Патент на изобретение №2207686

(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЛИНЕЙНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к быстродействующим линейным заземлителям высоковольтного комплектного распределительного устройства, предназначенного для заземления высоковольтной линии электропередачи. Технический результат: повышение надежности путем уменьшения подвижных масс. Быстродействующий линейный заземлитель содержит заполненный электроизоляционным газом металлический резервуар, внутри которого расположен токопровод с закрепленным на нем неподвижным контактом, коаксиально которым установлен полый подвижный контакт, связанный с приводом через поршень, расположенный внутри автокомпрессионного устройства, корпус которого имеет сопло и экран. Подвижный контакт установлен внутри автокомпрессионного устройства, на его боковой поверхности выполнен ряд отверстий, соединяющих его внутреннюю полость с надпоршневой полостью автокомпрессионного устройства в течение всего хода контакта. Сопло корпуса автокомпрессионного устройства выполнено неподвижным, а его торец выступает над поверхностью экрана в направлении неподвижного контакта. В корпусе автокомпрессионного устройства выполнен кольцевой канал, соединяющий после прохождения через него подвижного контакта, подпоршневую полость с соплом. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к быстродействующим линейным заземлителям высоковольтного комплектного распределительного устройства, предназначенного для заземления высоковольтной линии электропередачи.

Известен быстродействующий линейный заземлитель высоковольтного комплектного распределительного устройства [1] , предназначенный для заземления высоковольтной линии электропередачи, содержащий заполненный электроизоляционным газом металлический резервуар, внутри которого расположен токопровод с закрепленным на нем неподвижным контактом (электродом), коаксиально которому установлен полый подвижный контакт, представляющий собой рабочий цилиндр с укрепленными на нем контактной розеткой и соплом.

Указанное автокомпрессионное устройство обладает большими подвижными массами и соответственно требует большой затраты энергии на их перемещение.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы быстродействующего линейного заземлителя путем уменьшения подвижных масс.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в быстродействующем линейном заземлителе высоковольтного комплектного распредустройства, содержащем заполненный электроизоляционным газом металлический резервуар, внутри которого расположен токопровод с закрепленным на нем неподвижным контактом с металлическим экраном, коаксиально которому установлены полый подвижный контакт, связанный с приводом через поршень, расположенный внутри автокомпрессионного устройства, образуя при этом подпоршневую и надпоршневую полости, корпус автокомпрессионного устройства снабжен металлическим экраном и изоляционным соплом; подвижный контакт установлен внутри автокомпрессионного устройства, на его боковой поверхности выполнен ряд отверстий, соединяющих его внутреннюю полость с надпоршневой полостью автокомпрессионного устройства в течение всего хода контакта, сопло выполнено неподвижным, а его торец выступает над поверхностью металлического экрана в направлении неподвижного контакта, в корпусе автокомпрессионного устройства выполнен кольцевой канал, соединяющий после прохождения через него подвижного контакта подпоршневую полость с соплом. Объем подпоршневой полости автокомпрессионного устройства выбран таким, чтобы обеспечить обдув электрической дуги с временем перехода наведенного тока через нуль не менее 0,08 сек. Изоляционное сопло снабжено направляющими каналами, выполненными по касательной к внутреннему отверстию сопла для создания вихреобразного потока в его конической части, а также радиальными каналами для обдува дуги у его основания в непосредственной близости к подвижному контакту. Экран со стороны неподвижного контакта выполнен металлическим тонкостенным и вогнутым к нему, а электрический контакт указанного экрана с неподвижным контактом осуществляется со стороны большего диаметра экрана. Экран со стороны неподвижного контакта выполнен из немагнитного материала.

Установка полого подвижного контакта с облегченным поршнем создает малую подвижную массу, что позволяет обходиться приводом меньшей мощности.

С целью экономии газа, сжатого в подпоршневой полости, воздействие на дугу в стадии движения контакта до его ухода внутрь сопла осуществляется всасыванием элегаза через центральное и боковые отверстия подвижного контакта в надпоршневую полость.

Объем подпоршневой полости и кольцевого канала автокомпрессионного устройства позволяет рационально использовать их в конце хода подвижного контакта и после его остановки.

Исполнение изоляционного сопла с направляющими каналами, выполненными по касательной к внутреннему отверстию сопла, позволяет создать вихревые потоки в его конической части, радиальные каналы создают потоки газа, окончательно разрушают дугу в непосредственной близости к подвижному контакту. Металлический немагнитный экран неподвижного контакта обеспечивает движение опорной точки дуги по поверхности экрана от его периферии к центру, сохраняет его работоспособность на протяжении всего ресурса быстродействующего линейного заземлителя.

Нам неизвестен быстродействующий линейный заземлитель высоковольтного распределительного устройства такого исполнения.

На фиг. 1 изображен быстродействующий линейный заземлитель, на фиг.2 – разрез по А-А, на фиг.3 – разрез по Б-Б.

