CS240680B1 - Extinguishing chamber of pressure gas switch for high and very high voltage with arc extinction single pressure principle - Google Patents

Description

Vynález se týká zhášecí komory tlakoplynového spínače vysokého a velmi vysokého napětí s .iednotlakovým principem zhášení oblouku. Zhášecí komora obsahuje pevný kontakt a pohyblivý kontakt se zhášecí tryskou, válcem spojenými osově táhlem procházejícím dnem pevného pístu a opatřenými kotouči.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-pressure and high-voltage pressure arc gas quenching chamber with a low-pressure arc quenching principle. The arc chute comprises a fixed contact and a movable contact with the arc chute, a cylinder connected axially by a rod extending through the bottom of the fixed piston and provided with disks.

Až dosud byly zhášecí komory tlakoplynových spínačů s jednotlakovým principem uspořádaný tak, že vycházel poměrně velký neúčinný prostor mimo kompresní válec. Snížení neúčinného prostoru vyžadovalo náročné konstrukční uspořádáníi Zhášecí komora neměla zajištěno tlumení krajních poloh. Tlumení muselo být řešeno pohonem s příslušnými tlumiči. Nevýhodou byla značně složitá uspořádání celého mechanismu pohonu i tlumičů. Tlumiče byly konstruovány na hydraulickém nebo pneumatickém principu. To komplikovalo návrh, výrobu, údržbu i činnost vypínače· Zejména vznikaly komplikace u pohoní, jejichž poháněči mechanismus byl na jiném principu než princiD tlumiče, například u střadačového pohonu s hydraulickými tlumiči. Další nevýhodou u všech typů wpínačů bylo přenášení vysokých setrvačných sil v krajních fázích pohybu při tlumení. Tyto síly se přenášely mezi zhášecí komorou a pohonem izolačními táhly. Izolační táhla musela byt na tyto velké síly rázového charakteru dimenzována. Při změně seřízení tlumičů nastávala i destrukce těchto izolačních táhel. Celkově byly pohon s tlumiči, díly zhášecí komory a izolační táhla dimenzovány na maximální hodnotu setrvačných sil a jejich rozměry byly značné. Vypínač byl celkově v důsledku složí i ¥Until now, the quench chambers of pressure-gas switches with a single-pressure principle have been arranged such that a relatively large ineffective space emerges outside the compression cylinder. Reducing the inefficient space required a complex design The arc chute was not provided with end position damping. The damping had to be solved by a drive with appropriate dampers. The disadvantage was the rather complex arrangement of the entire drive mechanism and shock absorbers. The dampers were designed on a hydraulic or pneumatic principle. This complicated the design, manufacture, maintenance and operation of the circuit-breaker. In particular, there were complications in drives whose drive mechanism was different from the principle of the shock absorber, such as a shear drive with hydraulic shock absorbers. Another disadvantage of all types of w switches was the transmission of high inertia forces in the extreme phases of the damping movement. These forces were transmitted between the arc chute and the drive by insulating rods. The insulating rods had to be dimensioned for these high impact forces. The destruction of these insulating rods also occurred when changing the shock absorber adjustments. Overall, the shock absorber drive, the arc chute parts and the insulating rods were dimensioned to the maximum value of inertia forces and their dimensions were considerable. The switch was overall due to the fold i ¥

- i 240 680 tých vazeb mezi zhášecí komorou, izolačním táhlem, pohonem i tlumiči krajních poloh pro výrobu, zkoušení, seřizování a údržbu velmi náročný a jeho spolehlivost byla vlivem značných přenášených sil snížena a při změně seřízení tlumičů v průběhu provozu bylo nebezpečí mechanického poškození. Navíc byla ú^činnos^t z^hášec^ího ^ús^trojí sní^žena ^pom^ěrn^ě ve^lkým ne^účinným prostorem. Na velké vypínací proudy bylo nutné značně dimensovat kompresní píst a z toho vyplývaly značně zvýšené nároky na výrobu zhášecí komory izolačního táhla i pohonu.- The 240,680 linkages between the arc chute, the insulating rod, the drive and the end position dampers are very demanding for production, testing, adjusting and maintenance and its reliability has been reduced due to the considerable forces transmitted and there is a risk of mechanical damage. Moreover, in ^No. of ^HAS Innos ^t ec ^¹H O ^{U T} swarming dreams ^f om ^{of valyl-ters} in ^o YM ^EFFECTIVE not nným space. For large tripping currents, the compression piston had to be dimensioned considerably, and this resulted in considerably increased demands on the manufacture of the arc isolation chamber and the drive.

