Высоковольтный газовый выключатель

(57) Изобретение технике. Целью и расширение облас минусовых окружа и увеличение над ный газовый выкл кием в качестве д и изоляционной с серы содержит ду ру 1 на высоком о.заполнен 4 ь 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский, пректно-конструкторский и технологикий институт высоковольтного аппатостроения Производственного объененни "Электроаппарат"(56) Полтев А.И. Конструкция и рачет элегазовых аппаратов высокогонапряжения. Энергия, 1974. относится к элекобретения являеи применения прищих температурахжности. Высоковольтчатель с применеугогасительнойеды шестифтористойогасительную камеотенциале, постояназанным газом, зле1476547 менты прнводных и опорных изоляционных конструкций, изолирующие от земли указанную камеру и приводящие еев действие, привод и шкаф управления на потенциале земли. Выключательснабжен конценсатором 5, расположенным вне дугогасительной камеры 1,соединенным с ней газопроводом иимеющим тепловое сопротивление стенки существенно меньше, чем у дугогасительной камеры 1. Кроме того, выключатель снабжен дополнительнымрезервуаром 7 с подогревателем 8,расположенным на потенциале земли,связанным с дугогасительной камеройгазопроводом 10. Конденсатор 5 такжерасположен на.потенциале земли исвязан в нижней части с нижней часИзобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным газовым выключателям с применением шестифтористой серы (элегаза) в ка,честве дугогасящей среды.Целью изобретения является расширение области применения выключателей при минусовых окружающих температурах и увеличение надежности работы выключателя.На фиг. 1 представлен высоковольтный газовый выключатель, снабженный конденсатором и дополнительным резервуаром с нагревателем; на фиг. 2 - дополнительный резервуар с реле уровня элегаза, на фиг. 3 - конденсатор с конденсатосборником; на фиг. 4 - то же, с дополнительной трубкой малого диаметра.Дугогасительная камера 1, выполненная из изоляционного материала, постоянно заполнена газообразной шестифтористой серой до плотности заполненияЗов ф превышающей на величи ну ву плотность достаточную для обеспечения коммутационной способности у установлена на опорном изоляторе 2, в данном примере также заполненном шестифтористой серой и соединенном по газу с камерой. Опорный изолятор расположен на шкафу 3 управления, внутри которого находится привод, соединенный с дугогаситель 5 10 15 20 25 30 тью указанного резервуара дополнительным трубопроводом 9, обеспечивающим сток конденсата в дополнительный резервуар 7. Кроме того,конденсатор 5 в нижней части снабженконденсатосборником 12, тепловоесопротивление стенки которого неменьше теплового сопротивления стенки дугогасительной камерыКонденсатор снабжен трубкой с сечением,значительно меньшим сечения конденсатора, верхняя часть которой соединена с газопроводом, а нижняя опущена в конденсатор. Дополнительныйрезервуар снабжен реле 11 уровня,которое контролирует наличие конден,сата и управляет подогревателем 8,4 з.п. ф-лы, 4 ил. 2ной камерой тягой 4. Выключательснабжен вынесенным конденсатором 5,тепловое сопротивление стенки которого существенно меньше, чем сопротивление стенки дугогасительной камеры, выполненным, например, с ребрами из меди или алюминия и соединенным в верхней части газопроводом 6с внутренней полостью опорного изолятора или камеры. Выключатель можетбыть также снабжен дополнительнымрезервуаром 7 с подогревателем 8,расположенным в шкафу 3 управленияи соединенным с конденсатором 5 трубопроводом 9, соединяющим нижниечасти дополнительного резервуара 7и конденсатора 5, обеспечивая стокконденсата иэ конденсатора 5 в указанный резервуар 7. В верхней частидополнительный резервуар связан свнутренней полостью опорного изолятора или камеры газопроводом 10Дополнительный резервуар 7(фиг, 2) снабжен реле 11 уровня жидкого элегаза, которое контролируетналичие конденсата и управляет работой подогревателя 8,На фиг, 3 представлен конденсатор, в нижней части снабженный конденсатосборником 12, тепловое сопротивление стенки которого не меньшетеплового сопротивления стенки дугогасительной камеры 1.На фиг. 4 представлен конденсатор, снабженный трубкой 13 с сечением, значительно меньшим сечения конденсатора, верхняя часть трубки5 соединена с газопроводом 6, а нижняя опущена в конденсатор.Выключатель работает следующим образом.При понижении окружающей температуры за счет существенно меньшего теплового сопротивления стенки конденсатора газ во внутренней его полости охлаждается значительно быстрее, чем в дугогасительной камере ,и опорном изоляторе.Если конденсатор выполнен, например из тонкой меди, то его тепловое сопротивление на три порядка меньше теплового сопротивления изоляторов камеры и опорного. При температуре в конденсаторе ниже точки сжижения при плотности рв нем начнется сжижение элегаза, которое будет сопровождаться падением давления и втя гиванием в конденсатор газа из внутренней полости выключателя, в то время как газ будет находиться еще при более высоких температуре и давлении, Таким образом, при понижении температуры до заданной, исходя из сжижения при плотности коммутации р весь избыток элегаза, запасенный на утечки, окажется в жидкой фазе в конденсаторе и затем в дополнительном резервуаре, а газ в выклю 35 чателе будет иметь плотность р причем конденсация внутри дугогасительной камеры и опорного изолятора не будет иметь места.При повышении окружающей температуры конденсатор нагревается быстрее, чем дугогасительная камера, поэтому элегаз в жидкой фазе начинает испаряться, его давление в конденсаторе 45 повышается и через трубопровод 6 пары элегаза поступают обратно во внутреннюю полость изолятора 2 или камеры 1.