Высоковольтный выключатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнхСоцналнстнческнхРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Н 01 Н 9/30 Государственнмй комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытийОпубликовано 28,02,83,Бюллетень МЯ 8 3) УДК 621. 316. .542(088.8) Дата опубликования описания 28.02,83(71) Заявитель Ленинградское электромашиностроительное объединение "Электросила" им.С.М.Кирова(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Изобретение относится к электроаппаратостроению и может бьй.ь использовано для коммутации сильноточных электрических цепей переменного тока.Известны дугогасительные устройства, в.которых для сокращения времени горения дуги используют полупроводниковые приборы (диоды или тиристоры ), подключенные непосредственно к контактам силовой цепи или к дополнительным контактам 1) Однако применение известных устройств для коммутации тока в цепях повышенного (и тем,более высокого ) напряжения связано с большими затруд:нениями, так как необходимость последовательного соединения полупроводниковых вентилей увеличивает индуктивность контура, подключенного к контактам, а это затрудняет переход тока из цепи контактов в цепь вентилей, что сопряжено с повышенным расходом контактного (как правило, ,дефицитнбго и дорогостоящего ) материала. Чтобы ускорить переброс тока, необходимо увеличить напряжение на разомкнувшихся контактах, что может быть достигнуто воздействием на ствол дуги или его пркэлектродные участки.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является высоковсйьтный выключатель, содержащий главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие контакты, каждый из которых выполнен в виде стержня с наконечником, рабочая поверхность которого ограничена электроизоляционным термостойким покрытием. Резкое ограничение контактирующей поверхности наконечников ( в 10-50 раз по сравнению с площадью сечения контактного стержня ) приводит к возрастанию напряжения на возникающей дуге из-за локализации опорных пятен и интенсификации исходящих из ннх плазменных струй (.21. Однако этой конструкции устройства из-за возможностфи произвольного изменения формы и длины нелокализованного ствола дуги наблюдается значительный разброс напряжения на дуговом промежутке, что приводит к нестабильности времени переброса тока в цепь управляемых вентилей и, ЗО следовательно, к заметному разбросувремени гашения дуги и удельногорасхода контактного материала,Цель изобретения - снижение коммутационного износа контактов высоковольтного выключателя.Указанная цель достигается тем, 5что в высоковольтном выключателе,содержащем главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие коитакты, каждыйиз которых выполнен в виде стержня с 10с наконечником, рабочая поверхностькоторого ограничена электроизоляционным термостойким покрытием,каждое термостойкое электрсизоляционное покрытие выполнено в видеподпружиненной втулки, в торце которой выполнен паз, при этом втулкиобращены торцами друг к другу так,что образуют замкнутую полость,Втулки могут быть выполнены изгазогенерирующего материала, а вторце каждой втулки выполнены радиальные отверстия, предназначенныедля соединения замкнутой полости сатмосферой.,Связь новой совокупности признаков с получаемым положительнымэффектом выражается в том, что размещение подвижных втулок на дополнительных контактах позволяет диафрагмировать приэлектродные участкиствола дуги, т.е. наиболее эффективно регулировать скорость нарастанияи величину напряжения на дуге, аследовательно, и скорость перебросатока в цепь вентилей, что снижает 35удельный расход контактных материалов.На Фиг, 1 приведена электрическаясхема высоковольтного выключателяна Фиг, 2 - конструкция механически 4 Оразмыкаемых дополнительных контактоз в замкнутом состоянии; на фиг,3 -то же, в разомкнутом состоянии.Высоковольтный выключатель содержит основные контакты 1, дополнительные контакты 2 и 3, иэ которыхпо крайней мере один выполнен поднижним, две цепочки 4 и 5 последовательно соединенных тиристоров,включенные встречно-параллельно, иотделитель б. В медные контактныестержни 7 дополнительных контактовзапрессованы вольфрамовые наконечники 8 с надетыми на них подвижнымиэлектроизоляционными втулками 9.