Газовый выключатель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СокетскихСоциалистическихРеспублик в 966774(23) Гооудорствкинмй коиитет СССР ао долам изобретений и открытийЯата опубликования описания 15.10,82 В, П, Курицын, К. А, Поздняков, А. М, Бронштейн, Ю, И, Вишневский(54) ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕ п среду с оболоч. алия контакго хода Изобретение относится к газовым, в частности, злегазовым выключателям высокогонапряжения с автокомпрессионным дугогасящим устройством,Известен газовый выключатель, у которогоконтактная система выполнена к киде двухсоллообразных контактов, один иэ которыхжестко соединен, с крышкой подвижного цилиндра вблизи,изоляционного сопла. Внутрицилиндра вокруг соплообразного контакта размещен неподвижный поршень, установленныйна стоиках, Тяга управления присоединенак подвижному цилиндру сбоку. Гашение дугиосуществляется потоком газа, сжимаемого вподвижном цилиндре, через соплообраэные контакты и изоляционное сопло 11.Недостатком такого выключателя являетсято, что истечение газа через соплообраэныйконтакт, расположенныи внутри цилиндра,происходит в окружающую цилиндрдавлением, равным давлению газакке, Поскольку к моменту размыкток давление в цилиндре иэ-за мало однимается незначительно, то такое дутьеявляется малоэффективным, что огранИчиваетотключающую способность выключателя.Известна также конструкция дугогасительной камеры газоиаполненного выключателя, 5содержащая подвижный и неподвижный контакты и дутьевое устройство, расположенное во.круг подвижного контакта соосно с ним.Дутьевое устройство состоит из двух соосных цилиндров, жестко соединенных с одного торца общим днищем, к которому так.ще прикреплен подвижный контакт, а с другого торца цилиндры снабжены раэделышмикрьпаками с изоляционными соплами. Поршень установлен иа стойках, которые проходят сквозь упомянутое общее днище. Га.шение дуги осуществляется двухстороннимпотоком сжатого газа, вытесняемого из объемамежду двумя цилиндрами и поршнем. Один кэ;,потокок дугогасящей среды, проходящий черезизоляционное сопло внутреннего цилтпщра,обдувает подвижный контакт и проходитдальше через кольцевой зазор между этим96677 контактом и внутренним цилиндром и затем через отверстия в упомянутом общем днище .в пространство, окружающее камеру 12).Однако такой дутьевой тракт обладает высоким аэродинамическим сопротивлением, 5 а дутье является малоэффективным.Кроме того, внутренний цилиндр, вместе с упомянутым кольцевым зазором занимает: значительную часть полезного объема сжатия, что приводит к быстрому спаду давления по О сле открытия сопла. Все это ухудшает дуго. гасительные характеристики устройства. или требует увеличения его размеров и массы.Наиболее бчиэким техническим решением к предлагаемому является газовый выклю чатель, в котором внутри подвижного цилиндра, закрытого с одной стороны крышкой с установленными на ней подвижным полым контактом и изоляционным соплом а с другой - днищем с уплотняющей манжетой, раз мешен неподвижный поршень, установленный на центральной трубчатой ножке, Внутри труб. чатой ножки поршня проходит трубчатый шток служащий для управления подвижным контак. том и цилиндром, а также каналом дутья э 5 через подвижный контакт, При отключении выключателя паэ, сжимаемый над поршнем, проходит через подвижный контакт, трубчатый шток, отверстия в его боковой стенке, . кольцевой зазор между штоком и трубчатой ножкой поршня, через отверстия в трубчатой ножке поршня и попадает в пространство под поршнем, где газ к этому моменту находится в разреженном состоянии. Между зонами сжатия газа над поршнем и разрежения газа под поршнем достигается высокий , перепад давления, благоприятно сказывающийся на истечение газа через подвижный кон. такт 33.К недостаткам конструкции следует от 40 нести сложность конфигурации канала истечения газа через подвижный контакт, т.