SU270068A1

SU270068A1 - CONTROLLED ARC LOCKER

Info

Publication number: SU270068A1
Application number: SU1224596A
Authority: SU
Original assignee: О. Б. Воловик, В. Н. Лопаев, Я. Н. Шерман, Б. А. Шешин , Ю. И. Вишневский

Description

Изобретение относитс к области высоковольтных коммутационных аппаратов и вл етс устройством, обеспечивающим многократно нрактически мгновенное (несколько дес тков микросекунд) замыканне участков силовой высоковольтной цени и длительного (несколько секунд) иропускани тока, измер емого килоамперами.The invention relates to the field of high-voltage switching devices and is a device that provides multiple, practically instantaneous (several tens of microseconds) closure of sections of high-voltage power and long (several seconds) current transmission, measured by kilo-amperes.

Предлагаемое устройство может быть использовано дл коммутировапи осповпы.х цеией в лаборатори . но испытанию высоковольтны .к аппаратов нри токах короткого замыкани , дл мгновенного подключени участков цепей при синтетических испытани х в тех же лаборатори х, дл синхронного замыкани силовых цепей в электрофизических лаборатори х и др.The proposed device can be used for switching to the laboratory. but testing high-voltage devices for short-circuit currents, for instantaneous connection of circuit sections during synthetic testing in the same laboratories, for synchronous closing of power circuits in electrophysical laboratories, etc.

Известны управл емые дуговые замыкатели, содержащие токоподводы и разр дный нромежуток с внешним и внутренним электродами, снабженными наконечниками с экранами, выполненными , например, в виде дисков с нрорез ми , образующими спиралевидные лепестки, причем внутренний электрод снабжен неподвижным контактом, а внещний - подвижным контактом с нриводом и вынолнен в виде герметичного резервуара с днищем, заполненного средой с высокой электрической прочностью, и имеет устройство, обеспечивающее продувку внутренней полости, и устройство дл возбуждени дуги, котора иод действием иетлеобразиого контура перемещаетс из зоны рабочего промежутка на экранные диски.Controlled arc-type contactors are known, which contain current-leads and a discharge point with external and internal electrodes, equipped with tips with shields made, for example, in the form of disks with cutting lines forming spiral-shaped petals, the internal electrode being provided with a fixed contact, and the external electrode with a movable contact with a numerical drive and made in the form of an airtight tank with a bottom filled with a medium with high electrical strength, and has a device that provides a purge of the internal cavity, and a device for drive arc, which under the action ietleobraziogo circuit moves from the area of the working gap on the screen discs.

В предложенном замыкателе с целью уменьщени эрозии электродов путем надельного смещени дуги на кра экранных дисков указанный подвижный контакт с нрнводом и экранным диском изолирован от дннща герметичного резервуара внешнего электрода иIn the proposed closer, in order to reduce the erosion of the electrodes by means of electrically displacing the arc to the edge of the screen disks, the indicated moving contact with the actuator and the screen disk is isolated from the bottom of the sealed reservoir of the external electrode and

соединен с токоподводом внешнего электрода вспомогательной шиной. Эти меры обеспечивают падежное смещение дуги от центра на кра экранных дпсков и вращение ее на них, и тем самым защиту контактов от дугн иconnected to the current lead external electrode auxiliary bus. These measures ensure the case displacement of the arc from the center to the edge of the screen DPSc and its rotation on them, and thereby protect the contacts from the arc and

уменьшение эрозии экранов.reduced screen erosion.

На фиг. 1 дана конструктивна схема управл емого дугового замыкател ; на фиг. 2 - вариапт исполнени экранного днска с прорез ми .FIG. 1 is given the constructive scheme of the controlled arc closure; in fig. 2 shows a variant of the performance of a screen dns with slits.

