Дугогасительная камера высоковольтного выключателя Советский патент 1980 года по МПК H01H33/04 

1 .

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам для гашения электрической дуги, и мохсет быть использовано в технике защиты от повре)хдений электри- 5 ческих сетей с большими токами короткого замыкания и высокими скоростями восстанавливающегося напряжения.

Известны дугогасящие устройства, содержащие одну или несколько после- Ю довательно соединенных между собой вакуумированных дугогасительных камер, причем к выводам устройства последовательно подключены соединенные между собой параллельно индуктивность j и демпфирующее устройство, потребляющее активную мощность 1 .

Однако эти устройства не обеспечивают снижения скорости восстанавливающегося напряжения.20

Известно также устройство , содержащее низкоомный шунтирующий резистор из композиционного материала,. причем последний подключён параллельно всем разрывам дугогайительной ка- 25 меры, а каждый разрыв шунтирован элементом высокоомного металлического делителя напряжения. Это устройство обладает тем же недостатком, что и предьадущее.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению являет ся дугогасительная камера параллельными основными и дополнительными разрывсхми на фазу высоковольтной цепи, каждый из которых содержит неподвижные 1 и подвижные контакты, связанные с приводным механизмом, содержащая средства для гашения дуги, индуктивно емкостной параллельный резонансный контур и индуктивность шунтирования разрывов.

К недостаткам этого устройства . следует отнести недостаточно эффективное ограничение скорости восстанавливающегося напряжения между контактами дугогасительной камеры, а также недостаточно быстрое время гашения дуги, что снижает отключающую способность выключателя.

Скорость восстанавливающегося напряжения является важной характери стикой отключающей способности выключaтeля -параметрами восстанавливающегося напряжения являются его амплитудаУ2 -и, начальная скорость ldU/dtJi,fl . при апериодическом характере восстановления и амплитуда и частота при колебательном процессе восстановления.

При апериодическом . характере восстановления начальная скорость восстанавливающегося напряхсения между контактами выключателя выразится формулой:

,

аи

di

где 1

-ток короткого замыкания в конце участка линии;

UJ

-основная круговая частота

-волновое сопротивление линии положительной и нулевой последовательностей.

При коротком замыкании в зоне километрического эффекта или за трансформатором высокочастотные колебания в линии могут достигать частоты от 4 до 100 кГц и могут вызвать повторное зажигание дуги в выключателе, что приводит к увеличению общей длительности гашения дуги, и утяжеление условий работы выключателей вплоть до их разрушения при недостаточной отключающей способности.

Целью изобретения является повышение отключающей способности дугогасительной камеры высоковольтного выключателя переменного тока.

Поставленная цель достигается тем что в дугогасительной камере высоковольтного выключателя индуктивность шунтирования включена ПоследовательHd в цепь основного разрыва, а индуктивно-емкостной параллельный резонанный контур шунтирования включен в цепь дополнительного разрыва, при этом один вывод индуктивности резонансного контура выполнен разъемным для соединения с емкостью контура после гашения дуги в основном разрыве камеры.

Индуктивность резонансного контура через скользящий контакт подключена разъёмным выводом к дополнительно введенной металлической штанге, которая введена верхним .торцом с замыкающим контактом в изолированное изнутри отверстие токопровода дополнительного разрыва, при этом нижний торец штанги связан с приводным механизмом и изолирован от последнего.

Замыкающий коцтакт штанги выполнен скользящим и подпружиненным с верхнего конца штанги.

На фиг. 1 изображена электрическа схема дугогасительной камеры при гашенг1и дуги в основном разрыве j на фи17. 2 - электрическая схема камеры при гашении дуги в дополнительном разрыве; на фиг. 3 изображена штанга двуплечего рычага в разрезе; на фиг. 4 - отверстие в токопроводе дополнительного разрыва, вид снизу(разрез А-А на фиг.3).

Дугогасительная камера высоковольтного выключателя состоит из основного разрыва 1 и дополнительного разрыва 2, соединенньк между собой

т араллельно. Последовательно с разрывом 1 включена индуктивность 3, а последовательно с разрывом 2 - кон- денсатор 4. Камера содержит также двуплечий рычаг 5; одно плечо рычага , 5 связано с приводным механизмом(на ертеже не показан) , а второе плечо снабжено двумя параллельными вертикальными стержнями б и 7, причем - стержень 6 введен в разрыв 1, а стержень 7 - в разрыв 2. Рычаг 5 снабжен также штангой 8, размещенной параллельно стэржням б и 7 между последними. Штанга 8 изолирована от рычага 5. Токопровод 9 дополнительного разрыва 2 снабжен отверстием 10, внутренняя поверхность которого покрыта слоем 11 изоляционного материала. Штанга 8 снабжена скользящим контактом 12 и своим верхним торцом введена в отверстие 10; верхний торец штанги 0 8 содержит скользящий замыкающий контакт 13, подпружиненный с верхнего торца пружиной 14i к контакту 12 подключена одним выводом индуктивность 15, подсоединенная своим вторым вы5 ВОДОМ к точке соединения конденсатора 4 и разрыва 2. Рычаг 5 изолирован от приводного механизма(на чертеже не показан).