е. наличие многократного изменения направления потока за счет множества отверстий и перемычек в стенках штока и трубчатой ножке порш.45 ня, что создает дополнительное аэродинамическое сопротивление на пути потока газа, чем ограничивается отключающая способность.Цель изобретения - повышение отключающей способности, упрощение конструкции и уменьшение габаритов выключателя.Для,достижения поставленной цели в газовом выключателе с автокомпрессионным дугогасящим устройством, содержащим подвиж. ный цилиндр, управляемый штангой и закрытый с обоих торцов крышками, к одной 55 из которых прикреплен трубчатый контакт, а через вторую проходит опора неподвижного поршня, внутри указанного подвижного ци 4 4линдра между торцом трубчатого контактаи второй крышкой имеется зазор, а штангауправления присоединена непосредственноко второй крышке. В зазоре напротив торцатрубчатого контакта на второй крышке подвижного цилющра имеется рассекатель газо.вого потока.Для быстрого наполнения газом объемавнутри подвижного цилиндра над поршнем,по крайней мере, одна ножка неподвижногопоршня выполнена полбй, открыта с однойстороны в пространство, окружающее дугогасящее устройство, а с другой имеет обратныйклапан, открывающийся внутрь полости подвижного цилиндраДля обеспечения синхронного дутья черезконтакты выключателя на неподвижном поршне установлен трубчатый уплотняющий элемент,.охватывающий трубчатый контакт и имеющийвозможность перемещаться вдоль его оси.На фиг, 1 показан. данный выключателыв отключенном положении; на фиг, 2 - вариант исполнения выключателя с клапаном на:.трубчатом контакте и скользящими контактами на стойках неподвижного поршня вположении включено (без главных контактов).Автокомпрессионноедугогасящее устройстворазмещено в герметизированной оболочке 1,заполненной газом, например элегазом (БЕ 6)с избыточным давлением, и состоит из неподвижных главного 2 и дугогасительного 3 кон.тактов, подвижного цилиндра 4, закрытогос обоих сторон крышками 5 и 6, из которых к крышке 5 прикреплены трубчатййдугогасительный контакт 7, главный контакт.8 и изоляционное сопло 9, а к крышке 6непосредственно или через шарнир присоеди.иена тяга управления 10, Внутри подвижногоцилиндра 4 размещен неподвижный поршень11, делящий объем на две части А и Б иустановленный на стойках 12 с проточками12 а и стойках 13 с отверстиями 13 а и 13 б,закрепленных на токоподводящем основании14, Количество стоек выбирается из расчетапропускной способности по номинальному то.ку выключателя, но не менее двух, Стойки 12и 13 могут быть выполнены сплошными илиполыми,При варианте сплошной стойки 12 со стороны токоподводящего основания 14 целесооб.разно выполнить участок уменьшенного сече.иия, например, в виде проточки 12 а, распо.лагающейся в отключенном положении выключателя напротив крышки б;При варианте полой стойки 13 над отверстием 13 а через неподвижный поршень установленклапан 15, открывающийся в объем А надпоршнем, а в боковой стенке стойки 13 со1стороны токоподводящего основания 14 вы966774 5полиено хотя бы одно отверстие 13 б с любойформы, располагающееся в, отключенном поло.женин выключателя полностью или частичнов полости Б,Поршень 11 может быть снабжен такжеобратным клапанами. наподобие клапанов 15(на фиг. 1 и 2 не показано), соединяющихобъем А и Б и открывающихся в объем А.Цепь тока с подвижного цилиндра на стой.ки поршня осуществляется в одном варианте 10с помощью скользящих контактов 16, размещенных на самом неподвижном поршне, илив другом варианте - с помощью скользящихконтактов 17 а или 17 б;: установленных накрышке 6 и охватывающих стойки 12, 13 15(фиг; г),Для обеспечения газоплотности все скользящие сочленения снабжены уплотняющими эле.ментами, например поршневыми кольцами 18и уплотнительными втулками 19 и 20. 20.Для улучшения истечения газа через труб.чатый контакт 7 нацротив выхлопного торцаэтого контакта на крышке 6 имеется рассе.катель газового потока 21.На фиг, 2 показан вариант выключателя.