Автогазовое коммутационное устройство Советский патент 1984 года по МПК H01H33/76 

Изобретение относится к высоковольтному электроаппаратостроению, а именно к высоковольтным стреляющим предохранителям (обычным и управляемым), используемым на напряжении 35-110 кВ для защиты силовых трансформаторов понижающих подстанций и секционирования распределительных сетей -указанных напряжений. Известен высоковольтный автогазовый выключатель. Каждый полюс этого выключателя содержит верхний опорный изолятор, на котором установлена камера гашения (патрон) и нижний подвижный изолятор-толкатель. Изолятор-толкатель снабжен приводным механизмом с блоком релейной автоматики (катущкой отключения). На нижнем основании изолятора-толкателя расположена ось рубящего контактного ножа, соединенного через металлический наконечник с токоведущей частью камеры гащения. Контактный нож выполнен составным из ДВУХ элементов: внутреннего и наружного, соединенных с помощью шарнира. Наружный элемент оснащен включающей пружиной, установленной в области шарнира. Рубящий контактный нож постоянно стремится принять отброщенное положение под действием пружины, надетой на его ось 1 Недостатком известного устройства является его низкая коммутационная способность, обусловленная тем, что рубящий контактный нож расположен в непосредственной близости к открытому концу патрона и имеет большую, плохо обтекаемую газом поверхность. Такая близость ножа к патрону и большая поверхность взаимодействия его с истекающим из патрона газом ухудшает условия гашения электрической дуги, препятствует выбросу газами токоведущей части из патрона и, следовательно, уменьшает отключающую способность устройства. Кроме того, устройство имеет сложную, трудоемкую в изготовлении и малонадежную конструкцию ножа. При больших токах короткого замыкания мошный поток газов с большим усилием давит на поверхность ножа и разгоняет его до большой скорости, что приводит к повышению ударной нагрузки на изолятор-толкатель, снижению его срока службы, а следовательно, и всего выключателя в целом. Применение более дорогих специальных изоляторов, обладающих высокой прочностью и большим весом, вызывает необходимость усиления привода и усложнение источника питания. Известно также автогазовое дугогасительное устройство, содержащее патрон с выхлопом газов вверх, состоящий из газогенерирующей трубки, снабженной герметизирующим оголовником, коммутирующим элементом (плавкой вставкой) и внутренней гибкой токоведущей связью, заканчивающейся наконечником. К наконечнику прикреплена внешняя дополнительная гибкая связь, жестко соединенная с контактным ножом. Контактный нож выполнен в виде упругого стержня или пластины, находится во взведенном положении и стремится выбросить внутреннюю гибкую связь из патрона. Наружная гибкая токоведущая связь относит контактный нож на определенное расстояние от торца открытого конца патрона. Это способствует более быстрому освобождению канала патрона от выбрасываемого токоведущего электрода. Выполнение ножа упругим позволяет добиться снижения его массы, противодействующей давлению газов, и упростить конструкцию. Газ быстрее устраняет со своего пути противодействующие элементы ножа, что способствует росту коммутационных возможностей устройства 2. Однако указанная конструкция ножа не может быть использована в устройствах, оснащенных приводом. Нож изгибается, не производя размыкания. Кроме того, существенными недостатками известного устройства являются высокая стоимость ножа, который должен выполняться из леги-рованных сталей, а также большие размеры конструкции устройства, обусловленные тем, что нож должен быть длинным и далеко отстоять от патрона, чтобы после выброса токоведущего электрода (внутренней гибкой связи) конец его не контактировал с верхним концом патрона. Это может привести к отказу в отключении зашишаемого трансформатора или линии. Наиболее близким к изобретению является автогазовое коммутационное устройство, содержащее газогенерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого газогенерирующего материала, который оснащен коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятортолкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведушую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном. Патрон установлен на верхнем опорном изоляторе, основание которого закреплено на раме, внутри которой находится привод устройства и блок релейной автоматики. Под действием привода может перемещаться вниз изолятор-толкатель, в основании которого на оси вращается рубящий контактный нож. Нож выполнен составным из двух элементов (токоведущих контактных пластин) и снабжен пружиной, работающей на сжатие. Ее усилие воздействует на тело взведенного ножа. К телу ножа прикреплена скоба, через которую пропущена токоведущая связь, оснащенная упором. Упор захвачен ножом и с помощью внешней токоведущей связи жестко присоединен к гибкой токоведущей связи патрона 3. Недостаткамиустройства-прототипа являются низкая коммутационная способность и недостаточная надежность. Это обусловлено тем, что рубящий контактный нож имеет большую, плохо обтекаемую газом поверхность. По этой причине увеличивается избыточная отраженная от ножа волна гаэа, поднимающаяся вверх по наружной поверхности патрона, которая снижает охлаждение дуги, ведет к перекрытию патрона по поверхности и, следовательно, уменьшает отключающую способность устройства. Кроме того, при перегорании плавкой вставки нод движется под действием трех сил: разжимающейся пружины, давления газов и собственного веса. При этом выброшенный под давлением из патрона газ создает большую ударную нагрузку на изолятор-толкатель, снижая, тем самым, надежность устройства. Целью изобретения