Внешний электрод устройства состоит из нескольких частей, которые соединены собой так, что образуют герметичный резервуар . Верхн часть резервуара состоит нз бака / цилиндрической фор.мы с двум фланцами , на одном из которых укреплен высоковольтный литой проходной изол тор 2, а другой фланец бака и.меет центральное отверстие с закруГоТенными кра ми, в котором соосно укреплена центральна рабоча часть 3 внеш Рабоча часть внешнего электрода представл ет собой трубу, котора своим фланцем укреплена в ннжнем фланце бака. Диаметр центрального отверсти фланца бака точно совпадает с внутренним диаметром трубы ра-5 бочей части. На рабочей части укренлена дугова камера 4, представл юща собой цилиндр с фланцем и днищем. Фланец камеры имеет отверстие такой же формы, как и фланец бака 1.10 Днище камеры имеет центральное отверстие, в котором укреплен наконечник 5, скренленный плотно с крышкой 6. Крышка с контрэлектродом укреплена на днище камеры изолированными болтами через изол ционную15 прокладку 7. Дл обеспечени непрерывного перемещени дуги к верхнему фланцу камеры нриварепы стальные полосы - направл ющие 8, нижиие концы которых имеют изол ционный нромежуток с боковой стенкой камеры.20 Дл нужной ориентации тока и нредохранени болтовых соединений от эрозии нредусмотрены шинные накладки 9, соедин ющие отдельные части внешнего электрода. Напр жение к внешнему электроду подаетс через25 токоиодвод 10, к которому присоединена донолнительна шунтирующа шина 11, закрепленна на резервуаре изол торами 12. Внутренний электрод 13 цилиндрической формы укреплен соосно с вводом. Место креп-30 лени обрамлено электростатическим экраном 14. Электрод снаблчен наконечником 15. На наконечниках 15 и 5 укреплены экранные диски 16 со сниралевидными ленестками. Нанр жение на внутренний электрод подаетс че-35 рез стержень 17 проходного изол тора 2 и токоподвод 18. Диаметр внутреннего электрода 13 выбран из услови механической нрочности. ВнутренНИИ диаметр рабочего участка выбран из40 услови обеспечени необходимого разр дного рассто ни между внутренним и внешним электродами. В средней части рабочего участка внешнего электрода радиально установлены два (или45 более) поджигающих герметизированных разр дника 19, по оси которых в стенке трубы рабочей части сделаны небольшие отверсти (сопла) дл выхода раскаленных газов в рабочий промежуток. Длина рабочей части вы-50 брана такой, чтобы рассто ние от фланца до сопла поджигающего разр дника (место возникновени силовой дуги) было не менее 200-300 мм. При таком рассто нии обеспечиваетс создание достаточно больших электро-55 динамических сил, воздействуюшнх на дугу. В дуговой камере установлен клапан продувки 20, подпорщневой объем которого через пусковой клапан 21 трубкой 22 соединен с внутренней нолостью бака. Унравление пус-60 ковым клапаном осуществл етс от электромагнита 23, установленного на «земле, через изол ционную т гу 24. ные по окружпости бака на уровне внутренней части проходного изол тора 2. Отдельные частп замыкател дл обеснечени герметизацни резервуара соединены через герметизирующие ирокладкп 26. От земли замыкатель отделен изол торами 27. Шунтирующее устройство выполнено следующим образом. В наконечник внутреннего электрода встроен неподвижный розеточный контакт 28, а в наконечник наружного электрода встроена нодвижна контактна система с приводом, Подвижна контактна система состоит из контактного стержн 29 с встроенным в него поршневым кольцом, штока 30 и поршн управлени 31, размен1,енного в, цилиндре 32. Поршень управлени и контактный стержень имеют герметизирующие прокладки 33. Диаметр поршн унравлеин несколько больше диаметра поршневого кольца на контактном . стержне. Управление контактной системой осуществл етс : а) клапаном включени 34, приводимым в действие электромагнитом включени 55 и изол ционной т гой 36 и соединенным с подпоршневым объемом и внутренней полостью камеры, трубкой 37 с изол ционной вставкой 38 (изол ционна вставка необходнма, чтобы не перемкпуть нзол цию); б) клананом отключенн 39 с электромагнитом отключени 40 и изол ционной т гой 41. Работа анпарата без шунтирующего устройства происходит следующим образом. К токоподводам 10 и 18 присоедин ютс концы коммутируемых частей цепи. Замыкание цепн осуществл етс возбуждением дуги в рабочей части замыкател между внешним п внутренним электродами. Дл этого в нужный момент осуществл етс разр д емкости схемы поджига на искровой промежуток ноджигающего разр дника 19, в котором он геиерирует раскаленные газы. Эти газы под большим давлением через сонло впрыскиваютс в виде тонкой струи в межэлектродный рабочий нромежуток и привод т к возникновению между электродами короткой силовой дуги с малым сопротивлением. Образовавша с дуга немедленно начинает перемещатьс вниз под воздействием электродинамических сил, возникающих в контуре токонодвод 10 - стенка бака /, шинна перемычка , рабоча часть внешнего электрода. силова дуга - внутренний электрод, токоведущий стержень, токоподвод. При этом одна из опорных точек дуги перемещаетс по образующей внутреннего электрода, на-конечника 15 п затем переходит на верхний экранный диск. Втора опорна точка по внутренней образующей рабочей части внешнего электрода, по стальной полосе направл ющей, затем перескакивает на стенку дуговой камеры и наконец на экранный диск наконечпереместитс на экранный диск, ток к ней будет нодводитьс не через резервуар, а по дополнительной шине 11, через крышку, наконечник 5 и нижний экранный диск. Этот новый контур тока в сочетании с контуром тока в экранных дисках, создаваемым спиралевидными лепестками, заставл ет дугу быстро враш,атьс по кра м дисков, чем обеспечиваетс их минимальна эрози .The external electrode of the device consists of several parts, which are connected so that they form a sealed tank. The upper part of the tank consists of a tank / cylindrical form with two flanges, one of which has a high-voltage cast bushing insulator 2, and the other flange of the tank and has a central opening with closed edges, in which the central working part 3 is coaxially fixed The working part of the external electrode is a pipe, which is fixed by its flange in the bottom flange of the tank. The diameter of the central opening of the flange of the tank exactly coincides with the internal diameter of the pipe pa-5 of the barrel. On the working part, the arc chamber 4 is fixed, which is a cylinder with a flange and a bottom. The chamber flange has a hole of the same shape as the tank flange. 