SU1115122A1 - Быстродействующий выключатель - Google Patents

Abstract

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ВЫК .ЛЮЧАТЕЛЬ, содержаш,ий корпус с дугогас шей средой, подвижный и неподвижный контакты, цилиндр с фланцами, закрепленный на подвижном контакте, неподвижный поршень, размешенный в цилиндре, отличающийс  тем, что, с целью упрошени  конструкции и ускорени  гашени  дуги, к нижнему фланцу цилиндра прикреплен дополнительно введенный изол ционный стаKart , а во фланце выполнено, отверстие диаметром , превышающим диаметр подвижного контакта, подвижный контакт выступает из цилиндра на величину образуюшей изол ционного стакана, причем в нижней части подвижного контакта выполнен канал, соедин ющий зону гашени  дуги н внутреннюю полость цилиндра, вход из которой в указанный канал располагаетс  ниже крайнего положени  поршн , занимаемого им при отключении, при этом площадь сечени  канала выбираетс  по формуле 5,l

Description

Изобретение относитси к электроаппаратостроению и может быть использовано в электроэнергетике дл  коммутации сильноточных цепей высокого напр жени .

Известен выключатель с гашением дуги струей жидкости, содержащий неподвижный и подвижный контакты с выполненной внутри полостью, расположенные в жестком изолированном корпусе, снабженном сосудом с диэлектрической жидкостью, соединенным посредством односторонних клапанов , патрубка и изолирующей втулки с полостью в подвижном контакте, и приводимый в движение индукционно-динамическим приводом 1.

Основные недостатки выключател  св заны с наличием мембраны. Так как мембрана жестко скреплена с подвижным контактом , то ход- последнего равен величине, на которую деформируетс  мембрана. Дл  увеличени  деформации мембраны необходимо увеличить ее диаметр, что повлечет за собой увеличение массы, габаритов и стоимости выключател . Поэтому использование выключател  на напр жение свыше 1000 В нецелесообразно. Кроме того, использование мембраны дл  удержани  подвижного контакта как во включенном, так и в отлюченном положени х приводит к тому, что как при отключени х, так и при включени х приводу необходимо преодолевать дополнительно противодействие мембраны , а это требует увеличение мощности приводного устройства.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  быстродействующий выключатель, содержащий корпус с дугогас щей средой, подвижный и неподвижный контакты, цилиндр с фланцами закрепленный на подвижном контакте, неподвижный порщень, размещенный в цилиндре. При перемещении цилиндра относительно подвижного порщн  в области под поршнем создаетс  разр женна  область и при размыкании контактов образовавша с  дуга гаситс  потоком газа, устремл ющегос  из области с разрежением 2.

Недостатком известного выключател   вл етс  необходимость в герметизированной оболочке, из которой раз под давлением подаетс  в зону горени  дуги. Наличие дутьевого объема (источника сжатого таза) приводит к усложнению конструкции выключател , увеличению его стоимости, габаритов , массы.

Цель изобретени  - упрощение конструкции выключател  и ускорение гашени  дуги

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в быстродействующем выключателе, содержащем корпус с дугогас щей средой, подвижный и неподвижный контакты, цилиндр с фланцами, закрепленный на подвижном контакте, неподвижный поршень, размещенный в цилиндре, к нижнему фланцу цилиндра прикреплен дополнительно введенный изол ционный стакан, а во фланце выполнено отверстие диаметром, превышающим диаметр подвижного контакта, подвижный контакт выступает из цилиндра иа величину образующей изол ционного стакана, причем в нижней части подвижного контакта выполнен канал, соедин ющий зону гашени  дуги и внутреннюю полость цилиндра, вход из которой в указанный канал располагаетс  ниже крайнего положени  поршн , занимаемого им при отключении, при этом площадь сечени  канала выбираетс  по формуле

(52-$5+34)-(),

где 5; - площадь сечени  канала;

2 - площадь сечени  неподвижного поршн ; 5з - площадь сечени  подвижного

контакта;

$4 - площадь сечени  изол ционного стакана; $5 - площадь сечени  отверсти 

в нижнем фланце цилиндра; Vj - скорость разведени  контактов при отключении; V - скорость дугогас щей среды, выпекающей из канала, в качеств .е которой вз та диэлектрическа  жидкость. На черетеже схематически изображен предлагаемый выключатель во включенном положении.

