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

СО

ю

со

00

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается констукции дугогасительноро устройства жидостного, преимущественно маломасляного, выключателя наружной установки.

Известно ду|-огасительное устройство маомасляного выключателя, содержащее фароровый корпус, , верхнего и нижнего окоотводов и изоляционный заиштный цииршр 1.

В этом устройстве изоляционный цилиндр механически закреплен в узлах верхнего и нижнего токоотводов, причем в верхней части он снабжен специальной металличекой- аппаратурой, иосредством которой созается натяг цилиндра при монтаже, и одноврем(чи1о через уплотнительные устройства обеспечивается стягивание фарфорового корпуса (покрышки). При этом цилиндр подвергается воздействию усилий, необхоимых для сжатия уплотнения, и усилий, оздаваемых давлением при гап1ении дуги ольшого тока, а фарфоровый корпус .свооден от растягивающих и изгибающих усилий. Такая конструкция ведет к йедоиспользованию механической прочности фарфора, как конструкционного материала. Кроме тоIo, устройство сложно по конструкции из-за элементов указанной металлической ар.матуры и имеет значительные размеры цилиндра (по длине) и фарфорового корпуса (но диаметру). Все это снижает технико-экономические показатели выключателей с дугогасительны.ми устройствами рассмотренного типа.

Известно также дyгoгacитeль Joe устройство, содержащее фарфоровый корпус, армированный металлическими фланцами, связанные с фланцами верхний и нижний токоотводы, дугогасительную камеру, выполненную в виде цилиндра с вкладышами, и защитный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, указанный защитный цилиндр одни.м концом механически закреплен в узле верхнего токоотвода, а другой его конец жестко связан с нижним диском дугогасительной камеры 2.

В этом случае этот цилиндр освобожден от монтажных нагрузок и имеет небольшую высоту, однако он нолностью воспринимает давление, возникающее в камере, в результате чего цилиндр все же выполняется толстостенным и применяется сложная конструкция крепления его к сопрягаемым деталям. Кроме того, у данного устройства появляется новьш весьма существенный недостаток: полость с маслом, образованная кольцевым зазором между защитным цилиндром и цилиндром камеры, глухо закрытая снизу, нрактически не сообщается с остальным объемо.м масла выключателя и становится отстойником для продуктов горения дуги - угля сгоревшего .масла, металлической крупы от эрозии контактов и тому подобных

веществ, выбрасываемых из выхлопных каналов и выпадающих в осадок после гашения дуги. Этот осадок имеет значительно более высокую по сравнению с отстоявшимся маслом проводимость. Через 3-4 отключения дуги больщого тока (порядка 20- 30 кЛ) промежуток между разомкнутыми контактами может пробиться по этому осадку под действием длительно приложенного к нему фазного напряжения линии, так как

под действие.м электрического поля твердые проводящие частицы постепенно выстраиваются в проводящие мостики, что снижает надежность работы и, как следствие, коммутационный ресурс выключателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является дугогасительное устройство, содержащее фарфоровый корпус с металлическими фланцами, верхний токоотвод с неподвижным контакто.м, токоотвод с подвижным контактом, каждый из которых связан с одним из указанных фланцев, дугогасительную камеру с изоляционным цилиндром, закрепленным на верхнем токоотводе, и изоляционный защитный цилиндр, установленный, относительно камеры с кольцевы.м

зазором. Этот цилиндр закреплен консольно на введенном в узел нижнего токоотвода фланце, имеющем отверстие для подвижного контакта, причем свободный конец цилиндра распо.тожен ниже верхнего фланца 3.

В этом устройстве достаточно простым способом решена проблема крепления защитного цилиндра, однако в связи с необходимостью гашения малых токов с помощью продольного дутья нижняя, достаточно значительная по длине часть камеры, как правило, выполняется без выхлопных отверстий, и полость с маслом, образованная кольцевым зазором- между цилиндром камеры и защитным цилиндром, становится отстойником для продуктов горения дуги, что

0 снижает надежность работы дугогаситель. ного устройства уже после 3-4 отключений большого тока и, как следствие, его коммутационный ресурс.

Целью изобретения является повышение надежности работы дугогасительного устройства для увеличения его ком.мутационного ресурса.

Указанная .цель достигается тем, что дугогасительное устройство, содержащее Q фарфоровый корпус с верхним и нижним мет.аллическими фланцами, токоотвод с неподвижным контактом, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в 5 верхней части, и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевы.м зазором, снабжено дополнительно введенным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра,

Кроме того, цилиндр в верхней части может быть выполнен суживающимся.