1.10 The chamber bottom has a central hole in which tip 5 is fixed, bent tightly with cover 6. The cover with a counter electrode is fixed on the bottom of the chamber with insulated bolts through an insulating 15 gasket 7. To ensure continuous movement arcs to the upper flange of the chamber are made of steel strips - guides 8, the lower ends of which have an insulating gap with the side wall of the chamber.20 For proper orientation of the current and preservation of bolted connections from rozii nredusmotreny laths bus 9 interconnecting the individual parts of the outer electrode. The voltage to the external electrode is supplied through a 25 current diode 10, to which a further shunt bus 11 is attached, fixed to the reservoir by insulators 12. The cylindrical inner electrode 13 is coaxially fixed with the lead-in. The place of the crepe-30 of laziness is framed by an electrostatic shield 14. The electrode is provided with a tip 15. On tips 15 and 5, screen disks 16 with snare-like lenestkami are strengthened. The internal electrode is fed through a 35-pin through the rod 17 of the bushing insulator 2 and the current lead 18. The diameter of the internal electrode 13 is selected based on the mechanical condition. The internal diameter of the working area is selected from 40 conditions to ensure the required discharge distance between the internal and external electrodes. In the middle part of the working section of the external electrode, two (or 45 more) igniting sealed dischargers 19 are installed radially, along the axis of which small holes (nozzles) are made in the pipe wall of the working part to exit the heated gases into the working gap. The length of the working part of the 50-cut is such that the distance from the flange to the nozzle of the igniting discharge (the place of origin of the power arc) is at least 200-300 mm. At this distance, a sufficiently large electro-55 dynamic force is produced that acts on the arc. A purge valve 20 is installed in the arc chamber, and through the starting valve 21, the podstock volume is connected to the inside of the tank through the start valve 21. The adjustment of the start-60 valve is carried out from an electromagnet 23 installed on the ground through insulating trap 24. around the tank circumference at the level of the inside of the bushing insulator 2. Separate parts of the contactor for sealing the tank are sealed through the sealing element 26. From the ground, the contactor is separated by insulators 27. The shunt device is made as follows. The stationary rosette contact 28 is built into the tip of the internal electrode, and a motorized motion contact system is built into the tip of the external electrode. The moving contact system consists of a contact rod 29 with a piston ring embedded in it, a rod 30 and a control piston 31, exchanged in a cylinder 32. The control piston and the contact rod have sealing gaskets 33. The piston diameter is slightly larger than the diameter of the piston ring on the contact ring. rod. The contact system is controlled by: a) a switch-on valve 34, actuated by the switch-on electromagnet 55 and insulating rod 36 and connected to the sub-piston volume and the internal cavity of the chamber, tube 37 with the insulating insert 38 (the insulating insert is not necessary nsolation); b) the clan is disconnected 39 with the electromagnet of the disconnect 40 and the insulating gravity 41. The operation of the apparatus without a shunt device is as follows. The ends of the switched circuit parts are connected to the current leads 10 and 18. The closure of the chain is effected by the excitation of an arc in the working part of the circuit breaker between the outer n inner electrodes. To do this, at the right time, the capacitor of the ignition circuit is discharged to the spark gap of the nodging suppressor 19, in which it geyers the hot gases. These gases, under high pressure, are injected in the form of a thin jet into the interelectrode working gap and result in a short power arc with low resistance between the electrodes. The arc formed immediately begins to move downward under the influence of electrodynamic forces arising in the circuit of the current lead 10 — tank wall /, busbar, working part of the external electrode. power arc - internal electrode, current-carrying rod, current lead. In this case, one of the reference points of the arc moves along the generatrix of the internal electrode, on the terminal 15 and then goes to the upper screen disk. The second reference point along the inside of the working part of the external electrode, along the steel strip of the guide, then jumps to the wall of the arc chamber and finally moves to the screen disk and moves to the screen disk; , tip 5 and lower screen disk. This new current loop, in combination with the current loop in the screen disks created by the spiral petals, causes the arc to rapidly turn around the edges of the disks, thus ensuring their minimal erosion.

