Коммутационный аппарат Советский патент 1982 года по МПК H01H33/42 

(54) КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано для отключения токов высокого напряжения.

Известен коммутационный аппарат, содержа11Ий заполненную жидкостью дугогасительную камеру, подвижный контакт, полый неподвижный контакт, выполняющий функцию рабочего цилиндра и.имекяций в верхней части ударную камеру с отверстием, перекрываемым контактирующим концом подвижного контакта, пневматический привод с дифференциальным поршнем, малая головка которого находится в рабочем цилиндре, а большая головка расположена в силовом цилиндре. Принцип действия указанного аппарата заключается в гидродинамической передаче усилий привода подвижному контакту через собственно дугогасящую среду

Недостатком этих устройств является невьасокая эффективность гидродинамической передачи усилий привода подвижному контакту, который приходит в движение в основном в результате гидравлического удара в начальный момент срабатывания, когда его контактирующий конец перекрывает выход жидKOCTJ1 из рабочего цилиндра . В результате этого и наличия сил сопротивления (трения, сопротивления возвратных пружин и т.п.) указанные аппараты не обеспечивают больших величин скоростей и хода подвижного контакта,.что ограничивает величину их номинального напряжения и отключающую способность.

Наиболее близким к изобретению является быстродействуюищй автодутьевой выключатель, содержащий дуго.гасительную камеру, заполненную жидкуим диэлектриком, неподвижный контакт, подвижный контакт с укрейленным на нем поршнем, который расположен в рабочем цилийдре, индукционно-динами-.. ческий привод с индуктором, подключенным к импульсному источнику энергии, и якорем, расположенным в основном цилиндре и выполняющем роль поршня -2....