является пЬвышение коммутационной способности и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в автогазовом коммутационном устройстве, содержащем газогенерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала, оснащенный коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятор-толкатель с приводным механизмом, и внещнюю токоведущую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном, рубящий контактный нож жестко укреплен на основании изолятора-толкателя и выполнен в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сто,рону патрона. Выполнение ножа в виде плоской щтанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона, позволяет выброщенному под давлением из патрона газу плавно обтекать плоскость ножа, не создавая больших ломающих усилий, прилагаемых корнем ножа к изолятору-толкателю. При этом не создается отраженная от ножа волна газа, улучшаются условия гашения дуги и, следовательно, повышается коммутационная способность устройства, Кроме того, жесткое закрепление рубящего контактного ножа на основании изолятора-толкателя позволяет исключить ударную нагрузку на изолятор-толкатель и, тем самым, ПОВЫСИТЬ надежность устройства. На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. I (сечение рубящего контактного ножа). Устройство содержит ловитель 1, закрепленный на неподвижном верхнем опорном изоляторе 2, в котором установлен патрон 3, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала. Внутри патрона 3 расположены коммутирующий элемент (контакт, плавкая вставка, сочетание контакта с плавкой вставкой) и гибкая токоведушая связь (не указаны). Нижний открытый конец патрона 3 от прямого попадания влаги защищен кожухом 4. Основание изолятора 2 закреплено на раме 5, внутри которой находится привод устройства и блок релейной автоматики (катушка отключения). Под действием привода может перемещаться вниз изолятор-толкатель 6. С приводом он связан с помощью направляющей оси 7. Ось 7, а также верхняя часть толкателя 6 от обмерзания (гололедообразования) защищены кожухом 8. Снизу толкатель 6 оснащен основанием 9, д котором жестко закреплен (на болтах или способом сварки) рубящий контактный нож 10, выполненный в виде плоской щтанги с заострённой кромкой, направленной в сторону патрона 3. Свободный конец ножа 10 соединен с гибкой токоведущей связью 11 (например, с помощью болтового соединения или проскальзывающего контакта), второй конец которой жестко присоединен к гибкой токоведущей связи патрона 3 через накидную гайку 12. Длина гибкой связи II определяет оптимальное расстояние от кромки рубящего контактного ножа 10 до торца патрона 3, выбранное из условий быстрого гашения электрической дуги. Электрический ток к устройству подводится шиной 13, а отводится шиной 14, выполненной упругой и гибкой. Устройство работает следующим обраПри срабатывании плавкой вставки привод бездействует. При этом между электродами в патроне загорается электрическая дуга. Она воздействует на стенки патрона, из которых под действием высокой температуры дуги начинает генерироваться газ. Образуется газовое дутье, которое выталкивает наружу внутреннюю гибкую токоведущую связь. Этому способствует гибкое исполнение внешней токоведушей связи И, а также выполнение и место закрепления рубящего контактного ножа 10. Если в месте соединения токоведущей связи 11 с ножом 10 выполнен проскальзывающий контакт, то жестко соединенные внутренняя и внешняя связи падают на землю. Между концом патрона 3 и концом ножа 10 образуется разрыв в цепи, способствующий более быстрому отключению поврежденной цепи. Если токоведушая связь 11 с ножом 10 соединена с помощью болта, то необходим соответствующий подбор длины этой связи для надежного размыкания цепи. Если размыкание цепи патрона происходит по команде автоматики, под действием привода изолятор-толкатель 6 перемешается вниз. При этом нож 10 также перемещается вниз. Воздействуя через внешнюю токоведущую связь 11 и накидную гайку 12 на внутренюю связь патрона, нож 10 обеспечивает размыкание внутреннего коммутирующего элемента патрона. При этом под давлением газов, возникших от вооздействия электрической дуги н.а.стенки газогенерирующей трубки патроннр, гибкая связь патрона беспрепятственно вубр-асывается наружу, опережая нож 11, т.; е. картина отключения сохраняется такой же, после перегорания плавкой вставки. Выполнение в устрой(Стве рубящего контактного ножа в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона, и жесткое закрепление его на основании изолятора-толкателя позволяют получить по сравнению с устройством-протопипом и базовым объектом положительный эффект - повысить ком мутационную способность устройства, а именно сократить время отключения повреждений цепи в 2-3 раза, а также повысить надежность устройства. Конструкция ножа в предлагаемом устройстве отличается простотой и легкостью в изготовлении. Отсутствие пружин, шарниров, упоров, осей и других элементов также повышает надежность всего устройства в целом по сравнению с устройством-прототипом.

АВТОГАЗОВОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее гаэогенерирующий патрон, стреляющий вниз, выполненный из твердого изоляционного газогенерирующего материала, оснащенный коммутирующим элементом и гибкой токоведущей связью, рубящий контактный нож, связанный через изолятор-толкатель с приводным механизмом, и внешнюю токоведущую связь, установленную между рубящим контактным ножом и патроном, отличающееся тем, что, с целью повыщения коммутационной способности и надежности устройства, рубящий контактный нож жестко укреплен на основании, изоляторатолкателя и выполнен в виде плоской штанги с заостренной кромкой, направленной в сторону патрона. S (Л со оо СП

сриг.2