После окончани протекани тока (либо после включени шунтируюшего устройства) производитс продувка внутренней полости замыкател . Дл этого подаетс команда на электромагнит, который т гой 24 открывает клапан 21. При этом объем под управл ющим поршнем клапана продувки 20 соедин етс трубкой с внутренней полостью бака. Под действием сжатого воздуха управл ющий порщень клапана 20 перемещаетс , открыва отверстие , соедин ющее нижнюю часть дуговой камеры с атмосферой. Сжатый воздух из внутренней полости резервуара замыкател быстро выходит наружу, унос с собой продукты воздействи дуги. Одновременно замыкатель заполн етс чистым воздухом через щтуцера, при этом струи вход щего воздуха обдува от поверхность проходного изол тора, сдува с нее копоть, если она там по витс .Upon termination of the current flow (or after switching on the shunt device), the internal cavity of the circuit breaker is purged. For this purpose, a command is given to an electromagnet, which, with the help of a 24, opens the valve 21. In this case, the volume under the control piston of the valve of the purge 20 is connected with the tube to the internal cavity of the tank. Under the action of compressed air, the control valve of the valve 20 is moved, opening an opening connecting the lower part of the arc chamber with the atmosphere. Compressed air from the internal cavity of the reservoir closes quickly out, carrying with them the products of the arc. At the same time, the contactor is filled with clean air through the brush, while the jet of incoming air is blown from the surface of the bushing insulator, blowing soot off it if it is there.

