Дугогасительная камера жидкостного выключателя Советский патент 1981 года по МПК H01H33/75 

ИзобретеЕ1ие относится к высоковольтному аппаратостроению и касает ся конструктивного исполнения дугогасительной камеры жидкостных, преимущественно маломасляных выключателей . Известны дугогасительные камеры жидкостных выключателей, имеющие от верстие для прохождения подвижного контакта, поперечные дутьевые каналы, связанные с подкамерным простра ством (зоной высокого давления), и выхлопные каналы, сообщающиеся с расширительной полостью (зоной низкого давления) fl. Эти камеры выполнены в виде набо различных плоских изоляционных дета лей, зафиксированных и установленных в изоляционном цилиндре. При этом выхлопные канешы образованы соответствующими отверстиями в указанных деталях и размещены, таким образом, внутри камеры. Недостатком этих дугогасительных камер являются высокая трудоемкость изготовления, обусловленная большим количеством различных по конфигурации деталей, а также значительный габарит по диаметру, являющийся сле ствием размещения выхлопных каналов внутри камеры. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является дугогасительная камера, которая представ71яет собой установленный в изоляционном цилиндре монолитный вкладыш из дугостойкого изоляционного материала с отверстием для подвижного контакта, тремя внешними продольными выемками, две из которых служат выхлопными каналами, и прперечными дутьевыми каналами, соединяющими выемки с отверстием для контакта. Изоляционный цилиндр, охватывая , ограничивает совместно с выемками вкладыша зоны высокого и низкого давления в камере. При этом упрощается конструкция камеры за счет уменьшения количества деталей (один монолитный вкладыш вместо множества различных плоских деталей), и уменьшается диаметр камеры за счет зг1мены закрытых отверстий для выхлопных каналов открытыми выемками, не требующими места для стенки снаружи 2. Однако при этом возникает серьезная проблема надежной герметизации

между зонами высокого и низкого давления в камере. В указанной камере эта проблема решается выполнением на внутренней стенке цилиндра продольных уступов, к которым вкладыш прижимается при возникновении перепада давления в соседних выемках в момент отключения тока.

Такое решение имеет рящ недостатков:

aj сложность изготовления изоляционного цилиндра с уступами на внутренней поверхности, так как такой цилиндр не может быть выполнен как обычно, простой намоткой материала на гладкую цилиндрическую оправку, а требует сложного прессового оборудования;

б возможность горизонтального смещения вкладыша в направлении уступов под действием высокого давления на величину зазора между вкладышем и цилиндром, что при значительных азорах, обусловленных невозможностью точной механообработки внутренней поверхности сложной формы, может привести к затиранию подвижного контакта в камере при отключении ,

в) ограниченность области применения технического решения, которое можно использовать только в камере одностороннего поперечного дутья, а в камерах с симметричным двухсторонним встречно-поперечным дутьем, которые находят все более широкое применение в мощных малсч асляных выключателях, указанное решение не обеспечивает герметизации зон разного давления в камере.

Цель изобретения - упрсяденир конструкции, повышение надежности и улучшение технологичности дугогасительной камеры.

Эта цель достигается тем, что в дугогасительной камере жидкостного выключателя, содержащей изоляционный дугостойкий вкладыш с отверстием для подвижного контакта, внешними продольными выемками и поперечными каналами, связывающими выемки с отверстием для контакта, и изоляционный цилиндр, охватывающий вкладыш и ограничивающий совместно с выемками вкладыша зоны высокого и низкого давления, на вкладыше вблизи цилиндра выполнены продольные пазы, открытые в сторону ЗОНЫ высокого давления

Вкладыш может быть выполнен с максимальным охватываквдим размером, превышающим внутренний диаметр цилиндра не более, чем на удвоенную ширину паза.

В камерах встречно-поперечного дутья на наружной поверхности вкладыша выполняются четыре симметричные продольные выемки, две из которых, расположенные диаметрально-противоположно образуют зону высокого давления, в то время как две другие образуют зону низкого давления.

Для обеспечения высокой технологичности вклс1дыш может быть выполнен составным по высоте.

Выполнение на вкладыше вблизи цилиндра продольных пазов, открытых в сторону зоны высокого давления, т.е. в стенках выемок, ограничивающих эту зону, позволяет осуществить надежную самогерметизацию выемок, расположенных в зонах давления, за счет эластичности материала камеры, когда нарастающее давление, проникая в паз, отжимает вкладыш к стенке цилиндра , предотвращая тем самым возможность паразитного дутья из зоны в зону через зазор между вкладышем и цилиндром помимо дутьевых каналов камеры. При этом внутренняя поверхность изоляционного цилиндра камеры имеет правильную (без уступов) цилиндрическую форму, что упрощает конструкцию и позволяет применять обычные намоточные цилиндры без применения прессового оборудования, которое требуется для сложного формообразования внутренней поверхности.

