Дугогасительное устройство Советский патент 1979 года по МПК H01H33/73 

(54) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к электрическим коммутационным аппаратам, в частности к выключателям высокого напряжения.

Известны воздуишые выключатели с так называемым двухтактным движением подвижных контактов. при отключений к6то{)ых сначала образуется оптимальный для дугргашения промежуток (первый такт), а затем после гашения дуги ок увеличивается до оптимального расстояния с точки зрения изоляции (второй такт) . В этих выключателях необходимое движение обеспечивается благодаря разделению подвижного контакта на две части - собстве;нно подвижный контакт и дугогасительный полый электрод и соответствующей координации их движения при отключении. Хотя это решение и обуславливает достаточную компактность конструкции, все же оно базируется на двух скоординированных подвижных элементах.

Известно также дугогасительное устройство |.2J, в котором промежуточная остановка подвижного контакта в оптимальном для дугогашения положении осушествляется тормозящей воздушной подушкой, образуемой перемещающимся в замкнутом объеме одноступенчатым поршнем, жестко соединенным с подвижным контактом. Это устройство сострит из жестко соединенных полого подвижНйго контакта, тарелки выхлопного клапана и одностуяенчатого поршня. Когда контакт включен, тарелка клапаНа изолирует внутрейКюю полость контакта от атмосферы. При отключении сжатый воздух подается от системы управления на поршень устройства и последний вместе с тарелкой клапана и контактом начинает двигаться на отключение. Пространство над поршнем заполнено сжатым воздухом и соединено трубкой с полостЬю межкЬйтактНого промежутка. При движении Поршня в этом пространстве образуется тормозящая подушка, которая затормаживает его; Дальнейшее движение пЬдвижного контакта после остановки вто- рой такт) происходит за счет снижения давления в полости тормозящей подушки благодаря наличию канала, связывающего эту полость с полостью дугогасительного разрыва. Отключение осуществляется путем подачи сжатого воздуха в полость перёд поршнем, до этого находящуюся под атмосферным давлением. Характерным для этого устройства является то, что оно имеет обычный (одноступенчатый) поршень, приводится в действие (при отключении) пневматическим наполняющим командным импульсом (подачей сжатого воздуха) и не-. пригодно для непосредственного использования в выключателях, системы управления которых при отключении подают пневматический опоражнивающий командный импульс (выпускают сжатый воздух). Указанное устройство может применяться в выклйэчателях с системами управления, подающими при отключении опоражнивающий командный импульс, лишь после переделки их систем управления, например добавлейия допрлйительиого пневмомехйнизма, преобразующего командный опоражнивающий импульс в командный наполняющий. Добавление этого механизма, являющегося самостоятельной механической системой, усложняет комструкцию выключателя., Другим недостатком устройства является чрезмерный расход воздуха при отключении, что обусловлено медленным передвижением его контакта до конца после образования тормозящей подушки, . тем, что после условнйостайоши и Гашения дуги движение контакта (во втором такте) йе убыстряется .вновь.;-- ;- . , : ;.: ; ;,-.; Целью нздбре ёййя йвлйётся упрёШение Системы уирайленйя и сокращение расхода газа. Это дезстигается тем, что в предлагаемрм дугогасйтельвом устройстве порщень йыпйг{иен двухотупенчатым, каждая ступень которого расположена в отдельной полости fco сййтый raSoM, Одна из которых посредctfio i улрааляющего клапана может соединяться с атмосферой, а другая соединена с Первой полостью. . Поршень может быть расположен до клапана иди после него и закреплен непосредственно на. подвижном контакте. Полости могут быть соединены регулировочрмм отверстием, или. обратным клапаном. Ступени поршня могут быть снабжены уплот ШтёлъНЫмкЪлШом. На фиг. 1-3 изображены различные варианты выполнения описываемого устрой trisa. - . .. Когда контакты вклк)чены. (см. фиг. 1), сжатый воздух находится в полостях А, Б, В и Д. Подвижный контакт 1, тарелка 2 двустороннего 1шапана, шток 3, поршень 4 (одна ступень), дополнительный -поршень5 (другая ступень) и шт.