Между упорными поверхностями стержней 7 и втулок 9 расположен упругийэлемент 10, например пружина (фиг.2),Устройство работает следующимобразом.При раэмыкании основных контаков 1 дополнительные контакты 2 и 3остаются замкнутыми в течение короткого интервала времени, необходимо.го для перехода отключаемого токаиз цепи основных контактов в цепь дополнительных, При последующемразмыкании дополнительных контактов 2 и 3 втулки 9 под действиемупругих элементов 10 остаются всоприкосновении друг с другом и возникающая на контактах 2 и 3 дугагорит в узком канале, образованномотверстиями втулок. Диафрагмирование ствола дуги узким каналом приводит к резкому повышению напряжения на дуговом промежутке. Скачокнапряжения предопределяет быстрыйпересброс коммутируемого тока вцепь вентилей и, следовательно, снижене времени горения дуги и коммутационного износа контактов,Перемещение втулок 9 может бытьвыполнено ограниченным ( например меньше половины раствора контакт в 2и 3). Тогда диефрагмируется толькочасть дугового ствола и соответственно изменяются величина и скоростьнарастания напряжения на дуге.Кроме того, оказывать воздействиена величину и скорость нарастания напряжения на дуге можно также измене-,нием диаметра дьафрагмирующего "участка втулок: с уменьшением этого диаметра указанные величинывозрастают.Как показывают исследования,еще больший скачок напряжения надуге достигается при выполнениивтулок 9 из гаэогенерирующего материала с несколькими радиально расположенными отверстиями 11 на участке диафрагмирования ствола дуги(фиг, 3). При этом достигается иболее высокая скорость перебросатока в цепь вентилей, т.е. меньшеевремя горения дуги и меньший коммутационный износ контактов.Снижение коммутационного износаконтактов позволяет либо уменьшитьколичество контактного материала вузле дополнительных контактов (например массу вольфрамовых наконечников 8) при той же величине коммутационной износостойкости выключателя(т,е. гарантированном числе отключений заданного тока в течение срока службы), либо повысить коммутационную износостойкость при том жеколичестве контактного материала. Размещение подвижных втулок 9 на обоих контактах 2 и 3 (вместо диафрагмирования одной втулкой, охватывающей оба контактных наконечника 8) удобно для профилактических работ и осмотров контактных поверхностей и позволяет при необходимости диафрагмировать только приэлектродные участки ствола дуги, т,е, наиболее эффективно регулировать скорость нарастания и величину напряжения на дуге, а следовательно, и скорость переброса тока в цепь вентилей.(Риг.51 ИИПИ Заказ 1408/61 Тираж 701 Подписное илиал ППП "Патент",г.ужгород,ул,Проектная,4 Изобретение предназначено для применения в гибридных электрических коммутационных аппаратах повышен ного и высокого напряжения, в которых скорость переброса тока в цепь управляемых вентилей (тиристоров ) определяется скоростью нарастания и величиной напряжения на дополнительных контактах. 1. Высоковольтный выключатель, содержащий главные контакты, полупроводниковые вентили и дополнительные шунтирующие контакты, каждый из которых выполнен в виде стержня с на. конечником, рабочая поверхность которого ограничена термостойким электроизоляционным покрытем, ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюб снижения коммутационного износа контактов, каждое термостойкое электро- изоляционное покрытие выполнено в виде подпружиненной втулки, в торце которой выполнен паз, при этом втул ки обращены торцами друг к другу так, что образуют замкнутую полость.2. Выключатель по и. 1, о т л и - .ч а ю щ и й с я тем, что втулки выполнены из газогенерирующего материала, а в торце каждой втулки выполнены радиальные отверстия, предназначенные для соединения замкнутой полости с атмосферой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ В 1100759,кл. 21 С 35/07, 1960.2. Авторское свидетельство СССРР 514364, кл. Н 01 Н 9/30, 1973