УПРАВЛЯЕМЫЙ ДУГОВОЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК G01R31/333 

Изобретение относится к области высоковольтных коммутационных аппаратов и является устройством, обеспечивающим многократно нрактически мгновенное (несколько десятков микросекунд) замыканне участков силовой высоковольтной цени и длительного (несколько секунд) иропускания тока, измеряемого килоамперами.

Предлагаемое устройство может быть использовано для коммутировапия осповпы.х цеией в лаборатория. но испытанию высоковольтны.к аппаратов нри токах короткого замыкания, для мгновенного подключения участков цепей при синтетических испытаниях в тех же лабораториях, для синхронного замыкания силовых цепей в электрофизических лабораториях и др.

Известны управляемые дуговые замыкатели, содержащие токоподводы и разрядный нромежуток с внешним и внутренним электродами, снабженными наконечниками с экранами, выполненными, например, в виде дисков с нрорезями, образующими спиралевидные лепестки, причем внутренний электрод снабжен неподвижным контактом, а внещний - подвижным контактом с нриводом и вынолнен в виде герметичного резервуара с днищем, заполненного средой с высокой электрической прочностью, и имеет устройство, обеспечивающее продувку внутренней полости, и устройство для возбуждения дуги, которая иод действием иетлеобразиого контура перемещается из зоны рабочего промежутка на экранные диски.

В предложенном замыкателе с целью уменьщения эрозии электродов путем надельного смещения дуги на края экранных дисков указанный подвижный контакт с нрнводом и экранным диском изолирован от дннща герметичного резервуара внешнего электрода и

соединен с токоподводом внешнего электрода вспомогательной шиной. Эти меры обеспечивают падежное смещение дуги от центра на края экранных дпсков и вращение ее на них, и тем самым защиту контактов от дугн и

уменьшение эрозии экранов.

На фиг. 1 дана конструктивная схема управляемого дугового замыкателя; на фиг. 2 - вариапт исполнения экранного днска с прорезями.

Внешний электрод устройства состоит из нескольких частей, которые соединены собой так, что образуют герметичный резервуар. Верхняя часть резервуара состоит нз бака / цилиндрической фор.мы с двумя фланцами, на одном из которых укреплен высоковольтный литой проходной изолятор 2, а другой фланец бака и.меет центральное отверстие с закруГоТенными краями, в котором соосно укреплена центральная рабочая часть 3 внеш Рабочая часть внешнего электрода представляет собой трубу, которая своим фланцем укреплена в ннжнем фланце бака. Диаметр центрального отверстия фланца бака точно совпадает с внутренним диаметром трубы ра-5 бочей части. На рабочей части укренлена дуговая камера 4, представляющая собой цилиндр с фланцем и днищем. Фланец камеры имеет отверстие такой же формы, как и фланец бака 1.10 Днище камеры имеет центральное отверстие, в котором укреплен наконечник 5, скренленный плотно с крышкой 6. Крышка с контрэлектродом укреплена на днище камеры изолированными болтами через изоляционную15 прокладку 7. Для обеспечения непрерывного перемещения дуги к верхнему фланцу камеры нриварепы стальные полосы - направляющие 8, нижиие концы которых имеют изоляционный нромежуток с боковой стенкой камеры.20 Для нужной ориентации тока и нредохранения болтовых соединений от эрозии нредусмотрены шинные накладки 9, соединяющие отдельные части внешнего электрода. Напряжение к внешнему электроду подается через25 токоиодвод 10, к которому присоединена донолнительная шунтирующая шина 11, закрепленная на резервуаре изоляторами 12. Внутренний электрод 13 цилиндрической формы укреплен соосно с вводом. Место креп-30 ления обрамлено электростатическим экраном 14. Электрод снаблчен наконечником 15. На наконечниках 15 и 5 укреплены экранные диски 16 со сниралевидными ленестками. Нанряжение на внутренний электрод подается че-35 рез стержень 17 проходного изолятора 2 и токоподвод 18. Диаметр внутреннего электрода 13 выбран из условия механической нрочности. ВнутренНИИ диаметр рабочего участка выбран из40 условия обеспечения необходимого разрядного расстояния между внутренним и внешним электродами. В средней части рабочего участка внешнего электрода радиально установлены два (или45 более) поджигающих герметизированных разрядника 19, по оси которых в стенке трубы рабочей части сделаны небольшие отверстия (сопла) для выхода раскаленных газов в рабочий промежуток. Длина рабочей части вы-50 брана такой, чтобы расстояние от фланца до сопла поджигающего разрядника (место возникновения силовой дуги) было не менее 200-300 мм. При таком расстоянии обеспечивается создание достаточно больших электро-55 динамических сил, воздействуюшнх на дугу. В дуговой камере установлен клапан продувки 20, подпорщневой объем которого через пусковой клапан 21 трубкой 22 соединен с внутренней нолостью бака. Унравление пус-60 ковым клапаном осуществляется от электромагнита 23, установленного на «земле, через изоляционную тягу 24. ные по окружпости бака на уровне внутренней части проходного изолятора 2. Отдельные частп замыкателя для обеснечения герметизацни резервуара соединены через герметизирующие ирокладкп 26. От земли замыкатель отделен изоляторами 27. Шунтирующее устройство выполнено следующим образом. В наконечник внутреннего электрода встроен неподвижный розеточный контакт 28, а в наконечник наружного электрода встроена нодвижная контактная система с приводом, Подвижная контактная система состоит из контактного стержня 29 с встроенным в него поршневым кольцом, штока 30 и поршня управления 31, размен1,енного в, цилиндре 32. Поршень управления и контактный стержень имеют герметизирующие прокладки 33. Диаметр поршня унравлеиня несколько больше диаметра поршневого кольца на контактном .стержне. Управление контактной системой осуществляется:а) клапаном включения 34, приводимым в действие электромагнитом включения 55 и изоляционной тягой 36 и соединенным с подпоршневым объемом и внутренней полостью камеры, трубкой 37 с изоляционной вставкой 38 (изоляционная вставка необходнма, чтобы не перемкпуть нзоляцию); б) клананом отключення 39 с электромагнитом отключения 40 и изоляционной тягой 41. Работа анпарата без шунтирующего устройства происходит следующим образом. К токоподводам 10 и 18 присоединяются концы коммутируемых частей цепи. Замыкание цепн осуществляется возбуждением дуги в рабочей части замыкателя между внешним п внутренним электродами. Для этого в нужный момент осуществляется разряд емкости схемы поджига на искровой промежуток ноджигающего разрядника 19, в котором он геиерирует раскаленные газы. Эти газы под большим давлением через сонло впрыскиваются в виде тонкой струи в межэлектродный рабочий нромежуток и приводят к возникновению между электродами короткой силовой дуги с малым сопротивлением. Образовавшаяся дуга немедленно начинает перемещаться вниз под воздействием электродинамических сил, возникающих в контуре токонодвод 10 - стенка бака /, шинная перемычка, рабочая часть внешнего электрода. силовая дуга - внутренний электрод, токоведущий стержень, токоподвод. При этом одна из опорных точек дуги перемещается по образующей внутреннего электрода, на-конечника 15 п затем переходит на верхний экранный диск. Вторая опорная точка по внутренней образующей рабочей части внешнего электрода, по стальной полосе направляющей, затем перескакивает на стенку дуговой камеры и наконец на экранный диск наконечпереместится на экранный диск, ток к ней будет нодводиться не через резервуар, а по дополнительной шине 11, через крышку, наконечник 5 и нижний экранный диск. Этот новый контур тока в сочетании с контуром тока в экранных дисках, создаваемым спиралевидными лепестками, заставляет дугу быстро враш,аться по краям дисков, чем обеспечивается их минимальная эрозия.

