Заземлитель для круэ
Владельцы патента RU 2483407:
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ХОЛДИНГОВАЯ КОМПАНИЯ "ЭЛЕКТРОЗАВОД" (ОАО "ЭЛЕКТРОЗАВОД") (RU)
Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, к устройствам, предназначенным для быстрого подключения и отключения токоведущих элементов комплектных распределительных устройств элегазовых (КРУЭ) к заземляемому контуру. Технический результат состоит в сокращении времени горения дуги наведенного тока и расширении диапазона отключаемых наведенных токов до сотен ампер без увеличения скорости подвижного контакта. Заземлитель для КРУЭ содержит устройство гашения дуги, состоящее из неподвижного контакта, подвижного цилиндрического контакта, размещенного соосно с неподвижным контактом. Вокруг неподвижного контакта с центральным отверстием расположен экран. Неподвижный контакт состоит из двух частей - цилиндрической и расширяющейся конической. На конце конической части установлена изоляционная цилиндрическая вставка. 2 ил.
Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к устройствам, предназначенным для быстрого подключения и отключения токоведущих элементов комплексных распределительных устройств элегазовых (КРУЭ) к заземляемому контуру.
Заземлитель помимо выполнения функции заземления должен надежно включаться на ток короткого замыкания в случае возникновения такой ситуации. Токи короткого замыкания достигают десятки и сотни килоампер. В функцию заземлителя входит также отключение довольно небольших «наведенных» токов при операции снятия заземления (отключения). Наведенные токи возникают из-за влияния близко расположенных высоковольтных линий, находящихся под напряжением. Согласно МЭК (Международной электротехнической комиссии), для различных классов напряжений КРУЭ величина наведенных токов стандартизирована и колеблется в пределах от десятков до сотен ампер при действующем значении наведенного восстанавливающемся напряжении 2÷20 кВ. Например, для КРУЭ на 110 кВ наведенный ток составляет 80 А при напряжении 2 кВ, а для КРУЭ на 500 кВ величина наведенного тока равна 160 А при восстанавливающемся напряжении 20 кВ.
При разведении контактов заземлителя возникает свободно горящая дуга. Обычно условия, в которых горит дуга, - это область давлений 0,3÷0,4 Мпа (чтобы избежать сжижения элегаза при работе при низких температурах) и скорости подвижного контакта 2,5÷4 м/сек. Проведенные исследования показали, что в этих условиях для токов 50÷80 А, напряжений 2÷10 кВ длительность горения дуги составляет два-три полупериода тока. Естественно, это нежелательно, т.к. увеличивается износ контактов, но с этим приходится мириться, чтобы не усложнять конструкцию. При более высоких напряжениях и токах необходимость усложнения конструкции заземлителя все-таки назревает, т.к. дуга уже не гасится за этот промежуток времени и требуются меры принудительного воздействия для ее гашения.
Известна конструкция заземлителя (Заявка DE №3542100, класс H02B 13/075, опубл. 04.06.1987 г.), включающего неподвижный розеточный контакт, полый подвижной контакт, составляющий одно целое с поршнем, который в свою очередь может перемещаться в цилиндрическом корпусе.
При замыкании контактов и возникновении на конечной стадии этой операции дуги поток газа, вызванный ростом давления в объеме горения этой дуги, поступает через полый подвижной контакт в подпоршневое пространство и создает дополнительную силу, ускоряющую его движение, тем самым сокращая время горения дуги и износ контактов. Это, конечно, положительно, но относится к операции «включение». При операции «размыкание контактов» (отключение) возникает дуга, вызванная уже наведенными токами. Если эти токи достигают сотни ампер, данное устройство не справляется с их отключением по причине отсутствия мер принудительного воздействия на дугу, что является его недостатком. Это исключает возможность использования устройства в КРУЭ, где наведенные токи составляют сотни ампер.
Прототипом предлагаемого заземлителя для КРУЭ является конструкция (заявка Японии №1307121(А), класс МПК: H01H 33/24, опубл. 12.12.1989 г.), содержащая устройство гашения дуги, состоящее из неподвижного (розеточного) контакта, подвижного цилиндрического контакта, размещенного соосно с неподвижным контактом, и экрана вокруг неподвижного контакта с центральным отверстием.