с 25устройством, обеспечивающим синхронноедутье через трубчатый контакт 7, выполнен. ным в. виде трубчатого уплотняющего элемента 22, изготовленного, например, из изоляционного материала с бортиками 22 а и 22 б,установленного на неподвижном поршне 11и охватывающего трубчатый контакт 7.,подвижен относительно.поршня, во включенномположении выключателя он своим торцом состороны бортика 22 а, например, с помощьюпружины 23 прижат к крышке 6 подвижногоцилиндра и тем самым отделяет объем Б подпоршнем от внутренней полости трубчатогоконтакта 7При отключении выключателя срабатывает40привод .(любой известной конструкции), соедйненный с изоляционной тягой 10. Подвиж.ный цилиндр 4 приходит в движение, Приэтом объем А над поршнем внутри цилиндра .уменьшается и газ в нем сжимается, аобъем Б под поршнем увеличивается и дав.ление газа в нем падает. Сначала раэмьпсаются главные контакты 2 и 8, затем дуто.гасительные 3 и 7, и между ними возникаетэлектрическая дуга, Объем Б с пониженным 50давлением газа связан с внутренней полостьютрубчатого контакта 7, так что после раэмыкания контактов, одновременно с возникновением .электрической дуги через этоттрубчатый. контакт, за счет высокого перепада 55давлений образуется интенсивный поток газа,способствующий улучшенному .ее обдуву иэвакуации раскаленных газов. 6Если отключаетея значительный ток и до момента схода изоляционного сопла 9 с дугогасительного контакта 3 гашение дуги не происходит, то при дальнейшем ходе подвижного цилиндра и увеличения давления в объеме А открывается изоляционное сопла 9 и образуется интенсивный двухсторонний по. ток газа, обеспечивающий гашение дуги.В конце хода на отключение крышка 6, перемещаясь по сплошной стойке 12 достигает проточки 12 а, илн в другом вариантов по полой стойке 18 достигает отверстия 13 б, и объем Б, в подвижном цилнццре начинает сообщаться с объемом, окружающим дуготьсящее устройство, быстро наполняя его све.жим газом, подготавливая тем самым выключатель к включению.В варианте конструкции, приведенном на фиг. 2, в начале. хода подвижной системы на отключение трубчатый уплотняющий элемент 22 перемещается за счет пружины 23 вместе с крышкой 6 до тех пор, н своим бортиком 22 б не упирается в неподвижный поршень 11. После этого крышка 6 отходит от трубчатого уплотняющего элемента 22, появляется зазор и организуется дутье через трубчатый контакт, Начало дутья выбирается так, чтобы дутогасительные контакты разошлись до оптимального длядугогашения расстояния. (или до момента открытия изоляционного сопла), Благодаря отсутствию первоначального расхода газа из объема А, несмот. ря на размыкание дутогасительных контактов, давление в этом объеме быстро нарастает, а в объеме Б снижается, При этом одновременный более интенсивный двухсторонний обдув дуги через изоляционное сопло и трубчатый крнтакт благоприятствует повышению отключающей способности.При включении выключателя и движении подвижного цилиндра вместе с трубчатым контактом и изоляционным соплом в противоположную сторону газ в объеме Б сжимается, а в объеме А происходит разрежение газа, т.е, газ в него засасывается с одной стороны через изоляционное сопло 9, а с другой стороны через трубчатый контакт 7, через обратные клапаны 15, установленные над полыми стойками 13 неподвижного порш. ня 11, В конце хода на выключение, когда сонно 9 и подвижный контакт 7 надвигаются на неподвижный дугогасительный контакт 3, заполнение объема А продолжается как эа счет газа. сжимаемого в объеме Б и посту лающего из объема Б в объем А через об. ратные клапаны в поршне 11 (на фиг. не показаны), .так и за счет газа, поступающегов объем А иэ окружающего цилиндр простран. ства черезполые стойки 13 с обратными кла7 9667панами 15. Это способствует более быстромузаполнению объема А при включении и обеспечивает подготовку выключателя к после.