Высоковольтный газовый выключатель Советский патент 1984 года по МПК H01H33/74 

Изобретение относится к газовым,т в частности элегазовьш выключателям с автокомпрессионным дугогасительным устройством. Известны автокомпрессионные выклю чатели, у которых компрессия создается движением дутьевых цилиндров по неподвижному поршню, например, выключатели, в которых дугогасительная камера двухстороннего дутья, содержащая охватывающее неподвижный контакт традиционное сопло из электроизоляционного материала, закрепленное вместе с подвижным контактом на дутьевом цилиндре, имеет второе сопло из электроизоляционного материала, охватывающее непосредственно подвижный контакт и закрепленное на том же цилиндре, причем в канале между обоими соплами формируется двухстороннее дутье через полости контактов 1j. Недостатком э±ой конструкции явля ется большая масса подвижных частей дугогасительного устройства, что при больших скоростя движения контактов требует очень больших усилий, особенно для многоразрывных вь1ключателей. Это значительно усложняет конструкцию выключателя, а следовательно, делает ее менее надежной. Наиболее близкой к изобретению по техническому решению к данному является конструкция автопневматического выключателя, в котором дугогасительное устройство состоит из неподвижного корпуса, внутри которого находится неподвижный цилиндр, внутрен ние полости корпуса и цилиндра соеди нены каналами, а в полости последнего расположен подвижный контакт и поршень С23. Внутри наружного неподвижного кор пуса установлен подвижный поршень, выполненный из изоляционного материа ла, который во включенном положении отделяет полость гашения дуги от общего объема элегаза. На этот поршень с обеих его сторон действуют усилия от пружины, однако - непосредственно на поршень со стороны стенки неподвижного корпуса, другое - через специальную направляющую со стороны поршня с подвижным ,контактом, причем во включенном положении сила, действующая со стороны поршня больше, и подвижный изоляционный поршень всегда прижат к неподвижному контакту, образуя замкнутый объем полости гашения. При отключении выключателя в полости гашения начинает повышаться давление, обусловленное движением поршня с подвижным контактом. Одновременно происходит уменьшение усилия пружин на подвижный поршень . После разгрузки пружин на псадвижный поршень начинает воздействовать давление дугогасительной среды и удерживает его на месте. После размыкания контактов поток газа через сопла начинает выходить из полости гашения, происходит гашение дуги. Давление в полости падает, и подвижный поршень под действием пружин со стороны неподвижного корпуса отходит от неподвижного контакта на расстояние, обеспечивающее газовый изоляционный промежуток, Недостат-ком этой конструкции является наличие подвижного изоляционного поршня, создающего чисто газовый промежуток за счет движения, обеспечивающегося возвратными пружинами, которые должны иметь значительные усилия для обеспечения четкого возврата поршня. Это влечет за собой увеличение давления предварительно сжатого газа за счет увеличения хода в контактах (до их размыкания), а следовательно, общего хода контактов выключателя. Кроме того, наличие подвижного изоляционного со специальными направляющими и пружинами поршня усложняет конструкцию выключателя и снижает его надежность. Недостатком является и то, что при гашении дуги расстояние между соплами подвижного и неподвижного контактов не является оптимальным, поскольку при их движении необходимо набрать расстояние,равное оптимальному электрическому, которое значительно больше оптимального расстояния необходимого для гашения дуги, что снижает отключакяцую способность выключателя. Кроме того, на отключающую способность отрицательно сказывается наличие металлических электродов, нагреваемых дугой, через которые происходит очистка межконтактного промежутка от ионизированных газов. Цель изобретения - увеличение отключающей способности, упроцение конструкции и увеличение надежности выключателя. Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном газовом выключателе, содержащем неподвижный корпус, внутри которого расположен неподвижный цилиндр, внутренние полости корпуса и цилиндра соединены каналами, подвижный контакт и поршень, на неподвижном корпусе закреплено первое сопло из электроизоляционного материала, охватывающее подвижный контакт и установленное на расстоянии оптимального электрического газового промежутка, на неподвижном цилиндре установлено второе сопло, выполненное из электроизоляционного материала и установленное на оптимальном для отключения дуги расстоянии от первого сопла,, а подвижный контакт при отключенном положении выключателя

расположен внутри полости неподвижного цилиндра , В выключателе, с целью повьааения электрической прочности, неподвижный корпус может быть выполнен металлическим, а на первом сопле закреплен отражатель из электроизоляционного материала.

Кроме того, в выключателе, с цель уменьшения габарита привода, подвижный контакт в отключенном положении выключателя расположен во внутренней полости второго сопла.