По окончании продувки клапан 20 закрываетс , внутренний объем заполн етс чистым воздухом и аппарат вновь готов к действию,At the end of the purge, the valve 20 is closed, the internal volume is filled with clean air and the device is again ready for action,

При работе с щунтирующим устройством одновременно с подачей импульса на работу поджигающего разр дника подаетс команда на электромагнит включени , который изол ционной т гой 36 открывает кланан включени 34. При этом объем под приводным поршнем соедин етс трубкой с изол ционной вставкой с внутренним объемом камеры (или бака). Под воздействием сжатого воздуха поршень вместе со штоком и контактным стержнем за счет разности сил, действующих на поршень и на поршневое кольцо, встроенное в контактный стержень, перемешаетс вверх, контактный стержень, войд в ламелиWhen working with the bypassing device, simultaneously with the impulse supply for the operation of the igniting arrester, a command is given to the activation electromagnet, which insulating the insulation 36 opens the inclusion clan 34. At the same time, the volume under the driving piston is connected to the internal volume of the chamber (or tank). Under the influence of compressed air, the piston, together with the rod and the contact rod, due to the difference of forces acting on the piston and on the piston ring embedded in the contact rod, moves upwards; the contact rod enters the lamellae

неподвижного контакта 28, металлически замыкает цепь. При этом иоршень садитс герметизирующими прокладками 33 на седло, залипа иа нем, и тем самым герметизиру fixed contact 28, metallic closes the circuit. At the same time, the pistol sits on the saddle with sealing gaskets 33, is stuck on it, and thereby seals

полость камеры.chamber cavity.

Практическп одновременно с металлическим замыкаиием начинаетс продувка аппарата. После окончани продувки и сн ти с аппарата высокого напр жени подаетс командаPractically simultaneously with the metal closure, the purge of the apparatus begins. After the end of the purge and removal from the high voltage apparatus, the command is given

на электромагнит отключени , который при срабатыванпп т гой 41 открывает клапан отключени 39.a shut-off electromagnet, which, when activated, opens a shut-off valve 39.

При этом объем под поршнем соедин етс с атмосферой и подвижна контактна система под действпем давлени внутри бака двигаетс вниз, залипа па Г1рокладках 33 в контактном стержне. После этого аппарат вновь готов к действию.At the same time, the volume under the piston is connected to the atmosphere and the movable contact system moves downward under the action of pressure inside the tank, stuck on the G-pads 33 in the contact rod. After that, the device is again ready for action.

Предмет изобретени Subject invention

Управл емый дуговой замыкатель, содержапцп ТОКОПОД130ДЫ и разр дный иро гежуток с внешним и внутренним электродами, снабженными наконечниками с экранами, выполненными , нанрнмер, в виде дисков с прорез ми , образующими спнралевндные лепесткп, прнчем внутренний электрод снаб.жен неподвижным контактом, а внешннй - подвил нымThe controlled arc contactor, the content of the TOKOPOD130DA and the discharge trigger with external and internal electrodes, equipped with tips with screens made, nanrnmer, in the form of discs with slots, forming spindle-like lobes, and the internal electrode provided with a fixed contact, and the external electrode provided with a slot, forming spindle-shaped lobes, and the internal electrode provided with a fixed contact, and the external electrode provided with a slot, forming spun-like lobes, and the internal electrode provided with a fixed contact, and the external electrode provided with a slot, forming spindle-shaped lobes, and the internal electrode provided with a fixed contact, and the external electrode provided with a slot, forming spun-like lobes, with an internal electrode provided with fixed contact, subordinates

коптактом с приводом п выполнен в виде герметнчного резервуара с , заполненного средой с высокой электрпческой прочностью, и нмеет устройство, обеспечивающее продувку внутренней нолости, и устройство дл возбуждеии дуги, котора иод действием петлеобразиого коптура перемещаетс из зоны рабочего промежутка на экранные диски, отличающийс тем, что, с целью уменьшени эрознн электродов путем надежного смеигени дугнThe actuator is made in the form of a hermetic tank with a medium filled with high electrical strength, and has a device that blows the internal floor, and a device for initiating the arc, which, by the action of a loop-like copy, moves from the area of the working gap to the screen disks characterized by that, in order to reduce eroded electrodes by reliably mixing arcs

на кра экранных дисков, указанный подвижный контакт с приводом п экраиным диском изолирован от днища герметичного резервуара внешнего электрода п электрически соединен с токоподводом внешнего электродаon the edge of the screen disks, the specified moving contact with the drive and the screen disk is isolated from the bottom of the sealed tank of the external electrode and electrically connected to the current lead of the external electrode

вспомогательной шиной.auxiliary bus.

4-44-4