Быстродействующий линейный заземлитель, содержащий заполненный электроизоляционным газом металлический резервуар 1, внутри которого расположен токопровод 2 с закрепленным на нем неподвижным контактом 3, коаксиально которому установлены полый подвижный контакт 4, связанный жестко с поршнем 5, снабженным клапаном 6 и перемещающемся по внутреннему корпусу 7 автокомпрессионного устройства с помощью привода 8, наружный корпус 9 автокомпрессионного устройства содержит экран 10 и сопло 11. Неподвижный контакт 3 выполнен в виде розетки. На боковой поверхности подвижного контакта 4 выполнен ряд отверстий 12, соединяющих внутреннюю полость резервуара 1 с надпоршневой полостью 13 автокомпрессионного устройства в течение всего хода контакта 4. Между корпусами 7 и 9 автокомпрессионного устройства 12 выполнен кольцевой канал 14, соединяющий подпоршневую полость 15 с соплом 11 через отверстие 16 во внутреннем корпусе 7. Разгрузка надпоршневой полости 13 осуществляется с помощью канала разгрузки 17, расположенного во внутреннем 7 и наружном 9 корпусах автокомпрессионного устройства. Сообщение надпоршневой полости 13 и подпоршневой полости 15 происходит с помощью отверстий 18 в поршне 5. Экран 19 со стороны неподвижного контакта 3 выполнен металлическим тонкостенным и вогнутым к нему, а электрический контакт экрана 19 с неподвижным контактом 3 осуществляется со стороны большего диаметра экрана.

На фиг. 2 изображен разрез сопла 11, снабженного направляющими каналами 20, выполненными по касательной к внутреннему отверстию 21 сопла 11, для создания вихреобразного потока в его конической части.

На фиг. 3 изображен разрез сопла 11 с радиальными каналами 22 к внутреннему отверстию 21 для обдува дуги у ее основания в непосредственной близости к полому подвижному контакту 4.

Быстродействующий линейный заземлитель работает следующим образом.

Включение. После получения команды “Включение” происходит перемещение подвижного контакта 4 вместе с поршнем 5, в надпоршневой полости 13 создается избыточное давление, которое уменьшается при помощи отверстий 18 в поршне 5, отверстия 12 в подвижном контакте 4 и канала разгрузки 17. Таким образом, с наименьшим сопротивлением перемещению поршню 5 происходит замыкание подвижного контакта 4 с неподвижным контактом 3 и токопровод 2 через внутренний корпус 7 и проходной изолятор (не показан) заземляется.

Отключение. При отключении подвижный контакт 4 с поршнем 5 совершают обратное движение. При этом клапаном 6 перекрываются отверстия 18 в поршне 5 и в подпоршневой полости 15 создается избыточное давление, которое через отверстие 16 по кольцевому каналу 14 подается в сопло 11. При размыкании подвижного контакта 4 с неподвижным контактом 3 образуется электрическая дуга. Объем подпоршневой полости 15 автокомпрессионного устройства выбран достаточным для обдува электрической дуги до перехода наведенного тока через ноль. После того как подвижный контакт 4 открывает направляющие каналы 20 и радиальные каналы 22, расположенные в сопле 11, происходит разрушение дуги. В процессе движения подвижного контакта 4 в надпоршневой полости 13 создается разряжение, которое с помощью канала разгрузки 17 и отверстий 12 на неподвижном контакте 4 ликвидируется.

Сопло 11 снабжено направляющими каналами 20, выполненными по касательной к внутреннему отверстию 21 сопла 11 для создания вихреобразного потока в его конической части, а также радиальными каналами 22 для обдува дуги у ее основания в непосредственной близости к подвижному контакту 4, что способствует разрушению дуги. После того как подвижный контакт 4 занимает крайнее положение и останавливается, открывается внутреннее отверстие 21 сопла 11 и происходит его продувка остаточным давлением газа из подпоршневой полости 15.

Литература
1. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 13, No. 2, April, 1998, стр.498-499.

Формула изобретения

1. Быстродействующий линейный заземлитель, содержащий заполненный электроизоляционным газом металлический резервуар, внутри которого расположен токопровод с закрепленным на нем неподвижным контактом с металлическим экраном, коаксиально которому установлены полый подвижный контакт, связанный с приводом через поршень, расположенный внутри автокомпрессионного устройства, образуя при этом подпоршневую и надпоршневую полости, корпус автокомпрессионного устройства снабжен металлическим экраном и изоляционным соплом, отличающийся тем, что подвижный контакт установлен внутри автокомпрессионного устройства, на его боковой поверхности выполнен ряд отверстий, соединяющих его внутреннюю полость с надпоршневой полостью автокомпрессионного устройства в течение всего хода контакта, сопло выполнено неподвижным, а его торец выступает над поверхностью металлического экрана в направлении неподвижного контакта, в корпусе автокомпрессионного устройства выполнен кольцевой канал, соединяющий после прохождения через него подвижного контакта подпоршневую полость с соплом.

2. Быстродействующий линейный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что объем подпоршневой полости автокомпрессионного устройства выбран таким, чтобы обеспечить обдув электрической дуги с временем перехода наведенного тока через нуль не менее 0,08 с.

3. Быстродействующий линейный заземлитель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что изоляционное сопло снабжено направляющими каналами, выполненными по касательной к внутреннему отверстию сопла для создания вихреобразного потока в его конической части, а также радиальными каналами для обдува дуги у ее основания в непосредственной близости к подвижному контакту.

4. Быстродействующий линейный заземлитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что металлический экран со стороны неподвижного контакта выполнен тонкостенным и вогнутым к нему, а электрический контакт указанного экрана с неподвижным контактом осуществляется со стороны большего диаметра экрана.

5. Быстродействующий линейный заземлитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что металлический экран со стороны неподвижного контакта выполнен из немагнитного материала.

РИСУНКИ