Высоковольтный плавкий предохранитель Советский патент 1987 года по МПК H01H85/42 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным предохранителям, применяемым, главным образом, для защиты силовых трансформаторов 35-110 кВ на понижающих подстанциях.

Целью изобретения является повышение надежности работы плавкого предохранителя путем защиты от коро- нирования плавкого элемента.

На фиг. 1 изображен патрон высоковольтного плавкого предохранителя, разрез по продольной оси; на фиг.2 - плавкая вставка высоковольтного плавкого предохранителя, состоящая из наконечников и рабочего тела - собственно плавкой вставки (условно показаны тени, образуемые торцами наконечников, являющиеся областью пониженной напряженности электрического поля на поверхности тела плавкой вставки).

Высоковольтный плавкий предохранитель состоит из газогенерирующей трубки (патрона) 1. Внутри патрона в полости 2 расположены подпружиненные электроды 3 и 4. Между собой электроды механически и электрически сое- динЬны плавкой вставкой, состоящей из наконечников 5 и 6, рабочего тела (плавкого элемента). Плавкий элемент может состоять как из одной проволоки 7, являющейся одновременно плавким элементом и державкой, так и из комбинаций проволок, т.е. параллельно (электрически) проволоке 7 может включаться проволока (полоса) 8, навитая в виде спирали вокруг ценральной проволоки 7 (с зазором или без него).

Концы рабочего тела (проволоки 7, или проволок 7 и 8 и т.д.) закрепляются в наконечниках, например, в от- в.ерстиях 9 с помощью опрессовки,пай- ки и т.п.

Торцы наконечников, обращенные в сторону рабочего тела плавкой вставки, имеющие радиус г,, снабжаются полостью 10 в виде полусферы, конуса или цилиндра (фиг. 2).

Для защиты протяженных плавких вставок используется диэлектрическая втулка 11, выполненная, например, из электротехнического стекла.

Диэлектрическая втулка 11 устанавливается либо в полости наконечников либо может размещаться поверх наконечников. Такая втулка жестко фикси

5

0

рует отстояние одного от другого наконечников 5 и 6, придает жесткость узлу плавкой вставки перед установкой в патрон особенно при малом -номинальном токе, она может устанавливаться без закрепления с наконечниками с помощью клеящего состава или с закреплением, например, на одном из них с помощью клеящего состава 12, например эпоксидного. При наличии в рабочем теле вставки проволок 7 и 8 и т.д. эффективным радиусом г является расстояние от осевой линии вставки до наружной части витка проволоки 8; при наличии в теле вставки только одной проволоки 7 эффективным радиусом плавкой вставки является радиус самой проволоки 7.

Как показали исследования при приложении высокого напряжения к предохранителю коронирование рабочего тела плавкой вставки начинается с его Середины. Сплава и слева от середины,

5 вблизи наконечников свечение (коронирование) тела плавкой вставки отсутствует. Это обусловлено краевьм эффектом электрического поля вблизи наконечников, ослабляющим напряженQ ность поля на краях плавкой вставки, Эти тени имеют форму пространственного тела - конуса, направленного своей верщиной к середине вставки, а основанием его является торцовая часть наконечника, определяемая радиусом тс,

На фиг, 2 площадками аЬс и КШ показано продольное сечение концов теней, появляющихся в момент коро- нирования средней части рабочего тела вставки, обусловленных краевым эффектом наконечников, у которых радиус Ги значительно больше радиуса Гд.

Н4

Опытами была установлена длина 5 тени 1, образуемой плоским торцом наконечника вставки. Так, например, для плавкой вставки с одной проволокой 7 в рабочем теле, имеющей г около 0,5 мм, длина тени ,25 Гц. 0 Таким образом, полная длина тени, образуемой двумя плоскими наконечниками 5 и 6, составляет порядка 2,5 г, С определенным запасом можно принять минимально допустимую длину рабочего 5 Тела плавкой вставки (2а) , расположенную между плоскими торцами наконечников 5 и 6, при которой отсутствует коронирование рабочего тела, равной 1,5 1. Одновременно установ5

0

лено, что целесообразно соотношение между радиусами наконечников и тела (г„/Г|) должно быть порядка 8.

