RU2803565C2 - Gas switch - Google Patents
Gas switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803565C2 RU2803565C2 RU2021129955A RU2021129955A RU2803565C2 RU 2803565 C2 RU2803565 C2 RU 2803565C2 RU 2021129955 A RU2021129955 A RU 2021129955A RU 2021129955 A RU2021129955 A RU 2021129955A RU 2803565 C2 RU2803565 C2 RU 2803565C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gas switch
- switch
- arc
- movable contact
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Цель изобретенияPurpose of the invention
Настоящее изобретение относится к газовому выключателю, применяемому в электрических распределительных устройствах высокого напряжения, например в ячейках, при этом в качестве средства гашения электрической дуги и электрической изоляции используется газ или газовая смесь.The present invention relates to a gas circuit breaker for use in high voltage electrical switchgear, such as cubicles, using gas or a gas mixture as a means of extinguishing the electric arc and providing electrical insulation.
Объект переключателя настоящего изобретения содержит кожух, в котором предусмотрена по меньшей мере дуговая камера, внутри которой при размыкании и замыкании цепи переключателем может возникать электрическая дуга, и при этом указанная электрическая дуга гасится в ходе операции, выполняемой средством продувки с учетом его конфигурации и совместного соединения по меньшей мере с одним подвижным контактом переключателя, что обеспечивает продувку электрической дуги на всем протяжении траектории указанного подвижного контакта, а также восстановление диэлектрической среды в указанной дуговой камере после погашения электрической дуги.The switch object of the present invention comprises a housing in which is provided at least an arc chamber within which an electric arc can be generated when the circuit is opened and closed by the switch, and wherein said electric arc is extinguished during an operation performed by the blowing means in consideration of its configuration and joint connection with at least one movable contact of the switch, which ensures the blowing of an electric arc along the entire trajectory of the specified movable contact, as well as the restoration of the dielectric medium in the specified arc chamber after the extinguishing of the electric arc.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯPREREQUISITES FOR CREATION OF THE INVENTION
Иногда электрические переключатели среднего или высокого напряжения устанавливаются внутри электрического оборудования, такого как, например, ячейки электрического распределительного устройства, при этом указанные переключатели встроены в их соответствующие отсеки. Для уменьшения междуфазного расстояния и достижения таким образом компактного замкнутого пространства и изолирующей среды, неизменной относительно внешних условий или условий окружающей среды, таких как загрязнение или влажность, для отсека переключателя необходимо использование изолирующей среды, которая может представлять собой или воздух, или другую газовую среду, такую как гексафторид серы (SF6), сухой воздух, азот и т.д. Аналогично, та же изолирующая среда, такая как диэлектрический газ из упомянутых выше, в некоторых случаях также обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей между контактами переключателя при операциях размыкания и замыкания.Sometimes medium or high voltage electrical switches are installed inside electrical equipment, such as, for example, electrical switchgear cells, with said switches built into their respective compartments. To reduce the phase-to-phase distance and thus achieve a compact enclosed space and an insulating medium that is unchanged with respect to external or environmental conditions such as pollution or humidity, the switch compartment requires the use of an insulating medium, which can be either air or another gaseous medium, such as sulfur hexafluoride (SF 6 ), dry air, nitrogen, etc. Likewise, the same insulating medium, such as the dielectric gas mentioned above, in some cases also provides extinguishment of the electric arc occurring between the switch contacts during opening and closing operations.
Как известно, электрические переключатели среднего или высокого напряжения предназначены для прерывания/отключения тока, который в определенный момент циркулирует по линии и может достичь в устройстве значения прерывания/отключения, возникающего во время разъединения контактов переключателя вместе с электрической дугой, которая может их повредить. Это является нежелательным явлением, которое необходимо погасить как можно быстрее, поскольку дуга может уничтожить изоляцию и контакты, а также вызвать внезапное увеличение температуры и давления, что может привести к взрывам, которые могут повлечь за собой материальный ущерб, образование токсичных газов или даже травмирование людей. Следовательно, время размыкания/отключения имеет важное значение.As is known, medium or high voltage electrical switches are designed to interrupt/switch off the current that at a certain moment circulates through the line and can reach the interruption/switching value in the device, which occurs during the disconnection of the switch contacts along with an electric arc that can damage them. This is an undesirable phenomenon that must be extinguished as quickly as possible, since the arc can destroy insulation and contacts, and cause a sudden increase in temperature and pressure, which can lead to explosions that can cause property damage, the formation of toxic gases or even personal injury . Therefore, the opening/disconnection time is important.
Другие ситуации, которые могут возникнуть, заключаются в замыканиях цепи в результате короткого замыкания, то есть те случаи, в которых при замыкании цепи возникает неисправность. В этом случае происходит увеличение тока, который проходит через контакты, достигая значения в несколько кА, а также из-за предварительной дуги возникает эрозия контактов.Other situations that may arise are circuit closures due to a short circuit, that is, those cases in which a fault occurs when the circuit is shorted. In this case, there is an increase in the current that passes through the contacts, reaching a value of several kA, and also, due to the preliminary arc, erosion of the contacts occurs.
