Дугогасительное устройство

ОПИС Союз СоеетскизСоциалнстическиа изобретени Научно-исследовательский проектно и технологический институт Произв объединения фуралэлектротяжмаш 1) Заявитель 4) ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ 2 ус ро патрубком, ляется попее способствуе ению дуги эле азывается на и работы каИзобретение относится к электротехнике и касается конструкции дугогасительных устройств, например высоковольтных стреляющих предохранителей, предназначенных для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания.Известны дугогасительные устройства, у которых гашение дуги. электрического тока происходит в камерах из газогенерирующего материала, выполненных в виде шайб из прессованной: борной кислоты, устанавливаемых в корпус без зазора11 и 12Недостатком таких устройств является низкая эффективность гашения тока при отключении иэ-за отсутствия поперечного дутья в камере, известного как наиболее эффективное,Известно также дугогасительноетройство, представляющее собой цат- н, состоящий из двух газогенерих трубок, соединенных между собой обоймой с боковымчерез который осуществречное дутье, Последне Т более эфФективному гаш щ рического тока 3 1.Наличие патрубка скповыаении эффективност:меры, однако выхлоп ионизировйныхгазов через этот патрубак значительЪ 4снижает электрическую прочность поверхностной изоляции, что может привести к отказу в работе.. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является ду"гогасительное устройство, содержа О щее камеру с центральнывщ и боковымиканалами, расположенными по длинекамеры, установленную .в изоляционный корпус с. зазором, сообщающимсяс атмосферой посредством выхлдпныхотверстий в торце корпуса, и плавкую вставку длиной. 6 .Кольцевой зазор, образуемый между.корпусом и дугогасительной камерой,сообщается с атмосферой посредствомотверстий, выполненных в торце корпуса, Такая конструкция устройстваобеспечивает высокую электрическуюпрочность поверхностной изоляциипри срабатывании устройства 4.Эффективная работа известного устройства достигнута путем обраэова- фния поперечного дутья в несколькихместах дуги короткого заьыкания.Однако при гашении больших токов,близких к номинальному току отключения, эффективность поперечного ду 995142точное для эффективного дутья давление.Таким образом, длина и диаметручастка с увеличенным сечением являются оптимальными и для получениянаиболее эффективного дутья.Известно, что чем выше давлениегазов, обдувающих дугу, тем эффективнее происходит гашение тока, Поэтому боковой канал выполнен на определенном расстоянии от границы участка. Величина этогб расстояния определена экспериментальным путем и впервом приближении может быть объяснена следующим,Если боковой канал. выполнен нарасстоянии менее 0,75 от границыучастка, то он открывается движущимся контактом при невысоком давлениив камере и эффективность дутья будетнизкой, При открытии бокового канала,через расстояние более 1,51 времягашения может увеличиться, так какдлительно не открывается боковой канал и следовательно не будет поперечного дутья.Лыска на наружной поверхности камеры увеличивает сечение для истечения газов в выхлопные отверстия, чтоулучшает условия истечения газов изкамеры.Кроме того, для снижения механической нагрузки на камеру за счетнекоторого местного уравнивания давлений внутри камеры и снаружи могутбыть выполнены отверстия, через которые газ поступает в зазор. Сечениеэтих отверстий выбирается незначительным и поэтому давление в зонеплавкой вставки не снижается.Таким образом, предлагаемое дугогасительное устройство обеспечиваетинтенсивный обдув дуги, что снижаетвремя ее гашения. При меньшем времени горения дуги выгорает меньше газогнерирующего материала, что способствует более длительному сохранениюдиаметра центрального канала, не превышающему критической величины, прикотором гасится наименьший ток отключения. Иначе говоря, увеличивается коммутационный ресурс предохранителя.На фиг,1 представлено дугогасительное устройство высоковольтногопатрона стреляющего предохранителя,общий вид в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение .центрального канала в увеличенном"масштабе в районе плавкойвставки и бокового канала,Устройство содержит изоляционныйкорпус 1, дугогасительную камеру 2с центральным цилиндрическим каналом 3, боковым каналом 4, участком 5увеличенного сечения, боковыми отверстиями б и лыской 7, установленной в корпусе 1 с зазором 8, верхний9 и нижний 10 контакты, плавкнй элетья несколько снижается, особенноиз-за снижения давления в камере кмоменту открытия первого бокового.канала движущимся контактом за счетутечки образующихся газов по кольцевому зазору между контактами и центральным каналом. Снижение эффективности поперечного дутья проявляетсяв том, что увеличивается время гашения дуги, тем самым вызывая увеличенный расход газогенерирующего материала.Так как отключение токов, особенно малой величины, обеспечиваетсятолько при определенном сечении центрального дугогасительного канала,то увеличенный расход газогенерирующего материала снижает коммутационныйресурс.