Высоковольтный баковый выключатель с газовой изоляцией
Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, гасящей и изолирующей средой в которых служит элегаз (SF 6). В основу изобретения положена задача создания высоковольтного бакового выключателя, в котором за счет введения термостойких пластин в местах интенсивного контакта с горячими газами, отводящимися под давлением из зоны горения дуги, и заслонок перед выхлопными окнами корпуса основания подвижного контакта ДУ существенно снижена вероятность пробоя при уменьшении его габаритов, что приводит к уменьшению стоимости изготовления выключателя, а также улучшению его транспортабельности. 1 н.п.ф., 1 з.п.ф., 1 илл.
Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, гасящей и изолирующей средой в которых служит элегаз (SF 6).
В баковом выключателе дугогасительное устройство (ДУ) расположено в заземленном корпусе, поэтому, помимо возможности пробоя между контактами имеется возможность возникновения пробоя на землю между токоведущими частями и заземленным баком, особенно, в зонах выброса продуктов горения дуги при выполнении коммутационных операций.
Известен элегазовый баковый высоковольтный выключатель, содержащий одноразрывное ДУ автокомпрессионного типа, и конструктивно включающий три дугогасительных камеры, размещенные в алюминиевых резервуарах, установленных на общей раме. Подвижные системы этих трех устройств через рычаги связаны с одним общим валом, который, в свою очередь, через рычаг и шток связан со штоком привода, установленного также на общей раме (Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией, под ред. Ю.И.Вишневского, СПб, Энергоатомиздат, Спб отделение, 2002, с.305-306).
Недостатками данного решения являются возможность возникновения пробоя в местах интенсивного контакта с горячими газами, а также большие габариты, стоимость.
Известен трехполюсный баковый выключатель с газовой изоляцией, содержащий заземленный металлический бак, дугогасительные устройства, изоляционные высоковольтные вводы с токопроводящими элементами, в котором дугогасительные устройства каждого полюса размещены по крайней мере в одном вводе, снабженном изоляционной покрышкой, заполненной одновременно с заземленным металлическим баком изоляционным газом, а внутри этого бака размещены перемычки по количеству полюсов, соединяющие упомянутые токопроводящие элементы изоляционных высоковольтных вводов (патент РФ 
1389581, H01H 33/02, опубл. 10.06.2000)
Недостатками данного решения являются высокая вероятность пробоя в местах интенсивного контакта с горячими газами, а также большие габариты.
В основу изобретения положена задача создания высоковольтного бакового выключателя, в котором за счет введения термостойких пластин в местах интенсивного контакта поверхности элементов ДУ с горячими газами, отводящимися под давлением из зоны горения дуги, и заслонок перед выхлопными окнами корпуса основания подвижного контакта ДУ существенно снижена вероятность пробоя при уменьшении его габаритов, что приводит к уменьшению стоимости изготовления выключателя, а также улучшению его транспортабельности.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в высоковольтном баковом выключателе с газовой изоляцией, содержащем заземленный металлический бак, изоляционные высоковольтные вводы, дугогасительные устройства, при этом дугогасительные устройства каждого полюса размещены по крайней мере в одном вводе, снабженном изоляционной покрышкой, заполненной одновременно с заземленным металлическим баком изоляционным газом, внутренняя поверхность алюминиевого корпуса основания подвижного контакта дугогасительного устройства в местах интенсивного контакта с горячими газами, отводящимися под давлением из зоны горения дуги, защищена пластинами с повышенной термостойкостью.
По крайней мере одна из указанных термостойких пластин может быть выполнена перфорированной и установлена таким образом, что образуется лабиринт, прикрывающий выхлопные окна корпуса основания подвижного контакта ДУ.
Благодаря защите внутренней поверхности корпуса основания подвижного контакта термостойкими пластинами, что резко уменьшает содержание в горячих выхлопных газах проводящих металлических включений, а также благодаря системе демпфирования выхлопа и охлаждения горячих газов, диэлектрическая прочность между баком и основанием подвижного контакта значительно повышена. Это позволяет уменьшить объем бака, снижает его материалоемкость. Кроме того, что наиболее существенно для эксплуатации, выключатель такой конструкции более надежен с точки зрения электрической прочности изоляции выключателя.