Uvedené nevýhody odstraňuje zhášecí komora tlakoplynového spínače pro vysoké a velmi vysoké napětí, jehož podstata spočívá v tom, že dno pevného pístu|umístěné ve válci | je oboustranně opatřeno první a druhou válcovou dutinou. Průměr těchto dutin je větší než průměr táhla, uloženého v jejich ose a opatřeného v prostoru válce prvním kotoučem a v prostoru pevného pístu druhým kotoučem* Průměry obou kotoučů jsou menší než průměry k nim příslušejících válcových dutin.These drawbacks are eliminated by the high-voltage and high-voltage pressure arc gas extinguishing chamber, which is based on the fact that the bottom of the fixed piston | is provided on both sides with first and second cylindrical cavities. The diameters of these cavities are larger than the diameter of the rod mounted in their axis and provided in the cylinder space with the first disc and in the fixed piston space with the second disc. The diameters of the two discs are smaller than the diameters of their respective cylindrical cavities.

Ve dnu pevného pístu je alespoň jeden přepouštěcí kanál, jehož osa je kolmá na osu dna pevného pístu a je napojen na otvory umístěné v přepážce dna pevného pístu. Osa otvorů je rovnoběžná s osou dna pevného pístu. ·In the bottom of the fixed piston there is at least one transfer channel, the axis of which is perpendicular to the axis of the bottom of the fixed piston and is connected to openings located in the bottom of the fixed piston bottom. The axis of the bores is parallel to the bottom axis of the fixed piston. ·

V první válcové dutině dna pevného pístu může být první klapka a ve druhé válcové dutině dna pevného pístu může být druhá klapka.There may be a first flap in the first cylindrical cavity of the fixed piston bottom and in the second cylindrical cavity of the fixed piston bottom there may be a second flap.

Obě klapky mohou být spojeny kolíky umístěnými v otvoru v přepážce dna pevného pístu.The two flaps may be connected by pins located in an opening in the bottom of the fixed piston.

Oba kotouče umístěné na táhlu mohou mít na stranách přivrácených ke dnu pevného pístu zkosené hrany.Both discs located on the rod may have bevelled edges facing the bottom of the fixed piston.

Využitím předmětu vynálezu se zvyšuje podstatně účinnost zhášecí komory, protože se zvýšil poměr využitelného kompres_z až ního prostoru válce k neúčinnému prostoru kanálů/ke kritickému průřezu zhášecí trysky. Výhodné uspořádání využívá části tvarovaného kompresního prostoru navíc k řízení mechanické funkcej a tím 'umožňuje výhodné řešení celého vypínače. Zhášecí komoraBy utilizing the object of the invention, the efficiency of the arc quenching chamber is greatly increased by increasing the ratio of the usable compression _from the cylinder space to the ineffective channel space / to the critical cross-section of the arc nozzle. The preferred arrangement utilizes portions of the molded compression space in addition to controlling the mechanical function, thereby allowing for an advantageous solution of the entire circuit breaker. Extinguishing chamber

. i i. i i

- Ь- Ь

240 680 je samostatný elektrický i mechanický celek včetně tlumičů v krajních polohách, její uspořádání je jednoduché.Seřízená zhášecí komora je zaměnitelná na vypínačích, nepřenáší nežádoucí setrvačné rázové síly na keramické izolátor^Sni další díly vypínače. Izolační táhlo může být méně dimenzováno. Pohon wchází menší, protože urychluje menší pohyblivé hmoty. Nejsou nutné tlumiče krajních poloh v pohonu, protože tlumemí je zajištěno přímo ve zhášecí komoře. Celkově vychází pohon asi poloviční a vypínač podstatně jednodušší. Navíc je docíleno jednoduchosti výroby, zkoušení, seřizování i vyšší spolehlivosti vypínače.240 680 is a separate electrical and mechanical unit including shock absorbers in extreme positions, its arrangement is simple. The adjusted arc quenching chamber is interchangeable on the switches, it does not transfer unwanted inertial shock forces to the ceramic insulator. The insulating rod may be less sized. The drive goes less because it speeds up smaller moving masses. No end position dampers are required in the drive, as the dampers are secured directly in the arc chute. Overall, the drive is about half and the switch is much simpler. In addition, simplicity of manufacture, testing, adjustment and higher reliability of the circuit-breaker are achieved.