Выполнение вкладыша с максимальным охватываемым размером, превышающим внутренний диаметр цилиндра не более, чем на двойную ширину паза, позволяет устанавливать вклещыш в цилиндре с предварительным натягом, тем самым достигается плотное сопряжение вкладыша с цилиндром в процессе сборки, улучшается герметизация, обеспечивается стабильное центрирование вкладыша, что исключает горизонтальное смещение вкладыша под действием высокого давления и возможность затирания подвижного, контакта в камере при отключении, повышая тем самым надежность работы устройства в целом.

Выполнение на наружной поверхности вклс1дыша четырех симметричных выемок, формирующих встречно-поперечное дутье, повышает технологичность так как позволяет применять унифицированный инструмент для образования выемок, а выполнение дкладыша составным по высоте также повйшает технологичность, так как при значительной высоте вкладыша в камерах на высокое напряжение (35 кВ и выше) позволяет использовать заготовки из менее дефицитных коротких стержней и не требует мощного оборудования для изготовления прессованием.

На фиг. 1 изображена предлагаемая дугогасительная камера, установленная в мгшомасляном выключателе высокого напряжения, разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1.

Камера состоит из изоляционного цилиндра 1, вкладышей 2 и крышки 3, закрывающей цилиндр снизу. Вкладыши

выполнены из дугостойкого изоляционного материала, например фторопласта и имеют в сечении центральное отверстие 4 для прохождения подвижного контакта, четыре симметричные продольные выемки 5 и 6, и соответствую щие им выстуг 7, а также поперечные каналы 8, соединяющие выемки с центральным отверстием, В стенках выемок 5, вблизи цилиндр имеются продольные пазы 9. На наружной поверхности вклощыша на стороне пазов имеются буртики 10, причем максимальный охватываемый размер вкладыша по этим буртикам несколько больше внутреннего диаметра изоляционного дилиндра, но не более, чем на удвоенную ширину паза.

Таким образом, при установке вкладыша концы выступов 7 входят в щилиндр с натягом, который определя|ется разницей между наружным диаметром вкладавиа и внутренним диаметром цилиндра. В верхней части цилиндра 1 имеется проточка, в которую плотно входит корпус неподвижного контакта 11. Две диаметрсшьно противоположные выемки 5 сообщаются с дуговым промежутком 12 и вместе с охватывающей mt внутренней поверхностью цилиндра 1 ограничивают зону высокого давления в камере, а две другие диаметрально противоположные выемки 6, вместе с охватывающей поверхностью цилиндра образуют выхлопные каналы (зону низкого давления в камере) и через окна 13 сообщаются с расширительным объемом 14 в выключателе, который находится внутри изоляционного корпуса в виде фарфорового изолятора 15, закрытого колпаком 16 и заполненного дугогасящей жидкостью.

Дугогасительная камера работает следующим образом.

При отключении высокое давление, возникающее в дуговом промежутке 12, распространяется на жидкость, заполняющую связанные с ним выемки 5. По мере откратия поперечных каналов В при движении подвижного контакта вниз ((не показан) жидкость вместе с газами, получившимися от ее разложения под действием высокой температуры электрической дуги, устремляется по ним в центральное отверстие 4 и, обдувая и деионизируя дугу, устремляется в выемки 6, служащие выхлопными каналами, и далее через окна 13 в.цилиндре 1 в полость изолятора 15, откуда газы всплывают в расширительный объем над уровнем жидкости, охлаждаются и выходят наружу. При

этом высокое давление в выемках 5 проникает в пазы 9, выполненные в стенках этих выемок вблизи цилиндра 1, и прижимает концы выступов7 к цилиндру, благодаря чему обеспечивается надежная герметизация между выемками 5 и 6 и исключается возможность перетока жидкости и газа из зоны высокого давления в зону низкого давления помимо дугового промежутка, чэм обеспечивается высокая эффективность гашения дуги.

Изобретение позволяет создать для силового выключателя надежную дугогасительную камеру малого диаметра с высокоэффективным встречно-поперечньви дутьем, простой конструкции и высокой технологичности.

Формула изобретения

1.Дугогасительная камера жидкоЪтного выключателя, содержащая изоляционный дугостойкий вкладыш с отверстием для подвижного контакта, внаиними продольными выемками и поперечными каналами, соединякхцимк выемки с отверстием для контакта, и изоляционный цилиндр, охватывающий вкладьи и ограничива1Л4ий совместно

с выемками вкладыша зоны высокого и низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, на вкладьияе вблизи цилиндра выполнены продольные пазы, открытые в сторону зоны высокого давления.

2.Камера поп.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, вкладьва выполнен размером, превьяиающим бнутре нний цилиндра не более, чем на удвоенную ширину паза.

3.Камера по п.1, отличающая с я тем, что, с целью улучшения технологичности, при встречнопоперечном дутье выемки выполнены симметрично, причем две диаметрально-противоположные выемки ограничивают зону высокого давления, а две другие - зону низкого давления.

4.Камера поп.1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения технологичности, вкладыш выполнен составным по высоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Афанасьев В.В. Конструкции выключающих аппаратов высокого напряжения. Энергия, 1969, с. 329, рис.2.Выложенная заявка ФРГ №2154194 КЛ. 21 С 36/01, 30.10.71.