SU1001213A1 - Стрел ющий плавкий предохранитель - Google Patents

Description

(54) СТРЕЛЯЮЩИЙ ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

. Устройство относитс  к высоковольтному силовому электроаппаратостроению , а именно.к высоковольтным стрел ющим предохранител м, производ щим гашение электрической дуги в потоке газа, вьщелившегос  под воздействием дуги из стенок,камеры выполненной , из твердого изол ционного газогенерирующего материала.

Известно устройство, которое содержит камеру гашени  с трубкой, выполненную из твердого изол ционного газогенерируюадего материала, внутри которой установлены подпружиненные электроды. Верхн   часть камеры герметизирована оголовником, выполненчным из металла и жестко соединенным с трубкой с помощью резьбы. От вт гивани  внутрь электроды камеры снабжены специешьной шпилькой или винтами. Между собой электроды соедин ютс  коммутирующим элементом, например плавкой вставкой. Снаружи электроды захвачены наружным коммутирующим элементом - руб пщм контактным ножом, оснащенным выт гивающей пружиной,стрем щейс  выт нуть электроды наружу { l Недостатками этого устройства  вл ютс  необходимость сооружени  на

подстанции ограждени  зоны выхлопа предохранител  (дугогасительного устройства ) , так как выхлоп газов осуществл етс  вниз, нахождение в зоне выхлопа контактного соединени  электродов камеры и руб щего контактного ножа, что снижает надежность работы устройства из-за оплавлени  этого

10 контакта в момент выхлопа плазмы и газов, и недостаточна  коммутационна  способность из-за наличи  руб щего KOHTciKTHoro ножа, наход щегос  в зоне выхлопа газов, и вследствие этого преп тствующего быстрому набору

15 по воздуху необходимого разрыва между камерой и выбрасываемым электродом . Кроме того, нож выполнен в виде жесткой балки и преп тствует быстрому отбрасыванию своего тела под напором

20 газов, истекающих из камеры гашени . Устройство характеризуетс  также низкой надежностью работы из-за наличи  проскальзывающего контакта между электродами камеры и руб щим кон25 тактным ножом, вследствие чего сосксшьзывание электродов с тела контактного ножа может произойти до окончани  процесса гашени , т.е. до прекращени  протекани  большого тока

30 повреждени . Поэтому снаружи патрона может загоратьс  мощна  электрическ дуга, котора  за счет восход щего газового потока, обладающего большо проводимостью, приводит к перекрыти камеры гашени  по поверхности и к о казу в гашении дуги. Известно также устройство, которо не нмеет руб щего контактного ножа. Оно выполнено из газогеверирующего патрона, стрел ющего вниз. Внутри патрона установлень- подпружиненные электрод з, соединенные между собой с помощью плавкой вставки. Наружный коммутирующий электрод жестко соеди нен с подпружиненными электродами и образует с подвод щей ошиновкой проскальзывающий контакт, который размещаетс  после выбрасывани  элект родов предохранител  снаружи и позвол ет гибкой св зи патрона отпадать на землю. Этнм предотвращают удар св зи по изол торам и разрушение изол торов 2. Недостатками известного устройст ва  вл ютс  необходимость ограждени  зоны выхлопа предохранителей,та как выхлоп производитс  в землю, и наличие проскальзывающего контакта между наружным коммутирующим элементом и ошиновкой полюса. Такой контакт удорожает конструкцию и вносит в нее опасность ложного отключени  предохранител  из-за ненадежности проскальзывающих контактных соединений , в особенности эксплуатирующихс  на воздухе. Кроме того, известное устройство характеризуетс  недостаточной гололедостойкостью, так как отсутствуют, специальные механические разрушители спаек льда между концом патрона и внешним коммутирующим элементом . Наиболее бдизкий к предлагаемому предохранитель содержит нижний и верхний опорные изол торы, подвод щий и отвод щий гибкие эдектроды, руб щий контактный нож с отключающей пружиной и камеру гашени  с выхлопом газов вверх,шарнирно присоединенную к нижнему onopHONiy изол тору,, герметизированному снизу металлическим - оголовником, выполненную из твердого изол ционного газогенерирую1цего материала , внутри которой установлены подпружиненные внутренний и наружный электроды, соединенные между собой коммутирующим элементом в виде плавкой вставки З. Недостатки прототипа обуслозлены низкой коммутационной способностью из-за Нсшичи  массивного контактного ножа, расположенного на пути аыхлопных газов., и низкой надежностью работы из-за наличи  жесткого влагозащитного козырька, который способен преп тствовать истечению газов из камеры при отключении больших токов Это приводит к закупорке камеры,снижеьию отвода тепла от дуги и к взрыву камеры. Недостатками устройства  вл ютс  также сложность и высока  стоимость из-за наличи  дорогосто щего ножа .и ловител  псд установку патрона в полюс, низка  надежность контактных соединений оголовника патрона с ошиновкой нижнего опорного изол тора, опасность обмерзани  ловител  и оголовника вследствие затекани  в оголовник воды атмосферных осадков,разрушение ловител  от коррозии,- вызванной скапливанием осадочной воды, и низка  гололедостойкость из-за отсутстви  специальных гололедоскапливающих устройств со стороны руб щего контактного ножа. Кроме того, устройство характеризуетс  недостаточной надежностью работы контактного соединени  между ножом и наружным электродом камеры из-за нахождени  этого контакта в зоне выхлопа высокотемпературной плазмы предохранител , ведущей к оплавнению и разрушению контакта , и т.д. и,ель изобретени  - повышение от- ключающей способности , быстродейст-т ВИЯ, гололедостойкости и надежности работы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стрел ющем плавко.м предохранителе ,- содержащем :-- ижний и верхний опорные изол торы с ошиновкой, подвод щий и ОТВОДЯНИл гибкие электроды, руб щий контактный нож,- снабженный отклон ющей пружиной , и камеру гашени  с выхлопом газов вверх, шарнирно присоединенную к ннжнемч опорному изол тору/герметизированную снизу металлическим оголовником , выполненную из твердого ;изол ц 1онного газогенерирующего материала , внутри которой установлены подпружиненные внутренний и наружный электроды, соединенные между собой с помощью коммутирующего элемента в .виде плавкой вставки, контактный кож выпо-пнен в виде двуплечего рычага, сцепленного одним концом с верхним концом камеры гашени  и наружным электродом, а другим - с отключающей пружиной,, оснащенной отталкивающим захватом, направленным перпендикул рно к осевой линии камеры гашени ,расположенной вместе с шарниром в плоскости , перпендикул рной к ос м опорных изол торов. Кроме , отвод щий гибкий электрод имеет жесткое болтовое, присоединение к ошиновке верхнего опорного изол тора у основани  руб щего контактного ножа. На фиг, 1 показан полюс стрел ющего плавкого предохранител  в рабочем положении (открытым концом вверх), на фиг, 2 - верхн   часть

