CS262348B1

CS262348B1 - Medium voltage switch with gaseous medium

Info

Publication number: CS262348B1
Application number: CS876354A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Svoboda; Zdenek Ing Pelanek; Zdenek Ing Pulkrabek; Karel Sindler
Original assignee: Vladimir Svoboda; Zdenek Ing Pelanek; Zdenek Ing Pulkrabek; Karel Sindler
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS635487A1

Abstract

Řešení se týká uspořádání zhášedla' spínače, sloužícího k rozvodu vysokého napětí. Zhášedlo je tvořeno pracovním válcem, kterým prochází píst upevněný na pohyblivém roubíku, majícím tvar trubky, v jehož stěně jsou pod pístem vytvořeny přepouštěoí otvory, kterými je propojen kompresní prostor se zhášecím prostorem přes dutinu pohyblivého roubíku a zhášecí trysku. Prostor pólu spínače je propojen s kompresním prostorem sacími kanálky, vytvořenými ve dnu pracovního válce, jejichž funkce je ovládána membránou. Prostor pólu spínače je ještě propojen se zhášecím prostorem pomocí spojovacích otvorů vytvořených mezi pláštěm pracovního válce a vnitřní stěnou pouzdra spínače.The present invention relates to a switch arrangement for a high voltage switch. The interrupter is formed by a working cylinder through which a piston is mounted mounted on a movable bolt having the shape of a tube, in the wall of which there are through-openings through the piston through which the compression space is interconnected with the quenching space via the movable bolt cavity and the quenching nozzle. The switch pole space is connected to the compression chamber by suction channels formed in the bottom of the working cylinder, the function of which is controlled by the membrane. The pole pole space is still connected to the arc quenching space by means of connecting holes formed between the working cylinder shell and the inner wall of the switch housing.

Description

Vynález se týká uspořádání zhášedla spínače s plynným médiem pro rozvod vysokého napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-medium switch interrupter arrangement for high voltage distribution.

Pro zabezpečení vypnutí proudu v rozvodných sítích, tj. pro dosažení co nejkratší doby hoření el. oblouku při vypínání, se používá zhášedel různých konstrukcí, které vytváří potřebný přetlak plynu a usměrňuji proud plynu do zhášecí trysky, na které probíhá; vlastní zháěecí proces. Dosud známé systémy zhášedel se vyznačují tím, že kompresní prostor, ve kterém je vytvářen potřebný přetlak plynu je příliš vzdálen od zhášeciho prostoru. Známým provedením jsou zhášedla, kdy plst a válec pístu jsou umístěny na opačném konci pohyblivého roubíku a plyn je nucen proudit celou dutinou pohyblivého roubíku, ve které jsou umístěny různé konstrukční prvky (např. retace, lamely pro přenos proudu, atd.), což vede ke ztrátám tlaku plynu a k nedokonalému využiti pracovního zdvihu. Další nevýhodou stávajících zhášedel je jejich vyšší pracnost při výrobě, kdy zhášedlo se skládá z mnoha na sebe navazujících dílů, jejichž přesnost ovlivňuje správnou funkci zhášedla.In order to ensure the switching off of current in the distribution networks, ie to achieve the shortest burning time of el. of the arc during shut-off, interrupters of various designs are used which generate the necessary gas overpressure and direct the gas flow to the arc-quenching nozzle on which it runs; self-healing process. The prior art interrupter systems are characterized in that the compression space in which the necessary gas overpressure is generated is too far from the extinction space. Known embodiments are interrupters where the felt and the piston cylinder are located at the opposite end of the movable gag and the gas is forced to flow through the entire cavity of the movable gag, in which various structural elements (eg retention, current transfer slats, etc.) are located. loss of gas pressure and imperfect use of the working stroke. Another disadvantage of existing interrupters is their increased laboriousness in production, when the interrupter consists of many interconnected parts whose accuracy affects the correct function of the interrupter.

