Дугогасительное устройство маломасляного выключателя Советский патент 1983 года по МПК H01H33/75 H01H33/02 

Изобретевие относится к высоковопьтвэму аппаратостроенвю и касается ко струкнии дугог ситепьиого устройства жидкостнотх), -преимущественно мапомаогганого выкпючатегш наружной установки

Известны дугогаситепьные устройства мапомаспяных выкпючатепей, содержащие фарфоровый корпус, дугогаситепьную камеру, узлы верхнего н нижнего токоотвоаов и изопяционный цилиндр, охватывающий камеру. В этих дугогаситепьных устройствах изопяционный ципиндр механически закрейпев в уапах верхнего и нижнего токоотводов, причем в верхней части он снабжен специальной метапп ческой арматурой, посредством которой при монтаже создается натяг цилиндра, и одновременно через уплотнительные устройства стягивается фарфоровый корпус (покрышка). При этом цилиндр помимо аксиального усилия, необходимого дпя сжатия уплотнений, воспринимает полное давление, возникающее в дугогаситепьном устройстве при отключении тока, действующее как в радиальном, так и в аксиальном направлениях, фарфоровый корпус в этом устройстве полностью освобождается от действия высокого давления l..

Недостатками устройства являются большие габариты и сложность конструкции армированного изоляционного цилиндр вызванные требованием высокой механической прочности как самого цилиндра, в стенках которого возникают сложные механические напряжения, так и элеме тов механического крепления его в узлах верхнего и нижнего токоотводов. Кроме того, больщие эксплуатационные расходы, так как при необходимости замены по вергающийся воздействию продуктов горения дуги изоляционный цилиндр прихо, дится заменять вместе с арматурой, т.е. дорогая корпусная деталь должна входить в число tavieHHbix частей и большей диаметр фарфорового корпуса, так как в нем должен разместиться цилиндр с арматурой.

Вместе с тем фарфоровый корпус, преставляющий собой толстостенную оболочк из Конструкционного материала, оказывается недогруженным, т.е. недоиспользована механическая прочность форфора. Эти недостатки снижают эконсмические показатели конструкций.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 1А 1южИтельисяму эффекту является дугога

сителыюе згстройство, содержащее фарфоровый корпус, армированный металлическими фланцами, связанные с ними верхний и нижний токоотводы, дугогасительную камеру и изоляционный пИлинДр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором. Указанный цилиндр одним кошюм механически закреплен в узле верхнего токоотвода, а другой его конец жестко связан с кижним диском дугогасительной камеры. При этом фарфоровый корпус воспринимает аксиальные .механические нагрузки от давления, возникающего в дугогасительнОм устройстве при отключении токов, а цилиндр, освобозкденный от монтажных йагрузок, имеет небольшую высоту, которая определяется только габаритами камеры {2.

Однако в этом случае изоляционный цилиндр подвергается воздействию как радиальных, так и аксиальнь1х нагрузок от высоког-о давления, возникающего внутри дутюгасительной камеры, так как он связан одним концом с деталью верхнего токоотвода, которая расположена в зоне HHQiKoro давления, а другим кокн цом - с деталью камеры, которая расположена в зоне высокого давления. Эту же нагрузку )оспринимают и узлы крепления (заделки) цилиндра. При этом радиальные нагрузки от выхлопа также полностью восшринимаются изоляционным цилиндром.

При отключении больших токов короткого замыкания эти нагрузки могут привести к механическому {эазрушению цилиндра, чем снижается надежность работы дугогасительного устройства. Поэтому этот цилиндр выполняется толстостенным и применяется сложная конструкция крепгения его к-сопрягаемым элементам.

Целью изобретения является повыщение надежности дугогасительного устройства путем снижения механических нагрузок, воспринимаемых изоляционным цич линдром,. а также упрощение конструкций.

