Газовый выключатель Советский патент 1981 года по МПК H01H33/91 

I

Изобретение относится к газовым, в част ости элегазовым, выключателям шлсокого на пряжения с автопневматическим дуготасительным устройством.

Известен выключатель с автопневматическим дугогасительным устройством, у которого гашение дуги осуществляется потоком газа через трубчатые контакты, один из которых про ходит внутри цилищфа и жестко соединен с ним вблизи сопла 1.

Недостатком данного выключателя является то, что истечение газа через трубчатый контакт проходящий внутри цилиадра, происходат в окружанздую щлиндр среду с давле{шем «лполнення выключателя, а сам контакт имеет длину не меньше, чем рабочая дшша цшшндра Это определяет большое аэродашамичеосое сопротивление потоку дугогасящей среды через трубчатый контакт и ограншшвает откшчающую способность выключателя.

И:яестен элегазовый. выключатет с авто дутьевым одноразрывным. дугогасительным устройством, котсфое размещено аксиально внутри злектроизоляционного цилиндра, закрыTWO с одного конца фланцем с установленным на нем неподвижным контактом. Внутри щшиндра в зоне дугогасительного разрыва расположена неподвижная эЛектроизоляшонная перегородка. Полый подвижный контакт, устройства закреплен аксиально на поршне и перем цается в цилиндре со стороны открышй его части. Электроизоляиионными стержняьш, проходящими сквозь отверстия в. перегородке, лот поршень жестко сочленен с изояя1дюнным гюршнем, перемешающимся внутри цидандра по другую сторону перегородки. При отключенЮ) оба поршня перемешаются вместе с водаихсиым контактом 1. Недостатком дашюй конструкщш является наличие твердой изоляция в мeжкoнтaктнo f промежупсе вблизи зоны гореш1Я дуги, что ухудшает изоляфошые характеристики такого устройства. Дуга между контактами горит в широком канале, вследствие чего ухудша тся деионизирзоощая способность и прочность межконтактно, о промежутка. Другим недостатком рассматриваемого устройства является то, что его щюпускная способное по номинальному току ограничивается сечением трубчатого подвижного контакта. Наиболее близким к предлагаемому является газовый выключатель, д тогасительное устройство которого содержит неподвижный поршень, размещенный в подвижном цилиндре жестко соединенном с подвижным контактом и закрытом со стороны, противоположной под вижьому контакту, сплошной перегородкой, причем несу1цая ножка поршня и проходяшая внутри нее полая направляющая подвижного контакта снабжены рядом отверстий, ножка поршня имеет участок уменьшенного сечения и дополш1тельные отверстия, расположенные в несколько рядов в разных плосколях. Недостатком этой конструкции является то, что ггеремь1чки между дополнитедаными рядами от 1 ерстий в ножке поршня являются препятствием на пути потока газа, создают дополнительное аэродинамическое сопротивление потоку газа через полую направляющую подвижного контакта и тем ограничивают отклоняющую способность такого дугогасительного устройства. Цель Изобретения - повышение отключающей способности выключателя. Для достижения поставленной цели в газовом выключателе с автопневматическим дугогасительным устройством, содержащем. подвижный цршиндр, закрытый с противоположной контактам стороны крышкой с уплотняю щей манжетой, через которую проходит несущая ножка неподвижного поршня, имеющая проходные каналы и охватывающая полую направлягадую подвижного контакта, снабженную рядон дутьевых отверстий, заказанные проходные каналы выполнены в виде прорезей в направлении продольной оси дугогасительного устройства, расположенных напротив указзптп,1Х дутьевых отверстий в полой напра ляющей подаижного контакта, а внутри прорезей напротив- крышки подвижного цилиндра расположен дополнительно введённый упло НЯ1ШДИЙ элемент, соединенный хотя бы с из подвижных деталей. Уплотняющий элемент может быть выполнен как одно целое с уплотняющей ма1)жетой крышки подвижного цилиндра. Кроме того, для создания рационального потока газа дугогасящей среды через полую направлягацую подвижного контакта- прорезь в ножке поршня выполнена расширяющейся вниз по потоку отключения. На фиг. 1 показан, предлагаемый выключатель с дугогасительпым устройством в промежуточном положен И) в процессе отключение, .