Praktické provedení předmětu vvnálezu je na obrázku přiloženého výkresu, kde je v řezu schematicky znázorněna zhášecí komora v zapnuté poloze, v níž je pevný kontakt 16 zasunut do kontaktů 12 · Pohyblivý kontakt je tvořen pevným pístem 2 zakončeným dnem 4· Dno 4 pevného pístu Z «5^е umístěno ve válci 4. Mezi ním a stěnou válce 4 je kontaktní systém 14 · Dno 4 pevného pístu 4 je ve své ose oboustranně opatřeno první a druhou válcovou dutinou 8, Z · ^růměr těchto dutin 8,4 je větší než průměr táhla 4, které je uloženo v jejich 'ose. Kolmo na tuto osu jsou situovány osy přepouštěcích kanálů J5. Tyto přepouštěcí kanály 4 jsou napojené na otvory 20 umístěné v přepážce 21 dna 4 pevného pístu 2, jejichž osa je rovnoběžná s oeou dna 4 pevného pístu 2· Na první čelní plochu 2£ první válcové dutiny 8 dna 4 pevného pístu 2 dosedá první klapka 6. Na druhou čelní plochu 23 druhé válcové dutiny 4 dna 4 pevného pístu 2 dosedá druhá klapka Z· Obě klapky Z jsou spojeny kolíky 15 umístěnými v otvorech 20 v přepážce 21 dna 4 pevného pístu Z* ^{v 036 dna} Д pevného pístu Z <1® táhlo 4, které je v prostoru 3,8 pístu opatřeno druhým kotoučem 11 zkoseným na straně přivrácené к druhé válcové dutině Z ůna J pevného pístu £· ^v prostoru 17 válce 2 je táhlo 4 opatřeno prvním kotoučem 10, zkoseným na straně přivrácené к první válcové dutině 8. Táhlo 4 je pevně spojeno s válcem i, opatřeným otvorem a zakončeným zhášecí tryskou 13. vyrobenou z izolačního materiálu - teflonu.A practical embodiment of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing, in which a cross-section of a quenching chamber is shown schematically in the closed position, in which the fixed contact 16 is inserted into the contacts 12 · The movable contact is formed by the fixed piston 2 5 ^is located in the cylinder 4. Between it and the wall of the cylinder 4 there is a contact system 14. The bottom 4 of the fixed piston 4 is provided on both axes with first and second cylindrical cavities 8. 4, which is stored in their axis. Perpendicular to this axis are situated the axes of the transfer channels J5. These transfer ducts 4 are connected to openings 20 located in the partition 21 of the fixed piston 2 bottom 4, the axis of which is parallel to the fixed piston 2 bottom axis 4. The first flap 6 of the fixed piston bottom 4 is supported by a first flap 6 . on the second face 23 of the second cylindrical cavity 4 of the fixed bottom 4 of the piston 2 abuts the second flap Z · Z both valves are connected pins 15 positioned in openings 20 in the bulkhead 21 of the bottom 4 of the fixed piston Z * ^{in the bottom 036} of the fixed piston Д Z <1® rod 4 which is in the area 3.8 of the piston disc 11 provided with a second chamfered on the side facing the second cylindrical cavity к Z una J £ · fixed piston space 17 ⁱⁿ the cylinder 2 is provided with a rod 4 first disc 10, bevelled on the side facing the first cylindrical к The rod 4 is rigidly connected to a cylinder 1 provided with an opening and terminated by a quenching nozzle 13 made of insulating material - Teflon.

IAND

ΚΚ

240 680 ne,240 680 no,

Při vypínání působí pohon, /nakreslený na obrázkupa táhlo .4 · Táhlo , je spojeno s válcem 1 a při jeho pohybu se stlačuje plyn v prostoru 17 válce 1 před dnem . pevného pístu ,2. Prostor II válce 1 je uzavřen první klapkou 6 dosedající na čelní plochu 22 první válcové dutiny 8. Naooak je otevřena druhá klapka 2, čímž je otevřen průtok plynu přes kanál £ z vnějšího prostoru 19 do prostoru druhé válcové dutiny . před druhý kotouč 11. Tím nevzniká v tomto prostoru podtlak a nežádoucí snížení rychlosti pohybu. Po daném zdvihu, tzv· zdvihu předkomprese, se hrdlo zhášecí trysky 13 vysune z pevného kontaktu a plyn začne proudit z prostoru válce 17 kanálem 2,4 ve válci 1 přes zhášecí trysku 13 do vnějšího prostoru .12, čímž se zháší oblouk. V závěrečné fázi vypínacího pohybu se zasouvá prv ní kotouč 10 do první válcové dutiny 8, čímž vzniká v první vál cové dutině 8 komprese plynu a tlumicí síla. Průběh velikosti tlumic^í síly^egulovatelný darovanými, zkoseními hran na prvním kotouči 12 a mezerou mezi válcovými plochami prvního kotouče a první válcové dutiny 8 .During the shut-off, the actuator (shown in the drawing) acts on the rod 4. The rod is connected to the cylinder 1 and as it moves, the gas is compressed in the space 17 of the cylinder 1 before the bottom. fixed piston, 2. The space 1 of the cylinder 1 is closed by a first flap 6 abutting the face 22 of the first cylindrical cavity 8. The second flap 2 is opened, thereby opening the gas flow through the channel 6 from the outer space 19 to the space of the second cylindrical cavity. This does not give rise to negative pressure and an undesirable reduction in the speed of movement in this space. After a given stroke, the precompression stroke, the arc nozzle throat 13 extends out of the fixed contact and the gas begins to flow from the cylinder space 17 through the channel 2.4 in the cylinder 1 via the arc nozzle 13 to the outer space 12, thereby extinguishing the arc. In the final phase of the shut-off movement, the first disc 10 is inserted into the first cylindrical cavity 8, thereby producing gas compression and damping force in the first cylindrical cavity 8. Over-sized damper ^{forces are} donated ^ egulovatelný, chamfering of the first disc 12 and the gap between the cylindrical surfaces of the first wheel and a first cylindrical cavity eighth

Při zapínání se pohybuje táhlo J a pevný píst 2 opačným směrem. První klapka .6 se přesune do druhé polohy, čímž se otevře průtok plynu z vnějšího prostoru 19 přes kanál £ a otvor 20 do prostoru první válcové dutiny 8 před první kotouč 10 · Po vysunutí ^první^ho ^kotou^če j/j ^prvn^í v^álcové du^tin^y 8 a zasunutí hrdla zhášecí trysky 13 do pevného kontaktu 16 proudí přes kanál £ a otvor 20 plyn do prostoru 17 válce. Tím nevzniká podtlak ve zvětšujícím se prostoru v první válcové dutině 8 ani ve zvětšujícím se prostoru 17 válce a nedochází k nežádoucímu snížení rychlosti pohybu. V závěrečné fázi zauínacího pohybu se zasouv^{á d}ru^hý ko^tou^č 11 ^do ^dru^hé v^álcové ^du^tin^y . · ^řroto^že .ie, dosednutím na druhou čelní plochu 2J druhé válcové dutiny 9f uzavřena druhá klapka 1 nastává ve druhé válcové dutině % komprese plynu a tlumicí síla. Průběh velikosti tlumicí síly při zapínání je regulovatelný tvarováním zkosených hran na druhém kotouči 11 a také mezerou mezi válcovýma plachapi druhého kotouče a druhé válcové dutiny £.When switching on, the rod J and the fixed piston 2 move in the opposite direction. .6 first flap is moved to the second position, thereby opening the gas flow from the outer space 19 via the passage opening 20 £ and into the first cylindrical cavity 8 prior to first disc 10 · After ejecting rvní ^{p h} o ^to Ota ^No ej / j ^p RVN ^s a ^{c t} du cylindrical bed in ^y 8 and inserting the neck of the quenching nozzle 13 to the stationary contact 16 flows through the channel opening 20 £ and gas into the cylinder space 17. As a result, there is no negative pressure in the increasing space in the first cylindrical cavity 8 or in the increasing space 17 of the cylinder and there is no undesirable reduction in the speed of movement. In the final stage zauínacího movement ^{retracts hole nd t} ou ko ^No. 11 ^d of ^{hole HE AL} Cove u ^{d y Ti} n. · ^{R Z} e roto .ie, abutting on the second face of the second cylindrical cavity 2J 9f closed second valve 1 occurs in the second cylindrical cavity% compression of the gas and the damping force. The course of the amount of damping force at closing is adjustable by shaping the bevelled edges on the second disc 11 as well as the gap between the cylindrical flaps of the second disc and the second cylindrical cavity 6.

