Дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ и 909724(5 )М. Кл. Н 01 Н 33/82 Гвоударатюный комитет СССР ао дедам нэобретеннй и открытий(54) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВОЗДУШНОГО. ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается конструкции дуго. гасительного устройства воздушного выключателя с продольно. поперечным гашением дуги, преиму. щественно с двухсторонниМ дутьем,Известно дугогасительное устройство высо. ковольтйого воздушного выкасчателя одностороннего продольно поперечного дутья, в котором установлена дугогасительная камера, выполненная в виде трубы (1;Устройство имеет небольшую отключающую16 способность.Наиболее близким к предлагаемому является дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя, содержащее подвижтэ ный и неподвижный контакты с выхлопными токоведущимн трубами н соилами через кото. рые происходит продольное дутье. В межкон.тактном промежутке этого выключателя уста.коппена дугогасительная камера поперечного , дутья со щелями и каналами для выхода20 раскаленного газа из каждой шелк, направлен. ными поперек оси трубы, прячем продольное дутье выполнено двусторонним. В результате устройство обеспечивает высокую отключающуюспособность Щ,Однако устройство имеет большое времягашения дуги при отключении и, соответственно, повышенным обгар контактов и камеры иувеличенное полное время отключения выключателя. Причиной этому является необходимостьувеличения хода подвижного контакта на длинукамеры для обеспечения открытия щелей приотключении и создании изоляционного воздушного промежутка. В таком устройстве подвижныйконтакт не успевает открыть все щели заодни полупериод тжа, и дуга горит два и более полупериода Эти недостатки возрастают сувеличением количества дугогасящих щелей(т. е, для мощных устройств), так как сувеличением количества щелей увеличиваетсядлина камеры,Цель изобретения - снижение временигашення дуги н тем самым полного времени отключения мощного высоковольтного воздуш. ного выключателя двустороннего продольно. поперечного гашения дуги.Указанная цель достигается тем, что каме.ра со щелями поперечного гашения дуги и сс выхлопными каналами щелей установленав токоведущей выхлопной трубе одного изконтактов, например, за соплом неподвижно.го контакта.Камера выполнена в виде цвппщра, расположенного соосно с трубой,Щели выполнены на торце цилиндра ввиде концентрически расположенных кольцеоб.разных проточек, причем каждая щель сообщается с рядом выхлопных каналов, выполненных параллельно трубе и распределенных поокружности щели.Внутренняя поверхность трубы за камерой,по направлению дутья, покрыта изоляционнымматериалом.В дугогасительном устройстве может бытьустановлено приспособление для вращенияпоперечной части дуги по концентрически расположенным дугогасящим щелям камеры, нанрнмер, выполненное в виде лопаткообразныхребер, установленных на стенках сопла передкамерой,При таком выполнении устройства дутьечерез межконтактный промежуток, черезсоило и все дугогасящие щели возникаетпрактически одновременно, причем сразу послеразмыкания контактов. Поэтому оптимальноегашение происходит при расстоянии междуконтактами, равном 20 - 30 мм, т, е. прирасстоянии, меньшем примерно на длинуубранной иэ промежутка камеры, Времягашения дуги пропорционально этому расстоянию, следовательно, снижение времени горениядуги будет значительным. В зависимости отпериодической составляющей тока короткогозамыкания время гашения дуги изменяетсяпрактически от 0,02 до 0,014 с и не зависитот количества щелей и размеров камеры, таккак не меняется межконтактный дутьевойпромежуток.Вследствие снижения времени гашения дугиуменьшается выделение тепловой энергии вдуге, поэтому уменьшается обгар дугогаситель.ной камеры и контактов, повышается ресурсотключения тока без ревизии выключателя,увеличивается межремонтный период выклю.чателя, Снижение времени гашения дуги,кроме того, дает снижение полного времениотключения выключателя, тем самьпа сокращается время протекания тока короткогозамыкания в сети и снижается нежелательноетепловое ь динамическое воздействие токакороткого замыкания на оборудование, уста.