Модуль быстродействующего высоко-ВОльТНОгО ВыКлючАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H01H33/64 

(54) МОДУЛЬ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для отключения рабочих и аварийных токов, и может быть использовано при эксплуатации электроэнергетических систем.

Известен выключатель, содержащий две пары контактов. Первая пара имеет первый и второй контакты для размыкания нейтральной электрической цепи, в которую они включены. Вторая пара содержит третий и четвертый контакты для размыкания находящейся под током электрической цепи, в которую они включены. Первый и третий контакты образуют третью контактнур пару. Второй и четвертый контакты образуют четвертую контактную пару. Третья пара контактов расположена на обесточенной стороне выключателя. Четвертая пара контактов расположена на находящейся под током стороне выключателя. Третья и четвертая пары контактов перемещаются и находятся в противофазе - в замкнутом или разомкнутом положении. Третья и четвертая пары контактов расположены на несущем приспособлении. С контактами объединено последовательное возвращающее устройство, замыкающее первую пару контактов и после их размыкания замыкающее вторую пару контактов .

Известен также выключатель с выдуванием дуги газовой струей, в котором имеют-, ся подвижный и неподвижный электроды и крыщка, в.месте с корпусом образующая камеру для гащения дуги. Крепление крыщки к неподвижной части корпуса выполнено так, что крыщка «плавает -относительно

неподвижной части. Между электродами включена управляющая катущка, которая предназначена для управления дуговым разрядом, возникающим при размыкании электродов выключателя. Вторая управляющая катущка прикреплена к крыщке и расположена напротив управляющей катущки. При протекании тока через катушки между ними возникает сила электромагнитного притяжения, крыщка перемещается вниз, и внутри нее повышается давление газа, используемого для гашения дуги 2.

Наиболее близким к предлагаемому является модуль элегазового выключателя, который содержит пару контактов, снабженных контактной системой, связанных с приводом и помещенных в герметичную диэлектричеекую камеру, заполненную газом. Один из контактов выполнен подвижным, а второй неподвижным. В подвижный и неподвижный контакт встроены постоянные магниты из феррита, которые создают поля, направленные встречно. Контакты выполнены соприкасающимися между собой и соединены жесткой контактной системой, а камера заполнена элегазом (SFg). При размыкании контактов образуется дуга, ток которой взаимодействует с радиальный магнитным полем, в результате чего создается сила, перемещающая дугу по кольцевым электродам. Вращение дуги в элегазе способствует быстрому гашению, причем чем больше отключаемый ток, тем больше скорость перемещения дуги 3.

Недостатками известного модуля являются сложность конструкции, а также недостаточно высокая отключающая способность. Сложность конструкции обусловлена тем, что контактная система прототипного модуля выполнена в виде жесткой системы, соединяющей оба контакта во включенном состоянии; размыкание контактов приводит к образованию мощной дуги, гашение которой обеспечивается дополнительными конструктивными приспособлениями. Необходимостью гашения возникающей дуги объясняется также и ограниченная отключающая способность указанного модуля.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение отключающей способности модуля.

Поставленная цель достигается тем, что в модуле, содержащем пару контактов, снабжённых контактной системой, связанных с приводом и помещенных в герметичную диэлектрическую камеру, заполненную газом, камера заполнена электропроводным газом, а контактная система образована объемом электропроводного газа, расположенным между несоприкасающимися между собой контактами, при этом контакты выполнены спреобными одновременно выходить из камеры в изолирующую среду под действием привода. Камера снабжена трубопроводом, который через вентиль, например электромагнитный, с ресивером электропроводного газа. Контакты помещены в камеру с одной стороны параллельно друг другу, при этом внутренняя поверхность камеры снабжена диэлектрическим дугогасящим выступом, размещенным между местами ввода контактов. Каждый контакт введен в камеру через переходной отсек, несообщающийся при отключенном положении модуля с камерой и изолирующей средой. В качестве изолирующей среды в модуле использован воздух или элегаз (SFe).

На фиг. 1 изображен предлагаемый модуль во включенном состоянии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - модуль

в отключенном состоянии; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Модуль содержит пару контактов 1 и 2, снабженных контактной системой, связанных с приводом и помещенных в герметичную диэлектрическую камеру 3. Камера 3 заполнена электропроводным газоми связан трубопроводом 4 через электромагнитный вентиль 5 с ресивером 6 электропроводного газа. Контактная система образована

объемом электропроводного газа, расположенным между несоприкасающимися между собой контактами 1 и 2, при этом контакты 1 и 2 выполнены способными выходить из камеры в изолирующую среду под действием привода. Контакты 1 и 2 помещены в камеру 3 с одной стороны параллельно друг другу через переходной отсек 7, несообщающийся при отключенном положении модуля с камерой 3 и с изолирующей средой.

