Автокомпрессионное дугогасительное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01H33/32 

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть испол зовано для отключения переменного тока высокого напряжения. Известен газовый выключатель, ав токрмпрессионное дугогасительное устройство которого содержит компре сионный цилиндр, два полах подвижны контакта, электродинамический приво состоящий из трех катушек, одна из которых укреплена неподвижно вокруг ;подвижного контакта, а две других связаны с подвижными контактами. При отключении выключателя внешний привод перемещает один из подви ных контактов,, отключаемый ток путем принудительного газового дутья на дугу переводится в катушки, между которыми возникают электромагнитные силы притяжения и стгшкивания. Взаимодействие катушек приводи к дополнительному ускорению контактов и сжатию газа между неподвижным и подвижным поршнями в компрессионном цилиндре С ЗОднако данное устройство характе |ризуется сложностью и недостаточно 1высокой нгщежностью конструкции, обусловленный наличием подвижных катушек электродинамической системы подвергающихся динамическим нагрузк при отключении. Кроме того, возника ют трудности, связанные с коммутаци ей тока в катушки при отключении. Известен также автодутьевой газо вый выключатель, автокомпрессионные ругогасительные устройства которого содержат подвижный и неподвижный контакты, компрессионный цилиндр с изоляционным соплом и подвижным поршнем, встроенный дополнительный мндукционно-динамичёский привод, состоящий из первичной неподвижной Катушки и короткозамкнутого витка, функцию которого выполняет компресси онный цилиндр. Параллельно неподвиж ной катушке и последовательно с основными дугогасительными устройствами подключено вспомогательное дугогасительное устройство, осуществляюгпее перевод отключаемого тока в катушку привода 2. Недостатком указанного устройств является наличие дополнительного ду гогасительного устройства для перевода тока в кг1тушку, что усложняет конструкцию и снижает надежность выключателя. Наиболее близким к предлагаемому является автЬдутьевой газЬвый выключатель, автокопрессионнр дугогасительное устройство которого содержит неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр, жестко соединенный с тягой внешнего привода и подвижным контактом, дутьевое сопло, индуктционно-динамический привод, выполненный в виде катушки иприжатого к ней пружиной якоря, . положенного -в компрессионном цилиндре и прилегакядего к его боковым стенкам. Для разведения контактов в известном устройстве применяется основной внешний привод, а индукционно-динамическое устройство осуществляет предварительное сжатие газа для обдува дуги непосредственно перед поступлением команды на срабатывание основного привода путем использования электромагнитной силы, возбуждаемой током отключения, протекающим через катушку, и воздействующей на якорь 3J. Во включенномПоложении- выключателя переменный ток линии протекает по катушке, вследствие чего в якоре индуцируется вихревой ток, и между, катушкой и якорем возникает электромагнитная сила отталкивания, которая, как показывают расчеты, при номинальном токе порядка тысячи ампер, может составить 1000 Н и более. Вихревые токи, возникающие в якоре, приводят к его нагреву, увеличивается сопротивление якоря и уменьшается электромагнитная сила, используемая для перемещения якоря. Для прижатия якоря к катушке в дугогасительном устройстве данного выключателя используется достаточно мощная пружина с большой силой начального нажатия. В процессе отключения пружина, сжимаясь, препятствует быстрому перемещению поршня, что снижает степень сжатия газа. Индукционно-динамический привод данного устройства выполнен в виде катушки цилиндрической формы и охватывающего ее якоря. Электромагнитная сила, действукмцая на якорь в таком приводе, будет иметь две составляющие: радиальную и аксиальную, причем аксиальная составляющая электромагнитной силы, приводящая в движение якорь, много меньше по величине Радиальной составляющей. Вследствие этого снижается эффективность использования электромагнитного поля отключаемого тока. Перечисленные выше Недостатки ограничивают коммутационную способность аппарата. Цель изобретения - повышение коммутационной способности и надежности устройства. . Поставленная цель достигается тем, что в автокомпрессионном дугогасительном устройстве, содержшцем неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр с укрепленным на. нем дутьевым соплом, индукционнодинамйческий привод, выполненный в виде катушки и прижатого к ней пружиной якоря, расположенного в компрессионном цилиндре и прилегающего к его роковым стенкам, якорь, размещенный В дополнительно введенном кзоляционном стакане, выполнен в виде плоского кольца со сквозной радиальной про резью и на нем установлен дополнительно введенный коммутирующий элемент, соединенный с блоком запуска. Кроме того, коммутирующий элемент выполнен в виде тригатронного разряд ника, электрод управления которого, ;выполненный в виде гребенки, располо жен внутри прорези, являкядейся искро :вым промежутком, а основными электродами являются стенки прорези, корпус якоря и электрод управления соединены с блоком запуска коко-чутйруквде го элемента с помощью разъемных кли новых контактов, неподвижные части которых выполнены в виде двух изолированных одно от другого колец, и контактируют с подвижными частями по.крайней мере в двух точках. На фиг.1 изображена конструкция автокомпрессионного дугогасительного устройства во включенном положении, на фиг.2 - узел на фиг.1; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2,на. фиг.4 - разрез Б-Б nk фиг.З. Устройство содержит неподвижный контакт.1 -с дугоприемным электродом 2, подвижный контакт 3, жестко соединенный с копрессионным цилиндром 4 и тягой. 5 внешнего привода, дутьевое сопло 6 индукционно-динамический привод, расположенный в ком прессионном цилиндре и содержащий катушку Т, по которой постоянно протекает ток, подводимый через скользя щий токосъемный контакт 8 и неподвиж ное контактное соединение.9. Сечение витков катушки расситано на но1 нальный ток линии. Якорь 10 выполнен в виде плоского кольца с радиаль ной прорезью и размещен в изоляционном стакане 11. Внутри прорези распо ложен электрод 12 управления, которы для обеспечения возможности создания параллельных каналов в искровом промежутке выполнен в виде гребенки. Корпус якоря и электрод управления соединены с блоком 13 запуска при помощи разъемных клиновых контактов 14, неподвижные части каторых выполнены в виде двух концентрических, изолированных друг от друга колец. Устройство работает следующим рбразом. I Во включенном положении выключате ля ток линии протекает от главного неподвижного контакта 1 через под|вижный контакт 3, скользящий токо съемный контакт 8 к катушке7 и далее нерез неподвижное контактное соединение 9 -к неподвижной токоведущей части выключателя 15. Так как якорь 10 представляет собой разомкнутый контуо,. то взаимодействие между ним и катушкой 7 практически OTcyTCTjBy-, ет и якорь неподвижен. При возникновении короткого замыкания в линии от схемы управления поступает сигнал на срабатывание внешнего привода и с потенциала земли через блок 13 запуска, клемм 16 и 17 и клиновые контакты 14 подается импульс напряжения для запуска коммутирующего элемента. Коммутирующий элемент срабатывает и якорь образует собой замкнутый контур, в нем наводится ток, который взаимодействует с током в катушке, в результате взаимодействия возникает электромагнитная сила, сообщаю щая якорю ускорение. Якорь перемещается, сжимая газ в компрессионном цилиндре 4, в котором происходит встречное сжатие газа вследствие одновременного движения компрессиононого цилиндра, соединенного тягой 5 с внешним приводом, и якоря 10, обеспечивающее быстрое повышениедавления и эффективный обдув дуги, возникающий при размыкании контактов. Характеристики пружины 18 рассчи;таны, главным образом, для возврата якоря к катушке 7, сопротивление пружины при движении якоря оказывается незначительным и не препятствует сжатию газа в компрессионномци линдре 4. После того, как дутьевое сопло 6 стстится с дугоприёмного электрода 2 неподвижного контакта 1 и в результате интенсивного продольного дутья дуга погаснет, между контактами установится чисто газовый промежуток. После завершения операции отключения якорь 10 под действием пружины 18 возвршцается в исходное положение, при этом зг1мыкаются клиновые конакты 14. Таким образом, выполнение в лагаемом устройстве индукционно динамического привода с плоскими катушкой и якорем и наличие в якоре радиальной прорези позволяют улучшить динамические характеристики и КПД привода и, следовательно, повысить степень сжатия газа в компрессионном цилиндре и коАолутационную способность дугогасительного устройства.