камеры гашени  со стороны руб щего контактного ножа, разрез; на фиг.З сечен1-  А-А и Б-Б на фиг, 2,

Предохранитель содержит патрон 1, выполненный из твердого изол ционного газогенерирующего материала.Пагрон изолируетс  от потенциала земли с помощью верхнего 2 и 3 юпорных изол торов, которые установлены на металлическом основании 4. На верхнем цоколе нижнего изол тора жестко закреплена ошиновка 5, к которой с помощью жесткого болтового соединени  прикреплен гибкий медный подвод щий электрод 6. Последний с помощью опрессованного оконцевател  7 и болта 8 привинчен на резьбе к контактной пробк.е 9 патрона. Верхн   часть патрона электрически соединена с отвод щей цепью при помощи гибкого медного отвод щего электрода 10, Последний жестко присоединен с помощью болтового соединени  к отвод щей ошиновке 11. Это присоединение возможно благодар  опрессованной на наружном конце электрода гильзе 12, снабженной отверстием под присоединительный болт. Внутренний конец отвод щего электрода жестко присоединен к подпружиненным внутренним электродам патрона с помощью накидной гайки 13, снабженной резьбой,

К нижней части патрона, к рычагу 14, приварен нижний герметизирующий оголовник 15, С помощью шарнира 16 нижн   часть патрона шарнирно присое динена к ошиновке 5 нижнего изол тора . Вокруг этого шарнира патрон може поворачиватьс  и занимать отброшенное положение,

Снизу накидной гайки 13 помещен вилкообразный зацеп 17 верхнего плеча контактного ножа предохранител . Храповой зацеп этого плеча ножа входит в отверстие прилива 18, размещаемого на верхнем оконцевателе 19 патрона. Этим обеспечиваетс  удержание патрона в верхнем рабочем положении . Нижнее плечо 20 руб щего контактного но са совместно с верхним плеч С помощью оси 21 способны вращатьс  поворачиватьс  против часовой стрелки . Плечо 20 входит в продольный паз штока 22, заканчивающегос  захватом 23, охватывающим с боков патрон 1, Шток 22 находитс  под выталкивающим воздействием пружины 24 руб щего контактного ножа. От гололедообразовани  пружина защищена кожухом 25