После окончания протекания тока (либо после включения шунтируюшего устройства) производится продувка внутренней полости замыкателя. Для этого подается команда на электромагнит, который тягой 24 открывает клапан 21. При этом объем под управляющим поршнем клапана продувки 20 соединяется трубкой с внутренней полостью бака. Под действием сжатого воздуха управляющий порщень клапана 20 перемещается, открывая отверстие, соединяющее нижнюю часть дуговой камеры с атмосферой. Сжатый воздух из внутренней полости резервуара замыкателя быстро выходит наружу, унося с собой продукты воздействия дуги. Одновременно замыкатель заполняется чистым воздухом через щтуцера, при этом струи входящего воздуха обдува от поверхность проходного изолятора, сдувая с нее копоть, если она там появится.

По окончании продувки клапан 20 закрывается, внутренний объем заполняется чистым воздухом и аппарат вновь готов к действию,

При работе с щунтирующим устройством одновременно с подачей импульса на работу поджигающего разрядника подается команда на электромагнит включения, который изоляционной тягой 36 открывает кланан включения 34. При этом объем под приводным поршнем соединяется трубкой с изоляционной вставкой с внутренним объемом камеры (или бака). Под воздействием сжатого воздуха поршень вместе со штоком и контактным стержнем за счет разности сил, действующих на поршень и на поршневое кольцо, встроенное в контактный стержень, перемешается вверх, контактный стержень, войдя в ламели

неподвижного контакта 28, металлически замыкает цепь. При этом иоршень садится герметизирующими прокладками 33 на седло, залипая иа нем, и тем самым герметизируя

полость камеры.

Практическп одновременно с металлическим замыкаиием начинается продувка аппарата. После окончания продувки и снятия с аппарата высокого напряжения подается команда

на электромагнит отключения, который при срабатыванпп тягой 41 открывает клапан отключения 39.

При этом объем под поршнем соединяется с атмосферой и подвижная контактная система под действпем давления внутри бака двигается вниз, залипая па Г1рокладках 33 в контактном стержне. После этого аппарат вновь готов к действию.

Предмет изобретения

Управляемый дуговой замыкатель, содержапцп ТОКОПОД130ДЫ и разрядный иро гежуток с внешним и внутренним электродами, снабженными наконечниками с экранами, выполненными, нанрнмер, в виде дисков с прорезями, образующими спнралевндные лепесткп, прнчем внутренний электрод снаб.жен неподвижным контактом, а внешннй - подвил ным

коптактом с приводом п выполнен в виде герметнчного резервуара с , заполненного средой с высокой электрпческой прочностью, и нмеет устройство, обеспечивающее продувку внутренней нолости, и устройство для возбуждеиия дуги, которая иод действием петлеобразиого коптура перемещается из зоны рабочего промежутка на экранные диски, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эрознн электродов путем надежного смеигения дугн

на края экранных дисков, указанный подвижный контакт с приводом п экраиным диском изолирован от днища герметичного резервуара внешнего электрода п электрически соединен с токоподводом внешнего электрода

вспомогательной шиной.

4-4