Вакуумный выключатель Советский патент 1988 года по МПК H01H33/666 

1

Изобретение относится к области электротехники, конкретнее к приводам вакуумных выключателей высокого напряжения.

Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшение загцитных характеристик.

На фиг. 1 изображен вакуумный выключатель, общий вид; на фиг. 2 - схема управления; на фиг. 3 - вариант системы управления вакуумного выключателя .

Выключатель содержит подвижный 1 и неподвижный 2 контакты, размещенные в вакуумной дугогасительной камере 3 с сильфоном А. Струнный привод содержит струну 5 из материала с термомеханической памятью формы, прикрывающий ее кожух 6 из термоизоляционного материала и узел направленной нагрузки, состоя11;ий из пружины 7, опирающейся на дно подвижного стакана 8 и дно корпуса 9. С одной сторо10

тор 13 выполнен по схеме автотрансформатора либо заменен дросселем.

На фиг. 3 показан вариант системы управления вакуумного выключателя, содержащий общий для всех трех фаз запрещаемой цепи магнитопровод 22 с тремя обмотками 23, к которым через контакты 20 геркона 14 подключена струна 5 (кон1ц 1 11-12), и, кроме того, к обмотке-23 подключена катушка 21 управления герконом 14, Параллельно контактам 20 геркона 14 подключено сопротивление 15. Описанная систе- g ма 24 управления для одной из фаз идентична и в других фазах. Особенностью обмоток фаз является то, что число витков в каждой из фаз выполнено неравным и отличающимся на 5-10%,

Вакуумный выключатель работает следующим образом.

В исходном (включенном) состоянии подвижный 1 и неподвижный 2 контакты выключателя замкнуты. Струна 5 рас20

ны струна 5 прикреплена к подвижному 25 тянута, пружина 7 находится в слегка контакту I выключателя, а с другой сжатом состоянии. После подачи им- стороны к торцу 10 кожуха 6. Электри- пульса напряжения между концами струны 5 (гибкий контакт 11 с одной стороны и выводы 12 с другой стороны) происходит нагрев, вызывающий мартен- ситное перестроение кристаллического состояния материала струны 5. В реческая силовая цепь проходит через неподвижный контакт 2, подвижный контакт 1 и гибкий токоотвод 11, Струну 5 и токоотвод 12.

Для стабилизации тепломеханических характеристик кожух 6 из теплоизоляционного материала снабжен предварительным подогревом, являющимся частью

30

зультате происходит резкое сокращение длины струны 5. Возникающие при этом усилия сжимают пружину 7 и размыкают

системы управления, электрическая схе-35 контакты 1 и 2 в дугогасительной камере 3.

ма которой показана на фиг. 2.

Схема содержит трансформатор 13, управляемый геркон 14 и сопротивление 15, Кроме того, могут быть добавочные регулировочные сопротивления 6 и 17 для ластройки цепи управления. Первичная обмотка 18 трансформатора 13 включена последовательно в защищаемую цепь, а к вторичной об40

мере 3.

После остывания струны 5 ее материал переходит в состояние, при котором теряется жесткость, и под действием пружины 7 струна занимает исходное положение. При этом контакты 1 и 2 в камере 3 либо замкнутся, либо при необходимости будут удерживаться в отключенном состоянии защелкой (не

мотке 19 трансформатора 13 подключе- показана), на через контакты 20 геркона 14 стру- Показанный на фиг. 1 вариант вы- на 5 привода вакуумного выключателя . ключателя с приводом прямого дей- К этой же вторичной обмотке 19 трансформатора 13 подключена катушка 21

ствия может быть изменен путем внесения дополнительного известного уз- управления герконом 14. Для увеличе- ла механизма расщепления. В этом

ния скорости срабатывания вакуумного выключателя и повышения чувствительности системы управления выключателем параллельно контактам 20 геркона 14 подключено регулируемое сопротивление 15 (для этой цели может быть применен барререр). Возможны варианты исполнения, в которых трансформат

д 10

651632

тор 13 выполнен по схеме автотрансформатора либо заменен дросселем.

На фиг. 3 показан вариант системы управления вакуумного выключателя, содержащий общий для всех трех фаз запрещаемой цепи магнитопровод 22 с тремя обмотками 23, к которым через контакты 20 геркона 14 подключена струна 5 (кон1ц 1 11-12), и, кроме того, к обмотке-23 подключена катушка 21 управления герконом 14, Параллельно контактам 20 геркона 14 подключено сопротивление 15. Описанная систе- g ма 24 управления для одной из фаз идентична и в других фазах. Особенностью обмоток фаз является то, что число витков в каждой из фаз выполнено неравным и отличающимся на 5-10%,

Вакуумный выключатель работает следующим образом.

В исходном (включенном) состоянии подвижный 1 и неподвижный 2 контакты выключателя замкнуты. Струна 5 рас20

зультате происходит резкое сокращение длины струны 5. Возникающие при этом усилия сжимают пружину 7 и размыкают

35 контакты 1 и 2 в дугогасительной ка40

мере 3.

