SU982113A1 - Высоковольтный плавкий стрел ющий предохранитель - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным предохранителям (выключателям), ис-. пользуемым для защиты силовых понижающих трансформаторов на напряжение 10-220 кВ.

Известно автогазовое дугогасительное устройство, содержащее дугогасительную трубку, выполненную из твёрдого изоляционного газогенерирующего материала, подпружиненные внеш* ний и внутренний электроды, соединенные между собой плавкой вставкой. Последняя состоит из высокоомной части, несущей механическую нагрузку, и проводящей части, являющейся основой плавкой вставки. Именно от этой части зависит момент отключения повредившегося трансформатора £1 J.

Наиболее близким к предложенному является предохранитель, содержащий дугогасительную трубку, выполненную . из твердого изоляционного газогене- рирующего материала, внутри которой расположены подпружиненные электроды, соединенные между собой с помощью дер· жавки, включенной параллельно коммути •рующему элементу, наприИер плавкой вставке. Державка, обеспечивая удер5 жание электродов между собой, разгру,жает от механического воздействия ср стороны электродов основную плавкую вставку. Это позволяет последней сохранить свои характеристики ¹⁰ независимо от усилий подпружиненных электродов £ 2].

Однако известные предохранители и имеют высокий нижний предел отключения тока. Это объясняется тем, что Λ⁵ из условий механической прочности нельзя подобрать вставку на меньший ток, которая вытягивалась бы под воздействием подпружиненных электро₂₀ дов камеры и не вызывала ложных срабатываний. Кроме того, большое число срабатываний из-за подверженности плавких вставок атмосферным воздействием, вызывающим их интенсивное \

. 982 окисление, приводит к снижению их активных сечений, росту сопротивления и, как следствие, к самосрабатыванию при- номинальных точках нагрузки. Недостатком известных предохранителей является также низкая коммутационная способность, объясняющаяся тем, что для повышения устойчивости камер к атмосферным воздей'ствиям и увеличения их механической прочно- 1 сти в газогенерирующие вещества камер добавляют различные материалы. Последние снижают газогенерирующие свойства и, значит, коммутационную способность. Поэтому в зону горения целесообразно вводить материалы активизирующие процесс дугогашения. Однако в известной конструкции нет условий для введения добавок активных материалов.

Цель изобретения - расширение ди- ‘ апазона отключаемых токов и повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном плавком стреляющем предохранителе державка выполнена в виде полого цилиндра из твердого диэлектрического материала, например электротехнического стекла, и снабжена металлическими наконечниками, а плавкая вставка пропущена через полость державки и электрически соединена с ее наконечниками. Внутренняя полость державки может быть заполнена диэлектрической жидкостью, например трансформаторным мае- лом.

На фиг. 1 изображён высоковольтный плавкий стреляющий предохранитель, разрез', на фиг. 2 - защитная часть предохранителя.

i

В высоковольтном плавком стреляющем предохранителе трубка патрона выполнена из твердого изоляционного газоГенерирующего материала и имеет наружную часть 1 и внутреннюю 2, выполненные в виде цилиндров и•установленные с зазором одна в одну. Полость трубки 2 с полостью зазора сообщается при помощи нескольких пар отверстий 3. Сверху патрон загерметизирован оголовииком 4, с которым трубка 1 соединяется на резьбе. Со стороны торца оголовник закрыт конической пробкой 5, обеспечивающей укупорку торца оголовника. Прижатие пробки к телу оголовника осуществляется с помощью накидной крышки 6,

113 4 имеющей резьбовоё соединение с оголовником.

Токоведущая часть патрона содержит контактную пробку 7,--в которую 5 запрессована гибкая медная связь 8. Последняя пропущена через всю полость оголовника и впрессована в наконечник 9, в который снизу ввернут на. резьбе и припаян медный стержень 10.

Ю Стержень жестко соединен с упорной пробкой Г1 . Ниже стержня 10 расположен. стержень 12, переходящий в гибкую медную связь 13, нижняя часть которой заканчивается наконечником 15 14, снабженным резьбой. В наконечник 14 ввинчиваются два упорных винта 15, соприкасающиеся с нижним торцом патрона. Внутри патрона находится узел плавкой вставки, состояло щий из державки 16, выполненной из твердого изоляционного материала, например электротехнического стекла, металлических наконечников 17, жестко соединенных, например скле15 енных эпоксидной смолой, с телом державки и привинченных к электродам предохранителя и плавкой вставки 18, пропущенной через центр дер-, жавки, осуществляющей электрическую J0 связь между стержнями 10 и 12. Внутренняя полость державки заполнена диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, защищающим тело вставки от окисления и. спосрбствующим лучшему гашению дуги ⁵⁵ прй попадании в полость предохранителя в момент коммутации.

