Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13809
.pdf
давление генератора, прерывающего большой ток при высоком напряжении. Каждый разрыв в цепи заключен
в такой корпус, так что для двойного разрыва на фазу используется два корпуса на фазу, или для трехфазной
цепи всего шесть. Корпуса будут меньшего размера и будут заключены в обычный масляный бак.
В нижней части корпуса закреплено посадочное место, на котором опирается сальниковый элемент, через
который проходит нижний или подвижный контакт таким образом, что он способен к небольшому боковому
перемещению (60), что предотвращает заклинивание. Перегородки или изоляционные перегородки
размещены на посадочном месте и жестко удерживаются в нужном положении верхним крепежным
элементом. Боковые выходы из камер (65), образованных перегородками, выходят через окно в боковой
стенке корпуса. Верхние или неподвижные контакты могут быть установлены на нижнем удлинителе
изолятора, который проходит через верхнюю часть корпуса (70). Эти верхние контакты могут быть известного
типа, состоящего из пружинных пальцев с внутренними контактными блоками, причем пальцы крепятся
винтами к подводящему удлинителю через основной изолятор (75), который несет резьбовую часть, входящей
в зацепление с крышкой корпуса выключателя.
Однако было обнаружено, что в таком переключателе при опускании нижнего подвижного контакта 80
возникает тенденция к тому, что масло не следует за ним и замыкается в пространстве над ним.
Установлено, что в некоторых случаях разрывная способность выключателя значительно улучшается за счет
конструкции нижнего подвижного контакта с внутренней воздушной подушкой, которая позволяет маслу,
занимающему оставшееся пространство внутри нижнего контакта, оставаться позади, когда нижний контакт
опускается, оставляя изоляционную стенку из масла в центре воздушного зазора между нижним контактом и
верхним неподвижным контактом. Для этой цели нижний контакт может иметь центральное отверстие с
ограниченным поперечным сечением в верхней части, закрытое в нижней части заглушкой.
В этом канале может находиться трубка с фланцем, фланец которой входит в зацепление с внутренними
стенками канала. Воздух или газ задерживаются в пространстве между внешней стенкой трубки с фланцем и
внутренней стенкой нижнего контакта, а масло заполняет остальное пространство в последней, таким
образом образующаяся воздушная или газовая подушка предотвращает необходимость создания вакуума
под маслом, когда масло должно покинуть нижний контакт.
Сущность изобретения лучше всего понять, рассмотрев около 110 примеров конструкции отдельного блока
нового выключателя.
В одном из вариантов конструкции корпус устройства состоит из толстостенного цилиндра 366 998 из бронзы с
внутренней резьбой вблизи верхней и нижней частей, а также в части, расположенной ближе к середине.
Цилиндр заключен в изоляционный материал, уже упомянутый ранее, или в лакированную бумагу, чтобы
изолировать цилиндр от любых внешних металлических частей.
С одной стороны корпуса вырезана широкая часть, образующая окно или отверстие для вентиляционных
отверстий в пространстве выключателя. Это отверстие имеет скошенную внутреннюю поверхность и может
быть прямоугольной формы, или, для удобства обработки, круглой, как будет описано ниже. При сборке
выключателя относительно толстое верхнее уплотнительное кольцо с большим центральным отверстием
вставляется снизу корпуса и выступает с одной стороны через выходное отверстие, образуя верхнюю часть
оконной рамы.
Затем устанавливается оконная рама, скошенная по форме отверстия, которое вставляется в скошенный
край; она состоит из изоляционного молдинга с выступами для съемных полок. Затем устанавливается
изоляционная втулка, а затем внутренняя изоляционная втулка, содержащая перегородки выключателя.
После этого устанавливается основание из изоляционного материала, содержащее сальник, плотно
прилегающий к подвижному штифту выключателя и относительно свободно расположенный в круглом
углублении в верхней части основания, чтобы иметь возможность адаптироваться к штифту выключателя.
Основание удерживается на месте винтовым металлическим кольцом, ввинченным в бронзовый корпус снизу,
и, наконец, это кольцо заключено в более мелкое кольцо из изоляционного материала, удерживаемое
установочными винтами, проходящими в бронзовый цилиндр.
Затем кольцо вставляется через верхнюю часть корпуса и плотно привинчивается к верхнему
уплотнительному кольцу, чтобы удерживать перегородки на месте, после чего фиксируется стопорным
кольцом. Нижние перегородки состоят из нескольких круглых пластин из изоляционного материала, который
может быть изготовлен из таких материалов, как тик, пропитанный маслом, асбестовый состав, похожий на
камень, продаваемый под торговой маркой «Синданьо», или из вулканизированного волокна; пластины
хорошо входят во внутреннюю из двух упомянутых ранее втулок. Пластины или перегородки с боковыми
выступами располагаются сверху, а между ними находятся перегородки с круглыми отверстиями. Каждая из
последних находится на одном уровне с одной из полок в окне; Каждая полка может быть немного тоньше
соответствующей перегородки, но предпочтительно не толще, поскольку нежелательно создавать какие-либо
выступы или выступы, которые будут препятствовать боковому потоку дугообразных изделий наружу. Поэтому
эти перегородки формируют плоские или неглубокие камеры с боковыми вентиляционными отверстиями, как
указано в ранее упомянутой патентной спецификации.