ок б с меньшим, чем поршень 5/диаметром, Представляют собой единую жесткую конструкцию.. Система контакт - тарелка - двухступенчатый поршень удерживается во включенном полох ении благодаря наличию давления в полостях А и Б и соответственно выбранным площадям порш.ня 4 и тарелки2. В этом положении тарелка 2 прижата к седлу 7 клапана и воздух из полости Д наружу не вытекает. При отключении клапан управления (на чертеже не показан) любого типа соединяет полости А и Б с атмосферой. Давление в этих полостях падает, и система контакт - тарелка - двухступенчатый поршень начинает перемещаться вверх под действием давления на контакт 1 и тарелку 2. Тарелка 2 отходит от седла 7, и начинается истечение воздуха из полости В в полость Г и далее в полость Е. Несколько позже размыкается контакт 1 с подпружиненным или розеточным контактом-в и между ними возникает дуга, которая обдувается потоком, вытекающим из .полости Д в полости В, Г и Е. Вначале движение системы контакт - тарелка - двухступенчатый порШеНЬ происходит быстро, поскольку ДВИг жущая сила максимальна (давление максимально) , а затем действующая на тарелку 2 сила уменьшается (давление при истечении в полости В падает, и, кроме того; уменьшается разность давлений по обе стороны тарелки) и скорость движения также уменьшается. Расстояние I между торцами дополнительного поршня 5 и цилиндра 9, куда он входит, выбирают несколько меньшим оптимального дугогасительного расстояния между контактами 1 и 8. Диаметр дополнительного поршня о лишь немного меньше диаметра цилиндра 9, поэтому, когда поршень 5 подходит к цилиндру 9, истечение воздуха из полости В практически прекращается. . По мере перемещения системы контакт - тарелка - двухступенчатый поршень вверх в полости Б возрастает противодавление (тормозящая подушка), которое практически останавливает указанную систему. Однако полной остановки не достигается, так как между стенками дополнительного поршня 5 и цилиндра 9 имеется определенный зазор, через который сжатый воздух Можетмедленно вытекать из полости Б в полость А, а затем в атмосферу, н противодавление в полости Б медленно надает. Вследствие этрf6 Система контакт-тарелка - двухступён чатыйпори1ень продолжав медленно перемещаться вверх. Через некоторое время, достаточное для гдшения дуги, нижний торец дополнительного поршня 5 выходит нз цилиндра 9, при этом практически открывается весь цилиндр (диаметр штока 6 м.еньше диаметра цилиндра 9) и давление в полости Б быстро падает. Вследствие этгого вся система вновь быстро перемещается вверх, пока тарелка 2 не упрется в седло 10- и не перекроет при этом выход воздуха изполостей. Д, В и Г в наружную полость Е (например в атмосферу). На этом заканчивается процесс отключения. В отключенном положении система Удерживается давлением воздуха на контакт 1 и тарелку 2. При включении сжатый воздух подается в полости А и Б. давление в них возрастает и система контакт - тарелка - двухступенчатый поршень начинает перемещаться вниз. При этом, как только тарелка 2 отходит от седла 10, противодействующая включению сила резко падает (уменьшается разность давлений снизу и сверху тарелки вследстзие появления потока) и система контакт - тарелка - двухступенчатый поршень включается, не снижая практически скорость в ТОТ момент, когда до-полнительный порШень 5 проходит через цилиндр 9. Подвижный контакт 1 соприкасается с контактом 8 раньше, чем тарелка 2 сядет на седло 7, поэтому в течение всего процесса включения имеется дутье через полый контакт 1. При необходимости улучшить характеристики включения йолости А и Б можно дополнительно связать через любой известного типа обратный клапан П, беспрепятственно пропускающий воздух из полости А в полость Б и