При большой скорости испарения конденсата газ з дугогасительной камере 1 не успевает прогреться, а давление элегаза растет, в этом случае начинается конденсация в дугогасительной камере, что недопустимо.Для предупреждения этого необходи 55 мо замедлить процесс испарения жидкого элегаза в конденсаторе. что может быть достигнуто различными способами. Например, конденсатор можетбыть снабжен конденсатосборником 12.В этом случае конденсация элегазапроисходит в верхней части конденсатора с малым сопротивлением стенки,Стекая, конденсат собирается в конденсатосборнике, тепловое сопротивление стенки которого велико, и испарение происходит медленно. Скорость испарения можно регулироватьтаким образом, чтобы газ в дугогаси,тельной камере успел прогреться так,что при новых значениях температурыи давления конденсации в камере непроизойдет.Процесс испарения конденсата вконденсаторе может быть также замедлен с помощью трубки 13. В этом случае конденсация происходит по всемуобъему конденсатора, а испарение приповышении окружающей температуры замедляется благодаря малому сечениютрубки, Испарение в замкнутом объемеконденсатора 5 затрудненоиз-за повышения давления в нем, а выход газаиз этого объема будет затруднен жидкостным затвором.Таким образом, при снижении окружающей температуры до значения Т,при которой плотность газовой фазыобеспечивает полную коммутационнуюспособность, избыток элегаза, запасенный в выключателе на компенсациюутечки, находится в конденсаторе илив дополнительном резервуаре в количестве, равномзйп .Рол ) 1угде Я , - плотность заполнения;р - плотность, при которойобеспечивается полнаякоммутационная способность;.Ч - объем внутренних полосьтей выключателя.При наличии утечек в выключателев этот период давление в нем и в конденсаторе начинает снижаться, соответствующая часть жидкого элегазапереходит в газообразное состояниеи пополняет потерю элегаза,При наличии в выключателе дополнительного резервуара 7 с подогревателем 8 процесс при начале сжиженияэлегаза в конденсаторе 5 имеет круговой характер. Жидкий элегаз изконденсатора 5 перетекает по трубопроводу 9 в резервуар 7, при включенном подогревателе начинает ис ларять35 Формула изобретения 1. Высоковольтный газовый выключа 4 р тель сприменением в качестве дугогасящей и изоляционной среды шестифтористой серы, содержащий дугогасительную камеру на высоком потенциале, постоянно заполненную указанным газом, элементы приводных и опорных изоляционных конструкций, изолирующие от земли указанную камеру и приводя 5 14765ся и через газопровод 10 поступатьв изолятор, нагревая находящийся тамгаз.Реле 11 включает подогрев при по 5явлении конденсата и выключает - приего отсутствии,Преимущество данного решения посравнению с аналогами заключается вследующем. 1 РРасширяется зона отрицательныхтемператур, при которых обеспечивается полная отключающая способностьвыключателя без изменения конструкциидугогасительной камеры и повышениядавления газа, что неизбежно при применении смеси элегаза с азотом.По сравнению с прототипом даннаякруговая система более устойчива инадежна, предупреждает конденсациюэлегаза в дугогасительной камере иизоляционных трубках. Таким образом,обеспечивается более высокий уровеньизоляции выключателя, а также коррозионная стойкость системы. 25Полезный народнохозяйственный эффект от внедрения данного предложения обеспечивается расширением зоныиспользования выключателя; надежностью егоработы при сохранении отключающей способности, кроме того,упрощается и удешевляется газотехнология по сравнению с использованиемсмесей элегаза с другими газами, аследовательно, упрощается эксплуатация. 47 6щие ее в действие, привод и шкаф управления на потенциале земли, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения при минусовых окружающих температурах и увеличения надежности, он снабжен конденсатором, расположенным вне дугогасительной камеры, соединенным с ней газопроводом, имеющим тепловое сопротивление стенки, существенно меньшее, чем у дугогасительной камеры.2, Выключатель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью дальнейшего расширения области применения при минусовых температурах окружающего воздуха, выключатель снабжен дополнительным резервуаром с подогревателем, расположенным на потенциале земли, связанным с дугогасительной камерой, газопроводом, конденсатор также расположен на потенциале земли и связан в нижней части с нижней частью указанного резервуара дополнительным трубопроводом, обеспечивающим сток конденсата из конденсатора в дополнительный резервуар.3. Выключатель па п1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что конденсатор в нижней части снабжен конденсатосборником, тепловое сопротивление стенки которого не меньше теплового сопротивления стенки дугогасительной камеры.4, Выключатель по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что конденсатор снабжен трубкой с сечением, зна,фчительно меньшим сечения конденсатора, верхняя часть которой. соединена с газопроводом, а нижняя опущена в конденсатор.5. Выключатель по п2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дополнительный резервуар снабжен реле уровня, которое контролирует наличие кон денсата и управляет подогревателем,,2 иг. Составитель В.Поповдактор А.Маковская Техред А. Кравчук ректор О. Кравцова Тираж б Заказ сударственного комитета по нз 113035, Москва,. Ж,роизводственно-издательский комб 96 Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССР аушская наб., д. 4/5 Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,01