Дугогасительное устройство маломасляного выключателя Советский патент 1984 года по МПК H01H33/75 

2.Дугогасительное устройство q п, 1, отличающееся тем,|

что указанные сосуды установлены один в другом с кольцевым зазором, причем внутренний сосуд выполнен в ви)зе стакана, а наружный размещен в отверстии стенки колпака и закрыт снизу крышкой.

3.Дугогасительное устройство по п.п. 1и2, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, наружный сосуд резервуара снабжен направленным вверх патрубком с проб- кой, который установлен между крышкой и запирающим элементом, а его верхний конец расположен на уровне, соответствующем уровню жидкости в дополнительном резервуаре при его заливке.

4.Дугогасительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что запирающий элемент выполнен в виде шарикового клапана с седлом.

5.Дугогасительное устройство

по п.п. 1и4, отличающес я тем, что седло шарикового кла пана выполнено из гидрофобного материала в виде фторопласта.

1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТ- •РОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ШКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее резервуар с дугогасящей жидкостью, расположенную над нею полость со сжатым газом, ограниченную колпаком, и автоматический выпускной клапан с 'запирающим элементом, снабженный дополнительным резервуаром с жидкостью, о т л и- ч а-ю ц, е е с я тем, что, с целью : упрощения конструкции, повышения надежности и увеличения коммутационного ресурса, дополнительный резервуар выполнен в виде двух сообщающихся между собой посредством канала сосудов, один из которых глу- ' кой, а другой связан также с полостью со сжатым газом, причем запирающий элемент установлен на стенке последнего сосуда, выше указанного канала.(ЛэX)э \srsD:^

Изобретение относится к области .высоковольтного аппаратостроения, fe частности к конструкции дугогасительного устройства, преимущественн для маломасляных выключателей. Известны дугогасительные устройства маломасляных выключателей, которые для надежного отключения емкостных токов без повторных, пробоев находятся под постоянным рабочим давлением газа, а для автоматического сброса избыточного давления при отключении тока короткого замыкания снабжены выпускным клапаном, который после выпуска газа дол жен закрыт:ься, когда давление в дугогасительном устройстве достигнет рабочего значения. При этом надежная герметизация всех разъемных уплотняемых соединений как подвижных, так и неподвижных элементов клапана обеспечивается жидкостным подпором ij . Известны дугогасительные устройства, в которых выпускной клапан снабжен дополнительным резервуаром с жидкостью, заливающей все стыки между уплотняемыми элементами, чем обеспечивается надежная герметичность уплотнений клапана в процессе эксплуатации С2Л. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту являетсяДугогасительное устройство жидкостного выключателя, содержащее резервуар с дугогасящей жидкостью, расположенную над нею расширительную полость со сжатым газом и автоматический выпускной клапан с запирающим элементом, снабженный дополнительным резервуаром с жидкостью. При этом впускная полость запирающего элемента клапана сообщается с дополнительным резервуаром с жидкостью через нормально открытый клапан - отсечку з. Однако клапан-отсечка должен мгновенно закрываться при срабатывании выпускного клапана, в противном случае из дополнительного резервуара произойдет истечение большого количества жидкости, что приведет к ограничению коммутационного ресурса дугогасительного устройства. Для обеспечения надежности и быстродействия отсечки необходимо создать большой перепад давления между резервуаром с жидкостью и предклапанной полостью. Это достигается выполнением Запирающего элемента в виде диафрагмы из резины, которая прижата к седлу цилиндрической формы (выпускной клапан срабатывает, когда избыточное давление воздействует на поверхность диафрагмы, ограниченную цилиндрическим седлом), а после разобщения диафрагмы с седлом избыточное давление воздействует на всю площадь поверхности диафрагмы, продолжая открывать и удерживать в открытом положении запирающий элемент и при меньшем избыточном давлении, т.е. происходит так называемый подхват запирающего элемента, благчэдаря которому обеспечивается интенсивный сброс давления из впускной полости запиРающего элемента, а следовательно, создается необходимый перепад давления для своевременного и надежного отделения дополнительного резервуара от впускной полости запирающего элемента действием клапана отсечки. Закрытие выпускного клапана происходит под действием клапанной пружины на запирающий элемент, причем пружина рассчитана так, что

клапан закрывается, когда давление в дугогасительном уст юйстве достигнет -рабочего значения.

