RU2371800C2

RU2371800C2 - Arc control chamber

Info

Publication number: RU2371800C2
Application number: RU2008101847/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Андрей Васильевич Пузан (RU); Андрей Васильевич Пузан; Виктор Васильевич Шипицын (RU); Виктор Васильевич Шипицын
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2009-10-27
Also published as: RU2008101847A

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: chamber comprises two isolated LH and RH sets of metal plates separated by air gap. It comprises also first group of RH and LH sets of insulating plates separated by air gap. Note here that metal plates seat in symmetry with the axis passing between LH and RH sets of aforesaid plates, the upper LH and RH plates being interconnected by current conducting bus. In compliance with this invention, second group of LH and RH sets of plates are additionally introduced. Note here that LH and RH sets of insulating plates of first and second group are jointed to LH and RH sets of metal plates to make air gaps aligned and allowing formation of two-way through cooling channels perpendicular to electric arc.

EFFECT: intensive arc cooling, higher efficiency of suppressing induction currents.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим выключателям постоянного тока. В автоматических выключателях постоянного тока дугогасительные камеры применяются для повышения отключающей способности (А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г., с.142, рис.58). Приведенная камера, имеющая клинообразные, расходящиеся от центра по радиусу перемежающиеся перегородки, повышает отключающую способность автоматического выключателя, но имеет большие габаритные размеры.The present invention relates to electrical engineering, in particular to DC circuit breakers. In DC circuit breakers, arcing chambers are used to increase the breaking capacity (A.I. Golubev. High-speed circuit breakers. M.-L., Energia Publishing House, 1964, p.142, Fig. 58). The reduced chamber, which has wedge-shaped alternating partitions diverging from the center along the radius, increases the breaking capacity of the circuit breaker, but has large overall dimensions.

Более близкой по конструкции является дугогасительная камера с левым и правым наборами параллельно расположенных металлических пластин и блоком жалюзи, который подсоединен к левому и правому наборам металлических пластин через изоляцию (Мурадов Э.Ш., Шипицын В.В., Середко Р.Е. Автоматические быстродействующие выключатели для троллейбусов. Екатеринбург: Полиграфист, 2005 г., с.118, рис.41). Эта камера, выбранная в качестве прототипа, обеспечивает надежное отключение токов короткого замыкания, но не обеспечивает стопроцентное отключение малых постоянных индуктивных токов, которые могут вызывать перекрытие межконтактного пространства. Это объясняется тем, что в прототипе теплоотвод от дуги, от которого зависит надежное отключение малых постоянных индуктивных токов, затруднен, так как ионизированные газы должны пройти через деионизационную решетку (изоляцию) и достичь левого и правого наборов металлических пластин, то есть путь движения ионизированных газов оказывается большим.Closer in design is an arcing chamber with left and right sets of parallel metal plates and a louvre block that is connected to the left and right sets of metal plates through insulation (Muradov E.Sh., Shipitsyn V.V., Seredko R.E. Automatic high-speed switches for trolleybuses. Yekaterinburg: Polygraphist, 2005, p.118, Fig. 41). This camera, selected as a prototype, provides reliable disconnection of short-circuit currents, but does not completely disconnect small constant inductive currents, which can cause overlapping of the intercontact space. This is because in the prototype, heat removal from the arc, on which reliable disconnection of small constant inductive currents depends, is difficult, since the ionized gases must pass through the deionization lattice (insulation) and reach the left and right sets of metal plates, i.e. the path of movement of ionized gases turns out to be great.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить тепловое сопротивление в цепи охлаждения ионизированных газов.The present invention allows to reduce thermal resistance in the cooling circuit of ionized gases.

Технический результат изобретения состоит в том, что уменьшается тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов, увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов.The technical result of the invention is that the thermal resistance of the heat sink from the gases ionized by the arc is reduced, the arc cooling rate is increased, and the damping efficiency of small constant inductive currents is increased.

Сущность изобретения заключается в следующем. Введена дополнительно вторая группа левого и правого наборов изоляционных пластин, при этом левые и правые наборы изоляционных пластин первой и второй групп с двух сторон состыкованы соответственно с левым и правым наборами металлических пластин так, что воздушные зазоры металлических и изоляционных пластин совпадают между собой и обеспечивают в левом и правом наборах изоляционных пластин перпендикулярные электрической дуге двухсторонние сквозные каналы охлаждения, что также уменьшает его тепловое сопротивление. В результате увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов, то есть обеспечивается заявленный технический результат.The invention consists in the following. In addition, a second group of left and right sets of insulating plates was introduced, while the left and right sets of insulating plates of the first and second groups on both sides are joined respectively with the left and right sets of metal plates so that the air gaps of the metal and insulating plates coincide and provide left and right sets of insulation plates perpendicular to the electric arc, two-way through cooling channels, which also reduces its thermal resistance. As a result, the cooling intensity of the arc increases and the damping efficiency of small constant inductive currents increases, that is, the claimed technical result is provided.