Верхний контактный элемент теперь устанавливается на место, и контакт может состоять из 70 известных
контактных пальцев, закрепленных описанным выше способом.
Крышка корпуса из оружейной бронзы привинчивается к верхней части корпуса и может фиксироваться на
выступающей части с помощью одного или нескольких установочных винтов, а также может быть
зафиксирована внутри стенки корпуса с помощью одного или нескольких установочных винтов. Все эти винты
покрыты наружным слоем изолирующего материала. Наконец, в верхней крышке корпуса может быть
предусмотрен газоотводящий канал, представляющий собой тонкий канал.
Кольцо, которое привинчивается для надежной фиксации перегородок, может иметь такую форму, что между
ним и внутренней стенкой контейнера образуется кольцевое пространство, сообщающееся с маслом в
основном пространстве контейнера через дренажные отверстия. Когда зажигаются искровые разрядники,
создается давление, и масло вытесняется из основного пространства в это кольцевое пространство и вокруг
оконной рамы, тем самым увеличивая изоляцию между горячими газами и стенкой контейнера. Выходное
отверстие в основании под сальником в некоторых случаях может быть рифленым.
Когда цепь размыкается, нижний контакт или штырь выключателя перемещается вниз на 100 градусов с
помощью своей поперечной планки, так что между его наконечником и верхними контактами образуется зазор.
Этот зазор и продукты дугового разряда создают давление в пространстве между перегородками, как указано
в пункте 105 уже упомянутой ранее спецификации. Контакт перемещается вниз до тех пор, пока дуга не
погаснет, и, наконец, для обеспечения удовлетворительной герметизации подвижный контакт полностью
извлекается из корпуса через нижний сальник.
Оконная рама может быть изготовлена из формованного изоляционного материала или подобного ему и
может иметь прямоугольное или слегка сужающееся отверстие для размещения полок. Однако наличие полок
не является абсолютно необходимым, и если они не используются, предпочтительно, чтобы верхнее
уплотнительное кольцо было слегка утоплено в оконную раму, чтобы избежать растрескивания рамы. Кроме
того, часть оконной рамы, поддерживающая полки, может быть выполнена отдельно от остальной части рамы
для облегчения демонтажа или замены полок, которые сами по себе являются съемными.
Когда в контейнере предусмотрено круглое отверстие, в которое вставляется оконная рама, внешняя сторона
оконной рамы представляет собой поверхность фланцевого обода (130 366 998), которая завинчивается во
внутреннюю часть указанного подвешивающего элемента.
Согласно другой конструкции, контейнер представляет собой цилиндр, состоящий в основном из
лакированной бумаги, металлические крышки сверху и снизу крепятся к цилиндру винтами, которые, как и
прежде, заключены в изоляционную втулку. Крышка снизу удерживает нижний изоляционный элемент
основания в нужном положении и может выступать для поддержки сальника, или последний может
располагаться в изоляционном элементе основания, а крышка выступает внутрь только настолько, чтобы
быть полностью свободной от сальника. Однако первое расположение допустимо, если металлические части
находятся на значительном расстоянии от выходного отверстия в контейнере или расположены таким
образом, что газы не могут соприкасаться с ними.
Во всех описанных выше конструкциях, в случае возникновения каких-либо напряжений на верхнем изоляторе
из-за реакции продуктов дугового разряда, выходящих через боковые выходы, которые в исключительных
случаях могут привести к растрескиванию изолятора, может быть размещена опорная пластина
непосредственно за окном выхода. Она имеет такую форму или расположена таким образом, чтобы не
создавать чрезмерных препятствий для выходящих продуктов дугового разряда. Таким образом, она может
удерживаться изолятором на металлическом кронштейне, который выступает вниз от металлического зажима,
окружающего весь блок. Давление, возникающее из-за выходящих продуктов дугового разряда, затем
действует на блок в целом и на эту опорную пластину и передается через блок, не создавая никаких
напряжений на изоляторе. Изобретение, конечно, не ограничивается вариантами, в которых подвижный
контакт перемещается вниз, или вариантами, в которых блок расположен вертикально. Подвижный контакт
может перемещаться под любым углом или вертикально вверх. Указанная схема особенно подходит для
выключателя, как описано в уже упомянутой спецификации, и в котором используется вода 115 или любая
другая жидкость, не являющаяся идеальным изолятором.
Некоторые варианты подвижного контакта уже были описаны. В другом варианте точка контакта 120 может
быть смещена назад на некоторое расстояние от кончика, чтобы масло могло максимально приблизиться к
поверхности.
Опять же, контакт может быть расположен ниже центра на некотором расстоянии от своего кончика 125, так
что область удерживается от центра контакта или штыря выключателя и прижимается к краю, где масло
может легче до него дотянуться.