разрез; на фиг. 2 и 3 - поперечные сечения А-:/ и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - фрагмент -варианта дугогасительного устройст4ва в отключенном положении, разрез; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг.4, Выключатель содержит герметизированную оболочку 1, заполненную газом, например элегазом (SF), с избыточным давлением, и дугогасительное устройство 2, состоящее из подвижного цилиндра 3, закрытого двумя крышками 4 и 5. На крышке 4 установлены подвижные г;;авный 6 и дугогасительный 7 контакты и изоляционное сопло 8. Главный подвижный контакт 6 в данном примере выполнен кольцевой формы и несет на себе сопло 8. Дугогасительный подвижный контакт 7 выполнен в виде многоламельной розетки. Между дугогасительным розеточным контактом 7 и кольцевым главным контактом 6 имеется кольцевой зазор 9, служащий для поступления газа в зону размыкающихся контактов. Соосно подвижному цилиндру расположены неподвижные дугогасительные 10 и главные 11 контакты, установленные на изоляторе (не показан). Корпус главных контактов снабжен прод вочными окнами 12. К крышке 4 крепится также полая направляющая подвижного контакта 13. В подвижном цилиндре 3 размещается неподвижный поршень 14 с обратными клапанами 15 и скользжцими контактами 16, установленный на несущей ножке 17, в станке которой выполнены несколько сквозных прорезей 18 и участок уменьшенного сечения, например, в виде сквозной прорези 19 ограниченной длины. Несущая ножка 17 поршня охватывает полую направляющую подвижного контакта 13, а несущjoo ножку поршня охватывает манжета 20, ЖРСТКО закрепленная на крь1шке 5 подвижного цилиндра 3. Внутри прорезей 18 между манжетой 20 и полой направляющей подвижного контакта 13 устанавливается подвижный уплотнякжций элемент 21, по сечению повторяющий сечение прорези и жестко закрепленный на полой направляющей подвижного контакта 13, как указано на фиг. 1, или на манжете 20, или одновременно на обеих деталях 13 и 20. Напротив прорезей 18 в стенке полой направляклдей подвижного контакта 13 имеются окна 22 круглой или продо.г1говатой формы. Дно полой направляющей подвижного контакта 13 снабжено коническим обтекателем потока 23, причем поверхности 24 и 25 окна 22 и уплотняющего элемента 21 явлюотся продо жением образующей 26 конического обтекателя 23 потока или образуют с ней плавный переход. При необходимости полая направляющая подвижного контакта 13 может быть соединена с хвостовиком 27 изолящюнные элементы 28 и 29. С противоположной стороны хвостовик 27 соединяется с тягой приводного механизма (не показан) . На фиг. 1 уплотняющий элемент 21 выполнен съемным и крепится винтом 30. На фиг. .2 и 3 показаны фрагменты поперечного сечения одного из вариантов испплнения прорезей 18 и 19 со съемным уплотнянщим элементом 21. На фиг. 4 и 5 прорези 18 показаны в варианте со скругленными снаружи ножки порш ня краями, т.е. расишряющиеся, для уменьшения аэродинамического сопротивления канала, а манжета 20 и уплотнякщий элемент 21 вьшолнены как одно целое, причем в некоторых случаях с целью повышения технологич ности конструкции, как показано на фиг. 4, манжета может быть выполнена разъемной. Проре:ь 19 в этом варианте выполнена в виде канавки. Во включенном положении ток протекает в основном через главные контакты 6 и 11, крышку 4, цилиндр 3, скользящие контакты 16, поршень 14 и несушую ножку поршня 17 Часть тока проходит через дугогасительнь е контакты 5,крышку 4 и далее по пути основного тока. При отключении первыми раз мыкаются главные, а через некоторый, промежуток хода - дугогасительные контакты. Одновременно происходит сжатие газа в области Р и разрежение его в области R. На всем ходу подвижных частей на отключение полая направляющая подвижного контакта 13, уплотняющий элемент 