Быстродействующий коммутирующий аппарат Советский патент 1983 года по МПК H01H33/42 

Изобретение .относится к электроаппаратостроению и может испол зовано для отключения токов высокого напряжения. Известен коммутационный аппарат, содержащий заполненную диэлектрической жидкостью дугогасительную ка меру, подвижнЕлй контакт, полый непо вижный контакт, выполняющий функцию рабочего цилиндра и имеющий в верхней части ударную камеру- с отвер.стием, перекрываемым контактирующим концом подвижного контакта, пневматический привод с .дифференциальньом поршнем, малая головка которого находится в рабочем цилиндре, а боль.шая расположена в силовом цилиндре. Принцип действия этого аппарата ocH ван на гидродинамической передаче усилий привода подвижному контакту через собственно дугогасящую среДУ 1 . . Недостатком коммутационного аппа рата такого типа является невысокая эффективность гидродинамической передачи усилий привода подвижному контакту, ко.торый приводится в движение, в основном, в результате гидравлического удара в начальный м мент срабатывания, когда его .контактирующий конец перекрывает выхо жидкости из рабочего цилиндра. После отхода подвижного контакта жидкость начинает истекать в объем со свободной поверхно.стью, и эффектив ность гидропередачи резко падает. В результате этого и наличия сил с.о противления движению подвижн.ого кон такта (трение, оопротивление возвратных пружин и т.п.) указанный аппарат не обеспечивает большой величины скорости и хода подвижного контакта, что ограничивает величину его номинального напряжения и отключающую способность. Известен быстродействукщий автодутьевой выключатель, содержащий за полненную жидкостью дугогасительную камеру, рабочий и основной цилиндры подвижный контакт с укрепленным на нем поршнем, который расположен в рабочем цилиндре, плоский неподвижный ко.нтакт с отверстием в центре, перекрываемым контактирукнцим концом подвижного контакта, индукционн динамический привод с индуктором, подключенным к импульсному источнику энергии, и якорем, расположенным в основном цилиндре и выпрлняющим роль поршня. Принцип действия этого выключателя аналогичен предыдущему однако здесь применен более быстродействующий и менее инерционны индукционно-динамический привод, а также в течение большей части -времени процесса срабатывания дугогасящая жидкость находится в замкнутом объеме. G одной стороны/ это позволяет увеличить ход подвижного контакта и скорость его перемещения, но с другой стороны, при этом уменьшается, скорость прогонки жидкости через межконт.актный промежуток, что приводит к менее интенсивному обдуву дуги и недостаточно высокой отключающей способности аппарата 2.., Из-вестен также комму.тационный аппарат, содержащий заполненную, жидким диэлектриком дугогаеительную камеру, полый неподвижный контакт и стержневой подвижный контакт, скользящий токосъемный контакт, два индукционно-динамических привода, индукторы которых подключены к авто- номным или к общему импульсному источ, нику энергии, як-орь одного привода соединен с подвижным контактом, якорь другого при-вода соединен с дутьевым поршнем. При срабатывании аппарата один привод перемещает подвижный контакт, другой привод с помощью дутьевого поршня создает вы- ; сокоскоростной поток жидкого диэлектрику воздействукшшй на отключаемую дугу СЗ . В указанном аппарате скользящий токосъемный контакт расположен снаружи рабочего цилиндра и находится в нижней части аппарата. Вследствие этого подвижный контакт имеет большую длину, а следовательно, обладает чительной массой, так как выполняется как правило, из меди. В результате этого уменьшается скорость его перемещения, и для ее увеличения необходимо повышать мощность привода. Дутьевой поршень наружной поверх ностью соприкасается .с изоляционными стенками рабочего, цилиндра, а внутреИ/ ней поверхностью - с подвижным кон- тактом. Нагрев подвижного контакта проходящим по нему током, а также скольжение наружной поверхности порш ня по диэлектрику не позволяют добиться надежного уплотнения дутьевого поршня. Встречноедвижение дутьевого поршня и подвижного контакта, находящихся в непосредственном соприкосновении друг с другом, увеличивает силу трения, в результате чего уменьшается скорость движения контакта и потока дугогасящей жидкости и снижа.ются срок службы и надежность уплотнительных соединений. Таким образом снижаются ртключгиощая способность и надежность коммутационного аппарата. . Цель иэоб)етения - повымение отключающей способности и надежности аппарата. Поставленная цель достигается тем, что в быстродействующем коммутирующем аппарате, содержащем заполненную жидким диэлектриком iiyroгасительную камеру, полый неподвижный контакт и стержневой подвижный контакт, скользящий -токосъемный контакт, рабочий цилиндр с дутьевым поршнем, два индукционно-динамических привода, причем якорь одного привода соединен с подвижным контактом, а.