Патрон высоковольтного предохранителя

(5 К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ укторское овольтной да высоко.И.Три аппараты,687 - 691,СССР(Л ЧГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ ПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное проектно-констри технологическое бюро по высокаппаратуре Великолукского завовольтной аппаратуры(56) Бабиков М.А, Электрическиеч,3, М.: Госэнергоиэдат, 1963, срис,7 - 22, 7 - 24;Авторское свидетельство1120424, кл. Н 01 Н 8542, 1982,Авторское свидетельство1503594, кл. Н 01 Н 33/76, 1987. Изобретение относится к электротехнике, а именно к патронам, которые могут быть использованы в высоковольтных предохранителях.Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения.На фиг,1 показан патрон предохранителя; на фиг.2 - то же, нижняя часть.Патрон представляет собой механически прочную трубку 1, выполненную из твердого материала, армированную с внутренней стороны слоем дугостойкого изоляционного материала 2 (например, фторопласта). Один конец трубки 1 закрыт металлическим контактным колпачком 3 с донышком 4. Второй конец трубки 1 сочленен с корпусом выхлопного отсека 5, имеющим выхлопное отверстие 6, На днище выхлопного отсека с наружной его стороны(57) Изобреке. Цельюние надежпримененикорпус 5, вную изоляхлопного овкладыш 114, направ15, гибкие тчаги 18,1923, задающбоек 31, вн Н ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРЕЕЛЯтение относится к электротехниизобретения является повыше- ности и расширение области я, Патрон содержит трубку 1, нутреннюю полость 8, отделенционной перегородкой 9 от вытсека. 17, внешний контакт 7, О, заглушку 11, плавкую вставку ляющие токоведущие пластины оковедущие проводники 16, рышарниром 20, -образный рычаг ую пружину 25, перегородку 30, утренний ударник 32, 2 ил,эксцентрично строго под выхлопным отверстием укреплен внешний контакт 7. Внутренняя полость 8 патрона отделена от выхлопного отсека 5 изоляционной перегородкой 9. В центре этой перегородки предусмотрен вкладыш 10 иэ дугостойкого изоляционного материала (например, фторопласта) с соплом в центральной его части, При нормальной работе сети сопло закрыто заглушкой 11. На заглушке 11 и на донышке 4 установлены контактодержатели 12 и 13 с плавкой вставкой 14. Металлический корпус 5 выхлопного отсека в месте установки перегородки 9 переходит в тонкостенную трубку, Сочленение колпачка 3 и трубки с изоляционной трубкой 1 обеспечивается либо опрессовкой, либо с помощью изоляционных стержней, К заглушите 11 с нижней стороны прикреплены направляющие токоведущие пластины 15, к концам д р- в емя от момента перегораниякоторых приварены ги киебкие токоведущие плавкой вставки до момента срабатыванияпроводники 16, Элементы 15 и 16 находятся предохранителя, с,во внутренней полости выхлопыхлопного отсека Практически вся энергия И расходуется17 корпуса 5. это же и лр 5. В й о ости размещен 5 на нагревание элегаза, Вследствие нагрепо, состоящий из рычагов и18 19 связан- вания дугой элегаза давление Р в камере20 Р чаг 19 с сжатия 8 будет повышаться, Повышениеных между собой шарниром, ычаго ьюпомощью шарнире связан21 с малым пле- давления ЬР можно вычислить с помощьчом :образного рычага 23, рычаг 18 с по- следующего выражения:мощью шарнира 22 - с заглушкой 11. 10 Р Р) Э/Большее плечо :образного рычага 23 принормальной работе сети входит в зэцепле- где Рн - давление в камере сжатияние с захватом 24, который связан с задаю- выходном отсеке) перед возникновениемщей пружиной 25 и опирается на упор 26, дуги, Па;:образный рычаг 23 может поворачиваться 15 Рср - давление в камере сжатия в момент срабатывания предохранителя, Па;на шарнире 27.оКроме того, во внутренне полей полости вы- К=1,08- показатель адиабатыдля элегаза,хлопного отсека 17 размещено седло, состо- Ч- объем камеры сжатия, м,Р( РР )ящее из крышки 28 и стоек 29, На крышке Повышенное давление ЬР(Рн Р срка 30 20 в камере сжатия вызывает появление силы28 укреплена перегородказагл шк 11 и стремящейК равляющих токоведущих Р, действующей на заглушку реоднои из нап впной отсек 17. Силапластин 15 прикреплен боек 31 в аиде пло- ся выдавить ее в выхлопской площадки. Черездонышко выхлопного Р равна произведению избыточного давлеотсека пропущен внутренни й стержневой ния ЬР= Р- Рн н а площадь эаглуш киударник 32, который при нормальной рабо. 25- г н 2 где с - диаметр заглушки),те сети удерживае с дживается в заданном положеВыдавливанию заглушки 11 в аь 1 хлоп-нии фиксирующей пружиной 33.