Автогазовое дугогасительное устройство Советский патент 1980 года по МПК H01H33/76 

(54) АВТОГАЗОВОЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты силового оборудования сетей на напряжение 35-220 кВ, например, понижающих силовых трансформаторов. Известны автогазрвые дугогасительные устройства, содержащие камеру гашения с патрубком поперечного газового дутья, выполненные из твердого изоляционного газогенерирующего материала, и токоведущую часть с коммутирующим элементом (1|. Однако известные устройства имеют недостаточную отключающую способность и быстродействие. Верхний электрод камер гашения выполняется монолитным, что не позволяет им полностью использовать возможности возникающего порщневого эффекта. А незначительный объем внутренней полости камер гашения яе обеспечивает сохранения достаточного количества газов и момент возникновения поперечного газового дутья при отключении средних токов. Это ведет к преждевременному сбросу давления и к затягиванию времени гашения дуги к снижению коммутационной способности и быстродействия устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дугогасительное устройство, имек)щее камеру гашения с патрубком поперечного дутья, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего материала, составную токоведущую часть с коммутирующим элементом, нижний электрод которой выполнен подвижным, и герметизированный объем с патрубками, наполнения и поперечного дутья |2j. Недостатком известного устройства является то, что оно имеет незначительную коммутационную способность и низкое быстродействие, что объясняется наличием лишь одного подвижного электрода (нижнего), отсутствием в подвижном электроде гибкости, разделением мест расположения в герметизированном объеме патрубка наполнения и патрубка поперечного дутья, выполнением герметизированного объема из диэлектрического материала, закупоркой патрубка поперечного газового дутья камСры гашения массивным монолитным телом нижнего электрода, смещением между собой мест расположения коммутирующего элемента, патрубка поперечного газового дутья камеры ташеиия и патрубка наполнения герметизированного объема. В известном устройстве наличие лишь олного подвижного электрода снижает скорость разведения электрода, отсутствие у электродов гибкости не позволяет им использовать в полной мере возникающий поршневой эффект, рассредоточение патрубков герметизированного объема снижает быстродействие устройства и коммутационную способность, так как истеч1ение газа из объема сдерживается во времени из-за закупорки отверстия поперечного дутья камеры гашения подвижным электродом, движуН1ИМСЯ вниз, а выполнение герметизированного объема из непроводящего материала не позволяет ему производить быстрого охлаждения скопившихся газов, что также снижает отключающую способность устройства. Выполнить же герметизированный объем из металла невозможно, так как о,н в этом случае защунтирует подвижный электрод и в камере гашения дуга погаснет, что вызовет прекращение газогенера1цйй в. камере и отказ устройства в гашении дуги. Цель изобретения - расширение диапазона отключаемого тока и повышения быстродействия.. Эта цель достигается тем, что в описываемом дугогасительном устройстве верхний электрод выполнен подвижным из многопроволочного гибкого проводника, патрубок наполнения и патрубок поперечного дутья герметизированного объема совмещены и расположены напротив патрубка поперечного дутья камеры гашения, в месте установки коммутирующего, элемента. Патрубок герметизированного объема и патрубок поперечного Дутья камеры гашения закрыты металлическими диафрагмами, причем усилие выры1ва, первой меньше уси ЛИЯ вырыва второй, герметизированный объем выполнен из металла, нижний подвижный электрод выполнен гибким из многопроволочиого проводника. На чертеже изображено автОгаэовое дугогасительное устройство, продольное сечение. Устройство состоит из контактной пробки 1, ввинченной в герметизирующую пробку 2, которая на резьбе соединена с металлическим оголовником 3. Внутри бгШбвнйка проходят -оковедущий трос 4, впрессованный л Н .р.ху в пробку I, а снизу - в хгпециальный .жонцеватель. На герметизирующей пробке закреплена верхним концом пружина 5. Нижний конец пружины жестко соединен с упорной гайкой 6. Втягивающая пружина снабжена ограничителем хода - Металлической шайбой 7, ввернутой на резьбе 8 огрлоЕНик 3 Снизу в оголовНик на р5 ввинчена камера гашения в виде трубки 8, выполненная из твердого изоляционного газогенерирующего материала (вся и,л1и ее внутренняя полость). Через верхнюю часть внутренней полости трубки 8, выполненную кверху с расширением или без него, проходит верхний подвижный электрод 9, который может выполняться из гибкого многопроволочного проводника или в виде жесткого монолитного стержня. Электрод 9 электрически соединен с тросом 4. Примерно в середние газогенерирующей трубки, на ее наружной части, с помощью клеящего состава (например, эпоксидного компаунда) крепится основание 10 двух патрубков: патрубка 11 герметизированного объема 12, и патрубка 13 поперечного дутья камеры гашения, выполненного круглым или в виде продольной щели в ее стенке, с. конусом, расходящимся в сторону окружающей среды. Основание 10 выполнено на непроводящего материала, из текстолита, лакотканей, смол и прочее. Герметизированный объем 12 выполнен из металла, может снабжаться охлаждающими перегородками 14 и жестко соединен с патрубком 11, например, с помощью резьбы. Их внутренние полости могут разделяться диафрагмой 15. Полость патрубка 11 с внутренним каналом камеры гашения рообщается с помощью отверстия, высверленного в ее стенке. Патрубок 13 поперечного дутья камеры гашения закрыт диафрагмой 16, прижатой к патрубку обоймой 17, крепящейся, например, винтами 18. Создаваемое давлением газов усилие на вырыв диафрагмы 15 должно быть меньше таких же усилий на вырыв диафрагмы 16. Коммутирующий элемент 19 (плавкая вставка, контакт или их последовательное соединение) устанавливается напротив патрубков камеры гашения и герметизирующего объема и обеспечивает соединение верхнего электрода 9 с нижним электродом 20. Последний выполняется гибким из многрпроволочного проводника. В нижний его окбнцеватель ввинчены стопорные винты 2Г (или соответствующая шпилька). Оконцеватель электрически соединен с рубящим контактным ноЖом 22, соединен-, ным с приводом устройства или только с рабочей пружиной ножа, постоянно стремящейся отбросить нож в нижнее исходное положение. Внутри стреловидного конца 23 оконцевателя электрода 20 находится резьбовое отверстие, служащее для зарядки дугогасительного устройства. На нижний конец камеры гашения может навинчиваться компенсатор 24, предназначенный для устранения зазора между упорной гайкой 6 и шайбой 7. . Работа устройства осуществляется следующим образом. При размыкании контакта от действия привода и;1и вследствие перегорания плавкой вставки (при ее наличии в у стройстве) происходит освобождение подвижных электродов 9 и 20 токоведущей части камеры гашения. Электрод 9 под действием пружины 3 начинает втягиваться вверх, а элект род 20 пол воздейстнием ножа 22 - выбрасквастся в окружающую среду. Между электродами возникает электрическая дуга, которая начинает воздействовать на внутренние стеики камеры гашения. Под воздействием высокой температуры дуги материал испаряется, образуя газовое дутье: вверх в рголовник 3, а вниз - в атмосферу. При этом газ разгоняет электроды 9 и 20 до больших скоростей, ведич и на которых зависит от гибкости электродов. Чем больше гибкость электрода, тем больше скорость его конца, соприкасающегося с газом. Здесь проявляется способность гибкого электрода лучше использовать поршневой эффект газов, чем это возможно для электрода, выполияемого монолитным.

В устройстве можно различить три режима в гашении дуги.

- При отключении малых токов в камере существует только продольное газовое дутье. При отключении средних токов выбрасывается давлением газов диафрагма 15 и герметизированный объем запасает в себе (и охлаждает) определенное количество газов, которое затем используется для гашения дуги в бестоковую паузу при прохождении тока через ноль, создавая Допблнительное продольное дутье. При отключении больших токов, запасенный в объеме 12 газ обеспечивает создание поперечного газового Дутья при прохождении тока через ноль, так как давлением газов производится выброс н диафрагмы 16. При ,этом дуга из камеры гашения выдувается наружу, вытягивается там в потоке охлаждающего газа и дополнительно охлаждается за счет соприкосновения с холодным воздухом окружающей среды. Дугогасительная способность устройства при этом повышается.

При больших токах выброс диафрагмы 15 и 16 происходит практически мгновенно, что способствует быстродействию устройства и интенсивности в гашении дуги.

Формула изобретения . Автогазовое дугогасительное устройство, содержащее камеру гашения L патрубком поперечного дутья, выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего

материала, составную токоведущую часть с коммутирующим элементом и верхним и нижним электродами, нижний электрод которой выполнен подвижным, герметизированный объем с патрубком наполнения и патрубком поперечного дутья, отличающееся тем, нто, с целью расширения диапазона отключаемого тока и повышения быст-родействия, верхний электрод выполнёи подвижным.

. 3. Автогазовое дугогасительное устройство по п. I, отличающееся тем, что патрубок герметизированного объема и патрубок поперечного Дутья камеры гашения закрыты д иафрагмами с усилием вырыва первой меньщим усилия вырыва второй.

подвижный электрод выполнен гибким из многопроволочного проводника.

Ь. Автогазовое дугогасительное устройство по п. I, отличающееся тем, что верхний электрод выполнен йзТнбкого многопроволочного проводника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 352, рис. 8-186 (прототип).