UA56331C2

UA56331C2 - High-voltage automatic gas-blast circuit breaker

Info

Publication number: UA56331C2
Application number: UA2001010644A
Authority: UA
Inventors: Володимир Вікторович Козирський; Владимир Викторович Козырский; Микола Тихонович Лут; Валентин Анатолійович Марчинський
Original assignee: Національний Аграрний Університет; Национальный Аграрный Университет
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2003-05-15

Abstract

The proposed high-voltage automatic gas-blast circuit breaker is designed for the use as a switching unit in power-supply systems. The circuit breaker contains permanent magnets arranged at the indicators of the breaker fuse operation, magnetically operated contacts arranged under the breaker fuses and interacting with the permanent magnets, and a disconnecting electromagnet, which is switched on via the magnetically operated contacts. At the working contacts of the circuit breaker, which are constructed as parallel plates, elements made from alloy with the shape memory effect are provided.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до галузі електроенергетики і призначений для використання в якості комутуючого 2 пристрою в системах електропостачання,The invention relates to the field of electric power engineering and is intended for use as a switching 2 device in power supply systems,

Відомий пристрій (А,с. СССР Мо1529306 А1(8І)), МКИ? НОТН 33/00 "Високовольтний автогазовий вимикач") містить вбудований пружинний привод, раму, на якій встановлені на опорних ізоляторах струмопроводи, рухомі контактні системи яких через систему важелів і тяги пов'язані з головним валом, вал приводу з елементом замикаючого пристрою і енергонакопичуючою пружиною з елементами її кріплення і регулювання, вал 70 управління заземляючими ножами і механізм блокування всіх валів.A known device (A,s. USSR Mo1529306 A1(8I)), MKY? NOTH 33/00 "High-voltage autogas switch") contains a built-in spring drive, a frame on which current conductors are installed on supporting insulators, the movable contact systems of which are connected to the main shaft through a system of levers and rods, a drive shaft with an element of a closing device and an energy-storing spring with elements of its fastening and adjustment, shaft 70 for controlling grounding knives and a mechanism for locking all shafts.

Найбільш близьким за технічною суттю до заявленого рішення є пристрій "Високовольтний автогазовий вимикач навантаження "(Будзко Й.А., Зуль Н,М. Злектроснабжение сельского хозяйства, -М.: Агропромиздат, 1990), що містить рухомі і нерухомі контакти, дугогасильні камери, стискуючі стальні пружини, плавкі запобіжники, опорні ізолятори і пристрій автоматичного відключення, що включає систему важелів і тяг, 79 механічно зв'язаних з вказівниками спрацювання запобіжників, контактом поворотного типу, електричне зв'язаного з електромагнітом відключення вимикача.The closest in terms of technical essence to the declared solution is the device "High-voltage autogas load switch" (Budzko Y.A., Zul N.M. Zlectrosnabzhenie selskogo hozyazyta, -M.: Agropromizdat, 1990), which contains movable and fixed contacts, arc extinguishing chambers , compression steel springs, fusible links, support insulators and an automatic disconnection device, which includes a system of levers and rods, 79 mechanically connected to the indicators of the operation of the fuses, a contact of the rotary type, electrically connected to the electromagnet of the disconnection switch.

Наявність в пристрої автоматичного відключення, великого числа важелів і тяг, а також їх регулювання і періодичне змащування вузлів тертя роблять вимикач складним і громіздким в обслуговуванні. Крім того, при випаданні роси висока напруга через механічно зв'язану систему важелів і тяг при забрудненні попадає на органи управління вимикача, що пов'язано з небезпекою для життя обслуговуючого персоналу. У холодний час року при випаданні роси громіздка механічна система примерзає і не спрацьовує. Відсутність елементів стабілізації перехідного опору контактних вузлів створює необхідність постійного контролю і ручного регулювання контактного тиску. Наявність прижимних стальних пружин не забезпечує стабілізацію перехідного опору при нагріві, що сприяє виходу з ладу контактних вузлів і дугогасильних камер вимикача. сч 29 В основу заявленого технічного рішення покладено задачу підвищення функціональної надійності роботи Ге) вимикача за рахунок підвищення надійності роботи пристрою автоматичного відключення і стабілізації перехідного опору робочих контактів при їх нагріванні.The presence in the device of an automatic shutdown, a large number of levers and rods, as well as their adjustment and periodic lubrication of the friction nodes make the switch difficult and cumbersome to maintain. In addition, when dew falls, high voltage due to the mechanically connected system of levers and rods, when contaminated, falls on the control bodies of the switch, which is associated with a danger to the life of service personnel. In the cold season, when dew falls, the cumbersome mechanical system freezes and does not work. The absence of elements for stabilizing the transient resistance of the contact nodes creates the need for constant control and manual adjustment of the contact pressure. The presence of pressure steel springs does not provide stabilization of the transient resistance during heating, which contributes to the failure of the contact nodes and arc extinguishing chambers of the circuit breaker. ch 29 The stated technical solution is based on the task of increasing the functional reliability of the switch by increasing the reliability of the automatic disconnection device and stabilizing the transient resistance of the working contacts when they are heated.

