Высоковольтный стреляющий предохранитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1239763 19) Я 2, 33 76 5 и 4 НО Н ЯЯДф 11 тЦ ТЕН ТВ В 23олитехнический де то овски СССР 2, 19 Рщий(54) ПРЕД (57) дохр зоге преиэ га нутри 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(56) Авторское свидетельствВ 982113, кл. Н О 1 Н 33/76,Патент СНА У 368731,кл. Н 01 Н 85/08, 1972.Авторское свидетельствоУ 1050008, кл. Н 01 Н 85/ОВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТРЕЛЯОХРАНИТЕЛЬВысоковольтный стреляюанитель содержит патроннерирующего материала, в которого в полости 2 расположены подпружиненные электроды 3 и 4. К наконечникам 9 и 10 электродов 3 и 4 присоединены концы плавкой вставки, представляющей собой высокоомнуюржавку 5 и проводящую часть, сосящую из двух элементов 6 и 7, электрически и механически соединенных между собой с помощью спая из легкоплавкого металла (шарика 8). Для повышения надежности срабатывания элемент 7 державки 5 выполнен в виде пружины с воздействием усилий упругой деформации, направленных на размыкание элементов проводящей части. Элемент 7 может быть выполнен в виде цилиндрической пружины, расположенной симметрично относительно высокоомной державки.з. и. ф-лы, 1 ил.1 1239Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтнымстреляющим предохранителям, применяемым, например, для защиты силовыхпонижающих трансформаторов на напряБжение,110 кВ.Цель изобретения - повышение надежности срабатывания.На чертеже изображен высоковольтный стреляющий предохранитель.Высоковольтный стреляющий предохранитель состоит из газогенерирующей трубки (патрона) 1. Внутри патрона в полости 2 расположены подпружиненные электроды 3 и 4. Междусобой электроды механически и электрически соединены плавкой вставкой,содержащей высокоомную державку 5(последняя может выполняться в видедиэлектрической трубки) и проводящуючасть, изготовленную из двух раздельных элементов: обычного 6 (например,прямого, выполненного из проволокии прочего) и элемента 7, выполненного, в частности, в виде цилиндрической предварительно .растянутой пружины, стремящейся сжаться, как тольконарушится связь с элементом б. Элемент 7 может выполняться также в виде плоской отогнутой пружины и т.д.Между собой элементы соединены спомощью легкоплавкого металла, Последний может выполняться в виде наплава (шарика) 8. Наружные конць 1 державки и проводящей части присоедине- ны к наконечникам: верхнему 9 и ниж 35 нему 10. Последние механически и электрически присоединены к электродам 3 и 4 предохранителя соответственно.В нормальном режиме работы элект 40 рический ток нагрузки протекает через электроды 3 и 4 и плавкую вставку, соединяющую электроды, Если державка изготовлена не из диэлектрика, а из высокоомного материала, наприЯ мер нихрома, то ток в плавкой вставке дробится, незначительная часть протекает через державку 5 и основная - через проводящую часть 6 и 7. При этом теплообмен соответствует5 О длительно допустимому режиму работы и температура вставки достигает 100-150 С. При возникновении перегрузки происходит изменение тепловочго баланса в узле плавкои вставки - температура начинает подниматься, а тепло накапливать. Тепло, сосредоточенное между витками и в витках 763 2упругой части 7, конвективным иконтактным способами передается кместу спая - наплаву (шарику) 8,также к наконечникам 9 и О, а отних - к электродам 3 и 4, Рост нагрева до 200-300 фС приводит к расплавлению легкоплавкого металла 8,после чего сразу же осуществляетсявыдергивание (отвод) верхней частиподпружиненного элемента 7 из соприкосновения с элементом 6. Разрывосуществляется до наступления испарения жидкого металла 8, Цепь проводящей части плавкой вставки размыкается и весь ток устремляетсячерез державку 5, расцепляя ее. После этого электроды 3 и 4 под воздействием пружины патрона (не показана)начинают расходиться в противоположные стороны. Между ними начинает гореть электрическая радуга котораявызывает генерацию газа из стенокполости 2 газогенерирующей трубки 1предохранителя. В полости трубкидавление повышается до несколькихатмосфер создается газовое дутье,которое охлаждает и гасит электрическую дугу, как правило, при прохождении тока через ноль. Таким образом, выполнение элемента 7 в виде пружины повышает быстродействие высоковольтного стреляющего предохранителя при протекании токов перегрузки,При 200-300 С пружина, выполненная из стали, как и пружина, изготовленная, например из берриллиевой бронзы (из высокопроводящего материала), не теряет своих упругих свойств. Подпружиненный элемент 7 после расплавления слоя 8, сжимаясь под действием упругих сил,садится виток на ниток, Этим снижается нагрев его под воздействием тока: ток теперь переходит от витка к витку и через торцовую поверхность витков, что прекращает дальнейшее испарение металла в электрической дуге, Последнее способствует росту отключающей способности предохранителя при заданной массе плавкой вставки.В случае выполнения державки 5 в виде диэлектрической трубки, разрушающейся ттод воздействием электрической дуги разрыв защищаемой пепи плавким элементом начинается в момент расплавления шарика 8, под действием упрутих сил элемент 7 сразу1239763 3 4 же отбрасывается (прижимается) кторцу нижнего наконечника 10. Отсутствие нихромовой или ее подобнойэлектрически проводящей державки ведет к более быстрому отклонению токовперегрузки.При токах КЗ нагрев элементов би 7 до температуры плавления происходит быстрее, чем наплава 8. Это объяс -няется меньшей массой металла, при рходящейся на единицу длины у элементов 6 и 7, чем в наплаве 8.Происходит взрыв проводящей частиплавкой вставки. Если к тому времениосталась цела державка 5, то вся 15энергия электрического тока устрем -ляется на разрушение державки 5. Державка разрушается и освобождает электроды 3 и 4 предохранителя.После этого механизм гашенияэлектрической дуги остается одинаковым с описанным.При этом вполне вероятно, чтоупругие свойства элемента 7 от избыточного его нагрева могут исчезнуть. 25Однако теперь надобность в них отпадает, так как цепь проводящей частиплавкой вставки разрушается за счетрасплавления самих элементов 6 и 7.В ряде случаев сечение проволоки(полосы и т.д.) упругого элемента 7 Ф о р м у л а и з о б р е т Ь н и я может выбираться большим, чем у элемента 6, Это объясняется тем, чтодля упругого элемента может идтиматериал худшей проводимости (например, сталь) или в целях снижения тем -35пературы упругого элемента для болеедлительного сохранения его упругихсвойств. Это позволит снизить коли 1. Высоковольтный стреляющий предохранитель, содержащий патрон, выполненный из изоляционного газогене 40 ВНИИПИ Заказ 3402/52 Тираж 643 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород; ул. Проектная, 4 чество паров металла в дуге из-занаиболее вероятного возникновениясостояния упругого элемента 7, характеризующегося посадкой витка на виток", Подбором сечения, материалаи числа витков у элемента 7, а также45длины, материала и сечения у элемента 6 можно регулировать времятоковую характеристику высоковольтногостреляющего предохранителя и егоотключающую способность при соответ 50ствующих токах,Изготовление одного из проводящихэлементов плавкой вставки, имеющейлегкоплавкий наплав, подпружиненнымустраняет влияние стекания металла55наплава на работу плавкой вставки,так как разрыв цепи плавкого элемента происходит в момент перехода металла наплава в жидкое состояние, что исключает его стекание, ведущее к изменению объема и формы наплава. Соответственно времятоковая характеристика такой плавкой вставки остается неизменной. Таким образом, вы полнение части плавкого элемента в виде пружины способствует повышению надежности работы предохранителя.Предлагаемый предохранитель имеет высокую короностойкость при выполнении подпружиненного элемента в виде цилиндрической пружины, через середину которой пропущена высокоомная державка. В этом случае эквивалентный радиус коронирующего тела равен внешнему диаметру цилиндра, образованного витками элемента 7. Повышенная короностойкость, как указывалось, способствует повышению надежности работы предохранителя.Таким образомпредлагаемая конструкция предохранителя по сравнению с известным имеет более высокие эксплуатационные показатели: быстродействие, коммутационную способность и надежность. рирующего матариала, в котором расположены подпружиненные электроды, соединенные между собой плавкой встав" кой, состоящей из высокоомной державки и проводящей части, выполненной из двух элементов, электрически и механически соединенных друг с дру гом с помощью спая из легкоплавкого ,металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, один из элементов проводящей части выполнен в виде пружины с воздействием усилий упругой деформации, направленных на размыкание элементов проводящей части.2, Предохранитель по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что элемент в виде пружины выполнен в виде цилиндрической пружины и расположен симметрично относительно высокоомной державки.