м льной аботе сети, в которой ной отсек 17 препятствует упор, состоящийПри нормальнои ра оте с т,из ычагов 18 и 19. Рычаг 19 выполнен из80патроне предохранитранителя следующий: кол пластины, свернутой под углом 13 онышко 4, контактодержатель 13, В промежуток между щ реками ычага 19пачок, донышкотинчатый ычаг 18. Шарнир 20,нап равляющие токоведущие пластины 15, входит плас ргибкие токоведущие проводники 16, доны ш- связывающии рычаги, щ р18 и 19, сме ен вп авыхлопного отсека 5, внешний контакт во по отношению к прямой, соединяющейП и возникновении в защищаемой сети переместить шарнир 20 щ д р20 е е алее вп аво,аварии ток резко возрастает, плэвкая встав- Но пос у ури воэникновенН поскольк казанный шарнир смещенка 14 перегорает и возникает электрическая вниз по отношению к верхней кромке рычага, по которой продолжает протекать ава- га 19 и рычаг 18 упирается в край рычага 19,40 они и обеспечивают жесткость устройства,рийный ток.В предлагаемом патроне предохрани- состоящего из рыычагов 18 и 19 и являющетеля использована преобразованная идея гося упором для заглушки 11,гашения дуги в потоке элегаза, возникшемвследствие теплового его расшивс д ас цирения под шарнира 21 связан с малым плечом -образ 45 ного рычага 23. Большое плечо :образногодействием дуги.Патрон работает следующим образом, рычага 23 при нормальнои работ е сети вхо. При возникновении в защищащищаемой сети дит в зацепление с захватом 24, Задающаязко возрастает, плавкая встав- пружина 25 создает на большем конце рыаварии ток резко возли Г., Ст пово ота захвата 24ка пер г14 е орает и возникает электрическая чага 23 усилие р, ротв а аетдуга, по которои продолжолжает протекать ава против часовои стрелки пред р щлняет ве нкийный ток, При горении дуги в ней выделя- упор 26. Заглушка 11 выполняет д фурийный ток, ри гореции; закрывает сопло а подготовительныйется тепловая энергия;период, когда происходит набор давления,Мд Од 1 дйнеобходимого для последующего гашенияо55 дуги, а также является воспринимающимгде Од- падение напряжения в стволе дуги, органом датчикадавления, обеспечивающеВ;го срабатывание предохранителя лишь тог 1 д- ток дуги, А; да, когда давление в камере 8 сжатиядостигнет значения Рср, при котором обеспечивается надежное гашение дуги,Как только давление Р в камере сжатиедостигнет значения Рср, усилие, воспринимаемое заглушкой, станет равнымРср= (Рср-Рн)Я= ЬРср 5,Усилие Рср, переданное упором(рычаги 518 и 19) на больший конец :образного рычага 23, преодолевает усилие Рпр, создаваемое задающей пружиной 25, и рычаг.23выходит из зацепления с захватом 24. Изменяя натяг задающей пружины 25, можно 10регулировать Рр, а следовательно, и РсрНеобходимое значение Рр зависит от величины тока короткого замыкания и классанапряжения, на которое рассчитан предохранитель.-образный рычаг 23 также .15выполняет две функции: связывает воспринимающий орган датчика давления (заглушку 11) с задающей пружиной 25, натягкоторой определяет давление срабатывания Рср предохранителя, является устройетвом для перевода упора (рычаги 18,19) изжесткого положения в нежесткое и тем самым обеспечивает срабатывание предохранителя,Момент начала перехода упора из жесткого положения в нежесткое наступает после освобождения Е-образного рычага 23 отзацепления с захватом 24 и поворота вокругшарнира 27 рычага 23 против часовойстрелки до соприкосновения с рычагом 19. 30При этом упор (рычаги 18,19) и 3 глушка 11опускаются на некоторое расстояние (несколько меньшее, чем расстояние междуцентрами шарниров 27 и 21), Однако соплопо-прежнему останется закрытым заглушкой 11.Под действием силы Рср в шарнире 20;соединяющем рычаги 18 и 19, появляетсясилаР= Рр д а, 40удерживающая упор в жестком положении.В этом выражении а- угол между осью верхнего рычага 19 упора и прямой, соединяющей центры верхнего 22 и нижнего 21шарниров упора. 45Под действием силы Рр, переданнойупором 18,19 нэ шарнир 21, боек, установленный на конце длинного плеча рычага 23,создает на шарнире, соединяющем рычаги 18 и19, усилие, Рср, стремящееся перевести рычаги 18 и 19 из жесткого состояния в нежесткое,Усилие Рр определяется из равенстваРср., а =Рргде а - расстояние между центрами.шарниров 27 и 21; 1-рассояние от центра шарнира 55до бойка на рычаге 23,Из последнего выражения следуетаРр=Рср,Упор 18,19 переходит из жесткого положения в нежесткое только тогда, когда силаРр становится несколько больше (по крайней мере на величину сил трения) силы Ру.