SU1103298A1 - Arc-quenching device for small-oil volume circuit breaker - Google Patents

Abstract

1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ , содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами , токоотвод- с неподвижным контактом , закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на -токоотводе изол ционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части , и консольно закрепленный защитный изол ционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и экономичности, оно снабжено дополнительно введенным изол ционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращени  и установлен на цилиндре камеры ниже уровн  выхлопных отверстий, образу  совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служаща  дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что защитный цилиндр в верхней части выполнен суживающимс .1. Interrupters low-oil circuit breaker, comprising a porcelain body with upper and lower metal flanges, tokootvod- a fixed contact fixed to the upper flange, the arc chute comprising -tokootvode secured to the insulating cylinder with the exhaust windows in the upper portion and cantilevered protective An insulating cylinder mounted relative to an annular gap chamber, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency, it is provided with an additional This insulating flange, on which a protective cylinder is fixed, said flange being made in the form of a body of rotation and mounted on the cylinder of the chamber below the level of exhaust holes, together with both cylinders, forms an annular cavity, and its surface, which serves as the bottom of this annular cavity, has bias up towards the protective cylinder. 2. A device according to claim 1, characterized in that the protective cylinder in the upper part is made tapering.

Description

СОWITH

юYu

соwith

0000

Изобретение относитс  к высоковольтному аппаратостроению и касаетс  констукции дугогасительноро устройства жидостного , преимущественно маломасл ного , выключател  наружной установки.The invention relates to a high-voltage apparatus and relates to the construction of an arcing suppressor device for a liquid, mainly low-oil, external switch.

Известно ду|-огасительное устройство маомасл ного выключател , содержащее фароровый корпус, , верхнего и нижнего окоотводов и изол ционный заиштный цииршр 1.A damping device for a low-oil circuit breaker is known, which contains a faro housing, of the upper and lower otodvods, and an insulating insulation circuit 1.

В этом устройстве изол ционный цилиндр механически закреплен в узлах верхнего и нижнего токоотводов, причем в верхней части он снабжен специальной металличекой- аппаратурой, иосредством которой созаетс  нат г цилиндра при монтаже, и одноврем (чи1о через уплотнительные устройства обеспечиваетс  ст гивание фарфорового корпуса (покрышки). При этом цилиндр подвергаетс  воздействию усилий, необхоимых дл  сжати  уплотнени , и усилий, оздаваемых давлением при гап1ении дуги ольшого тока, а фарфоровый корпус .свооден от раст гивающих и изгибающих усилий . Така  конструкци  ведет к йедоиспользованию механической прочности фарфора, как конструкционного материала. Кроме тоIo , устройство сложно по конструкции из-за элементов указанной металлической ар.матуры и имеет значительные размеры цилиндра (по длине) и фарфорового корпуса (но диаметру). Все это снижает технико-экономические показатели выключателей с дугогасительны .ми устройствами рассмотренного типа.In this device, the insulating cylinder is mechanically fixed in the nodes of the upper and lower electrodes, and in the upper part it is equipped with a special metal equipment, and the cylinder is assembled at the same time as the cylinder and installed simultaneously (tightening the porcelain case (tire) through sealing devices) In this case, the cylinder is subjected to the forces required to compress the seal, and the forces generated by pressure during the arc of a high current, and the porcelain case is protected from tensile and bending. This design leads to the use of mechanical strength of porcelain as a structural material. Besides this, the device is complicated in design due to the elements of the specified metal armature and has considerable dimensions of the cylinder (in length) and porcelain case (but diameter). This reduces the technical and economic performance of switches with arc-suppressing devices of the type considered.

Известно также дyгoгacитeль Joe устройство , содержащее фарфоровый корпус, армированный металлическими фланцами, св занные с фланцами верхний и нижний токоотводы, дугогасительную камеру, выполненную в виде цилиндра с вкладышами, и защитный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, указанный защитный цилиндр одни.м концом механически закреплен в узле верхнего токоотвода , а другой его конец жестко св зан с нижним диском дугогасительной камеры 2.It is also known that Joe’s device contains a porcelain body reinforced with metal flanges, upper and lower outlets connected to the flanges, an arcing chamber made in the form of a cylinder with inserts, and a protective cylinder mounted relative to the annular gap chamber, the specified protective cylinder is single. the end is mechanically fixed in the node of the upper current lead, and its other end is rigidly connected with the lower disk of the arcing chamber 2.

