SU1061186A1 - Коммутационное устройство - Google Patents

Abstract

КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание с расположенными на нем верхним опорным изол тором, конец которого соединен с ловителем патрона, выполненного из твердого изол ционного газогенерирующего материала с расположенными внутри него верх1г1им и Н1$жним электродами, соединенными коммутирующим элементом,и нижним опорным изол торе, соединен , ным с пс 1011ц ю гибкого электрода с токоведущим элементом патрона, о тл и ч а ю 1ц е е с   тек, что, с целью повыаени  быстродействи  и коммутационной способности, оно снабжено расположенным на нижнем открытом конце патрона полым .цилиндрическим корпусе с подпружиненным поршнем, причем указанный поршень снабжен кольцевой перегородкой, дел щей цилиндрический корпус на две части, и взрывчатым элементом, расположенным на перегородке со стороны патрона, а электрозапал взрывчатого ,., ;элемента соединен с дополнитепьно . :введенным блоком питани . о: ос о:

Description

.Изобретение относитс  к высоковольтному электроаппаратостроению, а именно к стрел ющим предохраните л м на 35-110 кВ, В этих предохра- кител х используютс  полые камеры гашени , выполненные из твердого изол ционного газогенерирую1це О материала . При размыкании коммутирующего элемента (плавкой вставки или контакта) в разрыве между электродами возникает электрическа  дуга4 Под воздействием высоких ее температур из стенок камеры генерируетс  газ, в Потоке которого, устремл юще гос  в окружающее пространство, происходит деионизаци  (охлаждение) и гашение электрической дуги. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  коммутационное устройство, содержащее основание с расположенны ми на нем верхним опорным изол торо конец которого соединен с ловителем патрона, выполненного из твердого : изол ционного газоГенерирующего материала с расположенными внутри него верхним и нижним электродами, соединенными коммутирукадим элементом , и нижним опорным изол тором, соединенным с помощью гибкого элект рода с токоведущим элементом патрона Си. Однако это устройство характеризуетс  малым быстродействием ках повремодени  незначительной вели чины: при перегрузках и удаленных коротких замыкани х; недостаточной коммутационной способностью, особен но в электрических сет х, имеющих незначительную прот женность. Цель изобретени  - повышение быс родействи  и коммутационной способности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что коммутационное устройство, содержащее основание с расположенны ми на нем верхним опорным изол тором , конец которого соединен с лови телем патрона, выполненного из твер дого изол ционного газогенерирующего материала с расположенными внутр него верхним и нижним электродами, соединенными коммутирующим элементо и нижним опорным изол тором, соединенным с помощью гибкого электрода с токоведущим элементом патрона, снабжено расположенным на нижнем открытом конце патрона полым цилинд рическим корпусом с подпружиненным поршнем, причем указанный поршень снабжен кольцевой перегородкой, дел щей цилиндр на две части, и взрыв чатым элементом,расположенным на перегородке со стороны патрона, а электрозапад взрывчатого .элемента соединен с дополнительно введенным блоком питани . На фиг.1 показано устрсМство в рабочем положении - открытым концом патрона вниз, вид сбоку; на фиг.2 - полый цилиндрический корпус , закрепленный на нижнем открытом конце патрона, разрез (здесь же показан поршень, снабженный кольцевой перегородкой, подпружиненный снизу, и взрывчатый элемент); на фиг.З электрическа  цепь силовой части обеспечивающей подачу импульса тока на электрозапал взрывчатого элемента в момент, когда требуетс  отключение коммутирующим устройством защищаемого оборудовани  электрической сети. На основйнии 1 смонтированы верхний и нижний опорные изол торы 2. Патрон 3 выполнен из твердого изол ционного газогенерирующего материала, расположен открытым концом вниз и закреплен на верхнем опорном изол -. торе с помощью ловител  4. Закрепление осуществлено с помощью ушка 5 патрона, заход щего за упорный выступ в ловителе 4. На нижнем конце патрона жестко закреплен полый цилиндрический корпус - цилиндр 6. Внутри патрона 3 располагаетс  токоведущий элемент патрона, состо щий из верхнего и нижнего электродов , соединенных между собой с помощью коммутирующего элемента: плавкой вставки, контакта или их последовательного соединени . Нижний электрод патрона с помощью накидной гайки 7 присоединен к гибкому электроду 8, расположенному снаружи патрона . Этот электрод заканчиваетс  клиновидным стержнем .9,.  вл ющимс  подвижной частью разъемного контактного узл,а, расположенного под влагозащитным кожухом 10. Узел блока питани  устройства содержит передающее устройство 11, например, ультразвуковых сигнгшов, расположенное под потенциалом земли нижнего опорного изол тора, и приемное устройство этих же сигналов 12, закрепленное под потенциалом фазы этого же изол тора. Внутри приемного устройства 12 располагаетс  силовой элемент дл  питани  электрозапала, представл ющий из себ , например один или несколько сухих элементов типа Крона, вл ющихс  источником посто нного тока. Такими же источниками могут быть аккумул торы или батаре  предварител1ьно зар женных конденсаторов. Через разъемный контакт 13, изолированные проводники 14 и 15, имеющие между собой разъемный контакт 16, осуществл етс  подводка от источников питани  электрического импульса к электрозапалу взрывчатого элемента , например пиропатрона. Обратным проводом силовой цепи служит масса полюса устройства - ее металлические

