CS251819B1 - Contact mechanism for high tension and extra high tension gas-pressure switches - Google Patents

Description

Vynález se týká kontaktního ústrojí pro tlakoplynové spínače vysokého a velmi vysokého napětí; z^vláště pro vý^konové spínal s ^plynem SF^g.

Až dosud byla používaná kontaktní ústrojí řešena s kovovými opalovacími kontakty, což málo značné nevýhody. U opalovacích kontaktů z wolframu a médi bylo složení par vzniklých působením oblouku nevýhodné, protože při velkých proudech měly péry velkou zbytkovou vodivost a tím se snižovala vypínací schopnost.

Jiné řešení užívala v kontaktním ústrojí opalovacích kontaktů z uhlíku. To však přinášelo značné konstrukční a technologické potíže vzhledem ke křehkosti uhlíku a rázovému namáhání součástí.

Dosud užívané kovové kontakty byly také nevýhodné pro degradaci prostředí zhášecí komory vodivými zplodinami hoření oblouku , odpařovanými z těchto kontaktů. To způsobovalo i snížení napětové pevnoeti. Při vypínání blízkých zkratů na vedení vznikalo termické selhání.

Pro převod jmenovitých proudů bylo nevýhodou to, že opalovací kontakty pro převod jmenovitého proudu jsou vodivé a pata oblouku v silnoproudém intervalu nebyla jednoznačně stabilizována. Pak docházelo také k nežádoucímu opotřebení kontaktů pro převod jmenovitého proudu a snížení proudového zatížení vypínače. Celkově vycházela kontaktní ústrojí pro zadané vysoké vypínací parametry velká a bylo nutno volit vysoký tlak plynu SFg.

Z řešení kontaktního ústrojí, jaks základu zháěecí komory, vycházely velké rozměry všech dílů vypínače, t.j. zhášecí komory, izolátorů, pohonu, atd. Potřebný vysoký tlak plynu přinášel značné nároky na tlakové součásti, což způsobovalo i provozní potíže při záporných teplotách, protože plynu SFg přecházel do kapalné fáze.

Proto, aby bylo možné volit technicky i výrobně dostupné řešení vypínače, byly ke zhášecí komoře připojovány přídavné tlumicí prvky, které snižují inherentní počáteční strmost zotaveného napětí v síti, např. kondenzátory nebo rezistory. Použití tlumicího kondensátoru znamená podstatné zvýšení výrobních nákladů. Vznikají také potíže v rozvodně s následným trvalým kapacitním proudem procházejícím kondenzátorem.

Použití tlumicího rezistoru znamená navíc nutnost přídavného odpínačiho zhášedla. Souhrnně lze konstatovat, že tlumicí prvky komplikují konstrukci vypínače, zvyšují jeho hmotnost a rozměry, zvyšují výrobní náklady. Tlumicí prvky snižují spolehlivost vypínače z hlediska jeho izolační hladiny a komplikují úlohu v řízení i automatizaci rozvoden.

^Uve^den^é nevý^hod^y o^ds^tranuje ^konta^ktní ^ústrojí pro Há^kop^lynov^é spínal v^yso^kého a velmi vysokého napětí podle předmětu vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že opalovací nástavec je z izolačního materiálu.

Využití předmětu vynálezu prodlužuje aktivní chlazenou délku oblouku a par oblouku v interakčním intervalu, čímž umožňuje zvýšení vypínací schopnosti zhášecí komory nejméně o je^den ^proudový i na^pětový sta^pe^ň. Tím je docHeno výsota v^yp^ínac^í sctopnos^ v^ypína^če a nen^í ta^ké nu^tn^é pou^žíva^{t d}oda^te^čn^é “tlumtoí kondenzátory nebo rezi.stoty. Š^pičkov^é v^ypínací parametry se docílí při nízkém tlaku plynu SFg, což má značné provozní výhody a lze také snížit počet zhášecích komor vypínače.

Příklad praktického provedení ' předmětu Vynálezu je na obrázku přiloženého výkresu, na kterém je zobrazeno kontaktní ústrojí jednotlakového spínače s plynem SFg ve vypnuté poloze.

Kontaktní ústrojí tvoří pevný trubkový kontakt 1 a pohyblivý kontakt £. Na pohyblivém kontaktu £ je upevněn vnitřní kontakt J s opalovacím nástavcem £.

Vně vnitřního kontaktu J je na pohyblivém kontaktu 2 souose upevněno vnější pouzdro 1 s opalovacím mezikružím J. Uvnitř vnějšího pouzdra i je vytvořen výřez £, ve kterém jsou umístěny kontaktní palce 2· Vnitřní průměr dutiny pevného trubkového kontaktu 1 je větší, než vnější průměr vnitřního kontaktu J.