В этом случае этот цилиндр освобожден от монтажных нагрузок и имеет небольшую высоту, однако он нолностью воспринимает давление, возникающее в камере, в результате чего цилиндр все же выполн етс  толстостенным и примен етс  сложна  конструкци  креплени  его к сопр гаемым детал м . Кроме того, у данного устройства по вл етс  новьш весьма существенный недостаток: полость с маслом, образованна  кольцевым зазором между защитным цилиндром и цилиндром камеры, глухо закрыта  снизу, нрактически не сообщаетс  с остальным объемо .м масла выключател  и становитс  отстойником дл  продуктов горени  дуги - угл  сгоревшего .масла, металлической крупы от эрозии контактов и тому подобныхIn this case, this cylinder is relieved of mounting loads and has a small height, however, it completely absorbs the pressure in the chamber, as a result of which the cylinder is still thick-walled and a complicated structure is used to fasten it to the matching parts. In addition, this device has a very significant drawback: the cavity with oil formed by the annular gap between the protective cylinder and the cylinder of the chamber is closed deafly from below, practically does not communicate with the rest of the oil of the switch and becomes a settling tank for the products of the arc burned coal. oil, metal grains from contact erosion and the like

веществ, выбрасываемых из выхлопных каналов и выпадающих в осадок после гашени  дуги. Этот осадок имеет значительно более высокую по сравнению с отсто вшимс  маслом проводимость. Через 3-4 отключени  дуги больщого тока (пор дка 20- 30 кЛ) промежуток между разомкнутыми контактами может пробитьс  по этому осадку под действием длительно приложенного к нему фазного напр жени  линии, так какsubstances emitted from exhaust ducts and precipitating after extinguishing the arc. This sediment has a much higher conductivity compared to oil settled. After 3-4 trips of the high current arc (on the order of 20-30 KL), the gap between the open contacts can penetrate this draft under the action of a phase line voltage applied to it for a long time, since

под действие.м электрического пол  твердые провод щие частицы постепенно выстраиваютс  в провод щие мостики, что снижает надежность работы и, как следствие, коммутационный ресурс выключател .Under the action of an electric field, solid conductive particles gradually build up into conductive bridges, which reduces the reliability of operation and, as a result, the switching resource of the switch.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  дугогасительное устройство, содержащее фарфоровый корпус с металлическими фланцами, верхний токоотвод с неподвижным контакто.м, токоотвод с подвижным контактом, каждый из которых св зан с одним из указанных фланцев, дугогасительную камеру с изол ционным цилиндром, закрепленным на верхнем токоотводе, и изол ционный защитный цилиндр, установленный , относительно камеры с кольцевы.мThe closest to the proposed technical essence and the achieved effect is an arcing device containing a porcelain body with metal flanges, an upper conductor with a fixed contactome, an evacuating tool with a movable contact, each of which is connected to one of these flanges, an extinguishing chamber with isolators an insulating protective cylinder, mounted relative to the chamber with annular m

зазором. Этот цилиндр закреплен консольно на введенном в узел нижнего токоотвода фланце, имеющем отверстие дл  подвижного контакта, причем свободный конец цилиндра распо.тожен ниже верхнего фланца 3.gap. This cylinder is mounted cantileverly on a flange inserted into the lower current collector assembly having an opening for a moving contact, the free end of the cylinder being located just below the upper flange 3.