Для того чтобы максимально ограничить износ контактов, важно, чтобы размыкание цепи переключателем происходило как можно быстрее, чтобы разъединение контактов также выполнялось как можно быстрее. Для этого в электрических переключателях используются механические, гидравлические или электрические приводы, а также средства гашения электрической дуги, возникающей во время размыкания цепи переключателем, такие как системы магнитного дутья, системы статического охлаждения дуги и системы пластин, лопастные системы продувки газом, поршневые системы продувки, системы детонации для разрывных зарядов, абляционные системы для вещества, способного выделять газ, способствующий гашению электрической дуги, и т.д.In order to limit contact wear as much as possible, it is important that the switch opens the circuit as quickly as possible so that the contacts are disconnected as quickly as possible. To achieve this, electrical switches use mechanical, hydraulic or electrical actuators, as well as means of extinguishing the electrical arc that occurs when the switch opens the circuit, such as magnetic blast systems, static arc cooling systems and plate systems, vane gas purge systems, piston purge systems, detonation systems for explosive charges, ablative systems for a substance capable of releasing a gas that helps extinguish an electric arc, etc.
Переключатель может быть встроен в корпус, а этот корпус может, в свою очередь, быть установлен внутри замкнутого пространства, изолированного в диэлектрическом газе, ячейки электрического распределительного устройства. В упомянутых лопастных системах продувки газом переключатель связан по меньшей мере с одной лопастью, которая проталкивает диэлектрический газ, содержащийся в вышеназванном корпусе, таким образом создавая в некоторых случаях поток газа в направлении электрической дуги, а в других случаях завихрение указанного газа внутри корпуса для гашения электрической дуги. Работа указанной лопасти связана с перемещением контактов переключателя, как например с работой подвижного контакта переключателя. Таким образом, в некоторых случаях, как, например, в случае контактных переключателей, выполненных с возможностью вращательного движения, лопасти связаны с приводной осью подвижного контакта, вследствие чего работа указанных подвижных контактов также приводит к работе лопастей.The switch may be built into a housing, and this housing may in turn be mounted within an enclosed space, insulated in a dielectric gas, of an electrical switchgear cell. In said vane gas purge systems, a switch is associated with at least one vane which pushes a dielectric gas contained in said housing, thereby creating in some cases a flow of gas in the direction of the electric arc, and in other cases a swirl of said gas within the housing to extinguish the electric arc. arcs. The operation of said blade is associated with the movement of switch contacts, such as the operation of a movable switch contact. Thus, in some cases, such as in the case of rotatable contact switches, the blades are connected to the drive axis of the movable contact, whereby the operation of said movable contacts also results in the operation of the blades.
В этом смысле могут быть приведены некоторые примеры известного уровня техники, такие как в документах ES2534873T3, ES2068699T3, ES2011445B3 и ES2066553T3. Во всех этих документах описываются системы продувки газом с помощью лопастей, а в некоторых из документов эти продувки с помощью лопастей также сочетаются с системой магнитного дутья для гашения электрической дуги, возникающей между контактами переключателя, в частности, в документе ES2534873T3. Во всех приведенных примерах работа лопастей связана с приводной осью подвижного контакта переключателя, при этом этот подвижный контакт выполнен с возможностью вращательного движения, и переключатель содержит корпус, в который встроены подвижный контакт, лопасти и неподвижный контакт, и где возникает электрическая дуга при размыкании/замыкании цепи переключателем. При операции размыкания цепи переключателем вследствие разъединения контактов возникает указанная электрическая дуга, и вследствие перемещения подвижного контакта диэлектрический газ сжимается лопастями внутри корпуса переключателя, вследствие чего указанный газ выходит через промежутки между контактами и лопастями, таким образом продувая электрическую дугу с целью ее погашения.In this sense, some examples of the prior art can be given, such as in documents ES2534873T3, ES2068699T3, ES2011445B3 and ES2066553T3. All of these documents describe vane gas purge systems, and some of the documents also combine vane gas purge systems with a magnetic purge system to extinguish the electrical arc that occurs between switch contacts, particularly document ES2534873T3. In all of the above examples, the operation of the blades is associated with the drive axis of the movable contact of the switch, wherein this movable contact is configured for rotational movement, and the switch contains a housing in which the movable contact, the blades and the fixed contact are built, and where an electric arc occurs when opening/closing circuit switch. During the operation of opening the circuit by the switch, due to separation of the contacts, the said electric arc is generated, and due to the movement of the movable contact, the dielectric gas is compressed by the blades inside the switch body, as a result of which the said gas escapes through the gaps between the contacts and the blades, thereby blowing the electric arc to extinguish it.