Цель изобретения - повышение коммутационного рерурса путем организации эффективного дутья. 20Поставленная цель достигается темчто в устрОйстве, содержащем камерус центральным и боковыми каналаьй,установленную в изоляционный корпус с зазором, сообщающимся с атмосферой посредством выхлопных отверстийв торце корпуса, и плавкую вставкудлиной 1, центральный канал выполнен с участком диаметром (1,5-2,0)й,где Й - диаметр прилегающего к этому участку центрального канала,расположенный симметрично относительно плавкой вставки, и длиной равной (1,5-2,0)1, ближайший квыхлопным отверстиям боковой каналрасположен на расстоянии (0,75-1,5)8от ближайшей.к нему граннцы указанного участка, а на наружной поверхности камеры со стороны этого бокового канала от его верхнего краяи до торца камеры со стороны выхлопных отверстий выполнена лыска.Кроме, того,в камере в зоне плавкойвставки выполнены боковые отверстия,суммарное сечение которых в 3-4 разаменьше сечения ближайшего к ним бонового канала.Выполнение центрального канала сучастком увеличенного сечения позволяет в первый момент уменьшитьутечку образующихся газов через зазор между кОнтактом и центральнымканалом благодаря более низкомудавлению, которое получается засчет большего объема канала в зонеплавкой вставки. Однако к моментуоткрытия боковых каналов движущимся контактом давление газов становится достаточно большим, чтобы эффективно гасить дугу.Объем участка определен экспериментальным путем: при длине и диаметре меньшем соответственно 1,5 3и 1,5 д утечки газа сравнимы с известным решением, при размерах более 2,0 и 2,0 Й к моменту открытиябокового канала получается недостамент 11, прижимную гайку 12 с выхлопными отверстиями 13 на торце, служащую для закрепления камеры, отключающую пружину 14 и боковые каналы 15.Устройство работает следующим образом.5При расплавлении плавкого элемента 11 загорается дуга на участке 5 увеличенного сечения, в результате чего выделяется большое количество газа, так как в первый момент верхний контакт 9 под действием пружины 14 и нижний контакт 10 (пру-жина не показана) в силу инерции двигаются медленно, то в зоне 5 создается высокое давление, Послепреодоления верхним контактом 9 расстояния до бокового канала 4 открывается интенсивное истечение накопленного газа через зазор, образованный лыской 7 и зазором 8, и далее 20 через выхлопные отверстия 13 в прижимной гайке 12 - в атмосферу.В момент образования дуги газы через отверстия б поступают в зазор 8 и создают тем самым некоторое урав нивание давления внутри камеры 2, что способствует снижению механической нагрузки в этом .районе.Для гашения дуги токов отключения близких к номинальному тОку От- Зр ключения требуется небольшое расхождение контактов 9 и 10, так как выделяется большое количество газов и поэтому достаточно выполнить один боковой канал 4Для гашения малых токов требуется большое расхождение. контактов вследствие того, что выделяется незначительное количество газа и поэтому могут. быть выполнены боковые каналы 15, сечение которых не превышает сечения бокового 40 канала 4.Экспериментальные сравнительные испытания предохранителя на напря жение 35 кВ с номинальным током отключения, 5 кА показали, что время 45 гашения дуги в предлагаемом дугогасительном устройстве при отключении токов 2-5 .кА меньше в 1,5-2 раза по сравнению с прототипом. Кроме того, расход газогенерирующего материала камеры снижается в 1,5-2 раза, что значительно увеличивает коммутационный ресурс предохранителя.Формула изобретения1. Дугогасительное устройство,содержащее камеру с центральным ибоковыми каналами, расположеннымипо длине камеры, установленную визоляционный корпус с зазором, сообщающимся с атмосферой посредствомвыхлопных отверстий в торце корпуса,и плавную вставку длиной 8, о т л ич а ю щ е е с я, тем, что, с цельюповышения коммутационного ресурса,в центральном канале в месте расположения плавкой вставки выполненучасток диаметром (1,5-2,0)й, гдей - диаметр прилегающего к этомуучастку центрального канала, расположенный симметрично относительноплавкой вставки, и длиной равной(1,5-2,0 И, ближайший к выхлопнымотверстиям боковой канал расположен на расстоянии (0,75-1,5)Йот ближайшей к нему границы указанного участка, а на наружной поверхности камеры со стороны этого боковогоканала от его верхнего края и до 1торца. камеры со стороны выхлопныхотверстий выполнена лыска.2 . Устройство по п,1, о т .л, ич а ю щ е е с я тем, что в камере,в зоне плавкой вставки выполненыбоковые отверстия, суммарное сечениекоторых в 3-4 раза меньше сеченияближайшего к ним бокового канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 9 996204,кл. Н 2 В, 1963.2. Патент США 9 3267235,зсл. 337-178, 1962,3. Авторское свидетельство СССР9 514367, кл. Н 01 Н 33/04 1976.4, Авторское. свидетельство СССР9 2978043/24-07, кл. Н 01 Н 33/76,1980..Прохненк акаэ 655И Государделам нзо5, Москва Филиал ППП фПатент, г, Умгород, ул, Проектна/36ВНИИПпо13 303 Тирам 701 Подписноственного комитета СССРбретенийи открытийЖ;35, Раушская наб., д.4/5