Дугогасительная камера приведена на фиг.1 и состоит из двух, левого и правого, симметрично расположенных наборов металлических пластин 1, установленных в пазах торцевых стенок 2, 3. Металлические пластины разделены воздушным зазором с помощью щек 4, установленных на днище 5. В верхней части камеры в пазах расположена токопроводящая шина 6, соединяющая верхнюю левую и правую металлические пластины. Камера закрыта крышкой 7.The interrupter chamber is shown in Fig. 1 and consists of two, left and right, symmetrically arranged sets of metal plates 1 installed in the grooves of the end walls 2, 3. The metal plates are separated by an air gap using the cheeks 4 mounted on the bottom 5. In the upper part In the grooves of the chamber, there is a conductive bus 6 connecting the upper left and right metal plates. The camera is closed by a cover 7.

По обе стороны от каждого, левого и правого, набора металлических пластин расположены изоляционные пластины 8, также установленные в пазах торцевых стенок 2, 3, при этом воздушные зазоры изоляционных пластин совпадают с воздушными зазорами металлических пластин.On both sides of each left and right set of metal plates are insulating plates 8, also installed in the grooves of the end walls 2, 3, while the air gaps of the insulating plates coincide with the air gaps of the metal plates.

Работа камеры при отключении тока короткого замыкания происходит следующим образом.The camera when disconnecting the short circuit current is as follows.

При размыкании контактов 9 выключателя дуга под действием магнитного дутья, электродинамической и аэродинамической сил, образованных самой дугой, перемещается сначала по контактам, а затем по дугогасительным рогам 10, которые расположены под металлическими пластинами 1 и на фиг.1 показаны пунктиром. Далее дуга последовательно переходит на металлические пластины до замыкания на токопроводящую шину 6, при этом за счет тепловых каналов охлаждения, образованных расположением изоляционных пластин, происходит эффективный теплоотвод нагретых газов, после чего дуга, охлаждаясь, гаснет.When the contacts 9 of the arc switch are opened under the action of magnetic blasting, the electrodynamic and aerodynamic forces generated by the arc itself, it moves first along the contacts, and then along the arcing horns 10, which are located under the metal plates 1 and are shown in dashed lines in Fig. 1. Next, the arc is sequentially transferred to the metal plates until shorted to the conductive busbar 6, and due to the cooling cooling channels formed by the location of the insulating plates, the effective heat removal of heated gases occurs, after which the arc goes out, cooling off.

Расположение тепловых сопротивлений каналов охлаждения показано схематично на фиг.2 при виде сверху на камеру, при этом на фиг.2, а) показаны тепловые сопротивления теплоотвода R_{t лев} и R_{t прав} для левого и правого наборов металлических пластин в прототипе, а на фиг.2, б) - тепловые сопротивления теплоотвода R_{t1 лев}, R_{t2 лев} и R_{t1 прав}, R_{t2 прав} также для левого и правого наборов металлических пластин в предлагаемом изобретении, откуда видно, что тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов во втором случае существенно меньше.The location of the thermal resistances of the cooling channels is shown schematically in FIG. 2 when viewed from above on the camera, and FIG. 2 a) shows the thermal resistances of the heat sink R _{t lion} and R _{t right} for the left and right sets of metal plates in the prototype, and in FIG. .2, b) is the thermal resistance of the heat sink R _{t1 lion} , R _{t2 lion} and R _{t1 right} , R _{t2 is} also _right for the left and right sets of metal plates in the present invention, it can be seen that the thermal resistance of the heat sink from the ionized gases in the second case significantly less.

Работа камеры при отключении малых постоянных индуктивных токов отличается тем, что при их гашении, в особенности если эти токи обратного направления, дуга растягивается и охлаждается в основном за счет аэродинамической силы, так как при малых токах электродинамическая сила мала и магнитное дутье действует слабо. При этом важно облегчить вхождение дуги малого тока в камеру. Этому способствует уменьшение размеров металлических пластин камеры за счет применения изоляционных пластин и повышение эффективности охлаждения за счет образования дополнительных сквозных каналов теплоотвода.The operation of the chamber when switching off small constant inductive currents is characterized in that when they are extinguished, especially if these currents are in the opposite direction, the arc is stretched and cooled mainly due to the aerodynamic force, since at low currents the electrodynamic force is small and the magnetic blast acts weakly. It is important to facilitate the entry of a small current arc into the chamber. This is facilitated by the reduction in the size of the metal plates of the chamber due to the use of insulating plates and an increase in cooling efficiency due to the formation of additional through channels for heat removal.

Таким образом, за счет применения изоляционных пластин по обе стороны от металлических платан и уменьшения металлоемкости камеры уменьшается тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов, увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов.Thus, through the use of insulating plates on both sides of the metal plane trees and reducing the chamber’s metal consumption, the heat resistance of the heat sink from the gases ionized by the arc decreases, the arc cooling rate increases, and the efficiency of quenching of small constant inductive currents increases.

Claims

Arcing chamber, consisting of two left and right sets of metal plates isolated from each other with air gaps between them, as well as the first group of left and right sets of insulating plates with air gaps between them, and these sets of metal plates are located symmetrically with respect to the axis of symmetry passing between the left and right sets of metal plates, and the upper left and right metal plates are interconnected by a current-carrying bus, characterized in that a second the first group of left and right sets of insulating plates, while the left and right sets of insulating plates of the first and second groups on both sides are joined respectively with the left and right sets of metal plates so that the air gaps of the metal and insulating plates coincide with each other and provide in the left and right sets of insulating plates perpendicular to the electric arc two-way through cooling channels.