Места ввода контактов 1 и 2 в камеру 3 и в отсек 7 снабжены эластичными сжимающимися уплотнениями 8 и подпружиненными диэлектрическими крышками 9, размещенными у отверстий ввода контактов 1 и 2 на внутренних поверхностях камеры 3 и птсека 7. Крышки 9 выполнены с возможностью закрывания отверстий ввода контактов 1 и 2 в камеру 3 и отсек 7 при выходе контактов 1 и 2 из камеры 3 в изолирующую среду 10. Внутренняя поверхность камеры 3 снабжена дугогасящим выступом 11, размещенным между местами ввода контактов 1 и 2. Контакты 1 и 2 сблокированы между собой И прикреплены к общей для них диэлектрической пленке 12, которая связана с сердечником 13 электромагнитного привода. Сердечник 13 снабжен сжимающейся пружиной 14 и введен в катушку 15, обмотка которой подсоединена к источнику леременного тока через управляющую кнопку 16. К контактам 1 и 2 с помощью гибкого токопровода 17 подсоединены выводы полюса высоковольтной цепи.

0 Модуль работает следующим образом. Перед включением модуля камеру 3 заполняют электропроводным газом, открывая вентиль 5 трубопровода, связывающего камеру 3 и ресивер 6 электропроводного газа. Состав и давление электропроводного газа в камере 3 выбирают такими, чтобы они обеспечивали стабильное горение дуги между контактами 1 и 2 при включенном состоянии модуля.

Включение модуля производят путем размыкания кнопки 16 электромагнитного привода. При этом катушка 15 обесточивается и под действием пружины 14 сердечника 13 начинает движение в сторону камеры 3, толкая планку 12 и прикрепленные к ней контакты 1 и 2. Контакты 1 и 2 входят сначала

5 в переходной отсек 7, разжимая уплотнения 8 и приподнимая крышки 9, а затем и в камеру 3. Как только контакты 1 и 2 войдут в камеру 3 между ними загорается

дуга 18, которая горит все время включенного состояния модуля. Уплотнения 8 обеспечивают герметичность камеры 3 и препятствуют утечке электропроводного газа в отсек 7 и изолирующую среду 10.

Отключение модуля производят путем вывода контактов 1 и 2 из камеры 3, т. е. из зоны горения дуги, в изолирующую реду 10. Для этого замыкают кнопку 16 электромагнитного привода, в результате чего появляется ток в катущке 15 и сердечник 13 начинает втягиваться в отверстие катущки 15, двигая планку 12 и прикрепленные к ней контакты 1 и 2. После выхода контактов 1 и 2 из камеры 3 в отсек 7 уплотнения 8 смыкаются и закрывают отверстия для ввода контактов, причем крыщки 9 под действием- пружин и Б результате давления газа в камере 3 плотно прикрывают эти отверстия, обеспечивая тем самым герметичность камеры 3 при отключенном положении модуля. Возможная утечка электропроводного газа происходит в отсек 7 и не выходит в изолирующую среду 10. Затем контакты 1 и 2 выходят из отсека 7 в изолируюш,ую среду 10, уплотнения 8 и крыщка 9 отсека 7 герметизируют отсек 7, не позволяя электропроводному газу проникать в изолирующую среду 10. В тот момент, когда контакты 1 и 2 выходят в изолирующую среду 10, например воздух, и останавливаются модуль является отключенным. Расстояние между контактами 1 и 2 в изолирующей среде 10 выбирают достаточным для обеспечения диэлектрической прочности промежутков между контактами 1 и 2 при отключенном состоянии модуля.

При выходе контактов 1 и 2 из камеры- 3 дуга, горящая в полости между контактами 1 и 2, упирается о дугогасящий выступ 11, а затем га ;ится, поскольку исчезает причина ее возникновения.

Включение модуля в работу может производиться также путем открытия вентиля 5 в тот момент, когда контакты 1 и 2 уже находятся в камере 3.

В результате применения предлагаемого модуля при эксплуатации высоковольтных электроэнергетических систем устраняется проблема динамической устойчивости контактной системы; значительно увеличивается отключающая способность модуля за счет исключения повыщения скорости восстанавливающего напряжения между контактами; кроме того, обеспечивается диэлектрическая

прочность, между контактами при отключении и практически неограниченная величина отключаемой мощности.

Формула изобретения

I. Модуль быстродействующего высоко вольтного выключателя, содержащий пару контактов, снабженных контактной системой, связанных с приводом и помещенных Q в герметичную диэлектрическую камеру, заполненную газом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения отключающей способности, газ в камере выбран электропроводным, а контактная система образована объемом электропроводного газа, который расположен между несоприкасающимся между собой контактами, при этом контакты выполнены способными одновременно выходить из камеры в изолирующую среду под действием привое 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем,

что камера снабжена трубопроводом, который через вентиль, например электромагнитный, соединен с ресивером электропроводного газа.

5 3. Модуль по п. I, отличающийся тем, что контакты помещены в камеру с одной стороны параллельно друг другу.

5 с изолирующей средой.

использован элегаз (S)Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3949336, Кл. 335-116,

Электрооборудование станций и подстанций.

М., «Энергия, 1968, с. 397, рис. 4-82.