Маломасляный выключатель высокого напряжения Советский патент 1985 года по МПК H01H33/68 

: Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается маломасляных выключателей высокого напряжения наружной установки, работающих в условиях низкой темпера туры окружающей среды и снабженных устройствами для подогрева масла, преимущественно маломасляных выключателей на номинальные напряжения 110 кВ и выше, которые имеют большой габарит по высоте и, следовательно, в которых подогрев масла по всей высоте маслонаполненных колонн полюсов представляет большую трудность, Для надежной работы маломасляных выключателей высокого напряжения наружной установки, которые заполняются трансформаторным маслом, в услови ях, когда температура окружающей сре ды может опускаться ниже минус с целью предотвращения закупорки рабочих каналов дугогасительной камеры и снижения скорости движения подвижных контактов, требуется поддерживать вязкость масла на определенном уровне, не допуская ее увеличения. Это достигается применением устройст подогрева масла, устанавливаемых, ка правило, на заземленных частях выклю чателей. Цель изобретения - повышение надежности, работоспособности и технологичности выключателя при низких температурах окружающей среды. На.фиг.1 изображен полюс маломасляного выключателя, разрез;на фиг.2- нижняя часть полюса со стаканом и устройством подогрева масла, сечение на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2. Мапомасляный выключатель содержит .заземленный корпус 1 механизма, подвижньй контакт 2, опорную фарфоровую колонку 3 и дугогасительное устройство, включающее дугогасительную камеру 4, фарфоровую подкрышку 5 и кол пак 6. Сообщающиеся полости корпуса механизма опорной колонки и дугогасительного устройства заполнены маслом 7 до уровня 8, В нижней части корпуса 1 закреплен стакан 9. Устройство подоррева в виде трубчатого электронагревателя 10 установ лено во внутренней полости 11 стакана 9, в которую имеется доступ со стороны окружающего воздуха, Наружная поверхность стакана 9 сопряжена с кольцеобразными радиаторами 12, ко торые отлиты из алюминиевого сплава 1 202 и имеют ребра 13, расположенные вдоль оси стакана. Вокруг стакана 9 размещен дополнительный корпус, включающий в себя изоляционную трубу 14 и канал, образованный двумя патрубками 15. Изоляционная труба 14 охватывает с зазором 16 стакан 9 с радиаторами 12, причем ее верхняя кромка 17 размещена вьше стакана 9. Патрубки 15 соединяют нижнюю часть полости, образованной между стаканом с радиаторами 12 и изоляционной трубой 14, с маслом 7, расположенным вьше корпуса 1. Внутри опорной колонки вблизи ее стенок установлен изоляционный цилиндр 18, предназначенный для сокращения потерь тепла в окружающую среду с поверхности опорной колонки. Выключатель с устройством подогре ва масла работает следукщим образом. Электронагреватель 10 нагревает стакан 9, со стенок которого тепло отводится радиаторами 12, обладающими высокой теплопроводностью. Радиаторы 12, имеющие оребренную теплоотдающую поверхность, в свою очередь, обеспечивают эффективный отвод, тепла от нагретых металлических частей в масло, расположенные внутри изоляционной трубы 14. Внутри последней вдоль ребер 13 и вдоль зазора 16 создается интенсивный поток нагретого масла, направленный вверх, в сторону дугогасительного устройства. За счет расположения верхней кромки 17 изоляционной трубы14вьш1е стакана 9 обеспечивается усиление естественного конвективного потока частиц подогретого масла. Охлажденное масло опускается из дугогасительного устройства вни за пределами изоляционной трубы 14 и через канал, образо-. ванньй в данном случае двумя патрубками 15, подводится вновь в нижнюю часть полости трубы 14 к нагретым радиаторам 12 стакана 9. Указанный естественный конвективный теплообмен обеспечивает надежное разделение встречных потоков масла, ограничивает радиальные потери тепла с поверхности корпуса 1 и опорной колонки 3 и, исключая из конвективного потока масло, расположенное внутри корпуса 1, создает в корпусе 1 спокойную, неподвижную зону масла, что предотвращает перемещение вверх осадка 19,

31

образованного из продуктов разложе-ния масла электрической дугой.

Для проведения осмотра, ремонта или замены электронагревателя 10 не требуется сливать из выключателя масло, так как в полость 11 имеется свободный доступ со стороны окружающей среды.

