Сильноточный коммутатор Советский патент 1979 года по МПК H01H33/00 

1

Изобретение относится к мощным коммутирующим устройствам и может быть использовано в системах, предназначенных для вывода энергии из индуктивных накопителей.

Коммутащш постоянного тока порядка 105 А при высоком восстанавливающемся иа разрыве напряжений (десятки киловольт) является сложной технической задачей, связанной с трудностью гашения мощной электрической дуги и обеспечения низкоомности коммутатора (условие малых потерь) в замкнутом состоянии. Для преодоления этих трудностей в коммутаторах обычно используют несколько контактных групп, с помощью которых осуществляют ступенчатую коммутацию тока.

Известны устройства, в которых для улучшения условий коммутации тока параллельно главным контактам включен элемент, имеющий активное сопротивление, шунтирующее дугу на главных контактах и снижающее ток, разрываемый дополнительными контактами 1 и 2.

Известен также воздушный выключатель серии ВВУ, содержащий двухразрывное дугогасительное устройство и итунтирующий элемент с

акптным сопротивлением, расположенный вне дугогасительной камеры. При отключении тока один из разрьшов шунтируется элементом с активным сопротивле1шем, после погасания дуги на этом разрыве другой разрьш отключает сопровождающнй ток, ограш1че1шый резистором 3. Однако это устройство имеет ступенчатый ввод сопротивлеш1я, что приводит к возникновению мощной на разрьше, зашунтированиом элементом с активным сопротивлением

Уменьшение активного сопротивления снижает мошлость дуги иа первом разрыве, но увешг-швает сопровождаюидай ток и мощность дуги на BTopjOM разрьгее. Кроме того, в устройстве не принято специальных мер, уменьщающих переходное сопротивление главных коетактов б замкнутом состоянии, что приводит к дополнительным потерям, влияние которых особенно сильно сказывается в коммутаторах с индуктивньгми накопителями.

Целью изобретешь является снижение потерь

энергии и улучшение условга коммутации тока.

Для этого главньп неподвижный контакт

вьпюлнен в виде полого цилиндра с чередзтощимися наружными и внутрешшми цилиндрическими проточками и радиальными прорезями, шунтирующий элеИКНТ расположен в дугогасихельной камере, соединен с основанием главного неподвижного контакта и выполнен в виде винтовой сшфали с уменьшаюидамся от основания сече{гаем, дополнительный подвижный контакт вьшолнен заодно с главным подвижным контактом и установлен так, что соприкасается с виткмт спирали, причем ход подвижных контактов превышает высоту шунтирующего элемента. На шв1ное напряжение на первом разрыве мало, что исключает возникновение дуги на главньп контактах. Конечное полное сопротив.леиие спирали обеспечивает: зтачительное уменьшение сстровождающего тока, разрываемого дополнительным контактом. В отличие от прототипа уменьшение этшО тока (увеличение пошлого сопротивления) не приводит к ухудшению условий коммутащш тока на первом разрыве. На фиг. 1 приведен обцдай вид коммутатора; на фиг. 2 - неподвижный контакт, над сверху. Сильноточный коммутатор содержит главный неподвижный контакт 1, спиральный шунтирующий элемент 2, дополнительный подвижный контакт 3, дугогасителы ую камеру 4, главный подвижный контакт 5, демпфирующую камеру 6, гибкие токоподводы 7 электрические выводы 8 и 9, изоляционный 10, уго1от «1тели деьшфирующей ка «еры6, угшотшиели 12 дутогасительной камеры 4, упорный шток 13, трубу 14, предназначенную для подачи сжатого газа. Коммутатор работает следующим образом. В исходное замкнутое положение коммутатор приводится подачей сжатого газа в демпфирующую камеру б через отверстие упором штока 13, при этом главный подвижный контакт 5 прижимается к секциям главного неподвижного контакта 1. За счет чередующихся наружных и внутренних цилиндрических проточек и радиальных прорезей главного неподвижного контакта 1 контактные поверхности каждой секции при нажатин упругого элемента перемещаются, устанавливаясь параллельно плоскости подвижного контакта 5, что обеспечивает минимальное переходное сопротивление главных контактов. Ток протекает через электрический вывод 9, главный неподвижный 1, главный подвижный контакт 5, гибкие токоподводы 7 и электрический вьшод 8. Незначительная часть тока ответвляется в цепь дсшолнительных контактов, которые в исходном состоянии находятся в нижнем по;южешт. Рабочий ход подвижные контакты совершают при подаче сжатого газа в центральную полость контактной системы через трубу 14, при этом Происходит разрыв главных контактов, и ток переходит в цепь дополнительных контактов, затем плавно вводится элемент 2, напряжение на котором растет пропорционально увеличеш1ю зазора между главными контактами. После ввода полного сопротивле1шя и уменьшения тока до величины, составляющей менее 1% от начального значения, происходит разрыв дополнительных контактов с резистором. Образующаяся дуга, сопровоадающего тока гасится в условиях поперечной продувки сжатым гаэом, поступающим из центральной полости в дугогасительную камеру 4. Был изготовлен и испытан сильнотсяньш коммутатор, рассчитанный на постоянный ток 10 А в течение 5 с и рабочее напряжение 50 кВ. В замкнутом положении, при давлении 16-10 Н/м в камере 6, переходкое сопротивление главных контактов равнялось (l,5-2)iO Ом. Максимальный перегрев контактов достигал 100°С при интеграле действия Sidt;. 5 А2 с. Шунтирующий элемент был вьшолнен из латуни в виде винтовой спирали перемемого сечения. Минимальное сопротивление достигало 10 Ом, максимальное - 2 10 Ом. При испытании получены: бездуговая коммутация главных контактов, плавное увеличение напряжения при расхождении контактов и вводе сопротивления за время (5-6) 10 с, и восстановление прочности (50 кВ) за время 2 10 с от момента разрыва сопровождающего тока (10 А), Многократное (10) гашение дуги второго разрьта происходило при незначительной эрозии электродов. Формула изобретения Сильноточный коммутатор, содержащий контактную систему, состоящую из главных и дополнительных контактов, шунтирующий элемент и дугогасительную камеру, отличающийся тем, что, с целью С1шжения потерь энергии и улучшения условий коммутации тока, главный неподвижный контакт вьшолнен в виде полого цилиндра с чередующимися наружными и внутренними далиндрическими проточками и радиальными прорезями, шунтирующий элемент расположен в дугогасительной камере, соединен с основанием главного неподвижного контакта и вьшолнен в виде винтовой спирали с уменьшающимся от основания сечением, дополнительный подвижный контакт выполнен заодно с главным подвижным контактом и установлен так, что соприкасается с витками спирали, причем ход подвижных контактов превышает высоту шунтирующею элеме1й:а.

Источники информагши, принятые во виимаШ1е при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР, №416775, кл. Н01Н9/30, 1972.

2. Патент Франции N 2154929, кл. Н 01 Н 33/00,1973.

. 3. Воздушный выключатель ВВУ-3540/2000. ТУ 16 520t035-69.

СЗ