240 680240 680

Tímto uspořádáním se docílí žádané vysoké spínací schopnosti i rychlé mechanické funxce zhášecí komory i tlumení pohybu v obou krajních polohách. Zhášecí komora je samostatně seřiditelná na požadovanou dynamickou funkci pohybu·This arrangement achieves the desired high switching capability as well as rapid mechanical function of the arc chute and damping of movement in both extreme positions. The arc chute is independently adjustable for the required dynamic movement function ·

Claims (5)

1. Zhášecí komora tlakoplynového spínače pro vysoké a velmi vysoké napětí s · .iednotlakovým principem zhášení oblouku, obsahující pevný kontakt a pohyblivý kontakt se zhášecí tryskou, válcem spojenými osově táhlem, procházejícím dnem pevného pístu a opatřeným kotouči, vyznačená tím, že dno /3/ pevného pístu /2/ umístěné ve válci /1/ je oboustranně opatřeno · první a druhou válcovou dutinou /8,9/, ' jejichž průměr je větší než průměr táhla /4/, uloženého v jejich ose a opatřeného v prostoru /17/ válce /1/ prvním kotoučem /10/ a v prostoru /18/ pevného pístu /2/ druhým kotoučem /11/, · · přičemž průměry obou kotoučů /10,11/ jsou menší než průměry k nim příslušejících válcových dutin /8,9/·A high-pressure and high-voltage pressure arc gas quenching chamber having a low-pressure arc quenching principle comprising fixed contact and movable contact with a quenching nozzle, a cylinder connected axially by a rod extending through the bottom of a fixed piston and provided with discs. of the fixed piston (2) located in the cylinder (1) is provided on both sides with first and second cylindrical cavities (8,9) whose diameter is greater than the diameter of the rod (4) mounted in their axis and provided in the space (17) wherein the diameters of the two disks (10, 11) are smaller than the diameters of their respective cylindrical cavities (8, 9). / · 2. Zhášecí komora tlakoplynového spínače vysokého a velmi vysokého napětí podle bodu 1, vyznačená tím, že ve dnu /3/ pevné^ho pístu ^/2^/ je ' alespo^ň je^den p^ře^pou^štěcí kan^ál /5/, .iehož osa je kolmá na osu dna /3/ pevného pístu /4/ a je napojen na otvory /20/ umístěné v přepážce /21/ dna /3/ pevného pístu /2/, jejichž osa je rovnoběžná s osou dna /3/ pevného pístu /2/.The second arc chute tlakoplynového switches high and very high voltages according to claim 1, characterized in that the bottom / 3 / ^hr of the solid piston ^/ 2 ^/ is ^"N is at least en ^{d of} p e ^p ou ^Ste Affairs ^channels or / 5 the axis of which is perpendicular to the axis of the base (3) of the fixed piston (4) and is connected to openings (20) located in the partition (21) of the base (3) of the fixed piston (2) whose axis is parallel to the axis of the base 3 / fixed piston (2). 3 . Zhášecí komora tlakoplynového spínače vysokého a velmi vysokého napětí podle bodu 2| (Vyznačená tím, že v první válcové dutině /8/ dna /3/ pevného pístu /4/ je první klapka /6/ a ve druhé válcové dutině /9/ dna /3/ pevného pístu /4/ je druhá klapka /7/.3. Extinguishing chamber of the high and very high voltage pressure gas pressure switch according to item (Characterized by a first flap (6) in the first cylindrical cavity (8) of the fixed piston (4) and a second flap (7) in the second cylindrical cavity (9) of the fixed piston (4) . 4. Zhášecí_komora tlakoplynového spínače vysokého a velmi ••/vysokého napětí podle bodu 3jVyznačená tím, že obě klapky /6,4. The high-pressure and high-voltage switchgear chamber of claim 3, characterized in that both flaps / 6, Ί/ jsou spojeny kolíky /15/ umístěnými v otvorech /20/ přepážce /21/ dna /3/ pevného pístu /4/.Ί / are connected by pins (15) located in the holes (20) of the partition (21) bottom (3) of the fixed piston (4). 5. Zhášecí komora tlakoplynového spínače vysokého a velmi vysokého napětí podle bodu l₍vyznačená tím, že oba kotouče /10,11/ umístěné «a táhlu /4/ mají na stranách přivrácených ke dnu /3/ pevného píátu /4/ okosené 4ft*any.5. The high and very high voltage gas pressure switch arc chute according to claim 1 ₍ characterized in that both the discs (10,11) located «and the rod» (4) have a 4ft chamfer on the sides facing the bottom (3). any.