Дугогасительное устройство

 

Изобретение касается конструкции устройств дугогашения высоковольтных коммутационных аппаратов. Дугогасительное устройство содержит главные токоведущие и дугогасительные контакты, подвижные из которых соединены общим основанием, вкладыш из газогенерирующего материала, накопительную емкость для газов, сообщающуюся с дугогасительным каналом посредством отверстия. Для исключения пробоев электрической изоляции по выхлопным ионизированным газам главный контакт выполнен в виде цилиндрической трубы, охватывающей вкладыш на ходе до момента гашения электрической дуги. В процессе отключения тока выхлопные ионизированные газы выходят через отверстия в общем основании за пределы, безопасные в отношении электрического пробоя. Это позволило создать дугогасительное устройство, обладающее повышенной отключающей способностью. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и касается устройств дугогашения высоковольтных коммутационных аппаратов.

Известно дугогасительное устройство [1] выключателя нагрузки, содержащее корпус с приводным механизмом, соединенным с подвижным контактом. Этот контакт расположен в цилиндрическом вкладыше из газогенерирующего материала. Для повышения надежности работы путем исключения междуфазных перекрытий по ионизированным выхлопным газам установлен конденсатор (глушитель).

Известно, что газогенерирование (терморазложение) материала стенок дугогасительного канала зависит от величины отключаемого тока, т.е. чем больше ток, тем больше выделяется газа и тем самым создается большее давление газов, что способствует эффективному гашению электрической дуги. Однако в момент гашения, когда синусоидальная кривая тока приближается к нулю, газогенерирования может оказаться недостаточно для отключения тока. Поэтому такие дугогасительные устройства обладают низкой надежностью. Кроме того, наличие конденсатора снижает скорость истечения газов и тем самым снижается эффективность обдува дуги, что приводит к снижению отключающей способности.

Этот недостаток устраняется с помощью накопительной емкости.

Известен выключатель нагрузки [2] у которого дугогасительное устройство, использующее газогенерирующий принцип гашения, имеет накопительную емкость, расположенную внутри опорного изолятора.

Дугогасительное устройство содержит главные токоведущие и дугогасительные контакты, последние из которых расположены между двумя пластинами из газогенерирующего материала. Этот пакет пластин (вкладыш) жестко соединен с неподвижным подпружиненным контактом и подвижно закреплен в направляющей в трубе.

Главный токоведущий контакт выполнен из П-образной скобы и в своем основании жестко соединен с подвижным дугогасительным контактом, выполненным в виде пластины-ножа. Основание неподвижного дугогасительного контакта с возвратной пружиной расположены в накопительной емкости, а неподвижный главный токоведущий контакт закреплен на фланце верхнего опорного изолятора.

Дугогасительное устройство работает следующим образом. При отключении начинают передвигаться подвижные главные и дугогасительные контакты, при этом на определенной величине хода неподвижный подпружиненный дугогасительный контакт двигается вместе с подвижным. Это необходимо для процесса перекоммутации тока с главных контактов на дугогасительные, что достигается путем передвижения главного подвижного контакта на определенное расстояние от неподвижного до момента размыкания дугогасительных контактов.

При размыкании контактов возникшая электрическая дуга обжигает стенки пластин, тем самым генерируя газы, которые создают обдув дуги в двух направлениях, в сторону накопительной емкости и в сторону выхлопного конца, т.е. в сторону передвижения главного и дугогасительного контактов. Так как газогенерирующие пластины в определенный момент выходят из трубы, то открываются щели для дутья ионизированных газов вверх и вниз, что может снизить электрическую прочность между контактными выводами каждого полюса выключателя и, как следствие, перекрытие между ними. Кроме того, в момент выхода подвижного дугогасительного контакта из дугогасительного канала ионизированные выхлопные газы выбрасываются в изоляционный промежуток, что при определенной интенсивности дутья может привести к его пробою, а значит, к отказу в отключении.

В этой связи такое дугогасительное устройство имеет ограничение по отключающей способности, так как чем больший ток отключается, тем больше ионизированных газов направляется в изоляционный межконтактный промежуток и тем большая вероятность в отказе отключения электрической цепи.

Целью изобретения является создание дугогасительного устройства, обладающего повышенной отключающей способностью.

Цель достигается тем, что в дугогасительном устройстве, содержащем главные токоведущие и дугогасительные контакты, подвижные из которых соединены общим основанием, вкладыш из газогенерирующего материала, накопительную емкость для газов, сообщающуюся с дугогасительным каналом, главный токоведущий подвижный контакт выполнен в виде трубы, соединенной коаксиально с подвижным дугогасительным контактом и охватывающей цилиндрический дугогасительный вкладыш, дугогасительный канал которого имеет сообщение с атмосферой посредством отверстий, выполненных в общем основании главного и дугогасительного подвижных контактов.