Отброшенное положение 26 патрона после срабатывани  показано пунктиром (фиг, 1),

Внутренн   полость патрона 1 имеет внутреннюю и внешнюю газогенерирующие трубки, установленные одна относительно другой с зазором 27 (фиг, 2), В центре расположена подпружиненна  гибка  токоведуща  св зь 28,  вл юща с  наружной частью подпружиненных электродов предохранител . От вт гивани  внутрь патрона св зь 23 удерживаетс  с помощью шпильки 29, лежащей в специальной проточке верхнего оконцевател  19 патрона. Верхний торец патрона заг крыт - специальной резиновой диафрагмой 30 от попадани  влаги внутрь него . Нижн   часть диафрагмы 30 западает в специальную проточку 31 на оконцевателе 19, Внешний конец 32 подпружиненного гибкого электрода 28 св зи снабжен резьбой, С помощью накидной гайки 13 наконечник 32 жестко соединен с опрессованной втулкой 33, принадлежащей отвод щему электроду 10, Под накидную гайку 13 пропущена вилкообразна  часть зацепа 17 руб щего контактного ножа 34, Храповой зацеп 35 контактного ножа входит в отверстие 36 прилива 18, принадлежащего оконцевателю 19,

Патрон имеет трубы, захват 23 и зацеп 17 не мешают выталкиванию патрона, как показано на фиг, 3,ШтЬк 22 с сердечником 37 соедин ют с пружиной 24 руб щего контактного ножа 34 с помощью сварки,

Устройство работает следующим образом .

Через полюс предохранител  электрический , ток протекает от ошиновки 5 через гибкий подвод щий электрод 6, контактную пробку 9 в патрон 1, Из патрона ток выходит по электроду 28 св зи, предварительно пройд  по нижнему подпружиненном электроду парона и комм тирующему элементу плавкой вставке. Из электрода 28 св зи ток протекает в отвод щий электро 10, а из него - к отвод щей ошиновке 11, При этом патрон удерживаетс  в вертикальном положении с помощью храпового зацепа 35, вход щего в jnpHлив 18 оконцевател  19, Высвобождени храпового зацепа преп тствует вилко- образный зацеп 17, наход р1ийс  под накидной гайкой 13, несмотр  на то, что на нижнее плечо 20 воздействует отжимающее усилие пружин 24 через сердечник 37, Все элементы патронами ошиновки вместе с подвод шд м и отвод щим гибкими электродами, ножом. 34 и шарниром 16 расположены в плоскости , перпендикул рной осевым лини м опорных изол торов.

Claims (3)