Существующие системы гашения электрической дуги посредством газа, продуваемого лопастями, и, в частности, описанные в приведенных примерах известного уровня техники, имеют недостаток, заключающийся в том, что корпус, в который встроен переключатель, и где возникает электрическая дуга, является водонепроницаемым, то есть загрязненный газ и плазма, возникающие во время операции переключения, не удаляются и таким образом накапливаются внутри указанного корпуса. Вследствие этого смесь газов с загрязняющими веществами, находящаяся внутри корпуса, является неблагоприятной для следующей операции размыкания и может приводить к нежелательным последствиям, таким как внезапное увеличение температуры и давления, которые могут вызывать взрывы, приводящие к материальному ущербу, образованию токсичных газов или даже получению людьми травм. Также из-за того, что корпус переключателя является водонепроницаемым, невозможно восстановить содержащийся в нем газ, в результате чего отсутствие чистого диэлектрического газа может отрицательного повлиять на следующую операцию.Existing systems for extinguishing an electric arc by means of gas blown by blades, and in particular those described in the examples of the prior art, have the disadvantage that the housing in which the switch is built and where the electric arc occurs is waterproof, i.e. the contaminated gas and plasma generated during the switching operation are not removed and thus accumulate inside said housing. As a result, the mixture of gases and contaminants located inside the housing is unfavorable for the next opening operation and can lead to undesirable consequences such as sudden increases in temperature and pressure, which can cause explosions leading to property damage, the generation of toxic gases or even personal injury. injuries Also, because the switch body is waterproof, it is impossible to recover the gas contained in it, so the lack of clean dielectric gas may adversely affect the next operation.
С другой стороны, наиболее часто используемым диэлектрическим газом в последние годы является газ SF6 благодаря его превосходным диэлектрическим свойствам и, наряду с множеством других преимуществ, потому что он не токсичен для людей. В этом смысле также могут быть приведены те же документы с известным уровнем техники, упомянутые выше, ES2534873T3, ES2068699T3, ES2011445B3 и ES2066553T3, в которых также описано использование SF6 в качестве диэлектрического газа. Однако этот газ обладает серьезным воздействием на окружающую среду ввиду его высокого парникового потенциала (ПГП=22800), в связи с чем в последние годы были предприняты поиски альтернативных газов, которые могли бы заменить этот газ в этом виде электрического распределительного устройства.On the other hand, the most commonly used dielectric gas in recent years is SF 6 gas due to its excellent dielectric properties and, along with many other advantages, because it is non-toxic to humans. In this sense, the same prior art documents mentioned above, ES2534873T3, ES2068699T3, ES2011445B3 and ES2066553T3, which also describe the use of SF6 as a dielectric gas, can also be cited. However, this gas has a serious environmental impact due to its high greenhouse potential (GWP=22800), and therefore, in recent years, a search has been made for alternative gases that could replace this gas in this type of electrical switchgear.
Использование только более экологически чистых газов в качестве диэлектрического газа в этом распределительном устройстве будет означать значительное увеличение размера этого оборудования для данного уровня напряжения из-за более низкой диэлектрической прочности этих газов в сравнении с SF6. Другим вариантом в этом случае будет увеличение давления наполнения оборудованием до значений, превышающих те, которые используются с SF6 (приблизительно 1300 мбар), с изготовлением конструкции контейнеров с давлением более 1500 мбар.Using only cleaner gases as the dielectric gas in this switchgear will mean a significant increase in the size of this equipment for a given voltage level due to the lower dielectric strength of these gases compared to SF6. Another option in this case would be to increase the equipment's filling pressure to values higher than those used with SF6 (approximately 1300 mbar), with container designs designed to exceed 1500 mbar.
Некоторые другие примеры известного уровня техники представлены в ЕР0199044 и ЕР0484747.Some other examples of prior art are presented in EP0199044 and EP0484747.
Описание изобретенияDescription of the invention
Объект газового выключателя настоящего изобретения отвечает потребностям уровня техники, упомянутого выше, поскольку он предназначен для уменьшения междуфазного расстояния и достижения таким образом компактного замкнутого пространства и внутренних условий, неизменных относительно внешних условий или условий окружающей среды, таких как загрязнение или влажность. Аналогично, он также подготовлен так, что газовая диэлектрическая среда может находиться под давлением выше 1500 мбар, и так, что тот же диэлектрический газ, упомянутый выше, обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей между контактами переключателя при операциях размыкания и замыкания.The gas switch object of the present invention meets the needs of the prior art mentioned above, since it is designed to reduce the phase-to-phase distance and thus achieve a compact enclosed space and internal conditions unchanged with respect to external or environmental conditions such as pollution or humidity. Likewise, it is also prepared so that the dielectric gas medium can be pressurized above 1500 mbar, and so that the same dielectric gas mentioned above provides extinguishing of the electric arc occurring between the switch contacts during opening and closing operations.
