Выключатель высокого напряжения Советский патент 1984 года по МПК H01H33/02 

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается конструкции выключателей, преимущественно жидкостных. Известны выключатели высокого напряженин, содержащие дугогасительную камеру с неподвижным контактом, вывод и токопровод для соединения вывода с контактом 1. Однако в этих выключателях камера с неподвижным контактом зафиксирована на одном конце дугогасительного устройства, а направляющее устройство подвижного контакта - на другом, и при несоосности этих.элементов может произойти затирание в центральном отверстии камеры. Это особенно сказывается в выключателях на высокие напряжения (35 кВ и выше), где ход подвижного контакта имеет значительную величину. Чтобы исключить возможность затирания применяют трудоемкую технологическую обработку сопрягаемых деталей. Известен также выключатель высокого напряжения, содержащий дугогасительную камеру с неподвижным контактом, вывод и токопровод, соединяющий вывод с неподвижным контактом, причем сочленение двух элементов токопровода выполнено по рабочим контактным поверхностям, имеющим форму тела вращения, и зафиксировано друг относительно друга болта1У1и, что обеспечивает возможность установки камеры соосно с.подвижным контактом 2. Однако установка камеры относительно подвижного контакта и регулировка их соосности производится при сборке выключателя, что требует достаточного пространства и свободного доступа персонала к указанному узлу сочленения элементов токопровода. В боковых выключателях эта операция производится либо при снятом баке (резервуаре, либо внутри резервуара, когда он имеет достаточные для этого габариты, как, например в выключателях на ПО или 220 кВ. В выключателях колонкового типа, таких как, например, маломасляные, в которых резервуар имеет малый диаметр и является одновременно корпусом, на котором крепится дугогасительная камера с неподвижным контактом, описанная конструкция токопровода неприемлема. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является выключатель высокого напряжения, содержащий дугогасительную камеру с неподвижным контактом, вывод и токопровод, соединяющий вывод с неподвижным контактом, причем соединение хотя бы двух элементов токопровода выполнено по рабочим контактным поверхностям, имеющим форму тела вращения. Указанное соединение снабжено подпружиненным стяжным болтом, который установлен вдоль оси соединяемых элементов: опорная поверхность головки болта выполнена в форме тела вращения и вставлена в гнездо сферической формы, выполненное в соединяемом элементе токопровода, а рабочая контактная поверхность одного I из элементов токопровода и поверхность гнезда выполнены в форме концентрических сфер. Элементы токопровода конструктивно расположены последовательно по вертикальной оси выключателя, стянуты подпружиненным болтом и могут нести на себе камеру с выхлопными каналами, расположенными горизонтально, что приемлемо для определенного диапазона отключаемых токов 3. Однако при увеличении отключаемого тока горизонтальный выхлоп создает волну гидравлического удара, направленную вниз, в сторону замкнутого объема с маслом, настолько больщой величины, что она может привести к разрущению корпусных деталей механизма и, что особенно опасно, к разрушению фарфоровой покрыщки, прочность которой ограничена физическими свойствами фарфора. В результате при необходимости увеличения отключаемых токов применяют камеры с выхлопными каналами, направленными вверх, в сторону расширительного объема. Это исключает волну гидравлического удара в масле, однако камера подвергается действию усилий реакции выхлопа, направленных вниз. Величина этих усилий такова, что пружина, стягивающая детали токопровода и рассчитанная на самоустанавливаемость камеры, неминуемо сжимается, контактирующие детали токопровода расходятся, в результате чего между ними возникает дуга, которая выводит из строя детали токопровода. Целью изобретения является повышение надежности работы при больших отключаемых токах. Указанная цель достигается тем, что в выключателе высокого напряжения, содержащем дугогасительную камеру с неподвижным контактом, вывод и токопровод, один из элементов которого связан с неподвижным контактом, а другой - с выводом, причем