Дугогасительное устройство для газового выключателя с несимметричным дутьем Советский патент 1982 года по МПК H01H33/74 

(5) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С НЕСИММЕТРИЧНЫМ ДУТЬЕМ

I

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в дугогасительных устройствах (ДУ) коммутационных аппаратов, например,выключателей высокого напряжения переменного тока с газовым дутьем.

Известно ДУ для газового выключателя с односторонним дутьем, содержащее подвижный и неподвижный контакты, один из которых конический, а второй контакт выполнен в форме сопла с входной конфузорной воронкообразной частью и выходной диффузорной частью.

Геометрия ДУ выбрана такой, что в благоприятный для гашения электрической дуги момент отношение высоты конфузора к расстоянию между контактами равно 1,, а оконечность подвижного контакта находится на уровне основания конфузора недостаткам известного ДУ следует отнести возникновение плохообдуваемой зоны остаточного столба

дуги в межконтактном промежутке вблизи вершины конического контакта, так как вершина для снижения напряженности электрического поля затуплена и возле нее затруднено осевое движение газа. Эта зона способствует инициированию повторного зажигания дуги сразу же после .перехода через нуль, что соответствует неотключению тока к.з. выключаtoтелем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является ДУ для газового выключателя с несимметрич15ным дутьем, содержащее подвижный и неподвижный контакты, один из которых выполнен в форме сопла с входной конфузорной и выходной диффузорной частями, второй - с осевым от20верстием, а форма его торца выполнена выпуклой в соответствии с конфузорной частью первого контакта. Угол раскрытия конфузорной части сопла первого контакта составляет , Второй контакт содержит металлоке рамическую вставку с осевым отверстием и угол при его вершине равен . Отношение сечения отверстия второго контакта к сечению горловины сопла равно 0,2-0,3 С2. Недостатком известного ДУ является низкая отключающая способность обусловленная наличием повышенной напряженности электрического поля вблизи вершины второго контакта и слабого сжатия остаточного столба д ги в межконтактном промежутке. Цель изобретения - повышение эффективности дугогасительной способности устройства. Для достижения указанной цели в дугогасительном устройстве газового выключателя с несимметричным дутьем, содержащем подвижный и неподвижный контакты, один из которых выполнен в форме сопла с входной конфузорной и выходной диффузорной частями, второй - с осевым отверстием, а форма его торца выполнена выпуклой в соответствии с конфузорной мастью первого контакта, отношение сечения горловины второго контакта к сечению горловины первого контакта составляе 1,2-5,0, отношение радиуса закругления входа в отверстие второго контакта к радиусу его горловины - 0,10,3, диффузорная часть сопла и отверстие выполнены с углом раскрытия 8-16 , а отношение диаметра горловины второго контакта к расстоянию между контактами составляет 1,,9. На чертеже изображено дугогасительное устройство для газового выключателя с несимметричным дутьем, об .щий вид, разрез. Дугогасительное устройство содержит контакты 1 и 2. Контакт 1 выполнен в форме сопла с конфузорной частью 3, диффузорной частью t, горлови ной 5 и металлокерамической тугоплав кой вставкой 6. Контакт 2 имеет металлокерамическую вставку 7, осевое отверстие 8 в форме диффузора с горловиной 9 на входе в отверстие. На приведенном чертеже П(Жазано положение контактов в момент гашения элект рической дуги, когда существуют опти мальные соотношения между основными геометрическими размерами в воздушно ДУ, а именно - отношение сечения гор ловины -отверстия 8 контакта 2 к се челию горловины 5 контакта 1 равно 04 1,2-5,0, отношение радиуса закругления входа в отверстие 8 к радиусу его горловины составляет 0,1-0,3, диффузорная часть сопла k и отверстие 8 выполнены с углом раскрытия 1 8-16, диаметр .dy; горловины контакта 2 в 1, раза превышает размер промежутка между контактами. Угол «f при вершине конуса контакта 2 и воронки конфузора 3 равен 1 0-155. В общем случае форма воронки конфузора 3 и соответствующая ей выпуклая часть торца контакта 2 может быть образована не только конической поверхностью, но также иными поверхностями вращения 2-го, и больших порядков. Процесс гашения электрической дуги в ДУ протекает следующим образом. При большом токе дуга втянута потоком газа в отверстие В контакта 2, сопло контакта 1 находится в состоянии термодинамической закупорки. При подходе тока к нулю закупорка исчезает, чему способствует наличие воронки конфузора 3 в сопле. При этом появляются дополнительные механизмы, способствующие гашению дуги, обусловленные предложенной геометрией контактов. Вдув газа под острым углом по отношению к его осевому движению в контакте 2, благодаря малому радиусу округления конфузора, создает турбулизацию газа ниже горловины 9 отверстия контакта и усиленный теплоотвод от остаточного столба дуги. В межконтактном промежутке теплоотвод интенсифицируется радиальным подводом охлаждающего газа, сопровождающимся сжатием остаточного столба дуги и уменьшением его постоянной времени, что способствует быстрому росту последуговой восстанавливающейся электрической прочности. Успешному восстановлению электрической прочности после нуля тока благоприятствует более равномерное распределение электрического поля в межконтактном промежутке. Благодаря вогнутости контакта вблизи малого отверстия сопла напряженность поля в наиболее горячей зоне оказывается ниже, чем в прототипе для одинаковых значений восстанавливающего напряжения. В итоге выбранное геометрическое сотношение контактно-дутьевой системы приводит при одинаковых давлениях в 59 баке выключателя к более быстрому распаду плазмы остаточного столба дуги и к улучшению распределения электрического поля при восстановлении напряжения на контактах в про цессе отключения электрической цепи Формула изобретения Дугогасительное устройство для газового выключателя с несимметричным дутьем, содержащее подвижный и неподвижный контакты, один из которых выполнен в форме сопла с входной конфузорной и выходной диффузор ной частями, второй - с осевым отверстием, а форма его торца выпоянена выпуклой в соответствии с конфузорной частью первого контакта, отличающееся тем, что,с целью повышения эффективности дугогасительной способности, отношение сечения горловины второго контакта к сечению горловины первого контакта составляет 1,2-5,0, отношение радиуса закругления входа в отверстие второго контакта к радиусу его горловины - 0,1-0,3, ДИФФузорная часть сопла и отверстие выполнены с углами , раскрытия 8-16, а отношение диаметра горловины второго контакта к расстоянию между контактами составляет 1,3-1,9. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Патент ГДР № 75557, кл. 21 с, 35/10, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № S«98U, кл. Н 01 Н 33/7, 1975 (прототип).