Uvedené nevýhody dosud známých zhášedel odstraňuje z větší části zhášedlo dle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že píst ve tvaru kotouče, jehož dráhu tvoří pracovní válec, je pevně uchycen na povrchu horní části pohyblivého roubíku, který má tvar trubky, v jehož stěně jsou vytvořeny nejméně dvá přepouštěcí otvory pravidelně rozmístěné po obvodu pohyblivého roubíku, kterými je propojen kompresní prostor, vytvořený pod pístem s dutinou vytvořenou v pohyblivém roubíku. Tato dutina jejímž středem prochází pohyblivý opalovací hrot, je vymezena jednak vodicím těsněním a jednak zhášecí tryskou a je propojena se zhášecím prostorem přes otvor zhášecí trysky, zatímco prostor pólu spínače je spojen s kompresním prostorem nejméně dvěma sacími kanálky, vytvořenými ve dnu pracovního válce a uzavíranými ze strany kompresního prostoru membránou. Prostor pólu spínače je propojen se zhášecím prostorem spojovacími otvory vytvořenými mezi pracovním válcem a vnitřní stěnou pouzdra spínače. Řešení podle vynálezu se ještě dále zdokonalí tím, že horní plocha pístu je vzdálena od horního konce pohyblivého roubíku maximálně o polovinu hloubky dutiny kontaktní růžice a tím, že osy přepouštěcích otvorů svírají s osou pohyblivého roubíku ostrý úhel ve směru proudění plynu.The aforementioned disadvantages of the prior art interrupters are largely eliminated by the interrupter according to the invention, which is characterized in that the disk-shaped piston, the path of which is formed by the working cylinder, is firmly attached to the top surface of the movable gag. at least two discharge openings regularly spaced around the perimeter of the movable gag connecting the compression space formed below the piston with the cavity formed in the movable gag. The cavity centered by the movable tanning tip is defined by both a lead seal and a quenching nozzle and communicates with the quenching space through the quenching nozzle opening, while the switch pole space is connected to the compression space by at least two suction channels formed in the bottom of the working cylinder. from the side of the compression space through the membrane. The pole space of the switch is connected to the arc-extinguishing space through the connecting holes formed between the working cylinder and the inner wall of the switch housing. The solution according to the invention is further improved in that the upper surface of the piston is spaced apart from the upper end of the movable bolt by a maximum of half the depth of the contact rosette cavity and that the axes of the transfer openings form an acute angle with the movable bolt axis.

Výhodou zhášedla dle vynálezu je, že vyřešil zkráceni cest, kterými proudí stlačený plyn z kompresního prostoru do zhášecí trysky a odstranil z větší části rušivé vlivy omezující proudění plynu. Vyšší účinek spočívá ve zmenšení prostoru, v němž je zhášedlo dle vynálezu zabudováno tím, že kompresní prostor je umístěn kolem pohyblivého roubíku, což vede k následným ekonomickým efektům zejména ve snížení materiálové náročnosti.The advantage of the interrupter according to the invention is that it has solved the shortening of the paths through which the compressed gas flows from the compression chamber to the arc nozzle and has largely eliminated the gas flow disturbances. A higher effect consists in reducing the space in which the interrupter according to the invention is built in that the compression space is located around the movable gag, resulting in subsequent economic effects, in particular in reducing material intensity.