Высоковольтный выключатель
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 928445
Авторы: Поздняков, Тонконогов
Текст
ЬПИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциапистичесиикРеспублик в 928445 6) Дополнительное к авт. свид-ву 22)Заявлено 19,08,80 (21) 2973623/21 т-ОУ присоединением заявки М 3/9(23)приоритет.- Опубликовано 15. дю дедам аеерете фткрмт 1(5 З) ЯК 621. , 316. 9 ф(088. 8) 82. Бюллетень описания 18.0 Дата опубликован 2) Авторы изобретения Поздняков и Е.Н. Тонконого 1) Заявител ОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ мере с набжен я.в я давле м выклю Для созда дким элега мпрессором атель 1Изобретение относится к газовым, в частности элегазовым, выключателям высокого напряжения.Известен высоковольтный выключатель с двумя ступенями давления, со 5 держащий дугогасительную камеру жесткой конструкции, заполненную жидким. . элегазом, предназначенным для создания потока дугогасящей среды. Внутри. камеры расположены контакты, по край ней мере один из которых снабжен приводом, и устройство для увеличения объема жидкого элегаза в процессе размыкания контактов, выполненное в виде герметизированной емкости, заполненной газом. Один из контактов выполнен полым и снабжен подпружиненным клапаном для герметизации камеры во включенном и отключенном положениях контактов. 20 2Недостатком такого выключателя является большая длительность горения дуги. Это связано с тем, что для открытия клапана и начала гашения дуги парогазовой смесью через полый контакт с клапаном из объема с жидким элегазом требуется 2-3 полупериода горения дуги. Наличие герметизированной емкости для увеличения объема жидкого элегаза в процессе размыкания в данной конструкции приводит к снижению скорости нарастания давления в камере и дополнительно увеличивает время горения дуги.В период открытия и в процессе от" ключения подпружиненный клапан имеет колебательный характер движения. Это определяется как законами динамики и течения газопаровой смеси, так и пуль сирующим характером давления в камере, причем спаду тока к нулю соответствует спад давления в камере и уменьшение проходного сечения клапана, что ухудшает условия обдува дуги при пере.ходе тока через нуль и снижает отключающую способность выключателя,Электрическая прочность жидкогоэлегаза не превосходит электрическойпрочности газообразного элегаза, аналичие высокотемпературной парогазовой.фазы в межконтактном промежуткесразу после погасания дуги.ограничивает электрическую прочность междуконтактами. Наличие компрессора такжеусложняет конструкцию выключателя.Дополнительное усложнение конструкции вносится подпружиненным клапаном,а совокупность указанных элементовснижает надежность выключателя,Известен газовый выключатель автокомпрессионного типа, у которогов цепях повышения степени сжатиягаза в начале отключения поршенькомпрессионного устройства выполненступенчатым, состоящим из двух относительно подвижных коаксиальных частей, между которыми имеются пружинысжатия. В начале отключения поперечное сечение цилиндра равно сумме площадей двух частей поршня, а послеразмыкания контактов - лишь площадивнутреннего поршня. При этом происходит сжатие возвратных пружин поршня 2 Д.Недостатком такой конструкции является наличие мощных пружин (суммарное усилие несколько десятков килоньютон), а также большое число взаимоподвижных деталей и скользящихуплотнений, что усложняет и утяжеляетконструкцию, увеличивает ее габариты, снижает надежность,Наиболее близким к предлагаемомуявляется газовый автокомпрессионныйвыключатель, содержащий корпус, подвижный и неподвижный контакты и автокомпрессионное дугогасительное устройство в виде цилиндра с соплом наего днище и поршня, перемещаемых друготносительно друга. Поршень дугога"сительного устройства выполнен ограниченно подвижным и снабжен направляющим и пружинящим устройствами, причем расстояние между поршнем и днищем цилиндра с соплом меньше полногохода подвижной системы. В конце ходана отключение цилиндр захватываетпоршень и перемещает его против сил,создаваемых пружинящим устройством 33.Недостатком этрй конструкции является большая масса поршня и цилиндра (для эффективной работы уст 5 1 О 15 20 25 ЭО Э 5 ю 45 Ю 56 55 ройства требуется усилие пружинящегоэлемента в несколько десятков кило"ньютон, что, в свою очередь, определяет прочность, и, соответственно,массу цилиндра и поршн), а такжеударное взаимодействие между цилиндром и массивным поршнем при отключении и между поршнем и упором на направляющей при включении, Это снижа-ет срок службы и надежность конструкции, ведет к ее усложнению и утяжелению,Цель изобретения - снижение массыдугогасительного устройства и повышение надежности работы выключателя,Указанная цель достигается тем,что внутри цилиндра между днищем ссоплом и поршнем расположена гарметичная эластичная камера, наполненная газообразной средой под давлением.