RU2094888C1 - Предохранитель-разъединитель - Google Patents

Abstract

Существо: предохранитель-разъединитель содержит основание, на котором закреплены два изолятора с верхней и нижней системами размыкаемых контактов, механизм автоматического и ручного откидывания патрона, служащего одновременно дугогасительной камерой и ножом разъединителя. Патрон содержит изоляционную трубку из газогенерирующего материала, открытую с одного конца и закрытую металлическим оголовником с другого конца. На боковой поверхности оголовника расположен боковой выхлопной патрубок. 2 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным коммутационным аппаратам, предназначенным для защиты силового оборудования электротехнических сетей от аварийных и перегрузочных токов.

Предохранитель-разъединитель отличается от обычного предохранителя тем, что он не требует установки отдельно стоящего разъединителя. Эту функцию выполняет патрон, который, откидываясь, при срабатывании от аварийных блоков или при помощи оперативной штанги создает видимый разрыв электрической цепи, аналогичный разрыву, создаваемому ножом разъединителя.

Известен высоковольтный предохранитель [1] патрон которого состоит из изоляционной дугогасительной трубки, открытой с одного и закрытой металлическим оголовником в виде трубы с другого конца. Токопровод в виде гибкого проводника расположен в дугогасительном канале изоляционной трубки, а плавкий элемент в оголовнике. На открытом конце трубки расположен наконечник, соединенный с подпружиненным ножом, натягивающим токопровод с определенным усилием.

При расплавлении плавкого элемента нож, откидываясь, тянет за собой гибкий проводник, вытягивает возникшую электрическую дугу в дугогасительный газогенерирующий канал, и срываясь с наконечника, освобождает гибкий кабель. Последний давлением газов, образующихся от действия высокой температуры дуги, выбрасывается из трубки. Растягивающаяся при этом дуга гасится за счет охлаждения истекающими газами.

Такой патрон может отключить определенную величину тока короткого замыкания, однако увеличение отключающего тока исключается. Это вызвано тем, что открытый выхлопной конец трубки освобождается через определенное время, равное времени выхода гибкого проводника из дугогасительного канала. При больших токах идет бурный процесс газообразования, что приводит к быстрому росту давления газов внутри дугогасительного канала до большой величины, а учитывая частичное перекрытие выхлопного отверстия гибким проводником, можно не сомневаться, что изоляционная трубка механически разрушится.

Известен предохранитель [2] общая конструкция и принцип работы которого аналогичны [1] Однако с целью механической разгрузки на патроне в средней части с помощью резьбового соединения закреплен металлической боковой патрубок таким образом, что дугогасительный канал патрона сообщается с каналом указанного патрубка. Выхлопной конец патрубка закрыт медным клапаном (мембраной), закрепленным при помощи колпачка с отверстием.

При перегорании плавкого элемента, нож откидываясь под действием пружины, тянет за собой гибкую связь, растягивая тем самым возникшую электрическую дугу. Под действием высокой температуры дуги происходит терморазложение материала стенок дугогасительного канала с образованием газов, создающих давление, необходимое для обдува дуги и ее гашения.

Для повышения давления в трубке при гашении малых токов в боковом патрубке предусмотрен медный клапан, закрывающий поперечное отверстие бокового патрубка. При гашении больших токов короткого замыкания большая энергия дуги быстро создает высокое давление газов, которые срезают медный клапан (мембрану), открывая тем самым отверстие бокового патрубка. Механическая разгрузка изоляционной трубы с помощью бокового патрубка исключает ее разрушение и, кроме того, позволяет повысить отключающий ток. Расположение бокового патрубка на изоляционной трубке значительно усложняет конструкцию и тем самым повышает трудоемкость изготовления. Это вызвано тем, что необходимо изготовление патрубка и выполнение резьбового соединения с обеих его сторон для стыковки с изоляционной трубкой, установка дополнительного изоляционного вкладыша с боковым отверстием и располагаемого между концами двух отрезков изоляционной трубки с целью снижения аэродинамического сопротивления при истечении газов. Кроме того, нарезание резьбы приводит к утоньшению стенки трубки в самом опасном сечении с точки зрения нарастания давления и тем самым в некоторой степени снижает механическую прочность трубки, что может привести к ее механическому разрушению.

Задачей настоящего изобретения является создание предохранителя-разъединителя со сниженной трудоемкостью изготовления и повышенной надежностью работы.

Решение этой задачи достигается тем, что в предохранителе-разъединителе, содержащем патрон, состоящий из изоляционной дугогасительной трубки, открытый с одного и закрытый оголовником с другого конца, бокового выхлопного патрубка с закрывающей его мембраной, токопровода, плавкий элемент которого расположен в оголовнике, а гибкий проводник в канале изоляционной трубки и механизм откидывания патрона, указанный боковой выхлопной патрубок расположен на боковой поверхности оголовника.

Расположение бокового выхлопного патрубка на боковой поверхности оголовника позволяет сократить трудоемкость изготовления за счет снижения трудоемкости изготовления как самого патрона (отсутствие корпуса с двухсторонним резьбовым соединением), так и изоляционного корпуса (отсутствие двух стыковых отрезков с резьбовым соединением, дополнительного изоляционного вкладыша).

Кроме того, очевидно, что цельный изоляционный корпус всегда прочнее сборного. Последнее играет немаловажную роль для повышения надежности работы, так как с повышением отключаемого тока, что не исключено при эксплуатации, механическая нагрузка от увеличения давления газов в процессе отключения возрастает, вследствие чего изоляционный корпус может разрушиться.