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde v podélných řezech je na obr. 1 zobrazeno zhášedlo pří pohybu pohyblivého roubíku do vypnuté polohy. Na obr, 2 je zobrazeno zhášedlo při pohybu pohyblivého roubíku do zapnuté polohy. Zhášedlo spínače vysokého napětí je umístěno v pouzdru spínače 2 ^a sestává z hlavních a pomocných kontaktů, přičemž hlavní kontakty jsou tvořeny kontaktní růžicí 2, která je sestavena z lamel, jejichž kontaktní tlak je vyvozován plochými pružinami a pohyblivým roubíkem 3, který má tvar trubky. Pomocné kontakty jsou tvořeny pevným opalovacím hrotem £ a pohyblivým opalovacím hrotem 2' jejichž funkční části jsou vyrobeny z materiálu odolávajícímu působení el. oblouku, např. z wolframu. Na vnějším průměru pohyblivého roubíku 2 j® připevněn pomocí dvou pojistných¹krouž ků plst 2 tvaru kruhové desky opatřený na obvodě drážkou 20, ve které je vložen pístní kroužek 2, přičemž šířka drážky 20 je rovna dvojnásobku tlouštky pístního kroužku 2· Horní plocha pístu 2 je vzdálena od horního konce pohyblivého roubíku 2 maximálně o polovinu hloubky kontaktní růžice 2. Ve spodní straně pístu jsou po obvodu drážky 20 vytvořeny díry 10 spojující kompresní prostor 13 ’s drážkou 20. Pístní kroužek 2 dosahuje svoji šířkou od stěny pracovního válce 14 jen po okraje děr 10, jednostranně vytvořených v pistu T_. Pracovní válec 14, tvořící dráhu pístu T_, je zhotoven z izolačního materiálu a je pomocí šroubů pevně uchycen v pouzdru spínače 2· ^Po obvodu dna pracovního válce 14 jsou vytvořeny sací kanálky 11 uzavírané membránou 16, zhotovenou z ploché kovové planžety. Na vnějším obvodu pracovního válce 14 jsou v úrovni dna vytvořeny spojovací otvory 22' kterými je propojen zhášecí prostor 12 s prostorem pólu přístroje 22· ^p°é úrovní spodního okraje pístu 2 jsou ve stěně pohyblivého roubíku 2 vytvořeny nejméně dva přepouštěcí otvory 2» jejichžíosy svírají s osou pohyblivého roubíku 2 ostrý úhel ve směru proudění plynu a kterými je propojen kompresní prostor 13 s dutinou 19 pohyblivého roubíku 2» jejímž středem prochází pohyblivý opalovací hrot ji.In the accompanying drawings, an exemplary embodiment of the invention is shown in which, in longitudinal sections, the interrupter is shown in FIG. 1 when the movable bolt is moved to the off position. FIG. 2 shows the interrupter when the movable bolt is moved to the on position. The interrupter of the high voltage switch is located in the housing of the switch 2 ^and consists of main and auxiliary contacts, the main contacts being formed by a contact rosette 2 consisting of lamellas whose contact pressure is exerted by flat springs and a movable gag 3 having a tube shape. The auxiliary contacts are formed by a fixed tan tip 6 and a movable tan tip 2 'whose functional parts are made of a material resistant to the effects of el. arc, eg of tungsten. The outer diameter of the movable rod 2 is attached by two J® claims ¹ circling batt ing two circular plate shape, a peripheral groove 20 in which is inserted a piston ring 2, the width of the groove 20 is equal to twice the thickness of the piston ring 2 · top surface of piston 2 In the underside of the piston, holes 10 are formed around the circumference of the groove 20 connecting the compression chamber 13 'to the groove 20. The piston ring 2 reaches its width from the wall of the working cylinder 14 only up to the width of the piston ring. the edges of the holes 10 formed unilaterally in the piston T. The operating cylinder 14 forming a path T_ piston is made of an insulating material and is fixedly secured by screws in the housing of switch 2 · ^{around the} bottom work roll 14 are formed suction ducts 11 closed by a membrane 16 made of a flat metal foil. On the outer circumference of the cylinder 14 in the bottom level of the connecting hole 22 'which is connected to the arc chamber 12 with a space terminal apparatus 22 · ^P' s at the lower edge of the piston 2 are in the wall of the movable rod 2, at least two inlet openings 2 »jejichžíosy grip with the axis of the movable stick 2 an acute angle in the direction of gas flow and by which the compression space 13 is connected with the cavity 19 of the movable stick 2, through whose center the movable tanning tip extends.