В этом устройстве достаточно простым способом решена проблема креплени  защитного цилиндра, однако в св зи с необходимостью гашени  малых токов с помощью продольного дуть  нижн  , достаточно значительна  по длине часть камеры, как правило, выполн етс  без выхлопных отверстий , и полость с маслом, образованна  кольцевым зазором- между цилиндром камеры и защитным цилиндром, становитс  отстойником дл  продуктов горени  дуги, чтоThis device solves the problem of mounting a protective cylinder in a rather simple way. However, due to the need to extinguish small currents using a longitudinal blow, the bottom part of the chamber that is quite significant along the length is usually performed without exhaust holes, and the oil cavity formed by an annular the gap between the cylinder of the chamber and the protective cylinder becomes a settling tank for the products of the arc that

0 снижает надежность работы дугогаситель . ного устройства уже после 3-4 отключений большого тока и, как следствие, его коммутационный ресурс.0 reduces the reliability of the arc trap. after 3-4 shutdowns of a large current and, as a result, its switching resource.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы дугогасительного устройства дл  увеличени  его ком.мутационного ресурса.The aim of the invention is to increase the reliability of the arcing device to increase its commutation resistance.

Указанна  .цель достигаетс  тем, что дугогасительное устройство, содержащее Q фарфоровый корпус с верхним и нижним мет .аллическими фланцами, токоотвод с неподвижным контактом, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на токоотводе изол ционный цилиндр с выхлопными окнами в 5 верхней части, и консольно закрепленный защитный изол ционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевы.м зазором, снабжено дополнительно введенным изол ционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращени  и установлен на цилиндре камеры ниже уровн  выхлопных отверстий, образу  совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служаща  дном этой кольцевой полости, имеет в сечении уклон вверх в сторону защитного цилиндра ,This target is achieved by the arcing device containing Q porcelain body with upper and lower metallic flanges, fixed current contact with a fixed contact, fixed on the upper flange, arc extinguishing chamber containing an insulating cylinder fixed to the withdrawal conductor with exhaust windows in the top 5 , and a cantilevered protective insulating cylinder, mounted relative to the chamber with an annular gap, is provided with an additionally introduced insulating flange, on which a protective cylinder is fixed, moreover, said flange is made in the form of a body of rotation and is mounted on the cylinder of the chamber below the level of the exhaust holes, together with both cylinders, forms an annular cavity, and its surface, which serves as the bottom of this annular cavity, slopes upwards towards the protective cylinder in cross section,

Кроме того, цилиндр в верхней части может быть выполнен суживающимс .In addition, the cylinder in the upper part can be made tapering.

Закрепление защитного цилиндра на изол ционном фланце, установленном на цилиндре камеры непосредственно под выхлопными отверсти ми, не дает скапливатьс  в полости, образованной кольцевым зазором между цилиндром камеры и защитным цилиндром , продуктам горени , дуги, так как при каждом новом отключении выхлоп - интенсивный выброс газов из выхлопных отверстий - благодар  наклону наружу и вверх верхней плоскости фланца увлечет за собой весь осадок, выбросит его вместе с новыми продуктами горени  вверх. В процессе отсто  лишь небольша  часть осадка попадет в эту кольцевую полость, а больша  часть опуститс  через кольцевой зазор между защитньгм цилиндром и фарфоровым корпусом в полость -механизма, где и останетс  до очередной ревизии, не ухудша  электрическую прочность межконтактного промежутка. Итак, при каждом отключении тока весь предыдущий осадок выбрасываетс  вверх, а потом значительна  часть осадка опускаетс  в отстойник. Таким образом , в межконтактном промежутке не скапливаетс  осадок, обеспечива  услови  дл  надежного срабатывани  дугогасительного устройства не только при первых двухтрех отключени х, но и при последующих, что позвол ет гарантировать более высокий коммутационный ресурс (количество отключений без смены масла).Fixing the protective cylinder on the insulating flange mounted on the cylinder of the chamber directly under the exhaust holes prevents accumulation in the cavity formed by the annular gap between the cylinder of the chamber and the protective cylinder, the products of combustion, arc, as with each new shutdown the exhaust is an intense emission of gases from the exhaust holes - due to the inclination outward and upward of the upper plane of the flange, it will carry away all the sediment, throw it along with new products of combustion upwards. In the process, only a small part of the sediment will fall into this annular cavity, and a large part will fall through the annular gap between the protective cylinder and the porcelain body into the cavity, where it will remain until the next revision, without compromising the electrical strength of the contact gap. So, with each current shutdown, all previous sediment is thrown up, and then a significant part of the sediment is lowered into the sump. Thus, sediment does not accumulate in the contact gap, providing conditions for reliable operation of the arcing device not only during the first two or three outages, but also in the subsequent ones, which ensures a higher switching resource (number of outages without oil change).