После остывания струны 5 ее материал переходит в состояние, при котором теряется жесткость, и под действием пружины 7 струна занимает исходное положение. При этом контакты 1 и 2 в камере 3 либо замкнутся, либо при необходимости будут удерживаться в отключенном состоянии защелкой (не

случае струна 5 будет воздействовать не прямо на контакты 1 и 2, а на защелку, удерживающую любой известный приводной механизм.

55 Автоматическое управление происходит при появлении токов, превьшающих допустимые, например, при коротких замыканиях в защищаемой цепи. При

протекании порма.поят. х рабочих токоч напряжение на вторнчиой обмотке 19 (фиг, 2) недостаточно для включения геркона 14 и поэтому по цепи вторичная обмотка 19 трансформатора 13, регулируеьие сопротиьления I5 и 17, струна 5, протекает ток, подогревающий струну до температуры ниже, чем температура марткнситно о превраще- ния материала стр;ны. Позтому струнный привод не оказивает воздействия на подвиж1 ый контакт 1 вакуумного выключателя фиг, Pi, но находится при температуре, близкой к требуемой для срабатывания.

Повьшению чувствительности и стабильности то ;овремеиньгк характеристи выключателя способствует то, что пространство вокруг струны 5 ограннче- но кожухом 6, т; шол.тенным из тепло- изоляционног .; .ма . ериала и закрытым с двух сторон COOT GTCTBeHfio торцом 10 и стаканом 8.

При увеличении тока в зашищар -юй цепи увеличивается напряжение на обмотке 19, что приводит к срабатыванию геркона 14 и п.ачксюбразному vne личению ТОК.1 по струне 5,

Вариант исполиения системы управления, иоклэанный на фиг. 3, обеспечивает Tjitxi ja3Tioe утгр-авлекие. Дай- ствие сис1емы управл{. по этому ва рианту исполнения , (ателя закльт- чается в слелгуюшеп. 11ри протекании по обмоткаг-: 23 тока нормального p(j- жима и принятом направлении намотки для всех обмоток 23 трансформатора 13 (фиг. 3) ) магня гньгй поток минималььгый ,e на1(рл; гения на обмотках 23 незна . тгтепьное -: Ь е приводит к вкиюченюо KOHTaitTOb 20 геркона 14. Вместе с тем, через сопротивление 15 по струне 5 проходит ток, подогревгйонц-и струну 5, но при этом температ ра струнг, 5 не превыша ет температурь мартенситного превращения матерт ала. Ппзт гму струна находится в исходном состоянии. При симметричном коротком замыкании происходит увеличение тока в зашища- емой цепи (как правило, в 5-20 раз по сравнению с током нормального режима). При этом во всех обмотках увеличивается паденИ Э напряжения ак за счет увеличения тока, протекаюп..;- го по обмотке 23, так и за счет увеличения индуктивности этих обмоток из-за увеличения (в те же 5-20 раз) результирующего магнитного потока.

0

g

„

Ч

5 0 5

Этому способсгвует то,,что число витков обмоток системы 24 управления в разных фазах выполнено отличающимся на 5-10%. Повышению скачкообразности перехода магнитопровода 22 из .состоя- ния хорошей проводимости до насыщения способствуют созданные в магните- проводе 22 зазоры (воздушные или из немагнитного материала).

При несимметричном коротком замыкании происходит нарушение симметрии, при котором возрастает магнитный поток в магнитопроводе 22, что также приводит к скачкообразному повышению напряжения на обпотках 23. Как и в случае трехфазного КЗ, включается гер- кон и по струне 5 начинает протекать ток, в 10-50 раз превышаюид1Й ток нормального (исходного) режима. Происходит отключение цепп.аналогичное описанному.

Сокра1цепие числа элементов кинематической связи, использование для цепей управления вык.пючателем рабочего тока.линии без специального источника оперативного тока, отсутствие инерциопных масс позволяет упростить конструкцию и улучшить защитные характеристики вакуумного выключателя.

Формула и 3 о б р о т е и и я

1.Вакуумный выключатель, содер- жапшй дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным дугогасительны- ми контактами, привод и систему управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения защитных характеристик, привод выполнен в виде струны

из материала с термомеханической памятью, размещенной в корпусе из термоизоляционного материала и прикрепленной с одной стороны к подвижному контакту, а с другой - к торцу указанного корпуса, причем указанная струна включена в цепь системы управления и дополнительно снабжена узлом направленной нагрузки, установленным между подвижным контактом и корпусом.

2.Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что указанная система управления снабжена трансформатором, вторичная обмотка которого с напряжением, пропорциональным току первичной цепи, подключена через управляющий геркон к концам струны привода.

3. Выключатель по п. 2, отличающийся тем, что параллельно контактам геркона подключено регулируемое сопротивление.

13651636

А, Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что узел направленной нагрузки выполнен в виде пружины.

Изобретение относится к области электротехники, конкретно к вакуумным выключателям. Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение защитных характеристик. Привод выключателя вьшолнен в виде струны 5 из материала, обладающего эффектом памяти формы, помещенной в замкнутом пространстве с теплоизоляцией, и имеет гальваническую связь с источником энергии, зависящим от передаваемой электрической нагрузки по линии. 3 3.п. ф-лы, 3 ил. (Л со 05 ел 05 оо Uf.t

фик. 2

2ff

/

Фаг.