Автодутьевой газовый выключатель Советский патент 1981 года по МПК H01H33/44 

(54) АВТОДУТЬЕВОЙ ГАЗОВБШ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электроаппаратостроения и может быть использовано для отключения токов высокого напряжения. Известен газовый выключатель, содержащий дугогасительную камеру, два полых подвижных контакта, внешний привод, индукционно-динамический. привод, состояш,ий из трех индукторов, один из которых укреплен независимо вокруг подвижного контакта, а два других связаны с подвижными контактами. При отключении выключателя внешний привод перемещает один из подвижных контактов, отключаемый ток переводится в индукторы, между которыми возникают электромагнитные силы притяжения и отталкивания. Взаимодействие индукторов приводит к дополнительному ускорению контактов и сжатию газа между неподвижным и подвижным поршнями в дугогасительной камере 1. Недостатком этого выключателя является сложность конструкции, обусловленная наличием внешнего привода и дополнительной индукционно-динамической системы, состоящей из трех подвижных индукторов, токоподвод к которым осуществляется через скользящие токосъемные контакты. Вследствие этого снижается и надежность выключателя. Известен автодутьевой газовый выключатель, содержащий полый неподвижный и подвижный контакты, основной внешний привод, тяга которого жестко соединена с подвижным контактом, дополнительное ин-дукционно-динамическое приводное устройство, индуктор которого жестко закреплен на подвижном контакте, а якорь выполнен в виде поршня, который может перемещаться вдоль подвижного контакта, и расположен внутри цилиндра, жестко соединенного с подвижным контактом. Для разведения контактов в этом выключателе применяется основной внешний привод, а индукционно-динамическое устройство, осуществляет предварительное сжатие газа для обдува дуги непосредственно перед поступлением команды на обрабатывание основного привода путем использования электромагнитной силы, возбуждаемой током отключения, протекающим через индуктор, и воздействующей на якорь 2.

Известен также выключатель, содержащий газонаполненную, дугогасительную камеру с неподвижным контактом, полым подвижным контактом, индукционно-динамический привод с индуктором, якорем, выполненным в виде поршня, жестко укрепленного на подвижном контакте и расположенного в компрессиодном цилиндре, и емкостным накопителем энергии. Кроме того, выключатель содержит кдтушку магнитного дутья, питаемую от авг ономного емкостного накопителя энергии и действуюпдую синхронно с индукционно-динамическим приводом 3.

Сложность конструкции описанного выклюЧНтеля, обусловленная наличием двух выполняющих различную функцию индукторных систем: одной для разведения контактов выключателя и газового дутья, другой - для магнитного гашения, имеющих автономные накопители энергии, снижает надежность аппарата.

Недостатком этого выключателя является также невысокая эффективность газового дутья вследствие того, что порщень жестко соединен с подвижным контактом и обдув дуги начинается одновременно сперемещ,ением подвижного контакта, а следовательно, при малых давлениях газа в компрессионном цилиндре, что приводит к снижению отключающей способности.

Целью изобретения является повышение отключающей способности и надежности выключателя.

Поставленная цель достигается тем, что в автодутьевом газовом выключателе, содержащем газонаполненную дугогасительную камеру с неподвижным и подвижны-м контактами, индукционно-динамический привод с индуктором и якорем, выполненным в виде поршня, расположенного в компрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии, контактирующий конец подвижного контакта размещен в полости изоляционного сопла, противоположный конец этого контакта жестко соединен с дополнительным порщнем, который расположен в цилиндре, а якорь, выполненный в виде диска с выступающей цилиндрической частью, механически не связан с подвижным контактом и коаксиально с зазором установлен на нем, причем площадь этого кольцевого зазора Sj. и выходного отверстия сопла S связаны соотношением -Q - лость цилиндра, в которогй размещен дополнительный поршень, внешним каналом соединена с дугогасительной камерой.

На чертеже изображена конструкция автодутьевого газового выключателя.