Выключатель содержит неподвижный контакт 1 розеточного типа с отверсти ми 2, причем суммарна  площадь отверстий 2 не меньше площади сечени  канала 3, подвижный контакт 4 с каналом 3 и отверсти ми 5 (суммарна  площадь отверстий

5также не меньше площади сечени  канала 3). На подвижном контакте 4 закреплей цилиндр б, внутри которого находитс  неподвижный поршень 7, удерживаемый в этом положении шпильками 8. Длина шпилек подобрана таким образом, что в процессе отключени  при перемещении цилиндра

6относительно неподвижного поршн  7, последний не закрывает вход в канал 3 через отверстие 5 даже в крайнем положении цилиндра . Нижний торец цилиндра закрыт фланцем 9, в котором имеетс  отверстие 10 с диаметром, превышающим диаметр подвижного контакта. К фланцу 9 прикреплен изол ционный стакан 11. подвижный контакт 4 выступает из цилиндра 6 на величину образующей изол ционного стакана, св зан с т гой 12 и перемещаетс  по роликам 13 вдоль направл ющих штанг 14. Цилиндр 6 и нижн   часть корпуса 15 заполнены диэлектрической жидкостью 16, например трансформаторным маслом. Между

корпусом 15 и цилиндром 6 расположены плотнительные кольца 17.

Во включенном положении ток протекает по следующему пути: розеточный контакт 1, подвижный контакт 4, роликовый контакт 13, направл ющие щтанги 14, корпус 15

При отключении подвижный контакт 4, поднима сь вверх, т нет за собой цилиндр 6 и закрепленный на нем изол ционный стакан 11. В результате давлени , которое оказывает поршень 7 на диэлектрическую жидкость , наход щуюс  в цилиндре 6, она через отверстие 5, канал 3 и отверстие 2, а также через отверстие 10 вытесн етс  из ток. Кроме того, перемещающийс  вместе с цилиндром 6 изол ционный стакан 11 осуществл ет подсос потока жидкости. Важным обсто тельством  вл етс  также то, что отверстие 5, через которое жидкость попадает в канал 3 не перемещаетс  относительно нижнего фланца 9 и не перекрываетс  порщнем 7, а это позвол ет избежать снижение скорости потока диэлектрической жидкости во врем  перемещени  подвижного контакта 4.

После размыкани  контактов 1 и 4 между ними возникает электрическа  дуга, котора  обдуваетс  высокоскоростным потоком диэлектрической жидкости. Его скорость определ етс  по формуле электрической жидкости. Его скорость определ етс  по формуле

1/ л/ 5д-5э +54 s,-S3+S5

Этот поток диэлектрической жидкости теперь протекает уже не через отверстие 2, а по пути с меньщим гидравлическим сопротивлением - через межконтактный промежуток . При этом возникша чдуга подвергаетс  одновременно механическому раст гиванию расход щимис  контактами и высокоростными потоками диэлектрической жидкости из канала 3 и отверсти  10. Кроме того, дуга увеличивает свою длину, зат гива сь в область с пониженным давлением , образующуюс  в результате перемещени  изол ц 1онного 11. В резуль тате раст жени  и интенсивного охлаждени  возникающа  при .отключении электрическа  дуга быстро гаситс .

Использование изобретени  в электроэнергетике дл  коммутации посто нного тока большой величины и высокого напр жени  позвол ет упростить конструкцию выключател , ускорить процесс гашени  дуги и, следовательно, уменьшить износ контактов выключател . Экспериментальна  проверка предлагаемого быстродействующего выключател  показала, что врем  горени  дуги сокращаетс  до 0,006 с, т. е. более чем в 33 раза, по сравнению с известным, у которого врем  отключени  0,2 с.

,7J

Claims (1)

1. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус с дугогасящей средой, подвижный и неподвижный контакты, цилиндр с фланцами, закрепленный на подвижном контакте, неподвижный поршень, размещенный в цилиндре, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и ускорения гашения дуги, к нижнему фланцу цилиндра прикреплен дополнительно введенный изоляционный стакай, а во фланце выполнено, отверстие диаметром, превышающим диаметр подвижного контакта, подвижный контакт высту пает из цилиндра на величину образующей изоляционного стакана, причем в нижней части подвижного контакта выполнен канал, соединяющий зону гашения дуги и внутреннюю полость цилиндра, вход из которой в указанный канал располагается ниже крайнего положения поршня, занимаемого им при отключении, при этом площадь сечения канала выбирается по формуле (S₂-S₃+S₄)-(55-S₅), где

   Sj —площадь сечения канала;

   g — площадь сечения неподвижного поршня;

   — площадь сечения подвижного контакта;

   5^ — площадь сечения изоляционного стакана;

   — площадь сечения отверстия в нижнем фланце цилиндра;

   Vi — скорость разведения контактов при отключении;

   V₂ — скорость дугогасящей среды, вытекающей из канала, в качестве которой взята диэлектрическая жидкость.

   1 .