Способ гашения электрической дуги отключения Советский патент 1980 года по МПК H01H33/60 

(54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

I

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

Как известно, процесс гашения дуги переменного тока можно разделить на два этапа: первый этап охватывает момент от возникновения дуги до естественного перехода тока через нуль; второй этап - после нуля тока до полного восстановления напряжения на разомкнутых контактах. Гашение дуги постоянного тока это первый этап до момента навязанного перехода тока через нуль, т. е. гашения, второй этап при этом вырождается. Чем больше энергии дуги отводится от дугового столба на первом этапе, тем .успешнее процесс г 1шения.

На втором этапе ввиду распада дугового столба : необходимость создания большого энергосъема отпадает, но возникает необходимость обеспечения высокой электрической прочности промежутка.

. Известно, что для гашения дуги в высоковольтных аппаратах наибольшее применение получили следуюшие дугогасящие среды: вода, масло, воздух, элегаз{1. Применение каждой из этих сред оправдывается ОТКЛЮЧЕНИЯ

их следующими свойствами, необходимыми для дугогасящей среды: высокая теплоемкость, высокая теплопроводность, высокая электрическая прочность. Электрическая прочность воды крайне мала и . это , существенно ограничивает применение ее в качестве дугогасящей среды.

/V aкcllмaльнyю электрическую прочность имеют масло и элегаз.

Однако масляные выключатели взрывои пожароопасны, а в процессе работы аппаJO рата электрическая прочность ухудшается. Элегаз обладает весьма высокой электрической прочностью, но низкой теплоемкостью и теплопроводностью, и. следовательно, не эффективен на вышеуказанном первом этапе гашения.

ts

Гашение дуги в воздушной среде обладает тем недостатком, что воздух имеет сравнительно невысокую электрическую прочность, что снижает надежность работы выключателя и увеличивает его габариты.

Таким образом, анализ теплофнзических

20 и электрофизических свойств дугогасящих сред, используемых в аппаратостроении, показывает, что ни одна из них не является оптимальной, так как в них не сочетаются

одновременно высокая электрическая прочность и высокие теплофизические свойства. Это обстоятельство понижает эффективность и надежность дугогашения и коммутационную способность выключателей. Тем не менее в выключателестроении распространение получили способ гашения, использующий в дугогасительной камере одну химически однородную дугогасящую среду: масло - в масляных выключателях, воздух - в воздушных, элегаз - в элегазовых.

Известен способ гашения дуги в выключателях, использующий две различные дугогасящие среды и соответственно две дугогасительные камеры, соединенные последовательно и работающие одновременно 2.

Недостаток этого способа состоит в сложности его реализации, поскольку требует сочетания в работе двух дугогасительных камер, значительно увеличивающих к тому же габариты выключателя в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности дугогашеиня.

Поставленная цель достигается способом гашения дуги, который проводят в одной дугогасительной камере выключателя в следующей последовательности в два этапа. на первом этапе, до додхода тоКа к нулю гашение дуги в камере производят в высокотеплоемкой дугогасящей .среде, например, масле; на втором этапе, после нуля тока - в высокопрочной диэлектрической среде, например, элегазе, гелии, водороде. Смену дугогасящей среды в камере при переходе от первого этапа ко второму осуществляют в момент перехода тока через нуль или с небольшим опережением относительно этого момента, определяемого, например, сх1емой синхронизации. Величина опережения зависит от объема камеры и интенсивности эвакуации из нее высокотеплоемкой Дугогасящей среды.

На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные схемы некоторых нз возможных вариантов конструкций, реализующих предложенный способ гашения.

На фиг. 1 при размыкании контактов 1 и 2 на первом этапе гашения дугогасящая среда с высокой теплоемкостью, например, жидкий элегаз или масло из резервуара 3 подают в дугогасительную камеру через клапан 4.

На втором этапе подача этой дугогася щей среды прекращается и в камеру через этот же tpianaH из резервуара 5 подают

вторую, высокопрочную диэлектрическую дугогасящую среду, напрнмер, элегаз, водород.

В конструкции на фиг. 2 замкнутые контакты I и 2 находятся в камере 3, заполненной высокотеплоемкой дугогасящей средой, в которой происходит первый этап гашения дуги, возникающей при размыкании контактов. Подвижный контакт 2 в некоторый момент своего движения открывает, выполняя роль клапана, окна в резервуаре 5, заполненном высокопрочной диэлектрической средой, например, элегазом или водородом, Н осуществляет таким образом доступ последней в камеру на втором, заключительном этапе гащения.

Данный способ гашения электрической дуги отключения обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества; возможность интенсивного охлаждения дуги за :чет использования физических (теплоемких) свойств дугогасящей среды; возможность создания необходимой электрической прочности в дугогасительной камере после перехода тока через нуль; возможность создания на основе предложенного способа облегченных конструкций выключателей с повыщенной коммутационной способнЬстьЮ..

Формула изобретения

Способ гашения электрической дуги отключения в высоковольтных выключателях, при котором гашение дуги производят в двух дугогасящнх средах, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектНвности и надежности дугогашения, гашение пронзводят в одной дугогасительной камере, в которой от момента размыкания контактов до перехода тока через нуль гашенне производят в дугогасящей среде с высокой теплоемкостью, напрнмер, в масле, а в Момент перехода тока через нуль или с небольшим опережением в камеру подают дугогасящую среду с высокой электрической прочностью, например, элегаз, замещающую первую.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Буткевич Г. В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. М., 1973, с. 66.

2.Авторское свидетельство СССР № 526964, кл. Н 01 Н 33/60, 1976.