С точки зрения адаптации к условиям районов с холодным климатом выключатель с уменьшенными габаритами бака также имеет преимущество перед традиционными баковыми выключателями. Уменьшение площади поверхности металлических корпусных элементов конструкции уже само по себе выгодно в этом отношении, так как снижает теплоотдачу в окружающее пространство. К тому же компактная компоновка позволяет надежно целиком теплоизолировать эти поверхности и защитить от воздействия ветра применением специальных утепленных кожухов.
Изобретение поясняется фиг.1, на которой приведена конструкция высоковольтного бакового выключателя. Полюс высоковольтный баковый выключатель с газовой изоляцией содержит заземленный металлический бак 6, изоляционные высоковольтные вводы 10, дугогасительное устройство 9. Дугогасительное устройство 9 каждого полюса размещено по крайней мере в одном вводе 10, снабженном изоляционной покрышкой, заполненной одновременно с заземленным металлическим баком 6 изоляционным газом. Внутренняя поверхность алюминиевого корпуса 4 основания подвижного контакта 2 дугогасительного устройства 9 в местах интенсивного контакта с горячими газами, отводящимися под давлением из зоны горения дуги, защищена пластинами 7 с повышенной термостойкостью. Перфорированные пластины 7 установлены таким образом, что совместно с элементами корпуса образуют лабиринт, прикрывающий выхлопные окна 5 корпуса 4 основания подвижного контакта.
Выключатель работает следующим образом.
При отключении выключателя командный импульс подается на отключающий электромагнит привода, что снимает с защелки его выходной рычаг и позволяет отключающей пружине выключателя посредством механической передачи и изоляционной тяги 1 привести в движение подвижный контакт 2 дугогасительного устройства и перевести его в нижнее (отключенное) положение.
Дугогасительные контакты размыкаются, возникающая при этом электрическая дуга гасится дугогасительным устройством посредством обдувания дуги потоком элегаза. Элегаз, разогретый при этом в зоне горения дуги до высокой температуры, по термостойкой трубе 3 отводится под давлением во внутреннюю полость алюминиевого корпуса 4 основания подвижного контакта, а оттуда через выхлопные окна 5 - в полость бака 6 выключателя.
При взаимодействии с внутренней поверхностью корпуса 4 основания подвижного контакта горячий элегаз и продукты его разложения разрушают поверхностный слой легкоплавкого алюминия. При этом они насыщаются металлическими жидкими включениями и парами, что при выхлопе этих газов в полость бака резко снижает диэлектрические свойства промежутка между находящимся под высоким потенциалом корпусом основания подвижного контакта и заземленным баком выключателя, создавая условия для электрического пробоя этого промежутка и возникновения короткого замыкания. Уменьшение количества металлических включений в выхлопных газах позволяет уменьшить их влияние на диэлектрические свойства элегаза, сократить размеры диэлектрических промежутков, а следовательно, и размеры бака выключателя.
Размещение термостойких пластин 7 на внутренней поверхности алюминиевого корпуса основания подвижного контакта дугогасительного устройства в местах интенсивного контакта с горячими газами способствует решению этой задачи, а образование в выхлопных окнах лабиринта посредством перфорированных пластин 8 способствует дополнительному рассеянию и охлаждению потока газов.
1. Высоковольтный баковый выключатель с газовой изоляцией, содержащий заземленный металлический бак, изоляционные высоковольтные вводы, дугогасительные устройства, при этом дугогасительные устройства каждого полюса размещены по крайней мере в одном вводе, снабженном изоляционной покрышкой, заполненной одновременно с заземленным металлическим баком изоляционным газом, отличающийся тем, что внутренняя поверхность алюминиевого корпуса основания подвижного контакта дугогасительного устройства в местах интенсивного контакта с горячими газами, отводящимися под давлением из зоны горения дуги, защищена пластинами с повышенной термостойкостью.
2. Трехполюсный высоковольтный баковый выключатель по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере одна из указанных термостойких пластин выполнена перфорированной и установлена относительно корпуса таким образом, что образуется лабиринт, прикрывающий изнутри выхлопные окна корпуса основания подвижного контакта дугогасительного устройства.