Сужениезащитного цилиндра за пределами дугогасительной камеры на уровне более тонкой части токоотвода, не уменьша  сечени  выхлопа, создает воронкообразное увеличение сечени  зазора между защитным цилиндром и фарфоровым корпусом , что способствует попаданию в этот зазор и далее в отстойник еще большей части выбpoшeнньjx вверх твердых продуктов горени  дуги.The narrowing of the protective cylinder outside the arc chamber at the level of the thinner part of the collector, without reducing the exhaust cross section, creates a funnel-shaped increase in the cross section of the gap between the protective cylinder and the porcelain body, which makes it possible for the greater part of the outburst of the arc to enter the gap and further into the sump.

Таким образом, изол ционный фланец, служащий дл  креплени  защитного цилиндра , установленный на цилиндре камеры, делит промежуток между детал ми, наход щимис  под напр жением снаружи этого цилиндра на две части, нижн   из которых находитс  в масле, которое в результате отсто  практически не мен ет электрическую прочность, а верхн   при каждом отключении самоочищаетс . Все это повышает надежность работы дугогасительного устройства после нескольких отключении, а значит и его коммутационный ресурс. Одновре-менно повышаютс  технико-экономические показатели выключател  с таким дугогаситеЛьным устройством, так как дорогосто 5 щий стеклоэпоксидный защитный цилиндр его намного короче защитного цилиндра предлагаемого дугогасительного устройства, в то врем  как защитные функции его не изменились.Thus, the insulating flange, which is used to mount the protective cylinder mounted on the cylinder of the chamber, divides the gap between the parts under tension outside the cylinder into two parts, the bottom of which is in the oil, which as a result The dielectric strength is low, and the top is self-cleaning every time it is turned off. All this increases the reliability of the arc-suppressing device after several trips, and hence its switching resource. At the same time, the technical and economic indicators of the switch with such an arc-suppressor device increase, since the expensive glass-epoxy protective cylinder of it is much shorter than the protective cylinder of the proposed arc-suppressor device, while its protective functions have not changed.

0 Это тем более важно, что снижению матер и алое: м кости машин и аппаратов сейчас удел етс  особое внимание.0 This is all the more important because the reduction of mater and aloea: the moth of machines and apparatuses is now given special attention.

На чертеже показано предлагаемое дугогасительное устройство маломасл ного выключател  на ПО кВ.The drawing shows the proposed arc-suppressing device of a low-oil switch for a kV SW.

5 Устройство содержит фарфоровый корпус 1, армированный металлическими фланцами 2 и 3 узел.верхнего токоотвода 4 с неподвижным контактом 5, узел нижнего токоотвода 6 с подвижным контактом 7,5 The device contains a porcelain body 1, reinforced with metal flanges 2 and 3; a node of the upper current lead 4 with a fixed contact 5; a node of the lower current lead 6 with a movable contact 7,

дугогасительную камеру с изол ционным цилиндром 8, защитный изол ционный цилиндр 9 и колпак 10, закрывающий дугогасительное устройство сверху.an arcing chamber with an insulating cylinder 8, a protective insulating cylinder 9 and a cap 10 covering the arcing device from above.

Устройство заполнено дугогас щей жидкостью (маслом) до уровн  П. ВыводныеThe device is filled with an arc extinguishing fluid (oil) to the level P. Exit

5 фланцы 12 и 13 токоотводов привернуты соответственно к верхнему фланцу 2 и нижнему фланцу 3.5, the flanges 12 and 13 of the current leads are screwed respectively to the upper flange 2 and the lower flange 3.