Эластичная камера заполнена газом, молекулярный вес которого небольше молекулярного веса дугогасительной среды, например гелием илиазотом.Для уменьшения массы и габаритовдугогасительного устройства эластичная камера имеет дополнительный герметичный объем, соединенный с ней каналом и расположенный в пределах про.странства, ограниченного габаритамицилиндра с соплом во вкюченном и отключенном положениях.На фиг. 1 изображен выключательво включенном положении; на фиг. 24 - варианты дугогасительного устройства,Автокомпрессионный выключатель содержит герметизированный корпус 1 с,вводами 2 и 3, через которые проходят неподвижный контакт 4 и токоподвод 5. Дугогасительное устройствоавтокомпрессионного выключателя (см.фиг. 1) содержит подвижный цилиндр бс подвижным контактом 7 и соплом 8.С помощью тяги 9 подвижная системадугогасительного устройства соединена с приводом выключателя (не показан), Неподвижная часть дугогасительного устройства (см. фиг. 1)состоит из поршня 10, опоры 11 и изолятора 12. Эластичная камера 13 изгазонепроницаемого материала с однойстороны крепится к поршню 10, а сдругой несет на себе охранный диск 14и ограничитель хода 15 (в отключенном положении выключателя 15 а), Устройства 16 и 17 содержат скользящие5 . 928 ч контакты и уплотнительные элементы. Внутренняя полость 18 эластичной каме. ры 13 через окна 19 в поршне 10 соединена с дополнительным герметичным объемом 20, образованным стенками опоры 11. Внутренняя полость 21 дугогасительного устройства и пространство 22, ограниченное герметичной оболочкой корпуса 1, заполнены газообразной дугогасительной средой с хорошими изоляционными свойствами, например шестифтористой серой (элегазом) или смесью этого газа с другими газами. С днищем 23, несущим сопло 8, соединена крестовина 2 с окнами 24 а,15 несущая контакт 7, имеющий центральный канал 25, соединенный отверстиями 26 с полостью разряжения 27, ограниченной поршнем 28 и внутренними стенками опоры 11. 20На фиг. 2 показан вариант дугогасительного устройства автокомпрессионного выключателя (справа в положении "Включено", а слева в положении "Отключено"). Устройство содержит все 25 основные элементы, указанные выше, Отличие заключается в том, чтоэластичная камера 13 в этом вариантевыполнена в виде двух секций тороидальной формы, 30Вариант дугогасительного устройства, показанный на фиг. 3, отличается тем, что эластичная камера 13 со стенками типа сильфонов крепится к днищу 23, а дополнительный объем 20 расположен за днищем 23 вокруг сопла. Ограничитель хода 15 в этом варианте выполнен в виде гибкого элемента типа нити, канатика и т,п. Поршень 30 снабжен упорами 29,.образую 40 щими канал перетока из области 30 в направлении сопла после того, как охранный диск 1 М достигнет этих упоров.45Возможны и другие варианты размещения дополнительного объема, например в стенке цилиндра.На фиг. М показан вариант дугогасительного устройства автокомпрессионного выключателя (слева в положе.нии "Включено", справа - "Отключено"), отличающийся конструкцией оболочки камеры 13 и тем, что такая камера в отключенном положении занима-.ет минимальный объем в пространстве между поршнем и соплом. Кроме элементов, упомянутых выше, дугогасительное устройство в данном примере содержит элемент опорной конструкции31 и охранный цилиндр 32,Любой из вариантов автокомпрессионного выключателя может быть выполнен как с подвижным цилиндром 6 инеподвижным поршнем 10, так и наоборот, конструкции могут быть выполнены как с соплом, расположенным наднище цилиндра, так и с соплом напоршне. Возможны также другие варианты,Выключатель работает следующим образом.В отключенном положении выключа"тель, удерживается приводом.В положении "Включено" или "Отключено" пространства 21 и 22 заполненыдугогасящей средой при одинаковыхусловиях. Полость 18 эластичной камеры 13 й дополнительный объем 20 (ес"ли он имеется) заполнены газом, сохраняющим газообразное состояние вшироком интервале температур и давлений, а также имеющим высокую скоростьраспространения возмущений, Обычноэто газы с относительно невысоким молекулярным весом, например азот илигелий. Высокая скорость течения этихгазов в каналах обеспечивает однород-.ность параметров среды в эластичнойкамере и в дополнительном объеме.Давление газа в полостях 18 и 20 таково, что объем 21 цилиндра 6, не занятый во включенном положении эластичной камерой 13, равен 0,3-0,7произ ведения, поперечного сечения поршня на полный ход цилиндра 6, причемв отключенном положении эластичнаякамера должна занимать возможно большую часть объема между поршнем 10 иднищем 23.При отключении объем полости 21уменьшается и давление в этом объеменарастает, причем тем быстрее, чемменьше начальный объем полости 21.