Снизу на трубку 1 навинчен кольцевой диск '19, к которому приварен влагоотражательный кожух 20, защищающий нижнюю часть патрона от образования ледяных спаек. Вся токове-* дущая часть патрона находится под постоянным воздействием втягивающей пружины 21, жестко сцепленной с пробкой 5 и упорной пробкой 11.

Узел плавкой вставки (фиг. 2) содержит державку 16, наконечники 17, плавкую вставку 18. Наконечники имеют высверленные отверстия 22 и 23, ⁵⁰ через которые пропущено тело вставки. Сцепление державки с электродами и полная герметизация полости державки осуществляются с помощью склеивающего состава·, например эпоксид⁵⁵ ного компаунда 24, Вставка 18 закрепляется на наконечниках, например, способом припаивания концов 25 к резьбовым мастям наконечников 17.

9821

Нижний наконечник имеет отверстие, загерметизированное припоем 26, Внутреннюю полость державки можно оставлять пустой или заполнять специальной жидкостью. Для заливки $ полости жидкостью можно использовать осевое отверстие в верхнем наконечнике. После заполнения державки жидкостью отверстие в* наконечнике запаивается со стороны его верхнего кон- to ца, где расположен конец 25 плавкой вставки. Этим осуществляется полная герметизация полости державки, препятствующая попаданию в нее воздуха или вытеканию жидкости. Узел плав- 15 кой вставки привинчивается к электродам предохранителя (к верхнему стержню 10 и нижнему 12), после чего предохранитель считается подготовленным к работе. 20

Предохранитель работает следующим образом.

В нормальном режиме работы через предохранитель протекает ток нагрузки защищаемого трансформатора через 25 пробку 7» гибкую связь 8, наконечник 9, стержень 10, плавкую вставку 18, стержень 12, связь 13 и через наконечник 14, жестко соединенный с отводящей ошиновкой предохранителя, эд передает энергию к защищаемому трансформатору. При этом в узле плавкой вставки тяжение пружины 21 воспринимается диэлектрической державкой 16. Тело встаеки несет.только токовую нагрузку. Наличие вокруг вставки 18 защитной жидкости позволяет устранить окислительные процессы на ее . поверхности.

При возникновении короткого замыкания в защищаемом трансформаторе через предохранитель начинает протекать ток короткого замыкания. Вставка 18 перегорает, и в разрыве между наконечниками 17 внутри державки 16 зажигается электрическая-дуга. Трансформаторное .масло испаряется и диссоциирует, В полости державки создается высокое давление водорода. Тело державки разрушается и стержни 10 и 12 быстро расходятся в противоположные концы патрона. В разрыве между ними горит мощная электрическая дуга, достигающая стенок внутренней полости трубки 2, вследствие чего начинается интенсивное испарение газогенерирующего материала и образуется мощный газовый поток. Последний выдувает дугу в зазоры через

6 поперечные отверстия 3. В зазорах между смежными поперечными отверстиями по длине трубок образуется ряд шунтирующих дуг, основания которых стоят в этих отверстиях, Происходит процесс автошунтирования через дуги в зазоре канала внутренней полости трубки 2, занятой перемещающимися электродами. Ввиду того, что давление в канале во много раз превосходит давление в зазоре, из-за закупорки канала расходящимися электродами, процесс деионизации в канале трубки 2 идет более энергично, чем. в зазоре между трубками. Поэтому сначала происходит отключение дуги в. узкоканальной трубке 2, а затем и в зазоре предохранителя. Интенсивности дугогашения способствует также и водород, выделяющийся из диэлектрической жидкости - трансформаторного масла.

После этого цепь внутри предохранителя оказывается разомкнутой, а введение в разрыв воздушного промежука после выпадания из патрона стержня 12 создает визуальную видимость разрыва цепи предохранителя.

Перезарядка устройства осуществляется свинчиванием оплавленных наконечников 17 и установкой но,вой плавкой вставки.