Введенный дополнительный корпус позволяет организовать интенсивную свободную конвекцию нагретого масла, при этом изоляционная труба этого корпуса, с зазором охватывающая стакан, обеспечивает разделение потоков поднимающегося вверх нагретого и опускающегося охлажденного масла. Причем, за счет существенного перепада температур между объемами масла в полости, образованной между стаканом и изоляционной трубой, и за пределами изоляционной трубы, а также за счет расположения верхней кромки изоляционной трубы вьше патрубка обеспечивается усиление естественного конвективного потока частиц подогретого масла вверх.

Наличие в дополнительном корпусе канала, выполненного по крайней мере одним патрубком, который связывает нижнюю часть полости, образованной между стаканом и изоляционной трубой со слоями масла, расположенными выше корпуса механизма, обеспечивает подачу к поверхности стакана только опускакицегося вниз охлажденного масла, исключая при этом вовлечение в конвективный поток масла, расположенного в корпусе механизма. Наличие спокойной зоны масла в корпусе механизма предотвращает перемещение вверх вместе с конвективным потоком отстаиваюпщхся в корпусе механизма в процессе эксплуатации продуктов ° разложения масла электрической дугой Это обстоятельство позволяет обеспечить при включении устройства подогрева стабильную электрическую прочность масляных изоляционных промежутков и, следовательно, надежную работу самого выключателя.

Указанный канал, подводящий масло в нижнюю часть полости, образованной между стаканом и изоляционной трубой может быть также выполнен и в виде кольцевой полости, заключенной между изоляционной трубойи охватывающейее введенной трубой,верхняя кромка коотрой расположена выше корпуса механизма

840204

Закрепление стакана в нижней части корпуса механизма позволяет максимально использовать высоту корпуса механизма и, не сокращая изоляционный

5 промежуток внутри полей изоляционной опоры между верхней кромкой патрубка и находящимися под высоким потенциалом частями дугогасительного устройства, существенно увеличить длину

10 стакана.

Таким образом, размещать внутри стакана более длинные и ймекядие большую активную поверхность, т.е. более мощные, элементы устройства

f5 подогрева,, а за счет увеличения теплоотдающей поверхности стакана предотвратить опасный перегрев этой поверхности, соприкасаницейся с маслом. Выполненный из металла с высокой

20 теплопроводностью, например из алюминиевого сплава, кольцеобразный элемент, который непосредственно сопряжен со стаканом и имеет ребра, расположенные вдоль его оси, обеспечивает интенсивный отвод тепла от нагретой поверхности стакана в мае- i ло и, за счет значительного увеличе|ния теплоотдающей поверхности, дополнительно снижает температуру соприкасающихся с маслом нагретых металлических частей, снижая опасность порчи масла. Причем, продольное расположение ребер кольцеобразного элемента способствует организации естественного конвективного потока нагретого масла, направленного вверх, в сторону дугогасительного устройства.

Выполнение кольцеобразного элемента составным по высоте позволяет, сократив величину, характеризующую отношение его высоты к диаметру, упростить технологию его изготовления. При этом также появляется возможность

5 в зависимости от длины стакана набирать необходимую высоту кольцеобразного элемента,из унифицированных составных частей.

jg Таким образом, изобретение позволяет при сохранении простоты и удобства обслужив.ания повысить надежность работы выключателя с подогретым

устройством и обеспечить его работо5J способность с обычным трансформаторным маслом при самых.низких температурах окр самщей среды вплоть до минус .

1. МАЛОМАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ наружной установки, маслонаполненная колонка которого содержит дугогасительное устройство, полую изоляционную опору и заземленньш корпус механизма, на котором установлен расположенный в масле стакан с устройством подогре.ва масла, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и работоспособности при низких температурах окружающей среды, указанный стакан закреплен в нижней части корпуса механизма и снабжен дополнительным корпусом, включающим в себя изоляционную трубу, охватывающую стакан с зазором, и канал, образованный по крайней мере одним патрубком, соединяющим нижнюю часть полости, образованной между стаканом и изоляционной трубой, с маслом, находящимся вьпие корпуса механизма, причем верхняя кромка изоляционной трубы размещена выше стакана. 2.Выключатель по п.1, отли(О чающийся тем, что стакан с (Л устройством подогрева масла снабжен кольцеобразным элементом, который выполнен из. металла с высокой теплопроводностью, непосредственно сопряжен со стаканом и имеет ребра,расположенные вдоль его оси. 3.Выключатель по пп.1 и 2, о т 00 личающийся тем, что, с целью повышения технологичности, кольцеобразный элемент вьтолнен составю ным по высоте стакана.