новленное в сети.Выполнение камеры в виде цилиндра, рас.положенного соосно с трубой, со щелями наторце цилиндра, выполненными в виде концентрически расположенных кольцеобраэных,проточек, каждая иэ которых сообщается с1рядом выхлопных каналов, параллельных трубе и распределенных по окружности щели,позволяет разместить камеру со щелями и каналами в трубе небольшого диаметра беэзначительного снижения скорости потока про.долъного дутья в сопле, Снижение скоростипотока может вызвать некоторое снижение 1 О скорости восстановления электрической проч.ности продольной части дуги, расположеннойв этом сопле. Однако это снижение компенсируется эа счет суммирования восстанавливающейся прочности щелей с восстанавливающейся И прочностью продольной части сопла, так какучастки дуги всех щелей и продольная часть дуги расположены последовательно и гасимаядуга за счет этого удлиняется причем увеличение количества щелей может быть выбрано ЗО оптимальным беэ увеличения времени гашениядуги.Компенсация потерь восстанавливающейсяпрочности продольной части дуги может производиться в таком устройстве также путем ус тановки приспособления для вращения поперечной части дуги по концентрически расположенным щелям камеры. При этом поперечная частьдуги дополнительно охлаждается, так как привосстановлении напряжения последуговой канал Зп перемещается с обожженого участка поверх.ности камеры на холодный участок н поэтомуне пробивается при более высокой скоростивосстанавливающегося напряжения, благодаричему увеличивается отключающая способность.Кроме ТОГО, при вращении дуГи по щелякамеры после прохождения дуги над отверстием канала щели в это отверстие входит бо.лее холодный воздух, который поступает ккамере через зазор между каналом дуги истенками сопла, При следующем обороте дугипроцесс повторяется. В результате в каждыйканал попадает то раскаленный, то холодныйвоздух и по кажлому каналу движутся череду.ющиеся зоны холодного и раскаленного воздухафф Холодные зоны изолируют дугу отвыхлопной зоны устройства и тем самым устраняют шунтирующее действие выхлопных раскаленных газов на участки поперечной дуги, Вследствие этого увеличивается сопротивление Ю поперечного участка, что приводит к увеличению скорости восстанавливающегося напряжения на этом участке и снижению скорости на про.дольном участке; кроме того, увеличивается суммарное сопротивление участков и тем самым Я снижается последуговой ток, В результате резкоснижается выделение энергии на продольном участке и предотвращается тепловой пробой в начальной части восстановления напряжения,,являющийся обычно препятствием для увеличения отключающей способности воздушныхвыключателей продольного дутья. Возможныепробои восстанавливающимся напряжениемс дуги на выхлопную трубу и шунтированиевсего поперечного участка предотвращаютсяизоляцией стенок трубы,На фиг. 1 показано дугогасительное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - дугога.сительная камера, поперечный разрез по щелям.0Дугогасительное устройство содержит высоковольтный изолятор 1, соединенный герметичнос корпусом пневмопривода 2 и с фланцем 3токоведущей выхлопной трубы 4, на другомконце которой закреплен неподвижный кои. 15такт 5, имеющий форму сопла. Подвижныйконтакт 6 соединен с поршнем привода 2 итакже выполнен в виде сопла, и соединен сдругой выхлопной трубой (не показана). Контакты 5 и 6 образуют дугогасящий разрыв всреде воздуха высокого давления с двусто.роиним продольным дутьем. Отверстие трубы 4закрыто клапаном 7, соединенным со вторымпоршнем привода 2 через изоляционную тягу8 и рычаг 9, имеющий ось 10 вращения, Клапан прикрыт корпусом 11, выполненным изизоляционного материала, В трубе 4 за соплом5 установлена дугогасительная камера 12 поперечного гашения дуги, Камера выполнена изизоляционного материала, например фторопласта, в виде цилиндра с продольными каналами,параллельными оси цилиндра и расположенасоосно с трубой, Центральный канал 13 камерывыполнен круглого сечения. На торце камерысо стороны входа дутья выполнены кольцеобразные дугогасящие щели 14 и 15, расположенные концентрически соосно с трубой, которые разделены кольцеобразными перемычками16. Далее по ходу дутья каждая щель перехо.