Высоковольтный газовый выключатель

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80 1 Н 33/76 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ИЗЯРЕТЕВЦТВЙВВУ И-0 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 3531627/24 706.01.8315.04.84. Бил. В 14(71) Научно-исследовательский, про.ектно-конструкторский и технологический институт высоковольтногоаппаратостроения Ленинградскогопроизводственного объединения "Электроаппарат"(56) 1. Вишневский Ю.И, и др, Сериявоздушных выключателей с металлическими гасительными камерами нанапряжение 110-750 кВ, 2000 А.- В кн.Высоковольтное апларатостроение,Л., "Энергия", 1969, с. 51-66.2. Патент США Ф,4095069,кл. 200/148 В (Н 01 Н 33/56), 1968.(54)(57) 1. ВЫСОКОВОЛЬТНЬК ГАЗОВЫЙВЫКЛЮЧАТЕЛЬ на номинальные токи более 3000 А с металлическими дугогасительными камерами, находящимисяпод высоким напряжением и содержащими электрические вводы, стальнойрезервуар, состоящий иэ элементов -например, цилиндрической обечайки,ч.,з, /щ:, ФЪднищ и горловин для вводов, а такжетоковедущую систему, расположеннуювнутри резервуара между вводами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения затрат и улучшениятехнологии изготовления выключателяло крайней мере один иэ элементов врезервуаре выполнен из стали с магнитной лроницаемостью более1,510 Гн/м и снабжен по крайнеймере одним короткозамкнутым виткомиз материала с высокой электропроводностью, охватывающим отдельный элемент или совокупность элементов пообразующей.2. Выключатель по и. 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что участки короткозамкнутого витка, расположенные на элементе по крайней мерес одной стороны резервуара, снабжены слоем из материала с высокой электропроводностью, нанесенного на поверхность стального элемента.3. Выключатель по пл. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью .улучшения охлаждения короткозамкнутого витка, его участок, расположенный .снаружи камеры, снабжен радиатором.25 4 О Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный газовый выключатель на номинальные токи более 3000 А45 с металлическими дугогасительными камерами, находящимися под высоким напряжением и содержащими электрические вводы, стальной резервуар, состоящий иэ обечайки, днищ и горловин для вводов, а также токоведу" щую систему, расположенную внутри резервуара между вводами. Для снижения отрицательного эффекта дополнительного нагрева стальных резервуаров в качестве материала резервуаров модулей предложено испольэо" вать немагнитную стая или сталь 1 10864Изобретение относится к высоко"вольтному аппаратостроению, а именнок газовым выключателям высокого напряжения переменного тока с металлическими дугогасительными камерами, 5находящимися на высоком потенциале.Известны высоковольтные воздушные и элегазовые выключатели, дугогасительные устройства которых заключены в стальные резервуары, ус 1 Отановленные на опорных изоляторахи находящиеся под высоким напряжением. Резервуары заполнены сжатымгазом, выполняющим функцию дугогасящей и изолирующей среды. Ввод 15токоведущего контура в резервуарыосуществляется при помощи высоковольтных вводов, установленных в горловинах резервуаров. Токоведущаясистема внутри резервуара расположена между вводами. Неоспоримымипреимуществами выключателей указан-ного гипа являются взрывобезопасность и безопасность обслуживания,связанные с воэможностью созданиявыключателей без сравнительно хрупких фарфоровых сосудов со сжатымюзом 1,воздухом) и эффективностьдугогасительных камер, связаннаяс повышенной прочностью камер и ЗОвытекающей отсюда возможностью применения высокого рабочего давлениядугогасящей среды 11.Недостатком указанных выключателей является определенное ограничение в достижении величин номинальных токов 3150 А и более, вызванное дополнительным нагревом дугогасительных камер за счет потерьна гистерезис и вихревые токи встальных .резервуарах,74 2с магнитной проницаемостью менее 1,510 Гн/м, а также наносить на стенки резервуаров покрытие, состоящее из эпоксидной грунтовки и эмали 121Недостатком указанного выключателя является относительно высокая стоимость немагнитной стали и значительное увеличение трудоемкости изготовления резервуаров из немагнитной стали с нанесением на стенки эпоксидной грунтовки и эмали.Цель изобретения - снижение затрат и улучшение технологии изготовления высоковольтного газового выключателя со стальными дугогасительными камерами на номинальные токи более 3000 А.Указанная цель достигается тем, что Ь высоковольтном выключателе, содержащем металлические дугогасительные камеры, находящиеся под высоким напряжением и содержащие электрические вводы, стальной резервуар, состоящий из элементов - обечайки, днищ и горловин для вводов, а также токоведущую систему, расположенную внутри резервуара между вводами, по крайней мере один из элементов в резервуаре выполнен из стали с магнитной проницаемостью более 1,510 Гн/м и снабжен по крайней мере одним короткозамкнутым витком из материала с высокой электропроводностью, охватывающим отдельный элемент или совокупность элементов по образующей.