Таким образом, газовый выключатель настоящего изобретения применим в распределительных электрических сетях и относится к переключателю с различными рабочими положениями, такому как выключатель нагрузки, который может быть установлен внутри электрического оборудования, такого как ячейки распределительного устройства, при этом указанный переключатель интегрирован внутрь его соответствующего отсека и изолирован в газовой диэлектрической среде, такой как воздух, сухой воздух, N2, O2, CO2 или газовые смеси, такие как фторкетоны с газами-носителями, такими как CO2, N2, O2, воздух, или их смеси, или газовые смеси, такие как негорючие гидрофторолефины с газами-носителями, такими как N2, O2, сухой воздух, гелий, CO2 или их смеси и т.д. Более конкретно, газовый выключатель настоящего изобретения содержит по меньшей мере один корпус, содержащий внутри указанного корпуса, или по меньшей мере частично внутри него, пару неподвижных контактов, расположенных диаметрально противоположно друг другу, и подвижный контакт, выполненный с возможностью вращательного движения, при котором пара неподвижных контактов может электрически соединяться друг с другом, и по меньшей мере одну дуговую камеру, внутри которой может возникать электрическая дуга при размыкании и замыкании цепи переключателем, при этом весь узел изолирован по меньшей мере в одном диэлектрическом газе внутри ячейки электрического распределительного устройства. Также возможно, что пара неподвижных контактов и подвижный контакт, который может быть электрически соединен с указанными неподвижными контактам, по меньшей мере частично расположены внутри корпуса так, что переключатель представляет собой переключатель шарнирного типа.Thus, the gas circuit breaker of the present invention is applicable in electrical distribution networks and relates to a switch with different operating positions, such as a load switch, which can be installed inside electrical equipment such as switchgear cubicles, wherein said switch is integrated inside its corresponding compartment and isolated in a gaseous dielectric medium such as air, dry air, N2, O2, CO2 or gas mixtures such as fluoroketones with carrier gases such as CO2, N2, O2, air, or mixtures thereof, or gas mixtures such as non-flammable hydrofluoroolefins with carrier gases such as N2, O2, dry air, helium, CO2 or mixtures thereof, etc. More specifically, the gas switch of the present invention contains at least one housing containing, within said housing, or at least partially within it, a pair of fixed contacts located diametrically opposite to each other, and a movable contact configured to rotate in such a way that the pair fixed contacts may be electrically coupled to each other, and at least one arc chamber within which an electric arc may occur when the circuit is opened and closed by the switch, the entire assembly being insulated in at least one dielectric gas within the electrical distribution device cell. It is also possible that a pair of fixed contacts and a movable contact, which can be electrically connected to said fixed contacts, are at least partially located within the housing so that the switch is a hinge type switch.
Предпочтительно согласно настоящему изобретению переключатель содержит по меньшей мере одно средство продувки электрической дуги, при этом указанное средство продувки совместно соединено с подвижным контактом, вследствие чего оно выполняет ту же траекторию движения, что и подвижный контакт при размыкании и замыкании цепи переключателем. Подвижный контакт может содержать по меньшей мере два конца, при этом каждый из указанных концов выполнен с возможностью электрического соединения с каждым неподвижным контактом и установления таким образом замыкающего положения переключателя. Также предусмотрено, что переключатель содержит по меньшей мере один заземляющий контакт, в этом случае подвижный контакт выполнен с возможностью установления электрического соединения между неподвижным контактом и заземляющим контактом для рабочего положения заземления переключателя. Поскольку подвижный контакт переключателя содержит два конца, отключение электрического тока происходит в двух точках, вследствие чего энергия возникающей электрической дуги разделяется на две отделенные зоны, энергия электрической дуги, которая должна быть рассеяна, также разделяется в двух указанных точках, тем самым способствуя гашению электрической дуги. Средство продувки расположено на каждом из концов подвижного контакта, при этом это средство продувки состоит, например, из лопасти.Preferably, according to the present invention, the switch comprises at least one arc blowing means, said blowing means being jointly connected to the movable contact, whereby it follows the same path of movement as the movable contact when the circuit is opened and closed by the switch. The movable contact may comprise at least two ends, each of said ends being electrically connected to each fixed contact and thereby establishing a closing position of the switch. It is also provided that the switch contains at least one grounding contact, in which case the movable contact is configured to establish an electrical connection between the fixed contact and the grounding contact for the operative grounding position of the switch. Since the moving contact of the switch contains two ends, the interruption of the electric current occurs at two points, as a result of which the energy of the resulting electric arc is divided into two separate zones, the energy of the electric arc that needs to be dissipated is also divided at the two specified points, thereby helping to extinguish the electric arc . A blowing means is located at each end of the movable contact, this blowing means consisting, for example, of a blade.
Каждый из указанных концов подвижного контакта переключателя расположен в каждой дуговой камере, которые содержатся в корпусе переключателя, а указанные дуговые камеры содержат по меньшей мере один путь сообщения, такой как решетка, с внешней частью корпуса, при этом указанный путь сообщения постоянно открыт для выхода газов, возникающих при размыкании цепи переключателем, и для входа чистого диэлектрического газа, содержащегося внутри ячейки распределительного устройства, внутрь дуговых камер после завершения операции размыкания цепи переключателем.Each of said ends of the movable contact of the switch is located in each of the arc chambers that are contained in the switch housing, and said arc chambers contain at least one communication path, such as a grid, with the outside of the housing, wherein said communication path is constantly open for the exit of gases occurring when the circuit is opened by the switch, and for the entry of pure dielectric gas contained within the switchgear cell into the arc chambers after the circuit breaking operation is completed by the switch.