21 и манжета 20 плотно прилегают к ножке поршня 17 и полностью исключают газовую связь внутренних частей , дугогасительного устройства с окружающим пространством. Еще до выхода неподвижного контакта 10 из розетки, подвижного контакта 5 полость S оказывается посто янно связанной с областью R через окна 22 и прорези 18, и давление в ней быстро снижается. К моменту размыкания контактов перепад давлений в критическом сечении подвияшого дугогасительного контакта быстро достигает критического, что существенно облегчает условия дугогашенйя. После погасания дуги в конце хода ци;шндра на отключение манжета 20 перемещается, а затем останавливается на прорезях 19 (.фиг. 4), и область разрежения R соединяется с пространством за крышкой цилинд ра. Это позволяет сократить время заполнения этого объема, что способствует улучшению работы выключателя в режиме быстродей ствующего АПВ. При включении газ в области R сжимается, а в область Р происходит засасывание газа с одной стороны через изоляшюнное сопло 6 из окружающего цилиндр пространства, ас другой стороны - через розетку 7, полость . S полой направлянацей подвижного контакта 66 и постоянно откры.,ий канал окон 22 и прорезей 18, а также через обратные клапаны 15 Б поршне 14. Это в целом способствует быстрому заполнению области Р и при включении обеспечивает мгновенную подготовку выключателя к новому отключению. Основным преимуществом предлагаемого выключателя является быстрое опорожнение полости S полой направляющей подвижного контакта в начале отключения, как за счет постоянно открытого канала в область R, что обеспечивает к моменту размыкания контактов необходимый перепад давлений в критИт ческом сечении подвижного дугогасительного контакта, так и за счет улучшения аэродинамической формы этого канала, что снижает сопротивление потоку газа из области высокого давления Р через полость S в область разрежения R. Все это способствует повышению отключающей способности выключателя. Другим преимуществом предлагаемого дугогасигельного устройства является повышение надежности и стабильности в работе. Это достигается тем, что уплотняющий элемент 21, соединенный так или иначе с цилиндром, исключает возможность смещения окна 22 относительно прорези 18 при сборке или в процессе работы. Предлагаемое изобретение не ограничивает- . ся приведенными примерами, но распространяется также на другие случаи, когда, например, цилиндр выполнен неподвижным, а поршень подвижным, с иной конфигурацией или иным взаимодействием контактов и т.п. Форм, ула изобретения 1. Газовый выключатель с автопневматическим дугогасительным устройством, содержащий подвижный цилиндр, закрытый с противоположной контактам стороны крышкой с уплотняющей манжетой, через которую проходат несущая ножка неподвижного поршня, имеющая проходные. каналы и охватываюшая полую направляющую подвижного контакта, снабженную рядом дутьевых отверстий, отличающийся тем, что, с целью повьипспия отключающей способности, указанные проходные каналы выполнены в виде прорезей в направлении продольной оси дугогасительного устройства, расположенных напротив указанных ду1ъев.1Х отверстий полой направдяюшсй подвижного контакта, а внугри прорезей напротив крышки подвижного цилиндра расположен дополнительно введенный уплотняющий элемент, который соединен хотя бм г о.июй из подвижных деталей. 2.выключатель по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что уплотняющий эпемгат выполнен как одно целое с уплопиякщеб манноетой крышки подпижиого цилиндра. 3.Выключатель по пп. 1 и .2, о т л и ч аю щ и и с я тем, что с целью создания радао яального потока газа дугогасящей средЫ через полую направляющую подвижного коптикта, прорезь в ножке поршня выполнена расширяю шейся вниз по потоку отключения. 68 Исто||ншси информации, принятые во виимание при экспертизе 1.Патент СКА № 3551624, кл. 200-148, Н 01 Н 33/70, 1968. 2.Патент США № 3987261, кл. 200-148 А. 1970. 3. Авторское свидетельство СССР № 550696, кл. Н 01 Н 33/91, 1976. tf L