При соответствующем выборе величиныобъема эластичной камеры 13 критическое давление в цилиндре достига"ется приблизительно к моменту размыкания контактов. В момент, когда давление в полости 21 достигает начального давления в полостй 18, начинается одновременное сжатие объемов 21и 18. Рост давления в полости 21 иистечение газа из нее при этом несколько замедляются. При этом близкий к оптимальному перепад давлениямежду областями полости 21 и пространства 22 сохраняется практическилом; повышенную способность к пропусканию номинального тока, что достигается за счет уменьшения числа переходных скользящих контактов.Такими же преимуществами обладают и другие эквивалентные варианты конструкции, такие, например, как с подвижными контактом и соплом, связанными с поршнем, с контактами, расположенными на фиксированной расстоянии, и другие.Предложенный высоковольтный выключатель предназначен для установки в сетях электропередач напряжением 110 кВ и выше., как в составе герметизированных элегазовых подстанций, так и в виде отдельных выключателей наружной и внутренней установки с номинальными токами 2000 А и более м номинальными токами отключения 40 кА и выше. Формула изобретения 1, Высоковольтный выключатель, на-. пример элегазовый, содержащий корпус, подвижный и неподвижный контакты и автокомпрессионное дугогасительное устройство в виде цилиндра с соплом на его днище и поршня, имеющих возможность перемещаться относительно друг друга, о т л и ч а:ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности ра" боты выключателя, внутри цилиндра между днищем с соплом и поршнем расположена дополнительно введенная герметицная эластичная камера, наполненная газообразной средой под давлением. 3, Выключатель по и. 1, о т л и . ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы дугогасительного устройства, эластичная камера снабжена дополнительным гер 1метичным объемом, соединенным с нейканалом и расположенным в пределахпространства, ограниченного габаритами цилиндра с соплом во включенноми отключенном положениях,. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 641526, кл, Н 01 Н.33/00, 19772. Патент СНА Й 3829641,кл. 200-148 Ар 1972.3. Патент ФРГ М 1765153,кл, 21 с 35/10, 1967,I 928445 на всем промежутке движения контактов в области наиболее вероятного гашения дуги.Гашение дуги, возникающей при отключении между контактами 4 и 7, осу ществляется потоком сжатого газа из полости 21 в область пространства 22 через отверстия в упомянутых контак- тах, а в тяжелых случаях также за счет обдува дуги потоком газа через 0 сопло 8. Для тяжелых условий отключение (или для сплошных контактов 4 и, 7 гашение дуги) происходит обычно после выхода контакта 4 из сопла 8,Исключительно небольшая инерцион" 15 ность эластичной камеры 13 позволяет сци 1 тать, цто, как только давление в полости 21 (Ру ) достигает велицины начального давления в полости 18 (Р ), давления в этих полостях ос о таются равными практически на всей оставшейся части хода до соприкосновения эластичной камеры с крестовиной 24 или упорами 29, После этого момента продолжается сжатие и опо- гз рожнение полости 21 и сжатие полости 18, нарастающее давление в которой используется для торможения подвижной системы выключателя.При соответствующем выборе парамет зв ров надкритический перепад давления (Р 2 у Ру ) сохраняется более, чем на половине хода на отключение.Предложенный автокомпрессионный выключатель имеет следующие преимущества по сравнению с известным: уменьшенную массу дугогасительного . устройства, цто, в основном, достигается снижением нагрузок на поршень, снижением наибольшего давления в цилиндре, снижением ударных и других динамических нагрузок, а также благодаря использованию в качестве упругого элемента сжатого газа; повышенную надежность в работе, что обес печивается снижением .вероятности заклинивания или расцепления между цилиндром и поршнем благодаря жесткой конструкции последнего; снижением вероятности отказа в гашении дуги при о нарушении работы устройства, контролирующего уровень давления в рабочем объеме цилиндра; возможностью постоян- ного контроля целостности- упомянутого устройства без вывода выключателя из работы; снижением динамических нагрузок на привод и выключатель в це(Риг.СоставительТекред В, ПоповаТепер Редакто орректор А, ферен еселовс Тираж 15НИИПИ Госуда. по делам и035, Москва,Заказ 3253/66 е Подлственного комитета ССобретений и открытийЖ, Раушская наб.,ипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн
СмотретьЗаявка
2973623, 19.08.1980
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6517
ПОЗДНЯКОВ КИРИЛЛ АРКАДЬЕВИЧ, ТОНКОНОГОВ ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H01H 33/91
Метки: выключатель, высоковольтный
Опубликовано: 15.05.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-928445-vysokovoltnyjj-vyklyuchatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Высоковольтный выключатель</a>
Предыдущий патент: Автопневматический элегазовый выключатель
Следующий патент: Переключатель
Случайный патент: Устройство для контактной точечной сварки пространственных арматурных каркасов