Быстродействующий автодутьевой выключатель

Ъ ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам изобретений и открытийИзобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано в электроэнергетике для отключения токов высокого напряжения.Известен быстродействующий выключатель с газовым дутьем, содержащий индукционно-динамический привод с индуктором, выполненным в виде плоской многовитковой катушки, якорем из хорошо проводящего материала, жестко соединенным с полым под. вижным контактом выключателя, неподвижный контакт, пневматическую систему для 10 передачи газа под давлением с земли через полый подвижный контакт в дугогасительную камеру выключателя для обдува электрической дуги 11.Недостатком известного выключателя15 является сложность конструкции, обусловленная наличием индукционнно-динамической системы для разведения контактов и пневматической системы для осуществления обдува и гашения дуги.Известен электрический выключатель, 2 о содержащий дугогасительную камеру с жидким диэлектриком,устройство для поддержания жидкого диэлектрика под давлением, выполненное в виде резервуара, содержаще 2го подушку сжатого газа, неподвижный контакт, включающее устройство, подвижный контакт, механически соединенный с поршнем и связанный через жидкий диэлектрик с устройством для поддержания жидкого диэлектрика под давлением, Подвижный контакт выполнен полым и сообщается полостью с камерой, заполненной жидким диэлектриком, для обеспечения продольного дутья при отключении 2).Недостатком этого выключателя является сложность конструкции.Известен также автодутьевой выключатель с гидроприводом, содержащий неподвижный и подвижный контакты, главный цилиндр привода, поршень которого жестко связан со сквозным штоком, соединенным с одной стороны с основным приводом, а с другой стороны - с подвижным контактом выключателя, вспомогательный индукционнодинамический привод с индуктором и якорем, соединенным посредством штока с поршнем, размещенным в рабочем цилиндре, Над- и подпоршневая полости главного цилиндра соединены обходным каналом, имеющим электромагнитный клапан, Над- и подпоршневая полости рабочего цилиндра соедииены с соответствующими полостями главного цилиндра. Подвижный контакт выключателя жестко связан с полым цилиндром, при перемещении которого относительно находящегося внутри цилиндра неподвижного поршня происходит сжатие газа и организуется обдув дуги 3.Недостатком этого выключателя является сложность конструкции, обусловленная наличием основного и вспомогательного индукционно-динамического привода и специального устройства для обдува и гашения дуги, а также низкий КПД привода в результате ускорения жидкости большой массы и тормозящего действия на подвижный контакт со стороны сжимаемого для осуществления обдува дуги газа.Цель изобретения - упрощение конструкции выключателя, увеличение КПД и расширение функциональных возможностей привода.Поставленная цель достигается тем, чтов быстродействующем автодутьевом выключателе, содержащем дугогасительную камеру, основной цилиндр, заполненный диэлектриком, рабочий цилиндр, выполненный с диаметром, меньшим, чем у основного, подвижный и неподвижные контакты, индукционно-динамический привод, включающий индуктор и якорь, выполненный в виде диска из хорошо проводящего материала, токо- съем и управляемую защелку, дугогасительная камера, заполненная диэлектрической жидкостью, и рабочий цилиндр выполнены из прочного диэлектрика и расположены в изоляционном корпусе, неподвижный контакт выполнен в виде диска с отверстием в центре и расположен между основным цилиндром, в котором расположен якорь привода, и дугогасительной камерой, нижняя часть подвижного контакта выполнена в виде тарелки, плотно прилегающей к неподвижному контакту и перекрывающей его отверстие, а на средней части жестко закреплен поршень, плотно прилегающий к внутренней боковой поверхности рабочего цилиндра.Якорь индукционно-динамического привода снабжен обратными клапанами-для удаления жидкого диэлектрика из зазора между якорем и индуктором.г Верхняя часть рабочего цилиндра с целью достижения плавного торможения подвижного контакта в конце хода и выпуска газо-паровой смеси из дугогасительной камеры выполнена с сечением, большим, чем сечение поршня, с помощью, например, вертикально расположенных канавок.На фиг. 1 схематически представлен выключатель во включенном положении, общий вид; на фиг. 2 - конструкция якоря индук" ционно-динамического привода.Выключательсодержит неподвижный контакт 1, выполненный в виде диска с отверстием в центре, подвижный контакт 2, нижняя часть которого выполнена в виде тарелки 3, плотно прилегающей к неподвижному контакту 1, а на средней части закреплен поршень 4, дугогасительную камеру 5 и рабочий цилиндр 6, заполненные жидким диэлектриком, стенки которых выполнены из прочного диэлектрика, например на стекло- эпоксидной основе, расположенные в изоляционном корпусе 7, основной цилиндр 8, выполненный из металла, например стали, с внутренним диаметром, большим, чем у рабочего, индукционно-динамический привод с 10 плоским многовитковым индуктором 9 и якорем 10, выполненным в форме диска из легкого, хорошо проводящего материала и расположенным в основном цилиндре 8, токо- съем 11, управляемую, например, электромагнитную защелку 12, возвратные пружины 13 и 14. В стенках верхней части рабочего цилиндра 6 имеются расположенные вертикально канавки 15. Верхний конец подвижного контакта 2 имеет грибовидную коническую головку 16, Якорь 10 индукционно-ди намического привода (фиг. 2) имеет расположенные по окружности обратные клапаны 17.