Vnitřní kontakt J i opalovací nástavce £ jsou duté. Opalovací nástavec £ je zhotoven z izolačního materiálu, který odolává oblouku, například polytetrafluorethylenu nebo vysoce odolné směsi polytetrafluorethylenu a Na pohyblivém kontaktu Z je okolo vnějšího pouzdra í upevněna izolační tryska 12 tak, že tvoří kanál pro usměrnění proudu SFg. Izolační tryska 12 je zhotovena např. z polytetrafluorethylenu.

Opalovací mezikruží 2 a opalovací nástavec £ na vnitřním kontaktu J mají zakončení přibližně ve stejné rovině. Prostor H mezi vnějším pouzdrem i a vnitřním kontaktem 2 je propojen kanálkem 12 _s dutinou 2 vnitřního kontaktu 2, za jeho opalovacím nástavcem £.

V zapnuté poloze spínače je zasunut pevný trubkový kontakt 1 ve vnějším pouzdru 2 a kontaktní palce 2 dosedají na vnější povrch pevného trubkového kontaktu 1. Vnitřní kontakt J je zasunut do dutiny pevného trubkového kontaktu 1. Při vypínání se pohybuje pohyblivý kontakt Z a vzniká přetlak plynu SFg, působením na obrázku nezakreslaného kompresního pístu a válce.

Přerušuje se kovový styk mezi kontaktními pylci 2 a pevným trubkovým kontaktem 1 a vzniká elektrický oblouk. Poté je vysunut pevný trubkový kontakt 1 z opalovacího mezikru^ží Z a za^čín^{á p}roudit ^plyn S^Fg, usm^ěrnov^án ⁱzola^čn^í trys^kou 12» do dutⁱn^y pevn^ého trikového kontaktu 1 a částečně dá dutiny 2 vnitřního kontaktu J, kam je také vtahován sloupec oblouku.

Pata elektrického oblouku je na jedné straně stabilizována v dutině pevného trubkového kontaktu 1 a na druhé straně na vodivém opalovacím mezikruží £. V silnoproudém intervalu se oblouk stabilizuje na opalovacím mezikruží Z mimo kontaktní palce 2« ři poklesu proudu je v interakčním intervalu, v těsném okolí průchodu proudu nulou, natažen elektrický oblouk i do dutiny 2»

Je tak prodloužena jeho efektivně chlazená délka a snížena vodivost. Elektrický oblouk je chlazen v jeho radiální a axiální části a tím jsou vytvořeny příznivé podmínky k jeho zhášení. Po průchodu proudu nulou je pak turbulentní difúzí rozptýlena část obloukového sloupce v opalovacím nástavci £ z izolačního materiálu.

Toto<.us^ppřádání prodlužuje podstatná účinné chlazenpu délku oblouku, zvyšuje odvod ztr^át z elek^tric^kého o^blou^ku a v okol^{í p}růc^ho^du ^prou^du nulou zavanuje o^dpařen^í par ^kovů do vypínací dráhy, čímž zvyšuje i napěťovou pevnost, zvláště v oblasti dynamické fáze nárůstu zotaveného napětí.

Při šapínání se zasune pevný trubkový kontakt £ do vnějšíhb pouzdra 2 a přes kontaktní palce 2 je zajištěn převod jmenovitého proudu. Kontaktní ústrojí pro tlakoplynové spínače vysokého a velmi vysokého napětí lze využít zejména pso jednotlakové vypínače s plynem SFg nebo také odpínače. Jeho uspořádání může být využito i u varianty s plným opalovacím nástavcem.

Jeho využitím se docílí i při stejné zásadní konstrukci vypínače.zvýšení vypínací ^scho^pnosti nejméně o jeden ^prouivý stu^pen. Toho ^{by byl}o mo^žno ^docílit jen novou instrukcí vypínače s odvodem výkonu z elektrického oblouku do okolí, nejméně o 60 % zvýšeným. To by znamenalo vývoj nové výkonnější zhášecí komory, pohonu, použití vyššího tlaku plynu SFg a také přídavného tlumicího kondensátoru nebo rezistoru. Zvýšením napěťové pevnosti v dielektHekém intervalu se umořuje sn^ížit ^po^čet zhááec^li ^komor až na ^pá^lovinu. ^Vyu^žitím v^ynálezu se celkově podstatně zjednoduší vypínač, sníží výrobní náklady i zvýší spolehlivost provozu.

Claims (1)

1. Kontaktní ústrojí pro tlekoplynové spínače vysokého a velmi vysokého napětí tvořené pevným trubkovým kontaktem a pohyblivým kontaktem, na kterém je upevněn jednak vnitřní kontakt s opalovacím nástavcem, jednak souose vnější pouzdro, uvnitř kterého jsou umístěny kontaktní palce, přičemž vnitřní průměr dutiny pevného trubkového kontaktu je větší, než ^průměr vnit^řn^ího ^konta^ktu vyznačené tím, že opaloval nástavec ⁽⁴⁾ je z ⁱzo^lační^ho mater^iálu.