Следовательно, средство продувки выполнено с возможностью при операции размыкания цепи переключателем сжимать диэлектрический газ в первой части дуговых камер с принуждением его к прохождению внутрь второй части дуговых камер через промежутки между концами подвижных контактов и неподвижных контактов и через промежутки между средством продувки и указанными контактами, вследствие чего электрическая дуга, возникающая при размыкании цепи переключателем, продувается диэлектрическим газом на всем протяжении траектории подвижного контакта. В то же время из второй части дуговых камер газы удаляются во внешнюю часть корпуса переключателя через вышеупомянутые пути сообщения, такие как решетки. После завершения размыкания цепи переключателем и гашения электрической дуги давления в первой части и второй части дуговых камер стабилизируются, создавая поток диэлектрического газа, обратный продувке электрической дуги, и, таким образом, восстанавливая в дуговых камерах чистый диэлектрический газ через пути сообщения. Таким образом, пути сообщения, содержащие дуговые камеры, обеспечивают удаление газов и плазмы, произведенные электрической дугой во время размыкания/замыкания цепи переключателем, таким образом, способствуя удалению загрязненного газа из дуговых камер, сохраняя их незагрязненными и содержащими чистый диэлектрический газ для следующей операции переключателя.Therefore, the purge means is configured to, during the operation of opening the circuit by the switch, compress the dielectric gas in the first part of the arc chambers, forcing it to pass into the second part of the arc chambers through the spaces between the ends of the movable contacts and the stationary contacts and through the gaps between the purge means and said contacts, due to whereby the electric arc that occurs when the circuit is opened by the switch is blown with dielectric gas along the entire trajectory of the moving contact. At the same time, from the second part of the arc chambers, gases are removed to the outer part of the switch body through the above-mentioned communication paths such as grilles. After the switch completes opening the circuit and extinguishing the electric arc, the pressures in the first part and the second part of the arc chambers are stabilized, creating a flow of dielectric gas opposite to the blowing of the electric arc, and thus restoring pure dielectric gas in the arc chambers through the communication paths. Thus, the communication paths containing the arc chambers ensure the removal of gases and plasma produced by the electric arc during the opening/closing of the circuit by the switch, thereby facilitating the removal of contaminated gas from the arc chambers, keeping them uncontaminated and containing clean dielectric gas for the next switch operation .
Работа средства продувки и подвижного контакта связана с работой оси вращения, с которой совместно соединены как средство продувки, так и подвижный контакт.The operation of the blowing means and the moving contact is associated with the operation of the rotation axis, to which both the blowing means and the moving contact are jointly connected.
Предусмотрена возможность разделения указанной оси вращения на три секции, вследствие чего каждая секция оси содержит подвижный контакт и средство продувки, вследствие чего соответствующие три фазы переключателя могут быть разделены или объединены. Также предусмотрена возможность образования из подвижного контакта, средства продувки и оси вращения цельной детали, выполненной как единый узел.It is possible to divide said rotation axis into three sections, whereby each axis section contains a movable contact and a purge means, whereby the corresponding three phases of the switch can be separated or combined. It is also possible to form a single part from the moving contact, the blowing means and the axis of rotation, made as a single unit.
Газовый выключатель является поворотным, и может иметь три рабочих положения, и выполнен с возможностью замыкания цепи в результате короткого замыкания.The gas switch is rotary and can have three operating positions, and is designed to close the circuit as a result of a short circuit.
Описание фигурDescription of the figures
Чтобы дополнить описание и помочь получить лучшее понимание признаков настоящего изобретения в соответствии с предпочтительным примером его практического варианта осуществления, набор фигур включен как неотъемлемая часть указанного описания, на которых следующее представлено на иллюстративной, а не ограничивающей основе:To complement the description and to help obtain a better understanding of the features of the present invention in accordance with a preferred example of a practical embodiment thereof, a set of figures are included as an integral part of the above description, in which the following are presented on an illustrative and not limitative basis:
на фиг. 1 представлен вид сбоку ячейки электрического распределительного устройства, на котором показано расположение газового выключателя настоящего изобретения внутри его соответствующего отсека, изолированного в диэлектрическом газе.in fig. 1 is a side view of an electrical switchgear cell showing the location of a gas circuit breaker of the present invention within its respective compartment insulated in a dielectric gas.
На фиг. 2 представлен вид в вертикальном разрезе корпуса переключателя, на котором показаны дуговые камеры, неподвижные контакты, подвижный контакт, средство продувки и поток наружу корпуса загрязненного газа, возникающего при операции размыкания цепи переключателем.In fig. 2 is a vertical sectional view of the switch body showing the arc chambers, the fixed contacts, the moving contact, the purge means, and the flow out of the body of contaminated gas generated by the switch opening operation.