части. Проводник 14 закрепл етс  на гибком электроде 8 с помс цью скобы 17,

Фаза питающей линии, в которую врезано коммутационное устройство, подводитс  к верхнему опорному изол тору с помощью шины 18, защищаема  цепь, например фаза защищаемого трансфорИатора, присоедин етс  к нижнему опорному изол тору с помощью шины 19.

Полый цилиндрический корпус б (фиг.2) имеет нижнюю крышку 20,приваренную к корпусу. Через круглое отверстие этой крьлаки может свобод- но перемещатьс  поршень 21, снабженный кольцевой перегородкой 22, приваренной к поршню. В перегородку снизу упираетс  подъемна  пружина 23, снизу располагающа с  на крышке 20 цилиндрического корпуса 6. Кольцева  перегородка 22 делит цилиндр б на две части. В верхней части 24, на перегородке 22, располагаетс  взрывчатый элемент .(пиропатрон) 25, Электрозапал взривчатого элемента своим электродом 26 .присоединен к массе устройства, а другим электродсал 27 - к изолированному проводнику 15, идущему к блоку питани . Присоединение осуществл етс  через контакт 28 штеккерного типа. Верхний левый -конец 29 изолированного проводника 14 (фиг.1) соединен с проводником 15 через штеккерный ..разъем 30. Нижний электрод 31 патрона 3 заканчиваетс  наконечником 32, снабженным резьбой. С помощью накидной гайки 7 он жестко присоединен к гибкому электроду 8 (фиг.1) патрона .0т вт гивани  вовнутрь патрона токойедущий элемент патрона страхуетс  шпилькой 33, просунутой через отверстие в наконечнике 32 и упирающейс  внизу в торец поршн  21. Дл  защиты от пр мого попадани  йлаги и: образовани  гололеда служит козырек 34,

На фиг. 3 изображена электрическа  цепь силовой части устройства,

В силовую часть входит батаре  35, масса 36, нормально разомкнутый контакт 37, помещенный в приемном устройстве 12 (фиг.1), разъемные контакты 13 (штеккер 13, фиг.1) и 30 (штеккерный разъем 30, фиг, 2), а также электрозапал 38, расположенный внутри взрывчатого элемента 25 (фиг.2), наружный конец которого, электрод 26, присоединен к массе устрдйства.

Коммутационное устройство работает следующим образом.

При по влении токов повреждени 

небольшой величины, плавка  вставка

t(коммутирующий элемент) не реагирует

бесконечно долго на этот ток повреж (Дени , Тогда трансформаторы .тока, ,

установленные в ту же цепь, что и :коммутирующее, устройство, подают . свой импульс на передающее устройство 11, вход щее в блок пита«и . Токовый импульс трансформаторов тока преобразуетс / например, в ульт ,развуковые колебани , которые по телу изол тора передаютс  под потенциал фазы и воспринимаютс  там приемным блоком 12, в нем эти сигналы преобразуютс  в токовый импульс, обеспечивающий замыкание контакта 37 (фиг,3), Его замыкание производ т подачу питани  от батареи 35 на. электрозапал 38 взрывчатого элемента 25, Элемент взрываетс , образу  большое количество газов. Газы заполн ют объем 24 внутри полого цилиндрического корпуса 6 (фиг.2), Они с одинаковой силой дав т на вое стенки объема, в том числе и .на перегородку 22, Последн   начинает быстро перемещатьс  вниз, увлека  за собой и поршень 21, с которым она имеет жесткую св зь. Со своей стороны поршень давит на шпильку-ЗЗ,

