Автодутьевой газовый выключатель

ив делам изайретеиий и открытийДата опубликования описания 17.04.81 В. Н. Бондалетов, В, Е. Лапшин, А. П, О Ю, Т. Савинков и В; С. Чемерис(72) Авторы изобретения явнтель ВОЙ ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ 54) АВТОД Изобретение относится к области электроаппаратостроения и может быть использовано для отключения токов высокого напряжения.Известен газовый выключатель, содержащий дугогасительную камеру, два полых подвижных контакта, внешний привод, индукционно-динамический. привод, состоящий из трех индукторов, один из которых укреплен независимо вокруг подвижного контакта, а два других связаны с подвижными контактами. При отключении выключателя внешний привод перемещает один из подвижных контактов, отключаемый ток переводится в индукторы, между которыми возникают электромагнитные силы йритяжения и отталкива б ния. Взаимодействие индукторов приводит к дополнительному ускорению контактов и сжатию газа между неподвижным и подвижным поршнями в дугогасительной камере 11.Недостатком этого выключателя является сложность конструкции, обусловленная наличием внешнего привода и дополнительной индукционно-динамической системы, состоящей из трех подвижных индукторов, токоподвод к которым осуществляется через скользящие токосъемные контакты, Вследствие этого снижается и надежность выключателя.Известен автодутьевой газовый выключатель, содержащий полый неподвижный и подвижный контакты, основной внешний привод, тяга которого жестко соединена с подвижным контактом, дополнительное индукционно-динамическое приводное устройство, индуктор которого жестко закреплен на подвижном контакте, а якорь выполнен в виде поршня, который может перемещаться вдоль подвижного контакта, и расположен внутри цилиндра, жестко соединенного с подвижным контактом,Для разведения контактов в этом выключателе применяется основной внешний привод, а индукционно-динамическое устройство осуществляет предварительное сжатие газа для обдува дуги непосредственно перед поступлением команды на обрабатывание основного привода путем использования электромагнитной силы, возбуждаемой током отключения, протекающим через индуктор, и воздействующей на якорь 2.Известен также выключатель, содержащий газонаполненную. дугогасительную камеру с неподвижным контактом, полым подвижным контактом, индукционно-динамический привод с индуктором, якорем, выполненным в виде поршня, жестко укрепленногона подвижном контакте и расположенного вкомпрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии. Кроме того, выключательсодержит катушку магнитного дутья, питаемую от автономного емкостного накопителяэнергии и действующую синхронно с индукционно-динамическим приводом 31,Сложность конструкции описанного выключателя, обусловленная наличием двухвыполняющих различную функцию индукторных систем: одной для разведения контактов выключателя и газового дутья, другой - для магнитного гашения, имеющихавтономные накопители энергии, снижает надежность аппарата,Недостатком этого выключателя является также невысокая эффективность газового дутья вследствие того, что поршень жестко соединен с подвижным контактом и обдув дуги начинается одновременно с перемещением подвижного контакта, а следовательно, при малых давлениях газа в компрессионном цилиндре, что приводит к снижению отключающей способности.Целью изобретения является повышениеотключающей способности и надежности выключателя.Поставленная цель достигается тем, чтов автодутьевом газовом выключателе, содержащем газона полненную дугогасительнуюкамеру с неподвижным и подвижным контактами, индукционно-динамический привод с индуктором и якорем, выполненным в Э 5виде поршня, расположенного в компрессионном цилиндре, и емкостным накопителемэнергии, контактируюций конец подвижного контакта размещен в полости изоляционного сопла, противоположный конец этогоконтакта жестко соединен с дополнительным 40поршнем, который расположен в цилиндре,а якорь, выполненный в виде диска с выступающей цилиндрической частью, механически не связан с подвижным контактоми коаксиально с зазором установлен на нем45причем площадь этого кольцевого зазора 5 зи площадь выходного отверстия сопла Ясвязаны соотношением -- = 1 - 10. ПоЯслость цилиндра, в котором размещен дополнительный поршень, внешним каналомсоединена с дугогасительной камерой. 50На чертеже изображена конструкция автодутьевого газового выключателя.Выключатель содержит дугогасительнуюкамеру 1, полый неподвижный контакт 2,полый подвижный контакт 3, верхняя частькоторого жестко соединена с дополнительным поршнем 4, расположенным в цилиндре5. нндукционно-динамический привод с инро 6, якорем 7, коаксиально установленным по отношению к подвижному контакту 3, не связанным с ним и выполненным в виде плавающего поршня, цилиндрическая средняя часть 8 которого образует с контактом 3 кольцевой зазор, соединяющий надпоршневую полость 9 компрессионного цилиндра 10.с полостью 11 изоляционного сопла 12. Источник питания выполнен в виде емкостного накопителя энергии (на чертеже не показан) . Выключатель содержит токо- съемный контакт 13, пружины 14.и 15, резиновый буфер 16, Надпоршневая полость 17 цилиндра 5 через внешний канал 18 соединяется с дугогасительной камерой 1. Выключатель снабжен вводами 19 и 20. Дугогасительная камера 1, цилиндры 5 и 10 заполнены газом.Выбранное соотношение площадей кольцевого зазора (5 з) и выходного отверстия сопла (5 )5 1 Особеспечивает оптимальное аэродинамическое сопротивление газового тракта выключателя и приемлемые радиальные размеры выключателя. Увеличение 85 более 10 5 нецелесообразно из-за увеличения габаритов. При Ьз менее Я создается увеличение аэродинамического сопротивления в этой части тракта, что затрудняет перемещение якоря и снижает отключающую способность выключателя.При отключении выключателя емкостный накопитель энергии разряжается на индуктор 6, и якорь 7 под действием электромагнитной репульсионной силы ускоряется, свободно перемещаясь вдоль подвижного контакта 3, сжимая возвратную пружину 14 и газ, заполняющий компрессионный цилиндр 10. Поскольку полость 11 изоляционного сопла 12 сообщается через кольцевой зазор между цилиндрической частью 8 якоря 7 и подвижным контактом 3 с надпоршневой полостью 9 компрессионного цилиндра 10, то при движении якоря давление будет возрастать в обеих полостях, По мере перемещения якоря 7 давление газа вуказанных полостях будет увеличиваться. Сила, действующая со стороны сжимаемого газа, будет перемещать поршень 4, а вместе с ним подвижный контакт 3. Когда нижняя часть подвижного контакта 3 войдет в изоляционное сопло 12, находящийся в его полости 11 и сжатый до высокого давления газ начнет с высокой скоростью вытекать в дугогасительную камеру 1 и полости контактов 2 и 3, осуществляя продольный двусторонний обдув электрической дуги, возникшей при размыкании контактов выключателя. По мере истечения газа через полости контактов, давление под поршнем 4 будет падать, подвижный контакт начнет плавно тормозиться и, когда переместится на расстояние, достаточное для обеспечения надежного разрыва отключаемой цепи, зафиксируется в крайнем положении каким-либоиз известных удерживающих устройств. После завершения операции отключения якорь 7 под действием пружины 14 возвратится в исходное положение, Возвращение подвижного контакта 3 в начальное положение при включении выключателя производится с помощью пружины 15 при срабатывании удерживающего устройства.Выполнение в выключателе якоря в виде плавающего поршня, не связанного с подвижным контактом, позволяет при допустимых габаритах емкостного накопителя энергии сообщать якорю высокую скорость (десятки метров в секунду) и быстро сжимать газ до высокого давления. При этом сжатый газ одновременно используется для перемещения подвижного контакта и в ка честве гасительной среды.Использование этого выключателя для отключения токов высокого напряжения обесг 1 ечивает по сравнению с существую- шими следуюшие преимушества: увеличивается отключающая способность,в результате использования для обдува дуги газа, сжатого предварительно (за короткое время) до высокого давления; высокая эффективность двустороннего продольного газового дутья позволяет исключить систему маг нитного гашения, в результате чего значительно упрощается конструкция выключателя, а следовательно, повышается его надежность.Формула изобретения 1. Автодутьевой газовый выключатель, Зосодержащий газонаполненную дугогасительную камеру с неподвижным и подвижным контактами, индукционно-динамический привод с индуктором и якорем, выполненным в виде поршня, расположенного в комнрессионном цилиндре, и емкостным накопителем энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности и надежности выключателя, подвижный контакт со стороны контактирующего конца снабжен изоляционным соплом, противоположный конец этого контакта жестко соединен с дополнительно введенным поршнем, который расположен в цилиндре, а указанный якорь выполнен в виде диска с выступаюшей цилиндрической частью, механически не связан с подвижным контактом и коаксиально с зазором установлен на нем, причем площадь этого кольцевого зазора (ЯЗ) и площадь выходного отверстия сопла (Ь ) связаны соотношением= 1-Ю2, Автодутьевой газовый выключатель по п. 1, отличающийся тем, что полость цилиндра, в котором размещен дополнительный поршень, внешним каналом соединена с дугогасительной камерой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1: Патент США3590188, кл, 200-148, 1973,2, Патент Японии50 - 19177, кл. 59 Н 132,3.3. Авторское свидетельство СССР459811, кл. Н 01 Н 33/44, 1975,СоставителТехред А. Бай Тираж 784 осударственного ком изобретений и ва, Ж - 35, Раущс атент, г. Ужгород едактор О. Филиппова аказ 291/30 ВНИИПИ Г но дел 113035, Моск Филиал ППП П