Фиг.2

5-в

ФН9Л

1. АВТОКОМПРЕССИОННОЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее неподвижный и подвижный контакты, компрессионный цилиндр, жестко сое- . диненный с подвижным г контактом и тягой внешнего привода, дутьевое согшр, индукционно-динамйчеокий привод, выполненный в виде катушки и прижатого к ней пружиной я коря, расположенного в компрессионном цилиндре и прилегакяцего к его боковым стенiF r v.:,.;, V, ..TV л ., - - II ,. кам, отличающееся тем, что, с целью повышения коммутационной способности и надежности, якорь разметен в дополнительно введенном изоляционном стакане и выполнен в форме кольца со сквозной радиальной прорезью и на нем установлен дополнительно введенный коммутирующий элемент, соединенный с блоком запуска. 2.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде триггерного разрядника, электрод управления которого расположен внутри прорези, корпус якоря и электрод управления соединены с блоком запуска при по- j мощи разъемных клиновых контактов, (Л неподвижные части которых выполнены в виде двух изолированных одно от С другого концентрических колец, и контактируют d неподвижными частями по крайней мере в двух точках. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о тличающееся тем, что.электрод управления выполнен в виде гребенки. 5 « 10 7 8 .J.L.j....J:.L. I . 1С О 00 sl со