В случае изготовления оголовника литьевым путем его трудоемкость увеличивается незначительно только за счет его резьбового крепления медного клапана.

Разумеется, что боковой патрубок на боковой поверхности оголовника может быть расположен под любым углом, не препятствующим функционированию остальных узлов предохранителя-разъединителя, например, гололедозащитного козырька, располагаемого над патроном и т.д.

На фиг. 1 изображен вид сбоку полюса предохранителя-разъединителя во включенном положении, где пунктирными линиями показано отключенное положение (откинутое положение патрона); на фиг. 2 заряженный патрон с частичным разрезом по продольной его оси.

Предохранитель-разъединитель (фиг. 1) содержит основание 1, на котором закреплены два изолятора 2 с верхней 4 и нижней 4 системами размыкаемых контактов, механизм 5 автоматического и ручного откидывания, расположенный на нижнем конце патрона 6. На верхнем конце патрона 6 закреплен кронштейн 7 S-образной формы служащий для производства ручных операций отключения и включения с помощью оперативной штанги.

Шарнирно закрепленный механизм откидывания 5 имеет кольцо 8, для установки патрона при помощи оперативной штанги. Патрон 6 имеет также контактный зуб 9, при помощи которого фиксируется патрон во включенном положении в углублении 10 неподвижного подпружиненного контакта 11. Для подвода электрической цепи служат подсоединенные контакты 12 и 13.

Патрон 6 (фиг. 2) содержит дугогасительную трубку 14 из газогенерирующего материала, закрытую сверху металлическим оголовником 15 и открытую внизу. На нижнем конце с помощью хомута 16 шарнирно закреплен механизм откидывания 5.

Оголовник 15 имеет боковой выхлопной патрубок 17, закрытый медным клапаном (мембраной) 18, закрепленной с помощью гайки 19. С другой стороны оголовника 15 имеется колпачок 20, служащий для закрепления токопровода 21, S-образный кронштейн 7.

Токопровод состоит из головки 22, двух контактных держателей 23 и 24, между которыми закреплены натяжной 25 и плавкий элементы 26. Нижний контактный держатель 24 соединен с гибким проводником 27, который своим дуговым концом закрепляется в натянутом положении на механизме откидывания 5 при помощи болта 28. Натянутое состояние достигается за счет пружин 29 и 30.

При возникновении короткого замыкания или перегрузочного тока в электрической цепи перегорают (плавятся) натяжной 25 и плавкий 26 элементы, вследствие чего ослабляется натяжение гибкого проводника 27 и происходит срабатывание механизма 5 автоматического откидывания. При этом патрон 6 получает возможность осесть вниз за счет поворота относительно оси хомута 16, что влечет за собой беспрепятственное выхождение контактного зуба 9 из выемки 10 подпружиненного контакта 11. Но прежде, чем это произойдет, внутри патрона 6 должна погаситься электрическая дуга. Она гасится за счет ее удлинения движущимся под действием пружин 29 и 30 гибким проводником 27. При этом дуга затягивается в дугогасительный канал 31, где под действием высокой температуры дуги происходят терморазложение газогенерирующего материала изоляционной трубки 14 и возникновение за счет этого высокого давления газов. Газы, истекая через нижнее выхлопное отверстие, а при определенной величине давления и через боковой выхлопной патрубок 17, обдувают дугу и тем самым способствуют ее погасанию при переходе тока через нулевое положение.

Выхлоп газов через боковой патрубок 17 происходит обычно при средних и больших токах, так как при этих токах возникает достаточное давление для среза мембраны 18. Возникающее при этом двухстороннее дутье газов способствует более эффективному гашению дуги по сравнению с односторонним дутьем.

Так как патрон 6 имеет наклонное положение, то он после гашения дуги под действием составляющей силы тяжести поворачивается в шарнире 32 нижней системы контактов 4 (фиг. 1) до буфера-упора 33 (откинутое положение А), что создает видимый разрыв электрической цепи, аналогичный разрыву, выполненному отдельно стоящими разъединителями.

Патрон 6 всегда начинает поворачиваться только после гашения дуги, так как он на выход контактного зуба 9 из выемки 10 с учетом работы механизма откидывания 5 требуется определенное время и, кроме того, выхлоп газов через нижнее выхлопное отверстие препятствует опусканию патрона 6, т.е. размыканию верхней контактной системы 3.

При испытании опытного образца предохранителя-разъединителя на отключающую способность боковой патрубок был расположен под углом 70^o к продольной оси патрона, как показано на фиг. 2. Такое расположение позволяет устанавливать гололедозащитный козырек, исключает опасную траекторию при выхлопе медной мембраны по отношению к обслуживающему персоналу (мембрана летит в горизонтальном направлении (фиг. 1) и плавно опускается, что не опасно для человека)). Кроме того, при выхлопе газов через такой боковой патрубок, создаются благоприятные условия для истечения газов, так как аэродинамическое сопротивление снижено за счет отсутствия резкого изменения направления потока истекаемых газов, что положительно сказывается на отключающей способности.

Claims (1)

1. Предохранитель-разъединитель, содержащий патрон, состоящий из изоляционной дугогасительной трубки, открытой с одного и закрытой оголовником с другого конца, бокового выхлопного патрубка с закрывающей его мембраной, токопровода, плавкий элемент которого расположен в оголовнике, а гибкий проводник в канале указанной изоляционной трубки и механизм откидывания патрона, отличающийся тем, что боковой выхлопной патрубок расположен на боковой поверхности оголовника.

Images