На фиг. 3 представлен вид в разрезе сбоку переключателя.In fig. Figure 3 is a cutaway side view of the switch.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретенияPreferred Embodiments of the Present Invention
Как можно видеть на фиг. 1, газовый выключатель (1) настоящего изобретения, такой как, например, выключатель нагрузки, установлен внутри ячейки (19) электрического распределительного устройства, который содержит несколько отсеков, при этом один из них является отсеком (20), где расположен газовый выключатель (1). Этот отсек (20) газового выключателя (1) герметично закрыт и находится под давлением в диэлектрическом газе, таком как, например, воздух, сухой воздух, N2, O2, CO2 или газовые смеси, такие как фторкетоны с газами-носителями, такими как CO2, N2, O2, воздух, или их смеси, или газовые смеси, такие как негорючие гидрофторолефины с газами-носителями, такими как N2, O2, сухой воздух, гелий, CO2 или их смеси и т.д., вследствие чего становится возможным уменьшение расстояния между фазами, и, следовательно, достигаются более компактные размеры ячеек, которые минимизируют проблемы с местом на объекте и в транспорте. Для этой же цели переключатель также подготовлен так, что газовая диэлектрическая среда может находиться под давлением выше 1500 мбар. Аналогично, посредством газовой изоляции достигается компактное закрытое пространство, а внутри него - среда, неизменная относительно внешних условий или условий окружающей среды, таких как загрязнение или влажность.As can be seen in FIG. 1, the gas switch (1) of the present invention, such as, for example, a load switch, is installed inside a cell (19) of an electrical distribution device, which contains several compartments, one of them being a compartment (20) where the gas switch (1) is located ). This compartment (20) of the gas switch (1) is hermetically sealed and pressurized in a dielectric gas such as, for example, air, dry air, N2, O2, CO2 or gas mixtures such as fluoroketones with carrier gases such as CO2 , N2, O2, air, or mixtures thereof, or gas mixtures such as non-flammable hydrofluoroolefins with carrier gases such as N2, O2, dry air, helium, CO2 or mixtures thereof, etc., whereby reduction is possible distances between phases, and therefore more compact cell sizes are achieved, which minimize space problems on site and in transport. For the same purpose, the switch is also prepared so that the gaseous dielectric medium can be at a pressure above 1500 mbar. Likewise, by means of gas insulation, a compact enclosed space is achieved, and within it an environment that is unchanged relative to external or environmental conditions such as pollution or humidity.
Как показано на фиг. 1, 2 и 3, газовый выключатель (1) содержит корпус (2), внутри, или по меньшей мере частично внутри, которого встроена пара неподвижных контактов (3, 4), расположенных диаметрально противоположно друг другу, и подвижный контакт (5), выполненный с возможностью вращательного движения, при котором пара неподвижных контактов (3, 4) может электрически соединяться друг с другом, и по меньшей мере одну дуговую камеру (6, 7), внутри которой может возникать электрическая дуга при размыкании и замыкании цепи газовым выключателем (1). Как показано на фиг. 2, газовый выключатель (1) может иметь два или три рабочих положения, в последнем случае он содержит по меньшей мере один заземляющий контакт (11) для положения заземляющей операции, таким образом будучи выполненным с возможностью выполнять операции замыкания, размыкания и заземления.As shown in FIG. 1, 2 and 3, the gas switch (1) contains a housing (2), inside, or at least partially inside, a pair of fixed contacts (3, 4), located diametrically opposite to each other, and a movable contact (5), made with the possibility of rotational movement, in which a pair of fixed contacts (3, 4) can be electrically connected to each other, and at least one arc chamber (6, 7), inside which an electric arc can occur when the circuit is opened and closed by a gas switch ( 1). As shown in FIG. 2, the gas switch (1) may have two or three operating positions, in the latter case it contains at least one grounding contact (11) for the grounding operation position, thus being capable of performing closing, opening and grounding operations.
Внутри корпуса (2), в частности, в дуговых камерах (6, 7), предусмотрен тот же диэлектрический газ, который доступен в отсеке (20) газового выключателя (1), вследствие чего указанный диэлектрический газ используется как для электрической изоляции, так и для гашения электрических дуг. Корпус (2), содержащий дуговые камеры (6, 7), может быть структурирован на две части, первую часть, которая включает дуговую камеру (6), и вторую часть, которая включает дуговую камеру (7). В дуговую камеру (6) встроен неподвижный контакт (3), а в дуговую камеру (7) встроен неподвижный контакт (4), вследствие чего электрический контакт между подвижным контактом (5) и каждым из неподвижных контактов (3, 4), а также разъединение между ними происходило в разных дуговых камерах, таким образом, разделяя энергию электрической дуги, которая должна быть рассеяна, и способствуя гашению электрической дуги.Inside the housing (2), in particular in the arc chambers (6, 7), the same dielectric gas is provided, which is available in the compartment (20) of the gas switch (1), as a result of which the specified dielectric gas is used both for electrical insulation and for extinguishing electric arcs. The housing (2) containing the arc chambers (6, 7) may be structured into two parts, a first part which includes the arc chamber (6) and a second part which includes the arc chamber (7). A stationary contact (3) is built into the arc chamber (6), and a stationary contact (4) is built into the arc chamber (7), resulting in electrical contact between the movable contact (5) and each of the stationary contacts (3, 4), as well as the separation between them took place in different arc chambers, thus separating the energy of the electric arc that must be dissipated and helping to extinguish the electric arc.