Выполнение главного токоведущего подвижного контакта в виде цилиндрической трубы, охватывающей цилиндрический дугогасительный вкладыш, и соединение его общим основанием с дугогасительным контактом предотвращают распространение ионизированных выхлопных газов в межконтактный изоляционный промежуток во время гашения электрической дуги и позволяют направить их по трубе в атмосферу через отверстия, выполненные в общем основании.

Кроме того, выхлопные ионизированные газы, проходя в трубе главного подвижного контакта, соприкасаясь с его поверхностью, охлаждаются и тем самым становятся менее проводящими, что тоже способствует исключению электрических пробоев.

В итоге исключаются пробои межконтактного изоляционного промежутка, а, учитывая их связь с величиной отключаемого тока, заявляемое дугогасительное устройство будет обладать повышенной отключающей способностью.

На чертеже изображено дугогасительное устройство во включенном положении, продольный разрез.

Дугогасительное устройство содержит главные токоведущие подвижный 1 и неподвижный подпружиненный розеточный 2 контакты. Подвижный контакт 1 выполнен в виде цилиндрической трубы, охватывающей дугогасительный вкладыш 3 и соединенной жестко общим основанием 4 с подвижным дугогасительным контактом 5. Неподвижный подпружиненный (пружина не показана) дугогасительный контакт 6, как и подвижный 5, находятся в дугогасительном канале 7 вкладыша 3, закрепленного на основании 8 вместе с розеточным контактом 2 и накопительной емкостью 9, имеющей сообщение с дугогасительным каналом 7 через отверстия 12. Основание 4 имеет отверстия 10, сообщающиеся с атмосферой, а основание 8 уплотнение 11 для исключения прорыва ионизированных выхлопных газов.

Дугогасительное устройство работает следующим образом.

Во включенном положении номинальный нагрузочный ток протекает от основания 4 по главному подвижному 1 и неподвижному 2 контактам к основанию 8. Так как контактное переходное сопротивление и всей цепи дугогасительных контактов 5 и 6 намного больше главной цепи, то через эти контакты практически ток не проходит.

По сигналу от релейной автоматики начинает работать привод (на чертеже не показан) и начинают одновременно двигаться вверх контакты 1 и 5. При выходе из розетки 2 контакта 1 происходит перекоммутация тока из главной цепи на дугогасительные контакты 5 и 6, так как они остаются замкнутыми на определенном ходе в силу подпружиненности неподвижного контакта 6. При достаточном нормированном расхождении контактов 1 и 2 образуется разрыв дугогасительных контактов 5 и 6, на торцах которых загорается электрическая дуга. Высокая температура дуги разлагает материал дугогасительного канала 7 вкладыша 3, в результате чего образуются газы, создавая высокое их давление. За счет высокого давления газы обдувают дугу, охлаждая ее и тем самым создавая условия для ее гашения. При этом газы истекают через отверстие 12 в накопительный объем 9 и по дугогасительному каналу 7 во внутренний объем 13 главного подвижного контакта 1, где происходит их охлаждение, и далее через отверстия 10 в атмосферу в направлении, исключающем пробой изоляционного межконтактного промежутка.

При подходе тока к нулю газогенерирование уменьшается и поэтому накопленный газ в накопителе 9 устремляется в дугогасительный канал 7, обдувает дугу и гасит ее. Отключение тока происходит до момента выхода главного контакта 1 за пределы дугогасительного вкладыша 3 и поэтому выхлопные ионизированные газы не воздействуют на изоляцию в межконтактном промежутке.

Ход главного 1 и дугогасительного 5 контактов продолжается и после гашения электрической дуги до нормированной величины видимого разрыва между контактами дугогасительного устройства.

При включении дугогасительного устройства сначала замыкаются дугогасительные контакты 5 и 6, а затем главные контакты 1 и 2.

Реализация предлагаемого технического решения при разработке выключателя нагрузки на напряжение 10 кВ и номинальный ток 400 А позволила в рамках габаритных размеров этого выключателя повысить отключающую способность с 400 до 800 А.

Формула изобретения

ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее главные токоведущие и дугогасительные контакты, подвижные из которых соединены общим основанием, вкладыш из газогенерирующего материала, накопительную емкость для газов, сообщающуюся с дугогасительным каналом, отличающееся тем, что главный подвижный контакт выполнен в виде трубы, соединенный коаксиально с подвижным дугогасительным контактом и охватывающей цилиндрической дугогасительный вкладыш, дугогасительный канал которого имеет сообщение с атмосферой посредством отверстий, выполненных в общем основании главного и дугогасительного подвижных контактов.

РИСУНКИ

Рисунок 1