Dutina 19 je vymezena jednak vodicím těsněním _1JB, které má tvar mezikruží, je zhotoveno z izolačního materiálu a v dutině pohyblivého roubíku 2 3^e upevněno pomoci pojistných kroužků a jednak zhášecí tryskou 6, zhotovenou z izolačního materiálu odolávajícímu působení el. oblouku, např. PTFE, (polytetrafluoretylen), která je našroubována na konci pohyblivého roubíku 2·The cavity 19 is generally defined by the guiding _1JB seal having an annular shape, it is made of an insulating material in the cavity of the movable rod 2 ³ and fastened using retaining rings and secondly quenching nozzle 6 made of an insulating material resisting action el. an arc, such as PTFE, (polytetrafluoroethylene) that is screwed on the end of the movable gag 2 ·

Při vypínacím pohybu, jak je znázorněno na obr. 1, kdy pohyblivý roubík 2 s pístem ]_ se pohybuje v pracovním válci 14 směrem do vypnuté polohy, dochází ke stlačování plynu v kompresním prostoru 23, přičemž membrána 16 uzavírá sací kanálky 11 ve dně pracovního válce 14 a pístní kroužek 2 ^se opírá o horní plochu drážky 20. Plyn, stlačovaný v kompresním prostoru 13, proudí přepouštěcími otvory 2 do dutiny pohyblivého roubíku 19 a dále zhášecí tryskou 2 do zhášecího prostoru 12- Při proudění zhášecí tyskou 2 stlačený plyn ofukuje a zháší el. oblouk hořící mezi pevným opalovacím hrotem 4_ a pohyblivým opalovacím hrotem 2· Zvýšený tlak plynu, vzniklý při zhášení oblouku ve zhášecím prostoru 25., se vyrovnává s tlakem v prostoru pólu spínače 17 spojovacími otvory 12. Při zapínacím pohybu, jak je znázorněno na obr. 2, kdy pohyblivý roubík 2 ^s pístem T_ se pohybuje v pracovním válci 14 směrem do zapnuté polohy, se vytváří podtlak plynu v kompresním prostoru 22» který způsobuje nadzvednutí membrány 16 a otevření sacích kanálků 11 ve dně pracovního válce 21· Tím dochází k proudění plynu z prostoru pólu spínače 17 do kompresního prostoru 22· Během zapínacího pohybu se pístní kroužek 2 opírá o spodní plochu drážky 20 a plyn proudí ze zhášecího prostoru 22 mezerou mezi vnitřní stěnou pracovního válce 14 a pístem 1 přes drážku 20 a díry 10 do kompres ního prostoru 22· Současně probíhá proudění plynu ze zhášecího prostoru 22» přes zhášecí trysku 2 ^a dutinu 19 do kompresního prostoru 22· Dále při zapínací fázi ještě dochází k výměně části plynu ve zhášecím prostoru 22» který je vytlačován pístem T_ přes spojovací otvory 12 do prostoru pólu spínače 17.In the shut-off movement, as shown in FIG. 1, when the movable piston rod 2 moves in the working cylinder 14 towards the off position, the gas in the compression chamber 23 is compressed, with the membrane 16 closing the suction channels 11 in the bottom of the working cylinder 14 and piston ring 2 ^rests on the upper surface of the groove 20. the gas is compressed in the compression space 13 flows through the overflow openings 2 into the cavity of the movable rod 19, and further a quenching nozzle 2 to the quenching space of the quench flow when 12- Tyska 2 and compressed gas is blown off zháš el. The arc burning between the fixed tanning tip 4 and the movable tanning tip 2. The increased gas pressure generated when the arc is extinguished in the arc extinguishing space 25 is equal to the pressure in the pole area of the switch 17 through the apertures 12. 2, when the movable piston 2 ^{with the} piston T moves in the working cylinder 14 towards the on position, a gas underpressure is created in the compression space 22 which causes the diaphragm 16 to lift and the suction channels 11 in the bottom of the working cylinder 21 to open. from the pole area of the switch 17 to the compression chamber 22 During the closing movement, the piston ring 2 rests against the bottom surface of the groove 20 and the gas flows from the extinguishing chamber 22 through the gap between the inner wall of the working cylinder 14 and the piston 1 through the groove 20 and the holes 10 into the compression chamber 22 · At the same time, the gas flow from the quenching space 22 »through zh The nozzle 2 ^{and the} cavity 19 into the compression chamber 22 are also replaced by a part of the gas in the arc-quenching chamber 22, which is pushed out by the piston T through the connecting holes 12 into the pole space of the switch 17.

Systém propojení zhášecího prostoru 15 s kompresním prostorem pólu spínače 17 zabraňuje vzniku velkého podtlaku v kompresním prostoru 22» ^co^ snižuje energetické nároky na pohon spínače. Zhášedlo spínače vysokého napětí podle vynálezu lze využít při konstrukci odpínačů vysokého napětí s izolačním a zhášecím plynným médiem, např. SFg, případně vypínačů vysokého napětí o malých výkonech k čemuž jej předurčují srovnatelně nízké výrobní náklady a možnost dosažení malých celkových rozměrů přístroje.The system of interconnecting the arc-extinguishing space 15 with the compression space of the switch pole 17 avoids the formation of a large vacuum in the compression space 22, ^which reduces the power consumption of the switch drive. The interrupter of the high-voltage switch according to the invention can be used in the construction of high-voltage switch-disconnectors with insulating and quenching gaseous media, eg SFg, or low-voltage medium-voltage switches, which is predetermined by comparatively low production costs and the possibility of small overall dimensions.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A gas-medium high voltage switch interrupter comprising a fixed suntan contact rosette, a piston, a movable suntanning gag, a membrane-enclosed suction channel, and a compression and extinguishing space characterized in that the disc (7) in the form of a disc having the path is formed by a working cylinder (14), it is fixedly attached to the surface of the upper part of the movable gag (3), which has the shape of a tube, the wall of which has at least two through holes (9) regularly distributed around the perimeter of the movable gag (3). a compression chamber (13) formed below the piston (7) is connected to a cavity (19) formed in the movable gag (3), which is defined by a guide seal (18) and a quenching nozzle (6) and interconnected with a quenching space ( 15) through the arc nozzle opening (6), while the pole space of the switch (17) is connected to the compression space (13) by at least two suction ports channels (11) formed in the bottom of the working cylinder (14) and enclosed by the diaphragm (16) on the side of the compression chamber (13), and the pole space of the switch (17) communicates with the arc chute (15) a working cylinder (14) and an inner wall of the switch housing (1).

2. The interrupter of the high-voltage gas medium switch according to claim 1, characterized in that:

262348 4 the upper surface of the piston (7) is spaced apart from the upper end of the movable gag (3) by a maximum of the depth of the cavity of the contact rosette (2).

3. The interrupter of the high-voltage gas medium switch according to claim 1, characterized in that the axes of the through holes (9) form an acute angle with the axis of the movable bolt (3) in the direction of gas flow.