Центральное отверстие в экране является проходом для подвижного контакта и на краю экрана в месте прохода установлено дугоприемное кольцо из дугостойкого материала. Напряженность электрического поля на поверхности дугоприемного кольца выше таковой на поверхности экрана.
Указанное устройство отключает наведенные токи в десятки ампер при наведенном напряжении не более 2 кВ по той же причине, разобранной выше. Для расширения диапазона отключаемых наведенных токов необходимо увеличивать давление элегаза и скорость подвижного контакта, то есть усложнять привод и ограничивать область рабочих температур, что является недостатком устройства.
Технический результат при использовании предлагаемого решения заключается в сокращении времени горения дуги наведенного тока и расширении диапазона отключаемых наведенных токов до сотен ампер без увеличения скорости подвижного контакта.
Указанный результат достигается за счет того, что в заземлителе для КРУЭ, содержащем устройство гашения дуги, состоящее из неподвижного контакта, подвижного цилиндрического контакта, размещенного соосно с неподвижным контактом, и экрана вокруг неподвижного контакта с центральным отверстием, новым является то, что неподвижный контакт состоит из двух частей - цилиндрической и расширяющейся конической, при этом на конце конической части установлена изоляционная цилиндрическая вставка.
Использование неподвижного контакта, имеющего цилиндрическую и коническую части с установленной к ней изоляционной цилиндрической вставкой, позволяет сократить время горения дуги наведенного тока и отключать наведенные токи более 100А при наведенных напряжениях до 20 кВ, не увеличивая скорости подвижного цилиндрического контакта.
Пример конкретного исполнения устройства иллюстрируется фиг.1, и 2.
На фиг.1 - заземлитель во включенном положении
На фиг.2 - заземлитель в отключенном положении.
Заземлитель содержит устройство гашения дуги, которое состоит из неподвижного контакта 1, цилиндрического подвижного контакта 2, который размещен соосно с неподвижным контактом, и экрана 3 с центральным отверстием. Экран расположен вокруг неподвижного контакта, а отверстие служит для прохода подвижного контакта. Неподвижный контакт представляет собой конструкцию, которая имеет две части - цилиндрическую 4 и коническую 5 (фиг.1). На конце конической части неподвижного контакта установлена изоляционная цилиндрическая вставка 6. Подвижный цилиндрический контакт полый внутри и имеет разрезную торцевую часть 7.
Во время работы при подаче команды на размыкание контактов (отключение) подвижный контакт 2 из начального положения (фиг.1) доходит до точки «А» (фиг.2), где цилиндрическая часть 4 неподвижного контакта 1 переходит в коническую часть 5. В этой точке происходит размыкание контактов с возникновением дуги 8, которая электродинамическими силами перемещается по внутренней части конической поверхности неподвижного контакта из точки «А» в точку «Б», а затем, огибая изоляционную вставку 6, переходит на разрезную часть 7 подвижного цилиндрического контакта. В результате горения дуги увеличивается давление газа в объеме «С». Поток газа, возникший в результате повышения давления, дополнительно обдувает и прижимает дугу к поверхности изоляционной вставки. Соприкасаясь с изоляционной вставкой и испаряя ее, дуга отдает ей свою энергию, деионизируется и гаснет.
В результате время горения дуги в таком устройстве сокращается до одного полупериода тока за счет гарантированного контакта ее с внутренней поверхностью изоляционной вставки и дополнительного обдува потоком газа. Поэтому скорость подвижного контакта остается неизменной. В зависимости от конструкции дугогасящего устройства линейный размер изоляционной вставки 6 можно изменять, добиваясь наилучшего эффекта в гашении дуги.
Описанный заземлитель может использоваться в составе КРУЭ для подключения к заземленному контуру и отключения наведенных токов до нескольких сотен ампер при наведенных напряжениях до 20 кВ.
Заземлитель для комплектного распределительного устройства элегазового (КРУЭ), содержащий устройство гашения дуги, состоящее из неподвижного контакта, подвижного цилиндрического контакта, размещенного соосно с неподвижным контактом, и экрана вокруг неподвижного контакта с центральным отверстием, отличающийся тем, что неподвижный контакт состоит из двух частей - цилиндрической и расширяющейся конической, при этом на конце конической части установлена изоляционная цилиндрическая вставка.