Таким образом, в известном устройстве для нормал ьной работы выпускного клапана необходи1«э, чтобы избыточное давление, при котором он открывается, было значительно выше рабочего давления.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, выпускного клапана с подхватом запирающего элемента и дополнительным клапаном - отсечкой. Кроме того, из-за существенного превышения избыточного давления, при котором срабатывает выпускной клапан, по сравнению с рабочим давлением приходится дугогасительное устройство рассчитывать на длительное воздействие этого избыточного давления, что утяжеляет конструкцию, при пони жении температуры окружающего воздуха ниже происходит повышение давления срабатывания выпускного клапана из-за -потери эластичности резинового запирающего элемента и из-за примерзания его к седлу вследствие конденсации влаги, что снижа ет надежность работы дугогасительного устройства, особенно при эксплуатации выключателя в районах с холодным климатом, каждое срабатывание выпускного клапана сопровождается выбросом некоторого количества жидкости, которой заполнены рабочий канал и впускная полость возможна также утечка жидкости из резервуара и через рабочий канал клапана - отсечки при замедленном его срабатывании, особенно при низкой температуре. Все это ограничивает коммутационный ресурс дугогасительного устройства.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и увеличение коммутационного ресурса дугогасительного устройства

Указанная цель достигается тем что в дугогасительном устройстве маломасляного выключателя, содержащем резервуар с дугогасящей жидкостью, расположенную нал нею полость со сжатым газом и автоматический выпускной клапан с запирающим элементом, снабженный дополнительным резервуаром с жидкостью, дополнительный резервуар выполнен в виде двух сообщагадихся между собой посредством канала сосудов, один из которых глухой, а другой сообщает- . ся также с полостью со сжатым га- . зом, причем запирающий элемент установлен на стенке выше указанного канала.

, Указанные сосуды могут быть установлены один в другом с кольце- .

вым зазором, причем внутренний сосуд выполнен в виде стакана, а на.ружный врезан в стенку колпака и закрыт снизу крышкой.

При этом с целью улучшения условий эксплуатации наружный сосуд может быть снабжен направленным вверх патрубком с пробкой, который установлен между крышкой и запираюьхим элементом, а его верхний конец рас0положен на уровне, соответствуюдем уровню жидкости в дополнительном резервуаре при его заполнении.

Запирающий элемент может быть выполнен в виде шарика с седлом из

5 гидрофобного материала, например фторопласта.

При выполнении дополнительного резервура выпускного клапана в виде двух сообщающихся между собой сосудов вышеуказанным образом в глухом

0 сосуде получается газовая полость (воздушная подушка), а жидкость в дополнительном резервуаре, заключенная между двумя газовыми полостями, под действием избыточного дав5ления может перемещаться в глухую полость, сжимая воздушную подушку и освобождая запирающий элемент для доступа газа.

При снижении давления жидкость

0 поднимается и при заданном рабочем давлении перекрывает запирающий элемент, заливая все его уплотняемые стыки. Таким образом, при срабатывании выпускного клапана жидкость

5 не может вытекать из дополнительного резервуара и, следовательно, отпадает необходимость в .клапане отсечке и в так называемом подхвате запирающего элемента, который

0 нужен только для обеспечения надежной работы отсечки.

Поэтому открытие выпускного клапана происходит даже при незначительном превышении давления внутри

5 дугогасительного устройства. При этом повьпаается надежность работы дугогасительного устройства, так как оно .подвергается воздействию более низкого избыточного давления, исключается малонадежный элемент

0 в виде клапана - отсечки; увеличивается коммутационный ресурс: при , срабатывании клапана не происходит истечения жидкости из дополнительного резервуара/ упрощается конструк5ция - из устройства исключается клапан - отсечка и предклапанная полость, а запирающий элемент можно выполнять без подхвата, например в виде шарика с седлом.