Недостатком этого-выключателя является сравнительно невысокая скорость прогонки дугога сящей жидкости через дугу вследствие того, что жидкость, вытесняемая якорем из основного цилиндра, истекает в замкнутый объем дугогаситёльной камеры. В результате этого выключатель имеет недостаточно высокую отключающую способность. Целью изобретения является noBtjCTe ние отключающей способности аппарата Поставленная цель достигается тем что в коммутационном аппарате, содер ж;ащем заполненную жидким диэлектрико дугогасительную камеру, подвижный ко такт, соединенный с поршнем и неподв ный контакт, цилиндр, индукционно-ди уамический привод с индуктором, якор и импульсным источником энергии, яко привода размещен снаружи цилиндра и жестко соединен с поршнем, который расположен внутри цилиндра и выпрлне с площадью сечения меньшей, чем у якоря, дополнительно введены индуктор и якорь, который соединен с подвижным контактом. Взависимости от требуемых динамических характеристик аппарата и величины хода подвижного контакта в неподвижном индукторы могут быть подключены к одному импульсному источнику энергии, например емкостному накопителю, или к автоно ным источникам, которые в этомслуча снабжены устройством управления временем срабатывания. На чертеже представлена конструкция предлагаемого аппарата, где он изображен во включенном состоянии. Лппарат содержит заполненную жидким диэлектриком дугогасительную камеру 1, корпус которой выполнен из изоляционного материала и имеет по торцам металлические фланщл 2 и 3, полый неподвижный контакт 4, стержне вой подвижный контакт 5, цилиндр 6, стенки которого выполнены из изоляционного материала, индукционно-дина мический привод с индуктором 7., подключенным к импульсному источнику 8 энергии, якорем 9, pa3iijeDieHHBM снару жи цилиндра и жестко соединенным с поршнем 10, который расположен внутри цилиндра 6 и выполнен с площадью сечения меньшей, чем у якоря. Дополнительно введен индуктбр 11, закрепленный на фланце 3 и подключенный или к импульсному источнику 8 энергии, или к автономному источнику 12. На рабочей поверхности индуктора 11 расположен дополнительно введенный якорь 13, соединенный с подвижным контактом 5. Аппарат снабжен пружино 14, токосъемными контактами 15 и 16, расширителем 17 и предохранительным клапаном 18. 1 Аппарат работает следующим образо Во включенном положении ток отклю чаемой цепи направлен через фланец 2 неподвижный контакт 4, токосъемный контакт 16, подвижный контакт 5, токосъемный контакт 15, фланец 3. В то случае, когда аппарат рассчитан на сравнительно небольшую величину номи нального тока и его контакты могут быть выполнены с торцевым- нажатием или с малой величиной хода подвижного контакта 5 в токосъёме 16 неподвижного контакта 4, индукторы 7 и 11 в зависимости от требуемых дина(1ических характеристик аппарата подключены к одному источнику 8 энергии илик автономным источникам 8 и 12, синхронизм ; разряда которых обеспечивается устройством 19 управления, При поступлении команды на отключение в этом случае f индукторах 7 и 11 одновременно no-j является импульсный ток, и якори 9 и 13 одновременно начинают перемещаться в противоположных направлениях, при этом якорь 13 приводит в движение соединенный с ним контакт 5, а якорь 9 - соединенный с ним поршень 10, который повышает давление жидкости в цилиндре 6. Когда контактирующий конец подвижного контакта 5 выходит из не подвижного контакта 4, между ними зажигается дуга, которая интенсивно обдувается потоком жидкого диэлектрика, вытесняемого поршнем 10 из цилиндра 6 в полость неподвижного контакта 4. Чем выше скорость истечения жидкости из цилиндра 6 в полость контакта 4, тем интенсивнее происходит процесс дугогашения. Наряду с такими факторами, как геометрия дутьевой системы, соотношение площадей сечения цилиндра и горловины неподвижного контакта, физических свойств и режима течения жидкости, величина скорости истече ния жидкости из затопленного отверстия (горловина неподвижного контакта) в резервуар со свободной поверхностью жидкости (полость неподвижного контакта) в значительной степени зависит от величины давления в цилиндре: чем выше давление, тем больше скорость. Увеличе-ние давления в цилиндре предлагаемого устройства достигается тем, что поршень 10 выполнен с площадью сечения меньшей, чем у якоря 9.. Из полости неподвижного контакта 4 поток .жидкости и продукты горения дуги попадают в расширитель 17, который сообщается с атмосферой, и скорость жидкости резко падает. После погасания дуги подвижный контакт фиксируется в конечном положении каким-либо из известных фиксирующих устройств (не показано); В случае, когда аппарат рассчитан на большие номинальные токи, и подвижный контакт имеет достаточную величину хода в неподвижном контакте, индукторы подключены к автономным источникам 8 и 12 энергии, причем разряд источника 12, подключенного к индуктору 11, осуществляемый с помощью устройства 19 управления, происходит с выдержкой времени, равной времени перемещения подвижного контакта в неподвижном. Далее процесс

отключения протекает аналогично описанному.

После завершения операции отключения якорь 9 и поршень 10 зоэвращаются в исходное положение под действием пружины 14. Возвращение подвижного контакта в исходное положение при включении аппарата производится возвратным устройством (электромагнитным, индукционно-тдинамическим и т.п.)Применение в данном аппарате индукционно-динамических устройств: одного для разведения контактов, друго о для создания дутья.- позволяет пег ремещать подвижный контакт массой до нескольких килограммов со скоростью в несколько десятков метров в секунду и .обеспечивать прогонку дугогасящей-жидкости через дугу со скоростью до ста метров в секунду.

Интенсивное дугогашение и высокое быстродействие, определяющие высокую отключающую способность аппарата, позволяет применять его как для отключения переменных, так и постоянных токов высокого напряжения, в последнем случае он может быть использован как коммутирующее устройство в гибридных выключателях постоянного тока высокого напряжения, выполненных по различным схемам.

Формула изобретения

ненную жидким диэлектриком, неподвижный и подвижный контакты, цилиндр, с поршнем, индукционно-динамический привод с индуктором, якорем и импульсным источником энергии, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения отключающей способности аппарата, якорь привода размещен снаружи цилиндра и жестко соединен с поршнем, который расположен внутри цилиндра и выполнен с меньшей, чем у якоря площадью сечения, дополнительно введены индуктор и якорь, который соединен с подвижным контактом.

ИстЪчники информации, принятые во внимание при экспертизе

19

12