дующему отключению,Предлагаемая конструкция не ограничивается примерами, приведенными выше, а распространяется на все другие эквивалентныеварианты, например, такие как выключателис неподвижным цилиндром и подвижнымпоршнем, а также у которых трубчатый уплат 1 Онительный элемент снабжен фиксаторами, рассекатель-газового потока снабжен контрэлек 1тродом, трубчатый контакт со стороны соплавыполнен жес кой соплообразной конструкции или соплообразной конструкции с пружиняшими контактами, трубчатый контактвыполнен ограниченно подвижным в направлении от цилиндра, первая крьппка цилиндра имеет обратные клапана, открывающиесявнутрь цилиндра, вторая крышка цилиндра 20имеетобратный клапан, открывающийсявнутрь цилиндра при заданном перепаде дав.лений между полостью Б и окружающимцилиндр пространством, а также другие устройства, содержащие основные конструктивныеэлементы предлагаемого изобретения,Основным преимуществом данной конструк.ции выключателя является уменьшение аэродинамического сопротивления потоку газа черезподвижный трубчатый контакт, обеспечивающееЗОбольшую интенсивность истечения газа и обдува дуги, что вместе с организацией синхронного дутья через этот контакт с помощьютрубчатого уплотнительного элемента способствует увеличению отключающей способностивыключателя. Кроме того, улучшаются условия наполнения газом объема А над поршнемпри включении выключателя, а объем Б вконце хода на отключение, что достигаетсясозданием дополнительных каналов для за.полнения через полые стойки пли с помощью 4 аучастков с уменьшенным сечением на сплошных стойках неподвижного поршня,Данная конструкция максимально упрощенаоблегчен вес подвижных частей и уменыпеныгабариты выключателя за счет более эффек. 45тивного использования поперечного сеченияцилиндра и сокращения аксиальных резисторов,Конструкция предназначена в основном длябаютродействующих элегазовых выключателей 56 74 8как отдельностоящих, так и для КРУ высокого и сверхвысокого напряжения,Ожидаемая эффективность применения данной конструкции по сравнению с прототи.пом определяется увеличением отключающей,способности не менее чем на 15-25%, а так.же снижением габаритов и трудоемкостиизготовления. ф а р м у л а изобретения 1, Газовый выключатель с автокомпрессионным дугогасящим устройством, содержа.щий подвижный цилиндр, управляемый штан.гой и закрытый с обоих торцов крышками,к .одной из которых прикреплен трубчатыйконтакт, и через вторую проходят стойкинеподвижного поршня, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения отключаю.,щей способности, упрощения, конструкциии уменьшения габаритов, внутри подвиж.ного цилиндра между торцом трубчатого кан.такта и второй крышкой выполнен зазор,а штанга управления присоединена непосред.ственно ко второй крышке.2, Выключатель по п, 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что в зазоре напротив торца трубчатого контакта на второй крышкеподвижного цилиндра установлен дополнительно введенный рассекатель газового потока.3, Выключатель по пц, 1 и 2, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что по крайней ме.ре, одна стойка неподвижного поршня выполнена,полой, открыта с одной стороны в пространство, окружающее дугогасящее устрой.ство, а с другой установлен обратный клапан,открывающийся внутрь полости подвижногоцилиндра.4, Выключатель по пп. 1 - 3, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, на неподвижном поршнеустановлен дополнительно введенный трубчатый уплотняющий элемент, охватывающийтрубчатый контакт с возможностью перемеще.ния вдоль его оси.Источники информации,принятые во внимание при эксяертизе1, Патент Швейцарии К 519238кл, Н 01 Н 33/91 1963.2, Патент Швеции У 369353,кл. Н 01 Н 33/91 1972.3, Авторское свиретельство СССР У 550696,кл. Н 01 Н 33/91,1969.,966774 Составитель Е. ГрачевТехред М,Рейвес тор А ор Заказ 7889/7 одпис ПН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4 1 Тираж 761 ВНИИПИ Государственного: комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Рауюскаянаб., д. 4(5