0

Установка сосудов дополнительного резервуара один в другом с кольцевым зазором,- когда один сосуд врезан в стенку колпака, а другой выполнен в.виде стакана, позволяет наибо5лее компактно расположить элементы выпускного клапана и способствует повышению надежности (при таком ра положении сосуды находятся в зоне действия практически одинакового д ления, благодаря чему исключается утечка воздуха из гЛухого сосуда ч рез поры в его стенках).. Установка на наружном сосуде патрубка с пробкой ниже запирающего элемента облегчает условия эксйлуатации, так как ез о-используют для заполнения дополнительного резервуара жидкостью, в этом случае нет необходимости частично сливать из дугогасительного устройства масло и снимать колпак. Выполнение запирающего элемента в Виде шарикового клапана с сед лом и выполнение седла из гидрофоб ного материала повышает надежность работы дугогасительного устройства особенно при эксплуатации.в района с холодным климатом, так как свойс йа материалов, пpимeняe iыx в этом случае, не меняются при низких тем пературах и исключается примерзани шарика к седлу, а следовательно, обеспечивается стабильность давления, при котором срабатывает кла- . пан. - . На фиг. 1 изображено дугогасительное устройство маломасляного выключателя; на фйг, 2 - вьгаусклей клапан в закрытом положении при рабочем давлении/ на фиг. 3 - то же, в открытом положении при избыточном давлении в дугогасительном устройст ве. Дугогасительное устройство имеет полый фарфоровый изолятор 1, который вместе с закрывающим его колпаком 2 образуют герметичный резервуар, заполненный трансформаторным маслом до уровня 3, над которым и имеется газовая полость 4, ограниченная указанным колпаком. Внутри изолятора расположены дугогасительная какюра 5, подвижный 6 и неподвижный 7 контакты. Дугогасительное устройство снабжено выпускным клапаном 8, который расположен выше уровня масла 3, в то время как все остальные элементы, имеющие уплотняемые стыки, расположены ниже указанного уровня и, следовательно, имеют масляный подпор, исключающий утечку сжатого газа из полости 4. Выпускнэй клапан состоит из резервуара с жидкостью и запирающего эле мента. Peaetisyap выполнен в виде двух сосудов 9 и 10, причем сосуд 9 врезан в стенку колпака и приварен к нему, а сосуд 10 выполнен в виде стакана и вставлен в сосуд 9 с коль цевым зазором 11. Оба сосуда закры- i ты снизу крышкой 12 с уплотнением 13. Сосуды 9 и 10 сообщаются между собой посредством канала в виде отверстий 14 в стакане сосуда 10, а сосуд 9 сообщается также и с газовой полостью 4 через отверстие 15 в верхней его части. Запирающий элемент представляет собой металлический шарик 16, прижатый пружиной 17 к седлу 18 которое выполнено из гидрофобного материала, например фторопласта. Седло установлено во фланце 19., который приварен к стенке сосуда 9 и содержит канал 20, соединяющий седло с коль|цевым зазором 11. Седло 18 через уплотнение 21 прижато к фланцу 19 корпусом 22. Регулирование усилия пружины 17производится перемещёнием по резьбе корпуса 22 пробки 23, содержащей канал 24 для сообщения с атмосферой. Во избежание попадания влаги в запирающий элемент, он снабжен колпаком 25. Резервуар выпускного клапана снабжен патрубком 26, который приварен к сосуду 9 между крышкой 12 и запирающим элементом, т.е. ниже уровня канала 20. Патрубок герметично з акрыт пробкой 21 с самоуплотняющейся конической резьбой, причем его верхний конец находится на уровне, соответствующем уровню жидкости в сосуде 9 в момент его заполнения, т.е. при атмо.сферном давлении в дугогасительном устройстве. Устройство работает следующим образом. Перед пуском выключателя в эксплуатацию в резервуар выпускного клапана заливается трансформаторное масло. Заливка осуществляется череп патрубок 26 до появления масла у его кромки. При этом сосуд 9 заполняется маслом до уровня 28, а глухой сосуд 10 - до уровня 29, так как остальную его часть занимает газовая полость 30. После закрития патрубка 26 пробкой 27 в дугогасительное устройство до рабочего давления нагнетается сжатый газ. Часть масла из сосуда 9 под действием рабочего давления вытесняется через отверстия 14 в сосуд 10, сжимая газовую полость 30, таким образом в сосуде 9 устанавливается уровень масла 31, а в сосуде 10 - уровень масла 32. Место расположения запирающего элемента выбрано таким образом, что при рабочем давлении уровень масла 31 не опускается ниже канала 20, так что все уплотняемые стыки запирающего элемента имеют масляный подпор, чем обеспечивается его герметичность.

При отключении тока в дугогасительном устройстве резко возрастает давление в результате разложения масла под действием высокой темпер туры электрической дуги, загорающейся между контактами б и 7.

Под возд1ействием указанного избыточного давления масло из сосуда 9 вытесняется через отверстия 14 в сосуд 10, дополнительно сжимая газовую полость 30 и устанавливая уровни масла 33 и 34 соответственно в сосудах 9 и 10, освобождая тем самым канал 20 запираюцего элемента. Преодолевая усилие пружины 17, избыточное давление отжимает шарик 16 от седла 18, а сжатый газ устремляется из полости 4 через каналы 20 и 24 в атмосферу. По мере истечения газа и снижения давления в полости 4, масло из сосуда Ю выдавливается обратно в сосуд 9.

При снижении избыточного давления до значения равного давлению закрытия шарик 16 под действием пружины 17 перекрывает седло 18, причем усилие пружины 17 отрегулировано таким образом, что закрытие , запирающего элемента происходит до подхода уровня масла в сосуде 9 к каналу 20. После закрытия запирающего элемента за счет утечек через его уплотняемые стенки возможно некоторое снижение давления в дугогасительном устройстве и как следстви повышение уровня масла в сосуде 9. После того, как уровень масла в сосуде 9 перекроет канал 20 и будет обеспечен масляный подпор всех уплотняемых стыков запирающего элемента, утечка газа из полости 4 прекращается, и давление в дугогасительном устройстве поддерживается на требуемом уровне.

Условия работы запиракщего элемента не зависят от температуры окружающего воздуха, так как свойст0ва металлического шарика 16 и фторопласта, из которого выполнено седло 18, не изменяются с понижением температуры.

Резервуар клапана может быть

5 конструктивно выполнен также в виде двух сообщающихся между собой посредством канала сосудов, раздельно расположенных в пространстве, например параллельно или под острым углом друг к другу.

Однако выполнение резервуара в соответствии с вь иеописаншм обеспечивает наибольшую компактность и простоту конструкции.

Выполнение запирающего элемента

5 в виде шар41кового клапана имеет преимущество в простоте и надежности работы перед клапанами конструкции, например тарельчатыми и игольчатыми,

0

Изобретение позволяет создать простую и надежную конструкцию дуго гасительного устройства маломасляного выключателя с более высокой коммутационной способноетью и комму5

тационным ресурсом. Z---W