Закрепление защитного цилиндра на изоляционном фланце, установленном на цилиндре камеры непосредственно под выхлопными отверстиями, не дает скапливаться в полости, образованной кольцевым зазором между цилиндром камеры и защитным цилиндром, продуктам горения, дуги, так как при каждом новом отключении выхлоп - интенсивный выброс газов из выхлопных отверстий - благодаря наклону наружу и вверх верхней плоскости фланца увлечет за собой весь осадок, выбросит его вместе с новыми продуктами горения вверх. В процессе отстоя лишь небольшая часть осадка попадет в эту кольцевую полость, а большая часть опустится через кольцевой зазор между защитньгм цилиндром и фарфоровым корпусом в полость -механизма, где и останется до очередной ревизии, не ухудшая электрическую прочность межконтактного промежутка. Итак, при каждом отключении тока весь предыдущий осадок выбрасывается вверх, а потом значительная часть осадка опускается в отстойник. Таким образом, в межконтактном промежутке не скапливается осадок, обеспечивая условия для надежного срабатывания дугогасительного устройства не только при первых двухтрех отключениях, но и при последующих, что позволяет гарантировать более высокий коммутационный ресурс (количество отключений без смены масла).

Сужениезащитного цилиндра за пределами дугогасительной камеры на уровне более тонкой части токоотвода, не уменьшая сечения выхлопа, создает воронкообразное увеличение сечения зазора между защитным цилиндром и фарфоровым корпусом, что способствует попаданию в этот зазор и далее в отстойник еще большей части выбpoшeнньjx вверх твердых продуктов горения дуги.

Таким образом, изоляционный фланец, служащий для крепления защитного цилиндра, установленный на цилиндре камеры, делит промежуток между деталями, находящимися под напряжением снаружи этого цилиндра на две части, нижняя из которых находится в масле, которое в результате отстоя практически не меняет электрическую прочность, а верхняя при каждом отключении самоочищается. Все это повышает надежность работы дугогасительного устройства после нескольких отключении, а значит и его коммутационный ресурс. Одновре-менно повышаются технико-экономические показатели выключателя с таким дугогаситеЛьным устройством, так как дорогостоя5 щий стеклоэпоксидный защитный цилиндр его намного короче защитного цилиндра предлагаемого дугогасительного устройства, в то время как защитные функции его не изменились.

0 Это тем более важно, что снижению матер и алое: м кости машин и аппаратов сейчас уделяется особое внимание.

На чертеже показано предлагаемое дугогасительное устройство маломасляного выключателя на ПО кВ.

5 Устройство содержит фарфоровый корпус 1, армированный металлическими фланцами 2 и 3 узел.верхнего токоотвода 4 с неподвижным контактом 5, узел нижнего токоотвода 6 с подвижным контактом 7,

дугогасительную камеру с изоляционным цилиндром 8, защитный изоляционный цилиндр 9 и колпак 10, закрывающий дугогасительное устройство сверху.

Устройство заполнено дугогасящей жидкостью (маслом) до уровня П. Выводные

5 фланцы 12 и 13 токоотводов привернуты соответственно к верхнему фланцу 2 и нижнему фланцу 3.

В цилиндр 8 дугогасительной камеры помещены вкладыши 14 поперечного дутья с дутьевыми щелями 15 и выхлопными щеля0 ми 16 и вкладыши 17 продольного дутья. Все вкладыши снизу поджаты пробкой 18. Цилиндр 8 укреплен на токоотводе 4 посредством резьбы. В цилиндре 8 против выхлопных щелей 16 имеются выхлопные окна 19. Ниже уровня этих окон на проточке 5 цилиндра установлен фланец 20, на котором и укреплен с помощью болтов 21 защитный изоляционный цилиндр 9. Фланец 20 выполнен из прочного изоляционного материала, в виде цилиндрической втулки и за0 мыкает собой снизу кольцевую полость 22, причем его поверхность 23, служащая дном этой полости, выполнена конусообразной с уклоном в сечении наружу и вверх, т. е. край, примыкающий к защитному цилиндру, выще края, примыкающего к цилиндру ка5. меры. Верхняя часть защитного цилиндра может иметь сужение 24, увеличивая тем самым в верхней части сечение кольцевого зазора 25.

Устройство работает следующим образом. В процессе отключения выключателем тока между неподвижным контактом 5 и подвижным контактом 7 загорается электрическая дуга, под действием которой масло разлагается, образуя в дуговом промежутке 55 газовый пузырь, в результате чего влутри цилиндра 8 камеры создается высокое давление. По мере перемещения подвижного контакта 7 вниз открываются выхлопнь1е

1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами, токоотвод- с неподвижным контактом, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на -токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части, и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительно введенным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный цилиндр в верхней части выполнен суживающимся.