Выключатель содержит дугогасительную камеру 1, полый неподвижный контакт 2, полый подвижный контакт 3, верхняя часть которого жестко соединена с дополнительным порщнем 4, расположенным в цилиндре 5, индукционно-динамический привод с ин6, якорем 7, коаксиально установленньш по отношению к подвижному контакту 3, не связанным с ним и выполненным в виде плавающего поршня, цилиндрическая средняя часть 8 которого образует с контактом 3 кольцевой зазор, соединяющий надпоршневую полость 9 компрессионного цилиндра 10.с полостью И изоляционного сопла 12. Источник питания выполнен в виде емкостного накопителя энергии (на чертеже не показан). Выключатель содержит токосъемный контакт 13, пружины 14. и 15, резиновый буфер 16. Надпоршневая полость 17 цилиндра 5 через внешний канал 18 соединяется с дугогасительной камерой 1. Вык/тючатель снабжен вводами 19 и 20. Дугогасительная камера 1, цилиндры 5 и 10 заполнены газом.

Выбранное соотношение площадей кольцевого зазора (5з) и выходного отверстия сопла (Se) .

обеспечивает оптимальное аэродинамическое сопротивление газового тракта выключателя и приемлемые радиальные размеры выключателя. Увеличение S более 10 Sj. нецелесообразно из-за yвeли eния габаритов. При БЗ менее SQ создается увеличение аэродинамического сопротивления в этой части тракта, что затрудняет перемещение якоря и снижает отключающую способность выключателя.

При отключении выключателя емкостный накопитель энергии разряжается на индуктор 6, и якорь 7 под действием электромагнитной репульсионной силы ускоряется, свободно перемещаясь вдоль подвижного контакта 3, сжимая возвратную пружину 14 и газ, заполняющий компрессионный цилиндр 10. Поскольку полость 11 изоляционного сопла 12 сообщается через кольцевой зазор между цилиндрической частью 8 якоря 7 и подвижным контактом 3 с надпоршневой полостью 9 компрессионного цилиндра 10, то при движении якоря давление будет возрастать в обеих полостях. По мере перемещения якоря 7 давление газа в указанных полостях будет увеличиваться. Сила, действующая со стороны сжимаемого газа, будет перемещать порщень 4, а вместе с ним подвижный контакт 3. Когда нижняя часть подвижного контакта 3 войдет в изоляционное сопло 12, находящийся в его полости 11 и сжатый до высокого давления газ начнет с высокой скоростью вытекать в дугогасительную камеру 1 и полости контактов 2 и 3, осуществляя продольный двусторонний обдув электрической дуги, возникщей при размыкании контактов выключателя. По мере истечения газа через полости контактов, давление под порщнем 4 будет падать, подвижный контакт начнет плавно тормозиться и, когда переместится на расстояние, достаточное для обеспечения надежного разрыва отключаемой цепи, зафиксируется в крайнем положении каким-либо

из известных удерживающих устройств. После завершения операции отключения якорь 7 под действием пружины 14 возвратится в исходное положение. Возвращение подвижного контакта 3 в начальное положение при включении выключателя производится с помощью пружины 15 при срабатывании удерживающего устройства.

Выполнение в выключателе якоря в виде плавающего поршня, не связанного с подвижным контактом, позволяет при допустимых габаритах емкостного накопителя энергии сообщать якорю высокую скорость (десятки метров в секунду) и быстро сжимать газ до высокого давления. При этом сжатый газ одновременно используется для перемещения подвижного контакта и в качестве гасительной среды.

Использование этого выключателя для отключения токов высокого напряжения обесйечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: ув еличивается отключающая способность результате использования для обдува дуги газа, сжатого предварительно (за короткое время) до высокого давления; высокая эффективность двустороннего продольного газового дутья позволяет исключить систему магБИТНОГО гашения, в результате чего значительно упрощается конструкция выключателя, а следовательно, повышается его надежность.

Формула изобретения

fe-1-io

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 459811, кл. Н 01 Н 33/44, 1975.