Таким образом, условие перехода упора изжесткого положения в нежесткое определяется выражением -1 да,аКак только шарнир 20, соединяющийрычаги 18,19, переместится левее прямой,соединяющей шарниры 22 и 21, рычаги 18 и19 складываются и система переходит в положение, при котором происходит процессгашения дуги,После выхода из сопла заглушка 11станет опускаться. Ее движение направляется направляющими токоведущими пластинами 15, исключающими перекосы инеправильную посадку на седло, состоящееиз крышки 28 и стоек 29, На крышке укреплена перегородка 30 иэ дугостойкого изоляционного материала, Седло состоит из двухчастей: одна часть, показанная на фиг,2,расположена за плоскостью чертежа, другая- над плоскостью чертежа. В промежуткемежду этими частями свободно размещаются и перемещаются детали 18,.19 и 23 патрона предохранителя. ц перегородке 30 дляэтой цели предусмотрена щель. Сама пере- .городка 30 предназначена для защиты отразрушающего воздействия раскаленныхдугой газов на детали патрона, находящиеся в выхлопном отсеке (под перегородкой).С целью повышения надежности работы в патроне предусмотрены направляющие токоведущие пластины 15, которыечерез отверстия (по форме пластин) пропущены через перегородку 30. Под перегородкой 30 к пластинам 15 прикреплены гибкиесвязи 1 б. В устройстве-прототипе гибкаясвязь крепится непосредственно к заглушке11, поэтому при транспортировке (толчках,сотрясениях) гибкая связь может попасть впромежуток между заглушкой и седлом инарушить нормальную работу патрона пригашении дуги, В предлагаемой конструкцииэтот недостаток исключен,Повышению надежности служит и сменный вкладыш 10. После нескольких срабатываний сопло несколько выгорает ихарактеристики срабатывания патрона изменяются. При наличии сменного вкладышапатрон не выбрасывают, а заменяют тольковкладыш, Чтобы обеспечить замену вкладыша, выработавшего свой ресурс, на новыйнеобходимо использовать сочленение элементов патрона методом сжатия с помощьюизоляционных стержней.Ударник используется и для подачи команды на срабатывание аппарата, отделяющего (после срабатывания предохранителя) поврежденный участок цепи от питающей сети (разъединитель или выключатель нагрузки),и для приведения в действие указателя о срабатывании предохранителя.К одной из направляющих токоведущих пластин 15 прикреплен боек 31 в виде плоской площадки. Когда после выхода из сопла заглушка 11 опускается, вместе с ней опускается и пластина 15 с бойком 31, который и приводит его в движение, До начала движения внутренний стержневой ударник 32 удерживается в заданном положении фиксирующей пружиной 33, которая западает в кольцевую канавку с пологими краями, выполненную в стержневом держателе 32.Движение и усилие внутреннего стержневого ударника 32 передается на внешний ударник, который либо подает команду на срабатывание, например, выключателя нагрузки, либо для приведения в действие указателя, либо для осуществления того и другого,Предлагаемый патрон может быть использован в предохранителе, содержащем и патронов и механизм для замены сработавшего патрона резервным, а также в предохранителях однократного действия (с одним патроном), например в цепях трансформаторов напряжения и дрПрименение предлагаемого патрона позволяет сократить эксплуатационные расходы вследствие того, что отпадает необходимость периодической замены плавких вставок. Формула изобретения Патрон высоковольтного предохранителя, содержащий трубчатый изоляционный 5 корпус с контактным колпачком, камеройсжатия, в которой расположена плавкая вставка, выхлопной отсек с выхлопным отверстием, сообщающийся с внешним герметичным объемом, перегородку, отделяющую 10 камеру сжатия от выхлопного отсека, сопла,заглушку для сопла, упор, механизм для перевода упора из жесткого положения в нежесткое, задающую пружину, 1:образный рычаг, длинное плечо которого выполнено в 15 виде вилки, гибкие токоведущие проводники, одними концами соединенные с днищем выхлопного отсека, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, он снабжен 20 вкладышем, перегородкой выхлопного отсека, направляющими токоведущими пластинами, внутренним ударником с фиксирующей пружиной, бойком и внешним контактом, вкладыш выполнен из дугостойкого изоля ционного материала и в нем расположеносопло, перегородка выхлопного отсека раз-.мещена между перегородкой, отделяющей камеру сжатия от. выхлопного отсека, и днищем выхлопного отсека, направляю щие токоведущие пластины укреплены назаглушке для сопла, внутренний ударник размещен на днище выхлопного отсека, боек расположен на одной из направляющих токоведущих пластин, гибкие токоведущие 35 проводники другими концами соединены снижними концами направляющих токоведу-, щих пластин, а внешний контакт расположен эксцентрично относительно продольной оси патрона и установлен на днище выхлоп ного отсека под выхлопным отверстием.1716575 Составитель В,Коносовектор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова . город, ул. Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент аказ 616 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5