Параметры электрических элементов, изображенных на чертежах, имеют следующие обозначения:

X. - реактивное сопротивление ин дуктивности 3; , - реактивное сопротивление

конденсатора 4;

в - реактивная проводимость конденсатора 4;

в - реактивная проводимость индуктивности 15.

Дугогасительная камера высоковольтного выключателя работает следующим образом.

Для эффективного функционирований камеры необходимо соблюдение следующих соотношений между параметрами ее с элементов:

t

м -с

При возникновении в защищаемой

линии короткого замыкания приводной механизм, связанный с первьлм плечом рычага 5, воздействует на последнее, в результате.чего второе плечо рычага 5 и закрепленные на нем стержни 6 и

55 7, а также штанги 8 начнут движение, вследствие которого стержни б и 7 начнут выходить соответственно из разрывов 1 и 2. Первым разомкнет цепь камеры стержень б,поскольку он

60 имеет длину, меньшую длины стержня 7. Таким образом в цепи камеры образуется основной видимый разрыв 1, в результате чего между разрывом 1 и стержнем б возникает электрическая

55 дуга, которая гасится средствами для

гашения при первом переходе тока короткого замыкания через нуль. Поскольку в это время стержень 7 остается введенным в разрыв 2, а контакт 13 не замкнул цепь индуктивности 15, то разрыв оказывается зашунтированным последовательным резонансным контуром из индуктивности 3 и конденсатора 4. Вследствие того, что индуктивность 3 и конденсатор 4 настроены в последовательный резонанс на основной частоте тока короткого замыкания, падение напряжения от этого тока на каждом из указанных элементов будет равным и противоположно направленным. Таким образом суммарное падение напряжения на индуктивности 3 и конденсаторе 4 будет равно нулю; из-за этого падение напряжения на разрыве 1 будЪт оставаться постоянным, а увеличения напряжения на разрыве 1 практически не происходит .

Таким образом, в разрыве 1 будет всегда соблюдаться условие погасания дуги

AUs.dU- , dt dt

Использова ;ие данной ду го гасит камеры в процессе эксплуатации электрических систем с постоянно растущими мощностями короткого замыкания и скоростями восстанавливающегося напряжения позволяет значительно увеличить отключающую способность выключателей; кроме того, данная камера проста до конструкции и удобна в эксплуатации.

to

Формула изобретения

1.Дугогасительная камера высоковольтного выключателя переменного то5ка с параллельными основным- и дополнительным разрывами на фазу высоковольтной цепи, каждый из которых содержит неподвижные и подвижные контакты, связанные с приводным механиз-. мом, содержащая средства для гахиения дуги, индуктивно-емкостной параллельный резонансный контур и индуктивность ш-унтирования разрывов,о т л ичающая-ся тем,что,с целью повышения отключающей способности камеры,

5 индуктивность шунтирования включена последовательно в цепь основного раз- рыва,а индуктивно-емкостной параллельный резонансный контур шунтирования включен в цепь дополнительного разрыва, при этом один вывод индуктивности резонансного контура выполнен разъемным для соединения с емкостью контура после гашения дуги в основном разрыве камеры.

5

2.Камера поп.1, отличающаяся тем, что индуктивность резонансного контура через скользящий контакт подключена разъемным выводом к дополнительно введенной металлической штанге, которая введена верхним

0 торцом с замыкающим контактом и изолированное изнутри отверстие токопровода дополнительного разрыва, при этом нижний торец штанги связан с приводным механизмом и изолирован от

5 последнего.

3.Камера по п.2, отличающ а я с я-тем, что замыкающий контакт штанги выполнен скользящим иподпружиненным с верхнего конца

0 штанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Авторское св1здетельство СССР № 231417, кл. 21 С 35/09, 1958.

2.Авторское свидетельство СССР . № 5.18814, кл. Н 01 Н 33/16, 1975.

3.Патент ФРГ № 1018504, кл. 21 С 35/07, 1958.

X

Xjv,VvOsJ47 v74 SJV S.N

.

/

13

//

11

к конденсатору 4

ччччччууу у уч у у ч уу уч1

/

/f (/н уктиВности f.5