помещением катушки 12 и индукционной шайбы 13 над фланцем 9. В этом случае, соответственно, следует изменить расположение пружины 14; при таком, расположении магнитная сила воздействует на инд кциониую шайбу 13 в направлении стрелки В. Формула изобретения 1.Устройство для гашения электрической дуги в выключателе с газовым дутьем, содержащее дугогасительные неподвижный контакт и подвижный контакт, соединенный с приводом отличающееся тем, что, с целью повышения гасящей способности путем сокращения длительности горения дуги, подвижный контакт снабжен дополнительным индукционным приводом, который содержит катушку индуктивности, включенную последовательно в цепь тока дугогасительных контактов, с индукционным диском, кото)Я|1Й соединен с подвижным -контактом, снабженным пружиной. 2.Устройство по п. I, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что к катущке индукционного привода подключен ограничиваюцщй элемент. 3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю е е с я тем, что ограничивающий элемент ыполнен в виде резистора или катущки ндуктивности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ N« 241561, . Н 01 Н 33/91, 1975.