Поставлена винаходом задача вирішується тим, що високовольтний автогазовий вимикач навантаження містить опорні ізолятори по числу фаз, на яких розміщені нерухомі дугогасильні і робочі контакти із - 3о стискуючими стальними пружинами, плавкі запобіжники з вказівниками спрацювання, сполучені електричко з Ге) рухомими контактами, пристрій автоматичного відключення з електромагнітом, згідно винаходу вимикач містить: постійні магніти, закріплені на вказівниках спрацювання запобіжників, геркони, встановлені під запобіжниками Шк по ходу руху вказівників спрацювання, електричко зв'язані з електромагнітом відключення, стягуючі елементи із (Се) сплаву з "ефектом пам'яті" форми встановлені на робочих контактах, виконаних у вигляді двох паралельних пластин. йThe problem posed by the invention is solved by the fact that the high-voltage autogas load switch contains support insulators according to the number of phases, on which fixed arc-extinguishing and working contacts with - 3o compressive steel springs, fuses with operation indicators, electrically connected with Ge) moving contacts, an automatic disconnection device are placed with an electromagnet, according to the invention, the circuit breaker contains: permanent magnets fixed on the fuse trip indicators, reed switches installed under the Shk fuses in the direction of the trip indicators, electrically connected to the tripping electromagnet, tightening elements made of (Ce) alloy with a "memory effect "forms are installed on working contacts made in the form of two parallel plates. and

Технічна суть винаходу пояснюється кресленнями:The technical essence of the invention is explained by the drawings:

Фіг.1,2. Загальний вигляд одного полюса вимикача;Fig. 1, 2. General view of one pole of the switch;

Фіг.3. Стягуючий елемент; « й Фіг.4. Високовольтний плавкий запобіжник. -оFig. 3. Tightening element; " and Fig. 4. High voltage fuse. -at

Пристрій (фіг.1) містить: рухомі важільні контакти 1; нерухомі контакти 2; стискуючі стальні пружини 3; с стягуючий елемент 4 у вигляді еліпса з металу, що має ефект "пам'яті форми"; дугогасильні камери 5; :з» високовольтні плавкі запобіжники 6, що містять механічні вказівники спрацювання 7 із закріпленими на них постійними магнітами 8 і оглядову герметизуючі ковпачки 9; геркони 10, розміщені в пластмасовому ізолюючому корпусі 11; електромагніт 12 і опорні ізолятори 13. с 15 Працює пристрій таким чином: в нормальному режимі роботи контактна система вимикача замкнена, вказівники спрацювання 7 запобіжників 6 і постійні магніти 8 знаходяться у верхньому крайньому положенні. При (о) цьому геркон 10 буде розімкнутий, а електромагніт 12 відключений. о При появі перевантаження або короткого замикання і спрацюванні хоча б одного запобіжника 6, вказівник 7 і постійний магніт 8 (фіг.4) останнього переміщаються вниз, геркон 10 замикаючись включає електромагніт 12 (95) 50 відключення вимикача навантаження. Відбувається відключення вимикача. У разі спрацювання двох або трьох що запобіжників одночасно, відключення вимикача здійснюється аналогічно. При цьому, внаслідок заміни механічних зв'язків Через магнітне поле (вказівник спрацювання запобіжника - постійний магніт - геркон) і електричним зв'язком (геркон - електромагніт відключення), виключається можливість неспрацювання пристрою автоматичного відключення внаслідок випадання роси в холодний час року і примерзання системи у вузлах 59 тертя. Крім того, відсутність механічних зв'язків виключає попадання високої напруги на органи управлінняThe device (Fig. 1) contains: movable lever contacts 1; fixed contacts 2; compression steel springs 3; c tightening element 4 in the form of an ellipse made of metal, which has a "shape memory" effect; arc extinguishing chambers 5; :z» high-voltage fuses 6, containing mechanical indicators of operation 7 with permanent magnets 8 fixed to them and inspection sealing caps 9; reed switches 10, placed in a plastic insulating case 11; electromagnet 12 and support insulators 13. p 15 The device works as follows: in normal operation, the contact system of the switch is closed, the operation indicators 7 of fuses 6 and permanent magnets 8 are in the upper extreme position. With (o) this, the reed switch 10 will be open, and the electromagnet 12 will be disconnected. o When an overload or short circuit occurs and at least one fuse 6 is activated, the indicator 7 and the permanent magnet 8 (Fig. 4) of the latter move down, the reed switch 10 closes and turns on the electromagnet 12 (95) 50 for disconnecting the load switch. The circuit breaker is tripping. If two or three fuses are tripped at the same time, the switch is turned off in the same way. At the same time, due to the replacement of mechanical connections through the magnetic field (fuse operation indicator - permanent magnet - reed switch) and electrical connection (reed switch - shut-off electromagnet), the possibility of failure of the automatic shutdown device due to dew in the cold season and freezing of the system is excluded in knots 59 friction. In addition, the absence of mechanical connections excludes the impact of high voltage on the control bodies

ГФ) через випадання роси до забруднення, що пов'язано з небезпекою для життя обслуговуючого персоналу. т У момент появи перевантаження або короткого замикання відбувається нагрів контактної системи вимикача.GF) due to the fall of dew to pollution, which is associated with danger to the life of service personnel. t When an overload or short circuit occurs, the switch contact system heats up.

При цьому зменшується жорсткість стискуючої стальної пружини, а значить зменшується контактний тиск і збільшується перехідний опір контактів. Найбільша кількість тепла виділяється на поверхні контактування бо рухомого і нерухомого контактів. Це сприяє підвищеному окисленню металу і різкому зростанню перехідного опору в контактних вузлах. Надалі це призводить до руйнування контактної системи вимикача.At the same time, the stiffness of the compressive steel spring decreases, which means that the contact pressure decreases and the transient resistance of the contacts increases. The greatest amount of heat is released on the contact surface of moving and stationary contacts. This contributes to the increased oxidation of the metal and a sharp increase in the transient resistance in the contact nodes. In the future, this leads to the destruction of the contact system of the switch.

У цьому пристрої стягуючий еліпс 4 із сплаву з ефектом "пам'яті форми" в аварійних режимах здійснює додаткове стискання контактів 1 і 2. При появі перевантаження або короткого замикання нагрівається контактна система вимикача, стягуючий еліпс 4 відновлює задану при термообробці форму і стягує паралельні пластини бо рухомих контактів 1 до центра.In this device, the tightening ellipse 4 made of an alloy with a "shape memory" effect performs additional compression of contacts 1 and 2 in emergency modes. In the event of an overload or short circuit, the contact system of the switch heats up, the tightening ellipse 4 restores the shape specified during heat treatment and tightens the parallel plates for moving contacts 1 to the center.

Перевагою над іншими вказаної форми стягуючого пристрою є наступне: забезпечується велика площа контактування пластин рухомих контактів і поверхні еліпса, що є важливим для теплопередачі; при мінімальній витраті металу, що має ефект "пам'яті форми" досягається плавна залежність зусилля, що розвивається від температури контактного вузла і значний діапазон зміни зусиль - 0...1000Н.The advantage over others of the specified form of tightening device is the following: a large area of contact between the plates of movable contacts and the surface of the ellipse is provided, which is important for heat transfer; with minimal consumption of metal, which has a "shape memory" effect, a smooth dependence of the force that develops on the temperature of the contact node and a significant range of force changes - 0...1000N is achieved.

Додаткове стискання стабілізує перехідний опір контактних вузлів і знижує процес окислення.Additional compression stabilizes the transient resistance of the contact nodes and reduces the oxidation process.

В процесі експлуатації вимикачів навантаження відбувається зменшення контактного тиску. Причинами цього є: зменшення пружних властивостей стальних пружин З (термічне відпускання, накопичення залишкових деформацій) або їх поломка, вироблення контактуючої поверхні контактів та інш. Це призводить до зростання 7/о перехідного опору, нагріву контактного вузла і його руйнування.During the operation of the load switches, the contact pressure decreases. The reasons for this are: a decrease in the elastic properties of steel springs C (thermal release, accumulation of residual deformations) or their breakdown, the development of the contact surface of the contacts, etc. This leads to an increase in transient resistance by 7/o, heating of the contact node and its destruction.

При нагріві контактної системи і, відповідно, стягуючого еліпса 4 відбувається додаткове стиснення контактуючих поверхонь. Це збільшує контактний тиск, сприяє руйнуванню оксидних плівок контактуючих поверхонь, тобто, знижує перехідний опір і температуру контактів.When heating the contact system and, accordingly, the tightening ellipse 4, additional compression of the contacting surfaces occurs. This increases the contact pressure, contributes to the destruction of the oxide films of the contacting surfaces, i.e., reduces the transient resistance and temperature of the contacts.

Таким чином, в порівнянні з існуючими пристроями запропонований має більш високу надійність роботи, є більш простим за конструкцією і в експлуатації.Thus, in comparison with the existing devices, the proposed one has a higher reliability of operation, is simpler in design and operation.

Claims

The formula of the invention is a high-voltage automatic gas load switch, which contains support insulators according to the number of phases, on which fixed arc-extinguishing and working contacts are placed, movable arc-extinguishing and working contacts with compressive steel springs, fuses with operation indicators, electrically connected to movable contacts, an automatic disconnection device with an electromagnet, which is distinguished by the fact that the switch contains permanent magnets fixed on the indicators of the operation of the fuses, reed switches installed under the fuses in the direction of the movement of the indicators of operation, electrically connected to the electromagnet of the disconnection, tightening elements made of an alloy with a "shape memory effect" installed on working contacts made in the form of (o) two parallel plates. "- (ze) (ze) (Se) And c)

- and? 1 (o) (95) (95) - name) 60 b5