Claims (3)

1. . .1: Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к высоковольтным предохранител м (выключател м), ис-, пользуемым дл  защиты силовых понижающих трансформаторов на напр жение 10-220 кВ. Известно автогазовое дугогасительное устройство, содержащее дугогасительную трубку, выполненную из твёрдого изол ционного газогеНерирукицего материала, подпружиненные внеш НИИ и внутренний электроды, соединен ные между собой плавкой вставкой. Последн   состоит из высокоомной части , несущей механическую нагрузку, и провод щей части,  вл ющейс  основой плавкой вставки. Именно от этой части Зависит момент отключени  повредившегос  трансформатора С 3« Наиболее близким к предложенному  вл етс  предохранитель, содержащий дугогасительную трубку, выполненную из твердого изол ционного газогенерирующего материала, внутри которой расположены подпружиненные электроды, соединенные между сЬбой с помощью державки , включенной параллельно коммутирующему элементу, наприкСер плавкой вставке. Державка, обеспечива  удержание электродов между собой, разгру,жает от механического воздействи  со стороны электродов основную плавкую вставку. Это позвол ет последней сохранить свои .характеристики независимо от усилий подпружиненных электродов Г
2. 2. Однако известные предохранители и имеют высокий нижний предел отключени  тока. Это объ сн етс  трм, что из условий механической прочности нельз  подобрать вставку на меньший ток, котора  выт гивалась а под воздействием подпружиненных электродов камеры и не вызывала ложных срабатываний . Кроме того, большое число срабатываний из-за подверженности плавких вставок атмосферным воздействием , вызывающим их интенсивное 3. окисление, приводит к снижению их а тивных сечений, росту сопротивлени  и, как следствие, к самосрабатыванию при- номинальных точках нагрузки Недостатком известных предохрани телей  вл етс  также низка  коммута ционна  способность, объ сн юща с  тем, что дл  повышени  устойчивости камер к атмосферным воздействи м и увеличени  их механической прочности в газогенерируюидие вещества камер добавл ют различные материалы Последние снижают газогенерирующие свойства и, значит, коммутационную способность. Поэтому в зону горени  целесообразно вводить материалы активизирующие процесс дугогашени . Однако в известной конструкции нет условий дл  введени  добавок активных материалов, Цель изобретени  - расширение ди апазона отключаемых токов и повышение надежности работы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в высоковольтном плавком стрел ющем предохранителе державка выполнена в виде полого цилиндра из твердого диэлектрического материала например электротехнического стекла и снабжена металлическими наконечни ками, а плавка  вставка пропущена через полость державки и электричес ки соединена с ее наконечниками. Внутренн   полость державки может быть заполнена диэлектрической жидк стью, например трансформаторным мае лом. На фиг. 1 изображен высоковольтный плавкий стрел ющий предохранитель , разрез; на фиг. 2 - защитна  часть предохранител . В высоковольтном плавком стрел ющем предохранителе трубка патрона выполнена из твердого изол ционного газоГенерирующего материала и им ет наружную часть 1 и внутреннюю 2, выполненные в виде цилиндров и установленные с зазором одна в одну. Полость трубки 2 с полостью зазора сообщаетс  при помощи нескольких пар отверстий
3. 3. Сверху патрон загерметизирован оголовником t, с которым трубка 1 соедин етс  на резьб Со стороны торца оголовник закрыт конической пробкой 5, обеспечивающе укупорку торца оголовника. Прижатие пробки к телу оголовника осуществл  етс  с помощью накидной крышки 6, 4 имеющей резьбовое соединений с оголовником , Токоведуща  часть патрона содержит контактную пробку 7.в которую запрессована гибка  медна  св зь 8. Последн   пропущена через всю полость оголовника и впрессована в наконечник 9, в который снизу ввернут на i резьбе и припа н медный стержень 10. Стержень жестко соединен с упорной пробкой 11. Ниже стержн  10 расположен , стержень 12, переход щий в гибкую медную св зь 13, нижн   часть которой заканчиваетс  наконечником 14, снабженным резьбой. В наконечник 1 ввинчиваютс  два упорных винта 15| соприкасающиес  с нижним торцом патрона. Внутри патрона находитс  узел плавкой вставки, состо щий из державки 16, выполненной из твердого изол ционного материала, например электротехнического стекла , металлических наконечников 17, жестко соединенных, например склеенных эпоксидной смолой, с телом державки и привинченных к электродам предохранител  и плавкой вставки 18, пропущенной через центр дер-, жавки, осуу ествл ющей электрическую св; зь между стержн ми 10 и 12. Внутренн   полость державки заполнена диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, защищающим