а через нее - на нижний электрод

31 патрона 3. Мощное усилие, образованное давлением газов, разрывает тело плавкой вставки (или контакта), в разрыве которого образуетс  электрическа  дуга. Под ее воздействием из внутренних стенок патрона 3 начинает генерироватьс  газ, который в равной степени своим давлением воздействует и на верхний и на нижНИИ электроды патрона, Верхний давлением газов поднимаетс  в верхнюю часть внутренней полости патрона, нижний - выбрасываетс  наружу в окружающее пространство. При этом

sro скорость возрастает из-за дополнительного воздействи ,на него га- i зов пиропатрона, направленных попутно его движению. Суммирование усилий от давлений газов патрона и

взрывчатого элемента способствует

повьпиению скорости движени  нижнего/ электрода 31,а значит и росту отключающей способности коммутирующего устройства.

После выбрасывани  наружу электрода 31 (фиг,2), а с ним и электрода. 8 (фиг.1), происходит поворот вокруг неподвижной части контакта клиновидного наконечника (стержн ) 9. Стер- жень высвобождаетс  и вместе с электродами 31 и 8 падает на землю, чем защищаютс  ребра нижнего опорного изол тора от разрушений, которые могли бы произойти вследствие удара элейтродом 31 по ребрам. Вместе с

этими электродами на землю падает и изолированный проводник 14, освобожающийс  вследствие размыкани  штект керных контактов 30 и 13. При отключении больших токов плав-.

ка  вставка перегорает раньше, чем

Срабатывает взрывчатый элемент. В этом случае гашение электрической дуги происходит так же, как и в к6нст рукции прототипа, только за счет газов , генерированных патронов 3,

В тем случае, когда нет плавкой встгшки и она заменена контактной системой, (контактом), то и при отключении больших токов газы от взрыва взрывчатого элемента участвуют в выбросе нижнего электрода 31, разгон   его и увеличива  скорость введени  в разрыв воздушного промежутка

Перезар дка патрона. Дл  перезар дки из ловител  4 извлекаетс  патрон 3, С земли подбирают электроды 8 и 14, очищают их от загразнений и копоти и готов т к повторному, использованию . В приемном устройстве 12 Контакт 37 возвращают в исходное (разомкнутое) положение v Провер ют энергоемкость силового источника батареи 35.

Вывинчивают из патрона 3 верхний электрод и очищает его от .копоти .,,

После этого патрон перезар жаетд  вновь, дл  чего устанавливаетс  , полость оба электрода, соединенных между собой с помощью коммуТсирующего элемента, например плавкой вставки. При этом токоведущий элемент патрона выт гиваетс  наружу и стопоритс  от вт гивани  шпилькой 33 Затем патрон устанавливаетс  в ловитель 4,к электроду 31 с помощью накидной гайки 7 присоедин етс  гибкий электрсзд 8, внешний конец которого (клиновидный стержень 9) устанавливаетс  в.разъемный контактный узел, расположенный под кожухом 10. При этом концы изолированного проводника 14 Обеспечивают контактирование в штеккерах 30 и 13. Устройство подготовлено к повторной работе. ...;..

Claims (2)

1. КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание с расположенными на нем верхним опорным изолятором, конец которого соединен с ловителем патрона, выполненного из твердого изоляционного газогенерирующего материала с расположенными внутри него верхним и нИжним электродами, сое- диненными коммутирующим элементом,и нижним опорным изоляторе»*, соединенным с помощью гибкого электрода с токоведущим элементом патрона, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и коммутационной способности, оно снабжено расположенным на нижнем откры- ₍ том конце патрона полым цилиндрическим корпусе»* с подпружиненным поршнем, причем указанный поршень снабжен кольцевой перегородкой, делящей цилиндрический корпус на две · части, и взрывчатым элементом, расположенным на перегородке со стороны патрона, а электрозапал взрывчатого ;элемента соединен с дополнительно введенным блоком питания.
2. *2 $ о: