Способ гашения электрической дуги отключения Советский патент 1992 года по МПК H01H33/00 

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению и может быть использовано для гашения электрической дуги в коммутационных аппаратах высокого напряжения.

Целью изобретения является увеличение значений коммутируемых токов и уменьшение времени коммутации.

На фиг. 1 представлена геометрия потока дугогасящей жидкости и дуги отключения на стадии пленочного разряда в одной из возможных конструкций, реализующих предлагаемый способ гашения дуги; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - блок-схема коммутационного аппарата, реализующего предлагаемый способ гашения дуги,1 на фиг. 4 показано конечное положение контактов в коммутационном аппарате, реализующем предлагаемый способ гашения дуги.

Контакты - верхний подвижный 1 и нижний неподвижный 2 расположены соосно и вертикально в дугогасительной камере 3 (фиг. 1), Верхний подвижный контакт 1 выполнен в виде стакана, стенки которого охватывают снаружи стенки неподвижного контакта 2. Контактный узел в замкнутом состоянии находится ниже уровня жидкости, которой заполнена дугогасительная камера 3. В нижнем неподвижном контакте 2 имеется полость 4, заполненная дугогасительной жидкостью, в которой известным способом создают повышенное давление. Верхний контакт 1 под воздействием давления начинает ускоренное движение, происходит разрыв контактов, в образующийся

00

ю

00

ел

межконтактный промежуток истекает поток дугогасящей жидкости, воздействующий на электрическую дугу отключения. Дуга изгибается по потоку, и одновременно деформируется ее сечение от круглого к овальному, образуется пленочный разряд с толщиной дуги д (фиг. 2).

При внедрении затопленных струй дугогасящей жидкости, истекающих через межконтактный промежуток в неподвижную дугогасящую жидкость, на фронте струи

возникает давление

РЖ Уж

, где

Ро - давление над дугогасящей жидкостью; РЖ - плотность дугогасящей жидкости; VA - скорость затопленной струи дугогасящей жидкости. Дуга и струя жидкости находятся в динамическом равновесии, поэтому давление в дуге и парогазовой области, прилегающей к дуге, также

о

рж2Уж .

Толщину дуги б измеряют.с помощью электрических зондов (или фотодиодов). Когда толщина дуги д достигает определенной величины (фиг.2), верхний контакт 1 перемещают с помощью дополнительной системы привода (фиг. 3) так, что его нижняя кромка занимает положение на расстоянии S выше уровня дугогасящей жидкости (фиг.4) в дугогасительной камере 3, Дополнительная система привода срабатывает по сигналу от генератора однократных импульсов, который запускается от блока регистрации тока с зондов (фиг. 3). В момент, когда нижняя кромка верхнего контакта оказывается на поверхности дугогасящей жидкости, парогазовый пузырь прорывается, происходит истечение газов из парогазовой области, прилегающей к дуге, в пространство над дугогасящей жидкостью. Характер теплообмена дугового разряда при этом существенно изменяется, нарушается тепловой баланс преобладающим становится процесс остывания дуги.

Время остывания плазмы Тост зависит от ее температуры Т и давления Р. Максимум Тост соответствует определенному Р, причем с ростом Т максимум Тост сдвигается в область больших значений Р:

Тост

Сп Т

4АТ/02 + Р

изл

где Ср - теплоемкость плазмы при постоянном давлении;

Т - температура дуги; А - электронная теплопроводность;

Ризл - энергия, отводимая от дуги излучением (приходящаяся на единицу объема плазмы).

Когда парогазовый пузырь прорывается, давление в плазме резко падает и становится равным давлению над дугогасящей жидкостью Ро .Рд эта. Теплоотвод, связанный с электронной теплопроводностью, увеличивается с уменьшением давления и при Р 1 ат становится преобладающим, вследствие этого

Тост б2/4% , где -температуропроводность плазмы, % А/Ср, с другой стороны, время Тост необходимо выбрать равным времени коммутации тока непосредственно в нагрузку, которое считается заданным. Отсюда 1±а хрдим значение толщины д 2 V %Тост , по достижении которой необходимо завершить гашение дуги, выдергивая верхний контакт из объема дугогасительной камеры, заполненного жидкостью.

Формула изобретения Способ гашения электрической дуги отключения, по которому в процессе разведения контактов деформируют дугу затопленными струями дугогасящей жидкости, истекающими из полости контактов в дугогасительную камеру, частично заполненную дугогасящей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью увеличения значений коммутируемых токов и уменьшения времени коммутации, процесс воздействия на дугу сопровождают контролем 5 толщины дуги д и в момент достижения значения 6 2 V АЛЬст , где % -температуропроводность плазмы дуги; Тост - заданное время остывания Дуги, гашение дуги завершают путем выдергивания верхнего контакта из объема дугогасительной камеры, заполненного жидкостью.

0

5

0

5

0

5

0

0

ю со см

СО

k

11

i °o N

$И

ю см

о со

«4J

I

1-1

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению и может быть использовано для гашения электрической дуги в коммутационных аппаратах высокого напряжения. Целью изобретения является увеличение значений коммутируемых токов и уменьшение времени коммутации. Устройство содержит верхний в виде стакана и нижний контакты 1 и 2, дугогасительную камеру 3, полость 4, заполненную дугогасящей жидкостью. При отключении контакт 1 под воздействием давления начинает ускоренное движение, происходит разрыв контактов. Образующаяся дуга изгибается по потоку, деформируется, образуется пленочный разряд с толщиной дуги д . Когда толщина д достигает толщины (5s2 , температуропроводность плазмы дуги; Тост. - заданное время остывания, верхний контакт дополнительно перемещают так.что нижняя кромка занимает положение выше уровня дугогасящей жидкости. Толщину д измеряют с помощью зондов или фотодиодов. 4 ил.

Команда на сраБатыЗание коммутационного аппарата

/ёнератор однократных импульсоб

Основная система привода коммутационного аппарата

Ваок регистрации тока с зондов

Дополнительная система привода коммутационного аппарата

Puz.J

Фиг 4