дит в ряд каналов, например 17, круглогосечения или 17 трапецеидального. Труба 4 закамерой облицована изоляционным материалом19, например фиброй. Пезед камерой на стенкесопла могут быть установлены лопаткообразныеребра 20, направляющие воздух ло спирали и45являющиеся приспособлением для вращенияпоперечной части дуги по концентрическимщелям 14 и 15.Устройство работает следующим образом.Включение устройства производится замыка.иием контактов 5 и 6 с помощью привода 2.50При этом полость дугогасительного устройства,заполнена сжатым воздухом, клапан 7 закрыт,При отключении привод 2 посредством тя, ги 8 и рычага 9 открывает клапан 7, сообщаяобъем трубы 4 с атмосферой. Одновременнопривод 2 размыкает контакты 5 и 6, междукоторыми возникает электрическая дуга, Давление в трубе 4 падает и начинается дутье 6воздуха через сопла 5 и 6, образуя продольный участок дуги, далее дуга изгибается по щелям 14 и 15 дугогасительной камеры, образуя поперечный участок. Двигаясь в продольном направлении сопла, часть воздуха уда. ряе.ся в стоящие под углом лопатки 20 и от них направляется по спирали, закручивая перед камерой всю струю воздуха. Вращательное движение воздуха перемещает поперечную часть дуги по кольцеобразным перемычкам 16 и щелям 14 и 15 и вращает ее вокруг оси камеры, способствуя охлаждению и гашению дуги, Кроме того, перемещаясь по щелям ка. меры, дуга проходит последовательно над рядами отверстий каналов 17 и 18. Вследствие этого в каналах отверстий раскаленный воздух чередуется с холодным, который изолирует дугу от зоны выхлопа трубы 4, чем нредотврашает шунтирование дуги по каналам 17 и 18 через раскаленный газ и способствует гашению дуги,Раскаленный газ продольной части дуги проходит преимущественно через центральный канал 13 в атмосферу, не шунтируя поперечный участок дуги, так как выхлопной тракт изолирован от токоведущих частей облицовкой трубы 19 и изоляционным корпусом 11.Использование предлагаемого дугегасительно. го устройства обеспечит снижение времени гашения дуги при высокой отключающей способ ности, что позволит иметь мощный и быстрол действующий воздушный выключатель. Формула изобретения 1, Дугогасительное устройство высоковольтного воздушного выключателя продольно-поперечного двустороннего дутья, содержащее подвижный и неподвижный контакты с вы. хлопными токоведущими трубами и соплами для продольного дутья и камеру со щелями и выхлопными каналами для поперечного дутья, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения времени гапения дуги, указанная камера установлена в выхлопной токоведушей трубе одного из контактов, например, за соплом. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что указанная камера выполнена в виде цилиндра, расположенного соосно с тру. бой.3, Устройство попп 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что на торце цилиндра выполнены щели в виде концентрически расположенных кольцеобразных проточек, причем каждая щель сообщается с рядом выхлопных каналов, выполненных параллельно трубе и распределен. ных по окружности щели.7 909724 84. Устройство:по пп. 1 - 3, о т л и ч а в- эа камерой, по направленюо дутья, покрытащ е е с я тем, что оно снабжено приспособ изоляционным материалом.пением для вращения поперечной части дугипо концентрически расположенным дугогасящим Источники информации,щелям камеры, например, выполненным в ви- з принятые во внимание при экспертизеде лопагкообразных ребер, установленных на 1, Патент Швейцарии Кф 389735,стенках сопла перед камерой. кл, 21 с 31/10, 1968.5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е - 2. Патент ФРГ Кф 868939, кл. 21 с 35/10,е с я тем. что внутренняя поверхность трубы 1970,Составитель В, Попова Техред Т.Маточкаедактор В, П орректор О. Билак Подписи 758го комитета ССС и открытийуцккая наб., д. 4/5 Заказ 902/7 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Р