Также, как показано на фиг. 2 и 3, газовый выключатель (1) содержит по меньшей мере одно средство (8) продувки электрической дуги, такое как, например, лопасти (12, 13), при этом указанное средство (8) продувки совместно соединено с подвижным контактом (5), вследствие чего оно выполняет ту же траекторию движения, что и подвижный контакт (5) при размыкании и замыкании цепи газовым выключателем (1), что приводит к продуванию электрической дуги постоянно до тех пор, пока она не погаснет. Подвижный контакт (5) и средство (8) продувки совместно перемещаются вокруг оси (18) вращения так, что работа подвижного контакта (5), связанная с работой указанной оси (18) вращения, приводит также к работе средства (8) продувки. Лопасти (12, 13) могут быть расположены на каждом из концов (14, 15) подвижного контакта (5), как показано на фиг. 2 и 3, вдоль концов (14, 15), выступая от указанных концов (14, 15) в направлении внутренней стенки дуговых камер (6, 7), и выполнены с возможностью сжимать диэлектрический газ в первой части (16) дуговых камер (6, 7) и принуждать указанный сжатый диэлектрический газ проходить через промежутки между концами (14, 15) подвижного контакта (5) и неподвижными контактами (3, 4) и через промежутки между лопастями (12, 13) и указанными контактами (3, 4, 5) в направлении второй части (17) дуговых камер (6, 7) при размыкании цепи газовым выключателем (1) для продувки электрической дуги. Аналогично, дуговые камеры (6, 7) содержат по меньшей мере один путь (9, 10) сообщения с внешней частью корпуса (2), при этом указанный путь (9, 10) сообщения постоянно открыт для выхода газов, возникающих при размыкании цепи газовым выключателем (1), как показано на фиг. 2, а также для входа в дуговые камеры (6, 7) диэлектрического газа, содержащегося внутри ячейки (19) электрического распределительного устройства после завершения операции размыкания цепи газовым выключателем (1).Also, as shown in FIG. 2 and 3, the gas switch (1) contains at least one means (8) for blowing the electric arc, such as, for example, blades (12, 13), while said means (8) for blowing are jointly connected to the movable contact (5) , as a result of which it follows the same trajectory of movement as the moving contact (5) when the circuit is opened and closed by the gas switch (1), which leads to the blowing of an electric arc constantly until it goes out. The moving contact (5) and the blowing means (8) move together around the rotation axis (18) so that the work of the moving contact (5) associated with the operation of the said rotation axis (18) also leads to the operation of the blowing means (8). Blades (12, 13) may be located at each of the ends (14, 15) of the movable contact (5), as shown in FIG. 2 and 3, along the ends (14, 15), protruding from said ends (14, 15) towards the inner wall of the arc chambers (6, 7), and are configured to compress the dielectric gas in the first part (16) of the arc chambers (6 , 7) and force said compressed dielectric gas to pass through the gaps between the ends (14, 15) of the movable contact (5) and the fixed contacts (3, 4) and through the gaps between the blades (12, 13) and said contacts (3, 4, 5) in the direction of the second part (17) of the arc chambers (6, 7) when the circuit is opened by the gas switch (1) to blow through the electric arc. Similarly, the arc chambers (6, 7) contain at least one communication path (9, 10) with the outer part of the housing (2), while the specified communication path (9, 10) is constantly open for the release of gases that occur when the gas circuit opens switch (1), as shown in Fig. 2, as well as for entering the arc chambers (6, 7) of the dielectric gas contained inside the cell (19) of the electrical distribution device after completion of the operation of opening the circuit by the gas switch (1).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено включение указанных путей (9, 10) сообщения, таких как решетки (не показаны на чертеже), во вторую часть (17) дуговых камер (6, 7) между внутренней и внешней частями корпуса (2). Таким образом, загрязненные газы, возникающие при размыкании цепи газовым выключателем (1), удаляются во внешнюю часть корпуса (2) через пути (9, 10) сообщения, и после размыкания цепи газовым выключателем (1) давления в первой части (16) и второй части (17) дуговых камер (6, 7) стабилизируются, создавая поток диэлектрического газа, обратный продувке электрической дуги, и, таким образом, восстанавливая в дуговых камерах (6, 7) чистый диэлектрический газ через пути (9, 10) сообщения, сохраняя их не загрязненными и содержащими чистый диэлектрический газ для следующей операции газового выключателя (1).A preferred embodiment of the present invention provides for the inclusion of said communication paths (9, 10), such as grilles (not shown in the drawing), in a second part (17) of arc chambers (6, 7) between the inner and outer parts of the housing (2). Thus, contaminated gases arising when the circuit is opened by the gas switch (1) are removed to the outer part of the housing (2) through the communication paths (9, 10), and after the circuit is opened by the gas switch (1) the pressure in the first part (16) and the second part (17) of the arc chambers (6, 7) are stabilized, creating a flow of dielectric gas reverse to the blowing of the electric arc, and thus restoring pure dielectric gas in the arc chambers (6, 7) through communication paths (9, 10), keeping them uncontaminated and containing clean dielectric gas for the next operation of the gas switch (1).