В цилиндр 8 дугогасительной камеры помещены вкладыши 14 поперечного дуть  с дутьевыми щел ми 15 и выхлопными щел 0 ми 16 и вкладыши 17 продольного дуть . Все вкладыши снизу поджаты пробкой 18. Цилиндр 8 укреплен на токоотводе 4 посредством резьбы. В цилиндре 8 против выхлопных щелей 16 имеютс  выхлопные окна 19. Ниже уровн  этих окон на проточке 5 цилиндра установлен фланец 20, на котором и укреплен с помощью болтов 21 защитный изол ционный цилиндр 9. Фланец 20 выполнен из прочного изол ционного материала , в виде цилиндрической втулки и за0 мыкает собой снизу кольцевую полость 22, причем его поверхность 23, служаща  дном этой полости, выполнена конусообразной с уклоном в сечении наружу и вверх, т. е. край, примыкающий к защитному цилиндру, выще кра , примыкающего к цилиндру ка5 . меры. Верхн   часть защитного цилиндра может иметь сужение 24, увеличива  тем самым в верхней части сечение кольцевого зазора 25.In the cylinder 8 of the arc chute, inserts 14 of the transverse blowing are placed with blowing holes 15 and exhaust holes 0 16 and inserts 17 of the longitudinal blowing. All liners from the bottom are tucked in by a stopper 18. The cylinder 8 is fixed on the current lead 4 by means of a thread. In the cylinder 8 against the exhaust slots 16 there are exhaust windows 19. A flange 20 is installed on the cylinder bore 5 below the level of these windows, on which the protective insulating cylinder 9 is reinforced with bolts 21. The flange 20 is made of durable insulating material, in the form of a cylindrical sleeve and closes the bottom of the annular cavity 22, and its surface 23, which serves as the bottom of this cavity, is made tapered with a slope in cross section outwards and upwards, i.e. the edge adjacent to the protective cylinder, higher than the edge adjacent to the cylinder ka5. measures. The upper part of the protective cylinder may have a narrowing 24, thereby increasing in the upper part of the cross section of the annular gap 25.

Устройство работает следующим образом. В процессе отключени  выключателем тока между неподвижным контактом 5 и подвижным контактом 7 загораетс  электрическа  дуга, под действием которой масло разлагаетс , образу  в дуговом промежутке 55 газовый пузырь, в результате чего влутри цилиндра 8 камеры создаетс  высокое давление . По мере перемещени  подвижного контакта 7 вниз открываютс  выхлопнь1еThe device works as follows. In the process of switching off the current switch between the fixed contact 5 and the moving contact 7, an electric arc is ignited, under the action of which the oil decomposes, forming a gas bubble in the arc gap 55, resulting in a high pressure in the cylinder 8 of the chamber. As the movable contact 7 moves downward, the exhaust opens.

Claims (2)

1. ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАЛОМАСЛЯНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее фарфоровый корпус с верхним и нижним металлическими фланцами, токоотвод. с неподвижным контак том, закрепленный на верхнем фланце, дугогасительную камеру, содержащую закрепленный на токоотводе изоляционный цилиндр с выхлопными окнами в верхней части, и консольно закрепленный защитный изоляционный цилиндр, установленный относительно камеры с кольцевым зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительно введенным изоляционным фланцем, на котором закреплен защитный цилиндр, причем указанный фланец выполнен в виде тела вращения и установлен на цилиндре камеры ниже уровня выхлопных отверстий, образуя совместно с обоими цилиндрами кольцевую полость, причем его поверхность, служащая дном этой кольце- _с вой полости, имеет в сечении уклон вверх $g в сторону защитного цилиндра.1. ARC DEVICE OF OIL CIRCUIT BREAKER, comprising a porcelain body with upper and lower metal flanges, down conductor. with a fixed contact mounted on the upper flange, an arcing chamber containing an insulation cylinder fixed to the down conductor with exhaust windows in the upper part and a cantilever-mounted protective insulation cylinder mounted relative to the chamber with an annular gap, characterized in that, in order to increase reliability and cost-effective, it is equipped with an additionally introduced insulating flange on which a protective cylinder is fixed, and this flange is made in the form of a body of revolution and is mounted on a cylinder ry level below the exhaust port, forming jointly with both cylinders annular cavity, and its surface serving as the bottom of the annular cavity _with the howling is a sectional $ g upward slope toward the protective cylinder. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что защитный цилиндр в верхней части выполнен суживающимся.2. The device according to π. 1, characterized in that the protective cylinder in the upper part is made tapering.