препятствующий его обратному движению. Характеристики движения при отключении определяются размерами дополнительного поршня и клапана и при массовом изготовлении могут иметь некоторый разброс, обусловленный наличием допусков и степенью тщательности изготовления в каждЬм случае. Неблагоприятное влияние указанных факторов можно свести пр а чти чески до минимума, если дополнительный порщень снабдить уплотнительным кольцом (напри . , мер, поршневым), а цилиндр, из которого ОН В ЭТОМ случае не должен выходить,, снабдить по краям его цилиндрической поверхности радиальными небольшими отверстиями, соединяющими полость цилиндра с полостями Аи Б (см. фиг. 2). В этом случае до того момента, когда необходимо начать торможение при отключении, воздух из полости Б вытекает в полость А через отверстия 12 и цилиндр 13, а после торможения- через цилиндр 13 и отверстия 14. Наличие уплотнительного кольца 15 на дополнительном порщне 5 обуславливает практическую независимость характеристик отключения от качества изготовления, поскольку в данном случае кольцо 15 исключает влияние зазора между поршнем 5 и стенкой цилиндра 13. Количество открытых отверстий 12 и 14 можно изменять при помощи специальных обхватывающих их снаружи втулок 16, регулируя тем самым характер истока движения системы контакт - тарелка - друхступенчатый порщень. Стабилизация характеристик может быть достигнута также путем дополнительного соединения полостей А и Б каналом 17 в перегородке между ними или каналом 18 в дополнительномпоршне5Гкоторыйпрй необходимости может быть снабжен регулировочной иглой.. На фиг. 3 показан вариант выполнения данного устройства, в котором двухступенмятый поршень расположен до выхлопного клапана непосредственно на подвижном контакте. Здесь на подвижном полом контакте } расположен двухступенчатый поршень, одна из ступеней которого - дополнительный поршень 5 связана с полостью А, а другая - поршень 4- с полостью Б. Управляющий клапан соединяет полость А с атмосферой (канал 19). Движение контакта I происходит под действием давления на кольцевую площадь входной части его сопла (для изоб-. раж нного случая, когда в полости слева от поршня 4 атмосферное давление) или под действием давления на указанную кольцевую площадь и на площадь поршня 4 (для случая, когда в полости слева от него находится сжатый воздух), На кольцевую площадь входной части сопла давление HattrtnaeT действовать при .отключения, так .как управляющий клапан, сообщая полость А с атмосферой, одновременно соединяет с ней и полость В, до этого заполненную сжатым воздухом. Тормозящая подушка создается в полости Б, которая может соединяться с полостью А радиальными отверстиями 12 и 18. Расположение этих отверстий, их величина и количество определяют закон изменения тормозящей подущки, а значит, и характеристику движения контакта. Для,этой же цели наружная поверхность штока 6 может быть выполнена из цилиндров разных диамртппп я л па nn.nvtifHHH уяпяктрпнгтик ппиметров, а для получения характеристик движения, практически не зависящих от качества изготовления, дополнительный порщень 5 может быть снабжен также уплотнительным кольцом 15. Истечение через по«ос: ь. контакта 1 и его движения прекращаются, когда его правая часть (по чертежу) упрется в уплотнение седла 10. Включение осуществляется после подачи управляющим клапаном сжатого воздуха в полости А и Б. Формула изобретения I. Дугогасительное устройство высоко - ьтного выключателя, например газового, содержащее корпус с расположенными в сжатом газе неподвижным контактом и подвижным контактом, жестко соединенным с поршнем привода, и клапан, отличающееся тем, что, с целью упрощения системы управления и сокращения расхода газа, поршень выполнен двухступенчатым, каждая его ступень расположена в отдельной полости со сжатым газом, полости соединены между собой, а одна из них посредством управляю ° соединяться с атмосфеР° 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что порп)ень расположен послеклапана.