Автогазовое дугогасительное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01H33/76 

(54) АВТОГАЗОВОЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным предохранителям (выключателям), используемым для защиты силовых трансформаторов на высшем напряжении 35220 кВ,

Известно автогазовое дугогасительное устройство, содержащее дугогаси,тельную трубку, выполненную из твердого Изоляционного газогенерирующего материала. На нее навинчен закрытый металлический оголовник. В трубке имеется полость в виде двух последовательно соединенных каналов большого и малого сечений. Внутри установлены коммутирующие элементы: контактное устройство и главная вставка, расположенные по концам трубки и соединенные последовательно с помощью гибкой токоведущей связи. Малые токи отключаются в узком канале, при этом под действием привода осуществляется размыкание контактной систегш. Для отключения больших токов служит ширококанальная часть, где гашение осуществляется плавной вставкой С13.

Известно также устройство, содержащее в каждой трубке по одному коммутируюиему элементу в виде розеточного контакта. Работа устройства ана1логична первому/ но здесь имеется своеобразный индикатор величины тока электромагнитный замок, запирающий с контактную систему в трубке узкого канала, если по камере протекает большой ток короткого замыкания. В этом случае размыкается контактная система ширококанальной части, более приспособленная к отключению токов большой величины Г2.

Недостатками обеих конструкций является сложность, небольшой отключаемый ток, низкая надежность работы..

Наиболее близким к предлагаемому

15 является устройство, содержащее металлический оголовник и дугогасительную трубку, выполненную из твердого изоляционного газогенерирукхцего материала, снабженную в зоне горения

20 дуги полостью в виде последовательного соединения широкого и узкого каналов, подпружиненных внутреннего и наружного электродов с коммутирующим элементом, например, плавкой

25 вставкой, расположенной в узком канале ГЗ.

Недостатки известного устройства связаны с низкой отключающей способностью из-за ограниченных отключаю30щих возможностей трубки широкого канала и низкой надежностью из-за боль шого времени гашения дуги, что объяс няется недостаточной газогенерадией трубки большого канала. Цель-изобретения - повышение от ключающей способности и надежности конструкции. Указанная цель достигается тек, что в полости широкого канала трубки установлены дополнительно введенные газогенерирующие стержни, выполненные из твердого изоляционного материала, жестко соединенные меж ду собой, например, с помощью металлических колец и винтов. При этом коммутирующий элемент может быть выполнен в трубке широкого канала, а газогенерирующие стержни выполнены в форме прямоугольника. На фиг. 1 схематически изображено автогазовое дугогасительное устройст во, продольное сечение; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1. Устройство содержит трубку, выпол ненную из твердого газогенерирующего изоляционнэго материала, снабженную полостью в виде последовательно сое.диненных широкого 1 и узкого 2 каналов. Па верхнем конце трубка жестко со динена на резьбе с герметизирующим металлическим оголовником 3. Оголовник гермертизирован пробкой 4, закрепляемой с помощью резьбы.Во внутренней полости ширококанальной трубки 1 установлены стержни 5, вьшолнен ные также из твердого изоляционного газогенерирующего материсша. Стержни объединены между собой кольцами б и прикреплены к ним винтами 7.. Электри ческая часть дугогасительного устрой ства состоит из контактной головки 8 контактного болта 9, ввинчиваемого на резьбе в пробку 4. Во внутренний конец болта 9 впрессована гибкая мно гопроволочная медная связь. 10, противоположный конец которой также запрессован в наконечник 11 Поверх наконечника навинчен на резьбе и запаян жесткий проводящий медный стержень 12, являющийся внутренним электродом камеры. Наружный электрод выполняется в виде гибкой медной мно гопроволочной связи 13, закрепляемой от втягивания вовнутрь камеры с помощью упорйых фиксирукнцих винтов 14. Наружный конец связи заканчивается стреловидным наконечником 15, снабженным резьбовымотверстием. Внутренний 12 и наружный 13 стрежни каме ры соединены с помощью кo 1мyтиpyнж eг Элемента,16 (например, плавкой встав ки) и подпружинены втягивакяцей пружи ной 17, которая жестко соединена с пробкой 4и упорной пробкой 18. В ширококанальной полости камеры установленные в ней стержни 5 выполнены, например, из органического стекла (фиг. 2); Стержни имеют прямоЬгольную форму (это увеличивает их газогенерирующую поверхность) и установлены относительно друг друга с зазором, что способвует проникновению дуги ко всей поверхности стержней. Стержни жестко закреплены между собой с помощью плоского ме- таллического кольца 6 и винтов 7 и сведены между собой такимобразом, чтобы в зазор между ними не могч ла попадать гибкая связь. Это позволяет избегать при коммутации возникновения закупорки канала смявшейся связью, что также способствует надежности работы дугогасительногоустройства. Устройство работает следующим об-. t)a30M. При возникновении короткого замыкания в защищаемой цепи резко возрастает ток, протекающий через дугогасительное устройство. Ток повреждения расплав ляет плавкую вставку 16 и освобождает друг от друга стержни 12 и 13. Стержень 12 под влиянием пружины 17 начинает втягиваться в узкоканальную часть камеры. Под действием высокого электрического поля воздушный зазор между электродами, образовавшийся после перегорания плавкой вставки, пробивается и в нем возникает электрическая дуга, достигая в узких каналах тысяч и десятков тысяч градусов. Эта температура воздействует на внутренние стенки полостей каналов 1 и 2 и вызывает испарение материала, сопровождающееся интенсивным газовыделением. Таз быстро заполняет внутреннюю полость камеры гащения и начинает воздейс твовать на стержень 13 - гибкую связь, выталкивая ее наружу. В газообразовании большую роль играют стержни 5, которые находятся, особенно при отключении больших токов, в самом центре газообразования. Гибкая связь скатывается по торцам стержней, обращенных в сторону стержня ГЗ, не дающего проскочить к их боковым сторонам, что могло бы вызвать закупорку; канала. Таким образом/ создаются условия для непрерывного газового дутья, являющегося главным условием работоспособности таких камер гашения. При отключении токов незначительной величины плавная роль в гашении дуги отводится узкоканальной трубке камерй гашения. В этом, случае основная генерация газа обеспечивается в трубке узкого канала после затягивания туда дуги. Образуется мощное продольное дутье по узкоканапьной части камеры, которого достаточно для интенсивгюго охлаждения и деионизации электрической дуги. При этом объем оголозника 3 служит своеобразным ресивером, в котором запасается газ, обеспечивающий обдувание канала дуги и при прохождении тока повреждения через нуль, когда естественная газогенерация из стенок камеры практически равна нулю из-за отсутствия тока в канале дуги, а значит, и тепловыделения. Наличие продольного дутья в этот момент производит самую интенсивную деионизацию канала за весь период гашения.