1. При возникновении короткого замыкани  в защищаемой сети-от тепловыделени  аварийного тока перегорает коммутирующий элемент - плавка  встака . При этом освобождаетс  электрод 28 и под воздействием вилкообразного зацепа 17, выталкиваемого вверх (в направлении, указанном верхней стрелкой} действием пружины 24 на второе плечо 20 контактного ножа 34, подни ма  наружу из полости патрона. При этом происходит сн тие с торца патрона резиновой диафрагмы 30, освобо дающей канал патрона, что открывает генерируемому газу свободный доступ в атмосферу. Быстрор-г/ съему диафраг мы способствует шпилька 29,1 котора  выталкивает диафрагм / снизу, при этом храповой зацеп 35 высвобождает с  из отверсти  36 прилива 18 и отпускает патрон 1. Одновременно с эт захват 23 удар ет в тело патрона 1 и опрокидывает его дл  поворота вок , руг оси шарнира 16, лежащей на нижнем опорном изол торе 3. Одновременно с перегоранием комм тирующего элемента в разрыве между электродами внутри патрона возникает электрическа  дуга. Она воздействует на стенки внутренней трубки патрона и вызывает испарение ее вещества с большим образованиам газа, Газ устремл етс  наружу из патрона, одновременно способству  выталкиванию электрода 28, Движение всех эле ментов патрона: электрода 28 св зи, выталкиваемого действием газоз, зацепа 17, выт гинагощего электрод 28 св зи и диафрагму 30 вверх, самого патрона 1, отталкиваемого захватом 23 дл  переворота вокруг оси 16 направлено на создание необходимого разрыва защищаемой цепи по воздуху, ilpi- зтом отвод щий комм;/тт рую.:;ий э.:.б::1род 10, выбрасыва сь г-:-зами на y:3:v . закручиваетс  вокруг отнод ще .::.11К -:оБки 11 и ножа с пружи -:ой 24 „ .:}:о позвол ет избежать удара концом ;;лектрода 10 по ребрам верхнего опор Ь(огс изолктора 2, что могло бь; при;зести к разрушению этого изол тора, Движение зацепа 17 и ьйтока 22, вы IaJiKHBaKHe патрона 1 захватом 23 спо ::обетауе : энергичной борьбе с голо ..адообразоБанием и введению в отклю-1 .е.мую цепь разрыва по воздуху, а :;с:кже быстрому выведению электрода 23 св зи vi3 чанала патрона к быстрому отключению защищаемой цепи Дл  перезар дки предохранител  не обходд мо С помощью приставной или стационарной лестницы подн тьс  назурх ,. к полюсу предохранител . После ТОГО вынимаютс  ось шарнира 16 и вынкнчиваетс  болт 8, чем производитс  осзобожде ие патрона, С аерхнего изол тора производ тс  свинчива ние отвод щего электрода 10 и присоеддиненного к нему внешнего электро да 28 патрона. Патрон снимают:на землю к перезар жшат в мастерской При зтом обе трубки патрона очищают ст н.агара, замен ют обгоревшие контакты .. выпр  лл ют погнутые электроды 1У и 28„ Затем разъедин ют электроды 10 Л 23 с помощью накидной гайки 13 После этого вывинчившот контактную пробку 9 вместе с внутренним электродом патрона. Всю токоведущую часть собирают в единое целое: между электродами патрона устанавливают коммутирующий элемент - привинчивают на винтах плавкую вставку - а на внешний конец 32 навинчивают технологическую руко тку, служащую дл  задержки патрона . Держа патрон оголовником15 вверх, просовывают через отверстие под трубку 9 зар дную руко тку и электро,ды патрона. При этом технологическа  руко тка выступает с противоположного конца. Завинчивают по резьбе пробку 9, герметизиру  патрон снизу, а за технологическую руко тку выт гивают наружу внешний конец электрода 28 св зи. После этого осуществл ют стопорение электродов от вт гивани  вовнутрь пружиной патрона , Стопорение производ т шпилькой 29, котора  потом западает в специальную канавку в верхнем оконцевателе 19,,зар дную руко тку свинчивают с наконечника 32 и надевают на него резиновую диафрагму 30, Нижнюю часть которой ввод т в проточку 31, а верхнюю - в проточку, расположенную над шпилькой 29. На наконечник 32 навинчивают накидную гайку 13, обеспечивающую жесткое соединение втулки 33 гибкого отвод щего электрода 10 с наружкы ч электродом 28 св зи патрона предохранител . После этого патрон подготовлен к установке в полюс предохранител . Патрон поднимают наверх, устанавливают на место ось шарнира 16, соедин ют оконцеватель 7 подвод щего электрода б с контактной пробкой 9 с помощью болта 9. Затем патрон поворачивают вокруг оси шарнира 16 открытым концом вверх и производ т захват контактным ножом 34, при этом электрод 28 отт гивают вверх и под накидную гайку 13 ввод т зацеп 17 лоука. После этого под воздействием внутренней пружины электрод 28 возвращаетс  на свое прежнее место, при этом зацеп 35 контактного ножа устанавливаетс  в фиксирующее отверстие 36 прилива 18, Конструкцию выполн ют так, что усилие внутренней пружины патрона преодолевают действие пружины ножа и плечо 20 обеспечивает отжатие штока 22 и установку захвата 23 в свое исходное положение. В том случае, когда конструкци  патрона не допускает вьщвижени  нару;;:у зафиксированного электрода 28, установку руб щего контактного ножа .34 в свое рабочее положение с вхождением захвата 35 в отверстие 36 осуществл ют до присоединени  с поыощьк накидной гайки 13 электрода 10 к электроду 28. После этого электрод 10 своим внешним концом tгильзой 12) прибалчиваетс  к ошиновке 11. Предох ранитель снова готов к работе. Формула изобретени  1. Стрел ющий плавкий предохранитель , содержащий нижний и верхний опорные изол торы, подвод щий и отво д щий гибкие электроды, руб щий кон тактный нож с отключающей пружиной и камеру ггинени  с выхлопом газов вверх, Шарнирно присоединенную к ниж нему опорному изол тору, герметизиро ванную, снизу металлическим оголовком , выполненную из твердого изол ционного газогенерирующего материала , внутри которой установлены подпр . жиненные внутренний и наружный злект роды, соединеннче между собой коммутирующим элементом в виде плавкой вставки, отличающийс  те что, с целью повышени  отключающей способности, быстродействи , гололедостойкости и надежности работы,конЮ тактный нож выполнен в виде двуплечего , спепленного одним концом с верхним концом камеры гшиени  и наружным электродом, а другим - с отключающей пружиной, снабженной отталкивающим захватом, направленным перпендикул рно к осевой линии камеры гашени , котора  вместе с шарниром расположена в плоскости, перпендикул рной к ос м опорных изол торов. 2. Предохранитель по п. 1, отличающийс  тем, что отвод щий гибкий электрод снабжен жестким болтовым присоединением к ошиновке верхнего опорного изол тора у основани  руб щего контактного ножа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 514368, кл. Н 01 Н 33/76, 1973.
2. 2.Никопенко И.У. и др. Предохранитель выхлопной на 110 кЗ типа ПС-110 У1. - Электрические станции, 1980, № 3.
3. 3.Авторское свидетельство СССР ; 662998, кл. Н 01 Н 31/00, 1979.