Для улучшения герметизации дугогасительной камеры участки коротко- замкнутого витка, расположенные на элементе по крайней мере с одной стороны резервуара, снабжены слоем из материала с высокой электропроводностью, нанесенного на поверхность стального элемента.С целью улучшения охлаждениякороткозамкнутого нитка его участок,расположенный снаружи камеры, снабжен радиатором,На фиг. 1 показан полюс выключателя, общий вид; на фиг, 2 - дугогасительная камера, разрез; на фиг, 3 -фрагмент дугогасительной камеры,разрез.Полюс выключателя содержит металлическую дугогасительную камеру 1,установленную на опорном изоляторе2. Устройсгва управления камерой474 1086 3расположены в цоколе 3. Камера 1 снабжена короткозамкнутым витком 1,на фиг, 1 видеи только внешний участок витка 4, снабженньй ребрами 5 для лучшего отвода тепла. 5Дугогасительное устройство камеры (фиг. 2) содержит подвижную контактную траверсу б с ножевыми контак. тами 7, неподвижные контакты 8 паль" цевого тина, закрепленные на внут ренних концах вводов 9, сопло 10, дутьевой клапан 11 с пневматическим приводом 2 и фиксирующий механизм 13 траверсы. Токоведущая система ка- меры, расположенная между вводами, 15 состоит из 1 неподвижных контактов .8, подвижных контактов 7 и траверсы 6.Дугогасительное устройство помещено в стальной резервуар, представляющий собой сварную конструкцию, в 20 которую входят следующие элементыф обечайка 14, эллиптические днища 15 и горловины 16 для крепления вводов. Короткозамкнутый виток 17 из материала с высокой электропроводностью 25 охватывает обечайку 14, днища 15 й частично горловины 16. Виток состоит из внутреннего участка 8, наружного участка 4 с ребрами 5 и шпилек 19, проходящих через горловины 16 30 резервуара.При необходимости продления витка 17 для полного охвата горловины 16 на поверхность горловины наносится слой 20 материала с высокой электропроводностью (фиг, 3). В указанном варианте коротко- замкнутый виток состоит иэ наружного участка 4, слоя 20 на горловинах 16 и внутреннего участка 18. 40Короткозамкнутый виток может быть выполнен охватывающим один из элементов резервуара, например обечайку 14, или два элемента, например две горловины 16. 45Во включенном положении выключателя при прохождении переменного то" ка по токоведущей системе камер в элементах стальных резервуаров создается переменный магнитный поток, 50 изменяющийся с той же частотой, что и ток. Стальной резервуар при этом .эквивалентен кольцевому магнитопроводу.Наличие переменного магнитного по тока вызывает дополнительный нагрев элементов резервуара за счет потерь на гистерезис и вихревые токи. Как известно, потери на вихревые токи пропорциональны квадрату величины магнитной индукции в степени 1,6.Величина магнитной индукции зависит от величины магнитной проницаемости материала резервуара и от величины напряженности магнитного поля и, следовательно, от величины номинального тока вшключателя. Поэтому при повышении номинального тока выключателя до 3150 А и более потери на гистереэис и вихревые токи в резервуарах, изготовленных из сравнительно недорогой стали. с магнитной прони-ьцаемостью более 1,5 1 О Гн/м, становятся высокими, и отдельные части дугогасительных камер недопустимо перегреваются.При установке на стальных резервуарах короткозамкнутых витков из материала с высокой электропроводностью (например, меди) величина магнитного потока, а следовательно, и магнитной индукции в элементах резервуараьзначительно снижается, так как в короткозамкнутых витках под действием индуцируемой ЭДС проходит ток, который согласно закону Ленца имеет направление во внутренней шине, про. тивоположное направлению рабочего тока через камеры. Ток, проходящий по короткозамкнутым виткам, создает в элементах резервуара переменный магнитный поток, который направлен встречно магнитному потоку, образованному рабочим током через камеры. Вследствие этого магнитный поток в элементах резервуара в значительной мере снижен, а следовательно, снижены и потери на гистерезис и вихревые токи и нагрев камеры в целом.Потери на нагрев в короткозамкнутых витках при прохождении тока незначительны, так как материал витков обладает высокой электропроводностью. Поэтому влияние нагрева витков на нагрев остальных частей камеры также незначительно. Кроме того для снижения нагрева витков на внешних участках витков устанавливаются радиаторы, способствующие лучшему отводу тепла от короткозамкнутых витковТаким образом, изготовление из магнитной стали резервуаров или отдельных нх элементов с охватывающими эти элементы или их совокупность ко. роткозамкнутыми витками из материа, ла с высокой электропроводностью позволяет снизить затраты и улучщить 1 технологию иэ готовления высоковольтных газовых выключателей на номиналь 3086474 Ьные токи свыше 3000 А по сравнениюс выключателями, резервуары которых выполнены из немагнитной ста1086474 Составюгель В. Попоктор И. Петрова Техред М.Кузьма ятк рректо одписно атент" ектная, 4 фпиал аказ 2259/48 ВНИИПИ Госу по делам 113035, МосТидарственн изобрете ква Ж А аж 683о комитета СССРий и открытийРаушская наб.,%ужгород, ул. П