Отсюда рассчитывают длину рабочего тела плавкой вставки:

2а 1,5-1,. 1,25 1,25 . 1,5 8

1,5

г,П5

При выполнении указанного условия рабочее тело плавкой вставки не подвергается коронированию.

Экспериментально доказано, что введение концов рабочего тела плавкой вставки внутрь полости 10 позволяет при том же значении г„ увеличит длину ее рабочего тела без снижения короностойкости. Введение в рабочее тело витков элемента 8 эквивалентно росту сечения вставки до достижения эквивалентного радиуса г , равного расстоянию от осевой линии вставки до наружной части витка проволоки В. Последнее объясняется компенсацией напряженности электрического поля каждого витка элемента 8 (кроме крайних витков) полями витков, расположенных справа и слева. Для защиты крайних витков от короны и в этом

случае необходимо выполнение требова- д от коронирования плавкой вставки.

каждый цилиндрический наконечник в полнен с полостью, обращенной в ст рону плавкой вставки, так, что кон вые участки плавкой вставки размещ в указанных полостях.

ния г „ г .

Оснащение рабочего тела плавкой вставки предохранителя диэлектрической втулкой 11 способствует короностойкости вставки по всей ее длине. Это связано с тем, что объемные заряды, образованные в воздушном пространстве вокруг рабочего тела вставки на первой полуволне приложенного

напряжения промышленной частоты,обус- диэлектрической втулкой, охватываю- лавливающие появление короны-свечения щей плавкую вставку.

вставки, взаимоуничтожаются зарядами противоположного знака, образовавшимися после перехода напряжения через ноль. Последнее обусловлено тем, что диэлектрическая втулка ограничивает дрейф зарядов, образовавшихся от предшествующей волны напряжения, , в окружающее пространство и их полное участие в нейтрализации новых зарядов.

Кроме того, диэлектрическая втулка является аккумулятором тепла, выделяемого телом вставки, что способствует повышению чувствительности предохранителя к токам перегрузки.

Формула изобретения

1.Высоковольтный плавкий предохранитель, содержащий патрон, выполненный из твердого изоляционного газо- генерирующего материала, подпружиненные электроды, соединенные между собой плавкой вставкой, состоящей из цилиндрических наконечников, в которых закреплены плавкий элемент и вы- сокоомная державка, отличающийся тем, что, с целью повьшзе- ния надежности работы путем защиты

5

каждый цилиндрический наконечник выполнен с полостью, обращенной в сторону плавкой вставки, так, что концевые участки плавкой вставки размещены в указанных полостях.

2. Предохранитель по п.1, о т л и- чающийся тем, что, с целью защиты от коронирования протяженного плавкого предохранителя, он снабжен

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы плавкого предохранителя путем защиты от корони- рования плавкого элемента. Подпружиненные электроды 3 и 4 высоковольтного плавкого предохранителя соединены между собой плавкой вставкой. Плавкая вставка состоит из плавкого элемента (рабочего тела), размещенного в наконечниках 5 и 6. В торцах наконечников выполнены полости, в которых установлены концевые части плавкого элемента. Благодаря наличию полостей вблизи наконечников корони- рование плавкой вставки отсутствует, т.е. вблизи наконечников имеется краевой эффект электрического поля, ослабляющий напряженность поля на краях плавкой вставки. При протяженной плавкой вставке для защиты от коронирования плавкая вставка охвачена диэлектрической втулкой 11. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л Х УУУХХХХХХХЛЛЛ/УУУУУУУУУХХХААЛ ЧЛ У УУ и 11 СО сл а о со . фцг. 1

Редактор Л. Повхан

Составитель С, Гордон Тех{)ед М.ДиДык

Заказ 5798/45Тираж 697Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгарод, ул. Проектная, 4

Корректоре. Шекмар