При отключении больших токов процесс отключения во времени идет в несколько раз быстрее и трубка малого канала участвует в гашении дуги, как правило,только своей частью,прилегающей к трубке широкого канала.

После полного выбрасывания наружу гибкой связи и образования необходимого воздушного разрыва, защищаемая цепь полностью отключается от источника питания.

Введение газогенерирующих стержней 5 позволяет увеличить газогенерирующую поверхность в широком канале 1, что как би уравновешивает увеличение объема ширококанальной полости с ростом диаметра. Это дает возможность сделать самеру значительно короче за счет укорочения ширококанальной части трубки. Кроме того, введения газогенерируквдих стержней 5 позволяет снизить время гашения дуги из-за увеличения давления в канале, а также более быстрой деионизадии и охлаждения дуги. в результате расхода энергии на испарение газогенерирующего материала.

Установка стержней с зазором позволяет дуге равномерно воздействоват -йа всю поверхность стержней и ширококанальной полости, что способствует росту генерации газа. Выполнение стержНйй круглыми снижает общую их поверхность при одной и той же массе. А выполнение их прямоугольными увеличивает поверхность газогенера ции для одной и той же массы стержней. Использование центрирукнцих и крепежных винтовспособствует

получению требуемой жесткости конструкции и снижает опасность появления турбулентности в потоке газов и вибраций, способных разрушить конструкцию камеры гашения.

Материрл стержней может выполняться из другого вещества, с лучшей газогенерацией, чем материал трубки, например, из органического стекла. Поэтому к механической прочности

стержней предъявляются меньшие требования, что позволяет использовать менее прочные материалы, но с лучней газогенерацией.

15

Формула изобретения

выполненную из твердого изоляционного газогенерирующего материала, снабженную в зоне горения дуги полостью в виде последовательного соединения широкого и узкого каналов, подпружиненных внутреннего и наружного электродов с коммутирующим элементом, например, плавкой вставкой, расположенной в узком канале, отличающ е е с я тем, что, с целью повыения отключающей способности и надежности конструкции, в широком канале установлены дополнительно введенные твердые изоляционные газогенерирующие стержни, жестко соединенные между собой с помощью металлических.коец и БИНТОВ.

Источники информации, принятыево внимание при экспертизе

li Авторское свидетельство СССР ., 355687, КЛ-. Н 01 Н 33/76, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 658616, кл. Н 01 Н 33/76, 1976. , 3. Авторское свидетельство СССР 758293, кл. Н 01 Н 33/76, 1978.