тело вставки от окислени  и. спосрбствующим лучшему гашению дуги при попадании в полость предохранител  в момент коммутации. Снизу на трубку 1 навинчен кольцевой диск 19 к которому приварен влагоотражательный кожух 20, защищающий нижнюю часть патрона от образовани  лед ных спаек. Вс  токоведуща  часть патрона находитс  под посто нным воздействием вт гивающей пружины 21, жестко сцепленной с пробкой 5 и упорной пробкой 11. Узел плавкой вставки (фиг. 2) содержит державку 16, наконечники 17, плавкую вставку 18о Наконечники имеют высверленные отверсти  22 и 23, через которые пропущено тело вставки . Сцепление державки с электродами и полна  герметизаци  полости державки осуществл ютс  с помощью склеивающего состава., например эпоксидного компаунда 2, Вставка 18 закрепл етс  на наконечниках, например, способом припаивани  концов 25 к резьбовым част м наконечников 17. 5 Нижний наконечник имеет отверстие, загерметизированное припоем 26, Внутреннюю полость державки можно оставл ть пустой или заполн ть специальной жидкостью. Дл  заливки полости жидкостью можно использовать осевое отверстие в верхнем наконечнике . После заполнени  державки жидкостью отверстие в наконечнике запаиваетс  со стороны его верхнего конца , где расположен конец 25 плавкой вставки. Этим осуществл етс  полна  герметизаци  поЛости державки, преп тствующа  попаданию в нее воздуха или вытеканию жидкости. Узел плав кой вставки привинчиваетс  к электро дам предохранител  (к верхнему стерж ню 10 и нижнему 12), после чего пре дохранитель считаетс  подготовленным к работе. Предохранитель работает следующим образом, В нормальном режиме работы через предохранитель протекает ток нагрузки защищаемого трансформатора через пробку 7 гибкую св зь 8, наконечник 9, стержень 10, плавкую вставку 18, стержень 12, св зь 13 и через на конечник 1, жестко соединенный с отвод щей ошиновкой предохранител , передает энергию к защищаемому транс форматору. При этом в узле плавкой вставки т жение пружины 21 воспринимаетс  диэлектрической державкой 16. Тело вставки несет,только токовую нагрузку. Наличие вокруг вставки 18 защитной жидкости позвол ет устранить окислительные процессы на ее . поверхности. При возникновении короткого замыкани  в защищаемом трансформаторе через предохранитель начинает протекать ток короткого замыкани . Вста ка 18 перегорает, и в разрыве между наконечниками 17 внутри державки 16 зажигаетс  электрическа -дуга. Трансформаторное .масло испар етс  и диссоциирует, В полости державки создаетс  высокое давление водорода. Тело державки разрушаетс  и стержни 10 и 12 быстро расход тс  в противоположные концы патрона. В разрыве между ними горит мощна  электрическа  дуга, достигающа  стенок внутренней полости трубки 2, вследствие чего начинаетс  интенсивное испарение газогенерирующего материала и образуетс  мощный газовый поток. Последний выдувает дугу в зазоры через 13« поперечные отверсти  3, В зазорах между смежными поперечными отверсти ми по длине трубок образуетс  р д шунтирующих дуг, основани  которых сто т в этих отверсти х Происходит Процесс автошунтировани  через дуги в зазору канала внутренней полости трубки 2, зан той перемещающимис  электродами. Ввиду того, что давление в канале во много раз превосходит давление в зазоре, из-за закупорки канала расход щимис  электродами , процесс деионизации в канале трубки 2 идет более энергично, чем. . в зазоре между трубками. Поэтому сначала происходит отключение дуги в. узкоканальной трубке 2, а затем и в зазоре предохранител . Интенсивности дугогашени  способствует также и водород, выдел ющийс  из диэлектрической жидкости - трансформаторного масла. После этого цепь внутри предохранител  оказываетс  разомкнутой, а введение в разрыв воздушного промежука после выпадани  из патрона стержн  12 создает визуальную видимость разрыва цепи предохранител . Перезар дка устройства осуществл етс  свинчиванием оплавленных наконечников 17 и установкой но,вой плавкой вставки. Формула изобретени  1,Высоковольтный плавкий стрел ющий предохранитель, содержащий дугогасительную трубку, выполненную из твердого изол ционного газогенерирующего материала, внутри которой расположены подпружиненные электроды, соединенные между собой с помсицью держа вки включенной параллельно коммутирующему элементу, например, плавкой вставке, отличающийс   тем, что, с целью расширени  диапазона отключаемых токов и повы1иени  надежности, указанна  державка выполнена в виде полого цилиндра из твердого диэлектрического материала , например электротехнического стекла, и снабжена металлическими наконечниками, а плавка  вставка пропущена через полость державки.и электрически соединена с ее наконечниками , 2,Предохранитель по п, 1, отличающийс  тем, что внут