На фиг. 1 схематически представлено дугогасительное устройство пред лагаемого выключателя, в отключенном положении на фиг. 2 - то же, другой вариант,

Внутри непсявижного корпуса -1, выполненного в этом варианте из электроизоляционного материала с прикрепленным к нему любым известным способом первого сопла 2, выполненным также из электроизоляционного ме г ери ала, устан6влен н еподвижный цилиндр 3, выполненный из металла. К цилиндру 3 любым известньвд способом прикреплено второе сопло 4, выполненное из электроизоляционного материала. Расстояние между соплами выбрано оптимальным для гашения дуги. Внутренние полости корпуса 1 и цилиндра 3 соединены каналами 5 (каналы) , соединяющим посредством отверстий б полость 7 компрессии с полостью 8 гашения дуги. Дном 9 внут ренние полости цилиндров отделены от общего объема элегаза, находящегося в контейнере 10. Внутри цилиндра 3 расположен компрессионный поршень 11, создающий давление газа вполо сти гашения и разряжение в полости дутья, с прикрепленным к нему любым известным способом подвижным трубчатым контактом 12, имеющим каналы 13, соединяющие внутреннюю поверхность контакта с полостью дутья, и находящегося в отключенном полевении внутри полости дутья. Токоведущая цепь образуется следутадим образом: неподвижный контакт 14 - подвижный контакт 12 - компрессионный поршень 11СКОЛЬЗЯЩИЙ контакт 15 - неподвижный цилиндр 3 и от дна 9 любым известным спрсобс 4 на ввод или следующие элементы. Расстоян{{е между неподвижным контактсэм 14 и соплом 2 выбрано из расчета оптимального электрического промежутка.На фиг. 2 представлен другой вариант испЬлнени дугогасительного устройства , отличсшщийся тем, что неподвижный корпус 1 выполнен металлическим, а на сопле 2 прикреплен любым известным способом отражатель 16, выполненный из электроизоляционного материала, креме того, псдвижный контакт 12 в отключенном положении не выходит из сопла 4. При коммутации, например, отключении, привод любой известной конструкции (не показан) приводит в движение подвижный контакт 12 и компрессионный поршень 11. При своем движении поршень начинает создавать давление газа в полостях 7 и 8, а в полости над поршнем создает объем разряжения, в котором к мс /1енту размыкания контактов образуется полость низкого давления и начинается дутье через второе сопло подвижного контакта и каналы 13 в эту полость. На участке хода до сопла 2, выключатель имеет одностороннее дутье и может отключать небольшие токи нагрузки. После прохождения подвижным контактом сопла 2, давление в это время в полости 8 значительно увеличивается, и до открытия сопла 4 выключатель имеет двухсторон,нее дутье через сопло 2 и сопло 4 под- , .вижного контакта. После выхода подвиного контакта из сопла 4 начинается дутье через сопла 2 и 4. Высокое давление поддерживается продолжающимся движением поршня 11, & подвижный контакт становится электродом, ограничивакяцим длину дуги, и центри,рует ее. При прохождении тока через {НОЛЬ поток газа деионнэирует промежуток между соплами 2 и 4 и гасит дугу. Пройдя необходимый ход, контак останавливается. Газовьм изоляцион-в ный промежуток образуется после погасания между неподвижным контактом 14 и соплом 2. На этом процесс отключения заканчивается.

При включении привод приводит в движение контакт 12, который замыкается с неподвижным контактом 14.

Работа выключателя по второму варианту ничем не отличается от первого за исключением того, что.ход контакта меньше и дутье при отключении осуществляется через сопло 2 и сопло подвижного контакта 12.

Предлагаемый выключатель прост по своей конструкции, имеет небольшую массу подвижных частей, что позволяет применить в нем менее мсхцный привод.

Применение неподвижного изоляционного сопла позволяет упростить конструкцию дугогасительного устройства, а применение изоляционного неподвижного цилиндра или установка на сопло изоляционного отражателя при металлическом цилиндре, позволяет уменьшить габариты дугогасительного устройства, так как между ним и металлическим цилиндром обеспечивается неионизирующийся промежуток,

Мощное двухстороннее дутье между изоляционными соплами с фиксированным оптимальным расстоянием для гашения дуги , вдали от нагревающихся дугой электродов, позволяет увеличить отключающую способность. Предлагаемая конструкция вьжлючателя может быть применена для аппаратов любого класса напряжений.

Проведенные на макетах дугогасительных устройств исследования показали, что один такой разрыв спосо бен в режиме MHoropa3i%iBHoro выклю- чателя обеспечить отключгисщую способность при напряжении, приходящимся на кС1ЖДЫЙ разрыв до 220 кВ.

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГАЗОЫЛЙ ВЬЖЛЮЧАТБЛЬ, содержащий неподвижный корпус, внутри которого расположен неподвижный цилиндр, внутренние полости и цилиндра соединены каналами, подвижный контакт и поршень, о т л и ч a ю щи йен тем, что, с целью увеличения отключающей способности, ущхзщения конструкции и увеличения надежности,: на неподвижном ксфпусе закреплено дополнительно введенное первое соппо из злектроизоляционного материала,. охватывающее псдавижшхй контакт и установленное на расстоянии оптийгишного злектрического газового промежутка, на неподвижном цилиндре установлено дополнительно введенное второе сопло, выполненное из электроизоляционного материала и установленное на оптимальном для отключения дуги расстоянии от первого сопла, a подвижный контакт при отключенном положении выключателя расположен внутри полости неподвижного цилиндра. 24 Выключатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что, с целью повыиения злектрической прочности, неподвижный корпус выполнен из электроизоляционного материала. 3.Выключатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что, с целью повыаения злектрическЪй прочности, неподвижный корпус выполнен металлическим, a на первом сопле закреплен дополнительно введенный отражатель из изоляционного материала. 4.выключательпо п. 1, о т л ич a ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения габарита привода,, подвижный контакт в отключенном положении выключателя расположен во внутренней 1 полости второго сопла. D1 .Ц сл

Фм2