соединение этих элементов выполнено подпружиненным по рабочим поверхностям, имеющим форму тела вращения, элемент, связанный с неподвижным контактом, выполнен в виде стержня с головкой, а элемент, связанный с выводом, выполнен охватывающим указанную головку. С целью улучщения отвода тепла от стержня, он дополнительно снабжен радиатором. Выполнение подпружиненных между собой элементов токопровода указанным образом, обеспечивая самоустанавливаемость камеры, создает жесткий упор в элементах шарнирного контактного соединения токопровода под действием растягиза ощих усилий реакции выхлопа, т. е. этот упор берет на себя растягивающие нагрузки, ложащиеся на токопровод в момент отключения камеры с выхлопными каналами, направленными в сторону расщирительной .полости больщих токов короткого замыкания, обеспечивая тем самым надежную работу дугогасительного устройства и выключателя в целом. Размещение на элементе токопровода, выполненном в виде стержня, радиатора также повыщает надежность работы выключателя в процессе длительного прохождения номинального тока, так как улучщает теплоотвод от этого элемента. На фиг. 1 изображена часть маломасляного выключателя, разрез; на фиг. 2 - узел щарнириого сочленения двух элементов токопровода. Выключатель содержит изоляционный корпус в виде фарфорового изолятора 1, внутри которого размещена дугогасительная камера 2 поперечного дутья с выхлопным каналом 3, направленным в сторону расщирительной полости 4, ограниченной колпаком 5. Дугогасительная камера 2 содержит неподвижный розеточный контакт 6, жестко зафиксированный относительно камеры. Подвижный контакт 7 при включении входит в центральное отверстие камеры 2, имеющее коническую фаску 8. На верхнем фланце 9 изолятора 1 установлен токоведущий фланец 10, служащий верхним токовым выводом выключателя, который связан с неподвижным контактом посредством токоотвода, состоящего из двух основных элементов. Один элемент представляет собой хвостовую часть основания розеточного контакта 6 и состоит из стержня 11 и прикрепленной к нему болтом 12 головки 13, которую охватывает второй элемент, состоящий из полого стержня 14 с навернутой на его нижний конец втулкой 15, имеющей в нижней части отверстие диаметром меньще диаметра головки. Внутри полого стержня 14 вставлена пружина 16, причем одним концом она упирается в головку 13, а с другой стороны сжата пробкой 17, в результате чего между головкой 13 и втулкой 15 создается контактное нажатие. Втулка 15 с головкой 13 соприкасаются по поверхностям, выполненным в форме конуса у втулки и сферы у головки. Стержень 11 снабжен радиатором 18. Выключатель работает следующим образом. При сборке выключателя ось камеры 2 с неподвижным контактом 6 может не совпадать с осью- подвижного контакта 7, так как эти элементы крепятся к разным корпусным деталям. Тогда при включении подвижный контакт 7, входя в коническую фаску 8, а затем в центральное отверстие камеры 2, слегка поворачивает ее в щарнирном соединении вокруг центра сферической поверхности головки 13 до совмещения осей камеры и контакта, позволяя ему свободно без излищнего трения войти в камеру и в неподвижный розеточный контакт. Данная конструкция позволяет обесдтечить неразмыкаемое подпружиненное щарнирное контактное соединение с тремя степенями свободы перемещения, причем в отличие от известного выключателя чем больщие возникают в токопроводе -растягивающие усилия, тем более надежным становится контактное соединение. В результате в выключателях при сохранении малых габаритов и простоты конструкции появляется возможность повысить ток отключения с до 31,5 кА.

1. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий дугогаситель ную камеру с неподвижным контактом, вывод и токопровод, один из элементов которого связан с неподвижным контактом, а другой - с выводом, причем соединение этих элементов выполнено подпружиненным по рабочим поверхностям, имеющим форму тела вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при больших отключаемых токах, элемент, связанный с неподвижным контактом, выполнен в виде стержня с головкой, а элемент, связанный с выводом, выполнен охватывающим указанную головку. 2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что стержень дополнительно снабжен радиатором. (Л сх О5 со ts5