якорь другого - с дутьевым поршнем, рабочий цилиндр выполиен в виде двух коаксиально расположенных металлических цилиндров, соединенных в верхней части токопро водящими перемычками, во внутреннем цилиндре,, через который, проходит по вижный контакт, размещей скол1зЗЯ1дий токосъемный контакт, в верхней части внутреннего цилиндра укреплен обтекатель, выполненный из изоляционного материала, подвижный контакт соединен с яКорем дополнительной тягой, выполненной из легкого и прочного материала. На фиг. 1 изображена конструкция аппаратаво включенном положении, н фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Аппарат содержит заполненную жид ким диэлектриком дугогасительную камеру 1, корпус которой выполнен из электроизоляционного материала, полый неподвижный контакт 2 с токосъемным контактом .3, стержневой под вижный контакт 4, соединенный с яко рем 5 тягой 6,. выполненной из легко го и прочного материала, рабочий цилиндр, выполненный в виде коаксиально расположенных наружного 7 и внутреннего 8 цилиндров, соеди- ненных в верхней части токопроводящими перемычками-9, скользящий то косъемный контакт 10, установленный во внутреннем цилиндре 8, обтекатель 11 из электроизоляционного материала, укрепленный в верхней части внутреннего цилиндра 8, дутьевой поршень 12, жестко соединенный с якорем 13 и имеющий возвратную пружину 14, два индукционно-динамических привода, содержащих индукторы 15- и 16, подключенные к общему или автономнымимпульсным источникам энергии (не показаны и приводящих в движение дутьевой nof)шень 12 и подвижныйконтакт 4, расширитель 17, укрепленный на верх нем фланце неподвижного контакта 2. Быстродействующий коммутирующий аппарат включается в электрическую цепь через фланец неподвижного кон такта 2 и фланец наружного цилиндра 7. Аппарат работает следующим образом. Во включенном положении ток отключаемой цепи проходит через н§подвижный контакт 2, токосъемный контакт 3/ ПОДВИЖНЫЙ контакт 4, токОсъемный контакт 10, внутренний цилиндр 8, а-окойроводящие перемыч:ки 9 и наружный цилиндр 7. -При пос. туплеиии команды .на отключение в ин дукторах 15 л 16 появляется импульс ный ток. Устройство управления (не показано ) обеспечивает необходимый временной интервал между моментами срабатывания индукционно-динамичеслих приводов аппарата.. Якори 5 и 13 начинают перемещаться в противоположных направлениях, при этом якорь 5 приводит в движение подвижный контакт 4, соединенный с ним тягой 6, а якорь 13 приводит в движение дутьевой поршень 12. В момент выхода контактирующего конца подвижного контакта 4 из токосъемного контакта 3, между ними .зажигается электрическая дуга, которая сразу начинает обдуваться потоком жидкого диэлектрика,.вытесняемого дутьевым поршнем 12 из полости рабочего цилиндра в полость неподвижного контакта 2. Процесс гашения дуги протекает тем интенсивнее, чем выше скорость истечения жид-i кого диэлектрика из полости рабочего цилиндра в полость неподвижного контакта 2, поэтому форма прпереч,ного сечения токопроводящих перемычек 9 и геометрия дутьевой системы выбиpaюtc.я исходя из условий обеспечения наименьшего гидравлического сопротивления: Возвратная пружина 14 и уплотнения должны оказывать минимальное сопротивление при движении дутьевого поршня. 12. . Из полости неподвижного контакта 2 поток жидкого диэлектрика и продукты горения дуги попадают в расширитель 17, сообщающийся с атмосферой, при этом скорость жидкости резко падает. После погасания дуги подвижный контакт фиксируется в конечном положении каким-либо из известных фиксирующих устройств (показано), якорь 13 и дутьевой поршень 12 возвращаются в исходное положение под действием -пружины .14. Возврат подвижного контакта в исходное положение при включении аппарата произвогдится каким-либо из из вестных возвратных устройств (не показано). В данном аппарате скользящий токосъемный контакт установлен непосредственно в дугогасительИой камере, в верхней части рабочего цилиндра. Это позволяет уменьшить длину подвижного контакта более, чем в два раза, в результате чего суммар . ная подвижная масса (подвижный.контакт, тяга и якорь) уменьшается приблизительно на 20% по сравнению с известным аппаратом при условии, что оба аппарата рассчитаны на одинаковые по величине отключаемые токи и напряжения. Это дает возможность снизить энергчземкость, а, следовательно, габариты и стоимость импульснОго источника энергий индукционно-динамического привода на 20% без уменьшения скорости поднижнего контакта или повысить его скорость на 10-15% без увеличения

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОММУТИРУЮЩИЙ АППАРАТ, содержащий заполненную жидким диэлектриком дуго- . гасительную камеру, полый неподвижный контакт, скользящий токосъем-; ный контакт, стержневой подвижный , контакт, рабочий цилиндр с дутьевым поршнем, два индукционно-динамических привода, причем якорь одного привода соединен с подвижным контактом, а якорь другого привода соединен с дуть.евым поршнем, от л ичающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности и надежности аппарата, рабочий цилиндр выполнен в виде двух коаксиаль но расположенных металлических цилиндров , соединенный в верхней части токоп1роводящими перемычками, во внутреннем цилиндре, через который проходит подвижный контакт, размещен скользящий токосъемный кон(О ;такт, в верхней части внутреннего цилиндра укреплен обт вкатель, выполненный из изоляционного материала, .а подвижный контакт соединен с якорем дополнительной тягой. о 4 ND :о