Указанная цель достигается тем, что в дугогасительнс устройстве, содержащем фарфоровый корпус с металлическими фланцами, :верхний токоотвод с неподвижным коителстом, нижней токоотвод с подвижным контактом, каждый из которых : связан с одним из указанных фланпев, Дугогасительную камеру и изоляционный цилиндр, тановленный относительно Katfefta с кольцевым зазором, изоляцио вый ЦИЛИШР закреплен консольно на дохюпнвтелыю введенном в узел нижнего гокоотвода фланце, имеющем отверстие дпя подвижного контакта, причем свободный конец ципиндра расположен ниже верхнего фпаниа фарфорового корпуса. Освободив верхний конец ципиндра от механической задетжи и закрепив его кон сольно на фланце, введенном в узеп ниж него токоотвода - элемента, расположенного вне зоны высокого давления, удалось исключить, воздействие на пи-пиндр аксиальных нагрузок от высокого давления, возникающего в момент отклкм чения тока. Давление выхлопа воздействует на введенный фпанец, связанный через нижНИИ токоотвод с фарфоровым корпусом, передается . ему, но не передает на цилиндр аксиальных нагрузок. Так как цилиндр закреплен только в узле нижнего токоотвода, т.е. консольно, то он освобожден от стяжных монтажных (аксиальных) нагрузок. Таким образом изоляционный цилиндр полностью освобожден от аксиальных нагрузок, вызывающих касательные напряжения в его стенках и напряжения среза в узлах заделки, благодаря ,чему исключается возможность его механического {тазрушешга при отключении боль ших токов и тем самым повышается надежность работь дугогасительного устройства в целом.. Одновременно достигается и упрощение конструкции, так как изоляционный . цилиндр, не подвергающийся действию аксиальной нагрузки, не требует сложной заделки посредством специальных фланце для крепления, а может быть соединен с фланцем токоотвода простейшим образо например, посредством винтового соединения по боковой поверхности. Благодаря располоя ению свободйого конца цилиндра риже верхнего фланца фарфорового корпуса, зона выхлопа соо& щается с пространством между цилиндром и фарфоровым корпусом, поэтому давпегние выхлопа, действующее первоначально на изоляционный цилиндр в радиальном направлении, в процессе отключения передается в указанное пространство и, таким образом, к моменту нарастания давления до максимального значения цилиндр подвергается воздействию только разницы максимального и первоначальног давлений, что также повышает надежност дугогасительного устройства. Йа чертеже показано дугогасвтепьное устройство маломасляного выключателя на 110 кВ. Устройство содержит фарфоровый корпус 1, армированный металлическими фланцами 2 и 3, узел 4 верхнего токоотвода с неподвижным контактом 5, узел 6 нижнего токоотвода с подвижным контакгом 7, дугогасительную камеру 8 с , дутьевыми щелями 9 и выхлопными щелями 10, изоляционный цилиндр 11 и коппак 12, закрывающий дугогасителэное устройство сверху. Устройство заполнено дугогасящей жидкостью (маслом) до уровня 13- Выводные фланцы 14 и 15 токоотводов привернуты соответственно к верхнему фланцу 2 и нижнему фланцу 3. Цилиндр 11 в нижней части закреплен винтами 16 на фланце 17, входящем в узел 6 нижнего токоотвопа, и установлен относительно камеры с кольцевым зазором 18, кото{ый образует зону выхлопа. Свебодный конец цилиндра 11 расположен внутри фарфорового корпуса несколько ниже верхнего фланца 14, так что зона 18выхлопа сообщается с пространством 19между цилиндром 11 и корпусе 1. Дугогасительное устройство установлено на опорном :взоляторе 20. Устройство работает следующим образом. В процессе отключения между неподвижным контактом 5 и подвижным контактов 7 загорается электрическая дуга, под действием которой масло разлагается, образуя Ь дуговом промежутке газовый пузырь, объем которого во много раз ; больше объема разложившегося масла. Так как в начале процесса отключения выхлопные щели 1О закрыты подвижным контактом 7 и истечение жидкости из камеры невозможно, внутри камеры резко повышается давление; которое передается через корпус неподвижного контакта 5, верхний выводной фланец 14 и фланец 2 на фарфоровый корпус 1. По мере перемещения подвижного контакта 7 вниз открываются выхлопные щели 10 и газовый пузырь устремляется через них по дутьевым щелям 9 в зону 18 выхлопа. Давление зоны выхлопа передается вниз через фланец 17 и элементы 7 нижнего токоотвода на опорный изолятор 20, а газовый пузырь перемещается вверх в сторону расширительного объема, который ограничен колпаком 12 и уровнем масла 13. Давление в зоне 18 выхлопа при первом максимуме тока воспринимается в радиальном направлении изоляционным цилиндром 11, но затем, в процессе отключения, при достижении газовым пузы51рем верхней кромкн оипивара oiio распространяется в простраиство 19, схэобшаюШееся с зоной 18 выхпопа через зазор межцу верхитм выводным фпашюм 14 н ияпинпром 11. Поэтому при втором и третьем максимуме, тока, когпа павпение в. зоне выхпопа достигает наибольшего значения, изоляционный цилиндр воспринимает пишь разницу между втим давпешюм и давлением, которое распространилось в npocTpaHCTjso 19. В процессе эксппуатации внутренняя поверхность 11ипиндра 11 подвергается действию продуктов горения дуги и обгорает, образуя проводящею мостики. Это яв|1еЕВе в случае не представляет сушественпой опасности, так как между выводным фгганием 14 и цилиндром 11 имеется масляный промежуток, обеспе98чйвакяций стабильную електрическую прочность внутренней изоляции, бгшгодаря чему увепвнивается срок службы шшиндра. Замена цилиндра в процессе эксплуатации ве. составляет трудности, так как он представляет недорогую и легкую тонкостенную деталь. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повыс§ть надежность работы дугогасительного устройства путем: уменьшения нагрузок, воздействующих to изоляционный цилиндр, упростить конструкцию цилиндра, отказавшись от СЛОЖ1ЮЙ заделки его в месте соединения с сопрягаемой деталыц. При атом одновременно облегчается эксплу аташш за счет увеличения срока службы цилиндра.

ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕг ЛЯ, содержащее фарфоровый KOfMiyc с металлическими фпаннами, верхний токоотвод с неподвижным контактом, нижний токоотводс подвижным контактом, каждый нэ которых связан с одним из указанных фланцев, дугогасительную каперу и изоляционный штиндр, установленный относительно камеры с кольпевым зазором, отличающееся тем, что с целью повышения надежности в упрощения конструкции, цилиндр закреплен . консольно на дополнительно введенном в узел нижнего токоотвод фланце, щем отверстие для подвижного контакта, причем свободный конец цилиндра (Л ложев ниже верхнего фланиа.