Как можно видеть на фиг. 3, ось (18) вращения может быть разделена натри секции, вследствие чего каждая секция оси (18) содержит подвижный контакт (5) и средство (8) продувки, вследствие чего три соответствующие фазы газового выключателя (1) могут быть разделены или объединены. В качестве другого варианта осуществления также предусмотрено образование из подвижного контакта (5), средства (8) продувки и оси (18) вращения цельной детали, выполненной как единый узел.As can be seen in FIG. 3, the rotation axis (18) can be divided into three sections, whereby each section of the axis (18) contains a movable contact (5) and a purge means (8), whereby the three corresponding phases of the gas switch (1) can be separated or combined. As another embodiment, it is also provided that the movable contact (5), the blowing means (8) and the rotation axis (18) are formed into a single piece, made as a single unit.
Как упомянуто выше, газовый выключатель (1) может быть поворотным переключателем с тремя рабочими положениями, выполненный с возможностью замыкания цепи в результате короткого замыкания, то есть в тех случаях, в которых при замыкании цепи возникает неисправность, при этом переключатель выполнен с возможностью выдерживать увеличение тока, который проходит через контакты и достигает значения в несколько кА, при операции замыкания.As mentioned above, the gas switch (1) may be a rotary switch with three operating positions, configured to close the circuit as a result of a short circuit, that is, in cases in which a malfunction occurs when the circuit is closed, and the switch is configured to withstand an increase current that passes through the contacts and reaches a value of several kA during the closing operation.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESU201930665 | 2019-04-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021129955A RU2021129955A (en) | 2023-05-26 |
| RU2803565C2 true RU2803565C2 (en) | 2023-09-15 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU819838A1 (en) * | 1979-06-04 | 1981-04-07 | Предприятие П/Я Р-6517 | Autoblasting gas switch |
| EP2608240B1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-01-28 | LSIS Co., Ltd. | Arc extinguishing apparatus for ring main unit |
| RU2706233C2 (en) * | 2013-12-23 | 2019-11-15 | Абб Швайц Аг | Electric switching device |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU819838A1 (en) * | 1979-06-04 | 1981-04-07 | Предприятие П/Я Р-6517 | Autoblasting gas switch |
| EP2608240B1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-01-28 | LSIS Co., Ltd. | Arc extinguishing apparatus for ring main unit |
| RU2706233C2 (en) * | 2013-12-23 | 2019-11-15 | Абб Швайц Аг | Electric switching device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2785998T3 (en) | Disconnect switch of a three position vacuum interrupter providing a current interrupt, disconnect and ground connection | |
| US10643764B2 (en) | Gas-insulated electrical apparatus filled with a dielectric gas | |
| RU2738087C2 (en) | Gas isolated low or medium voltage load breaker | |
| RU2517688C2 (en) | Hybrid gas-blast circuit breaker for switchgear with sf6 gas insulation | |
| US11699559B2 (en) | Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch | |
| JP5155086B2 (en) | Power circuit breaker current interrupting chamber with two compression volumes | |
| EP2244275B1 (en) | Switchgear for electric distribution networks | |
| KR101977053B1 (en) | The arc extingushing device of eco-friendly gas insulated load break switch to combine puffer and arc chute | |
| EP3961668B1 (en) | Shut-off switch for gas insulated switchgear | |
| RU2803565C2 (en) | Gas switch | |
| KR101919125B1 (en) | Gas insulated switch device of high voltage distributer | |
| KR102016923B1 (en) | Gas insulated switchgear using carbon dioxide gas mixture | |
| US12002639B2 (en) | Gas shut-off switch | |
| JP4382601B2 (en) | Ground switch | |
| EP2579287B1 (en) | Gas circuit breaker | |
| CN111403231B (en) | Hybrid arc extinguishing chamber | |
| KR20190065285A (en) | CO2 switch for high voltage DC grid | |
| EP3477675B1 (en) | Gas-insulated medium-voltage switch with shield device | |
| EP4227968A1 (en) | Fast earthing switch for interrupting non-short-circuit currents | |
| JP2012033363A (en) | Insulator type switchgear | |
| RU2153205C1 (en) | Arc-control device of gas-filled self-compression high-voltage circuit breaker | |
| JPH03269922A (en) | Gas insulation grounding switch | |
| KR20150134206A (en) | Gas circuit breaker for gas insulated switchgear | |
| RU2021129955A (en) | GAS SWITCH | |
| SU1035666A1 (en) | Gas filled switching apparatus |