ФПри разряде накопителя энергии на индуктор 9 генерируется сильное импульсное Ы магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи в якоре 10. В результате взаимодействия токов якоря и магнитного поля индуктора якорь 10 начинает ускоряться, сжимая возвратную пружину 13 (фиг. 1). Давление со стороны якоря 1 О передается через несжимаемую среду жидкого диэлектрика, заполняющего полость основного цилиндра 8, на нижнюю поверхность тарелки 3 подвижного контакта 2, В момент времени, когда величина ускоряющей силы превышает величину сил сопротивления, действующих со стороны подвижного контакта 2, подвижный контакт начинает перемещаться, разрывая отключаемую цепь. Между наружной боковой поверхностью тарелки 3 подвижного контакта и стенкой отверстия неподвижного 44 контакта 1 образуется быстро увеличивающийся кольцевой зазор, через который протекает с большой скоростью жидкий диэлектрик, вытесняемый якорем 10 из полости основного цилиндра 8 в дугогасительную камеру 5. В образовавшемся зазоре зажигается электрическая дуга и образуется газо-паровая смесь за счет испарения и разложения жидкости диэлектрика. Интенсивное охлаждение газо-паровой смеси высокоскоростным потоком жидкого диэлектрика сущест венно улучшает условия гашения дуги и, следовательно, уменьшает время ее горения.Давление жидкости, поступающей из основного цилиндра 8 в дугогасительную камеру 5, передается на поршень 4, жестко закреплен- Иный на средней части подвижного контакта 2 и расположенный в рабочем цилиндре 6, обеспечивая дальнейшее перемещение подвижного контакта. Рабочий цилиндр 6 выполнен таким образом, что его внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра основного цилиндра 8. Это позволяет при небольшом ходе якоря 10 иметь сравнительно большой ход поршня 4, а следовательно, и подвижного контакта 2. Когда в процессе перемещения подвижного контакта 2 нижняя поверхность поршня 4 достигает канавок 15, вертикально расположенных в верхней части рабочего цилиндра 6, происходит выпуск из дугогасительной камеры газо-паровой смеси, а истечение через эти канавки жидкости приводит к сбросу давления в подпоршневой полости рабочего цилиндра и плавному торможению подвижного контакта. В разомкнутом положении подвижный контакт 2 фиксируется защелкой 12 с помощью расположенной в его верхней части грибовидной головки 16. Возвращение в исходное положение подвижного контакта 2 производится с помощью пружины 14 при срабатывании электромагнитной защелки 12, освобождающей головку 16, а якоря 10 - с помощью пружины 13. Для обеспечения эффективного срабатывания индукционно-динамического привода при следующей операции отключения выключателя необходимо удалить из зазора между якорем 10 и индуктором 9 жидкий диэлектрик, небольшое количество которого может попасть в указанный зазор при перемещении якоря, С этой целью якорь 10 (фиг. 2) снабжен обратным клапаном 17,Использование предлагаемого выключателя в электроэнергетике для отключения токов высокого напряжения позволяет упростить конструкцию, увеличить функциональные возможности индукционно-динамического привода в результате использования приводимого им в движение потока жидкого диэлектрика не только для перемещения подвижного контакта выключателя, но также для гашения дуги, повысить КПД привода вследствие перемещения жидкости небольшой массы и отсутствия тормозящего действия со стороны гасящей среды,Формула изобретения1. Быстродействующий автодутьевой выключатель, содержащий дугогасительную камеру, основной цилиндр, заполненный диэлектриком, рабочий цилиндр, выполненный с диаметром, меньшим, чем у основного, подвижный и неподвижный контакты, индукционно-динамический привод, включающий индуктор и якорь, выполненный в виде диска из хорошо проводящего материала, токо- съем и управляемую защелку, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции выключателя, увеличения КПД и расширения функциональных возможностей приво да, дугогасительная камера и рабочий цилиндр выполнены из прочного диэлектрика и расположены в изоляционном корпусе, неподвижный контакт выполнен в виде диска с отверстием в центре и расположен. между основным цилиндром, в котором расположен якорь привода, и дугогасительной камерой, нижняя часть подвижного контакта выполнена в виде тарелки, которая плотно прилегает к неподвижному контакту и перекрывает его отверстие, а на средней части жестко 20 закреплен дополнительно введенный поршень, который плотно прилегает к внутренней боковой поверхности рабочего цилиндра.2. Выключатель по п. 1, отличающийся 21тем что якорь снабжен обратными клапа - нами.3. Выключатель по п, 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью достижения плавного торможения подвижного контакта в конце ЗО хода и выпуска газо-паровой смеси из дугогасительной камеры, верхняя часть рабочего цилиндра выполнена с сечением, большим, чем сечение поршня.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии39-8917, кл. 59 А 1,опублик. 29.06.64,2. Патент Франции516359,кл. Н 01 Н 33/68, опублик. 15.04.67. 3. Патент Японии49-31710,кл, 39 А 1, 32.3, опублик, 23.08.74.Редактор С. ЛыжоваЗаказ 4373/14ЦНИИпо113035,филиал ПП Составитель В. ПоповаТехред К. Шуфрич Корректор В. СиниТираж 844 ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4