Как уже упоминалось, контакт 130 имеет коническую форму, но его отверстие может быть прямоугольным или
слегка сужающимся. Для облегчения обработки контейнера на внешней стенке контейнера может быть отлит
круглый выступ, который затем окончательно удаляется после обработки конического отверстия.
Контейнер может быть выполнен из двух половин, разделенных по вертикальной диаметральной плоскости,
причем обе половины имеют соприкасающиеся фланцы и скреплены болтами.
В этом случае значительно упрощается установка перегородок, которые могут иметь выступающие края и
плотно прилегать к отверстию в стенке контейнера. В верхней части контейнера устанавливается
металлическое кольцо с выступающим краем, входящим в кольцевое углубление в изоляционной стенке
контейнера. Это кольцо имеет внутреннюю резьбу, и в него ввинчивается кольцо для крепления перегородок.
В этом случае также для повышения теплоизоляции вокруг окна может быть установлена оконная рама из
изоляционного материала.
В модифицированной конструкции перегородки проходят через отверстие на боковой стенке контейнера и не
имеют отдельной оконной рамы. Такая конструкция больше подходит для низковольтных применений, когда
изоляция вокруг окна не так важна. В таком случае отверстие в стенке контейнера делается больше, чем
пространство, занимаемое перегородками, чтобы облегчить установку перегородок с выступающими
носиками. Перегородки удерживаются на месте верхним и нижним кольцами, причем последнее, в свою
очередь, удерживается металлическим кольцом или втулкой, привинченной к нижней части контейнера.
Верхнее кольцо может быть выполнено с кольцевым зазором между ним и внутренней стенкой контейнера,
как уже было описано.
Металлический контейнер можно укоротить у выступов, прилегающих к носовым частям отражательных
пластин, чтобы уменьшить вероятность контакта дуговых газов с металлическим контейнером.
И снова весь корпус может быть изготовлен из изоляционного материала, при этом предусмотрена толстая
стенка для сопротивления давлению разрыва. Верхний край контейнера может быть выполнен с фланцевым
ободком, на который надевается металлический элемент, имеющий внутреннюю трубчатую часть или втулку,
входящую в контейнер и имеющую внутреннюю резьбу для крепления кольца для зажима перегородок, а
также резьбу сверху для крепления крышки. Этот верхний металлический элемент также имеет выступающую
юбку, охватывающую фланцевый ободок, и удерживается на месте кольцом, которое прилегает к нижней
части корпуса. 866,9985 может иметь центральное отверстие около своего конца, которое расширяется ниже и
закрывается снизу ввинчиваемой пробкой, в то время как в расширенной камере находится трубчатый
элемент, образующий воздушный или газовый затвор вокруг последнего. Такая конструкция позволяет маслу
легче покидать внутреннюю часть контакта, поскольку воздушный затвор уменьшает тенденцию к
образованию вакуума внутри контакта и, таким образом, позволяет маслу легче покидать контакт и заполнять
оставшееся пространство.
Опять же, подвижный контакт может иметь центральное отверстие, простирающееся от дугообразующего
наконечника до точки за пределами защитной оболочки, то есть ниже сальника. Это увеличивает охлаждение
основания подвижного контакта, если дугообразующий наконечник перемещается ниже боковых выходных
окон.
Выходное отверстие в нижней части вышеупомянутого канала может быть расположено или закрыто втулкой
таким образом, чтобы оно не сообщалось с наружным маслом до тех пор, пока подвижный контактный
наконечник не переместится на заданное расстояние ниже боковых выходных окон, так что весь поток воздуха
в начале дугового разряда будет доступен для очистки пути дуги при выходе через окна.
Перегородки с боковыми отверстиями могут иметь различные формы, при этом отверстие может быть
расходящимся или параллельным. Отверстия могут быть выровнены путем регистрации штифтов,
проходящих через перегородки, через которые проходят стержни для сборки. В качестве альтернативы
каждая перегородка может быть снабжена шлицем или штифтом, который скользит в пазу или шпонке во
внутренней втулке, содержащей перегородки. Перегородки, не имеющие отверстий, кроме того, через которое
перемещается подвижный контакт, могут иметь центральное отверстие, которое соответствует форме
подвижного контакта, как указано в ранее упомянутой спецификации. В случае круглых или прямоугольных
подвижных контактов отверстия в этих промежуточных перегородках могут быть снабжены узкими выступами
в направлении трех боковых выходов остальных перегородок с целью смещения зоны дальше в вырез или за
горловину выходов перегородок, так что зона может быть более полно подвержена воздействию
расширяющихся газов. Размер и Конфигурация таких расширений может зависеть от размера прерываемого
тока, чтобы обеспечить достаточное пространство для масла. 60 Базовый элемент внутри контейнера может
быть модифицирован путем углубления и формирования колоколообразной камеры, которая в своей более
широкой части имеет два или более боковых отверстия-перегородки меньших размеров. В таком случае,
когда прерываются малые токи, искрение может продолжаться до тех пор, пока верхняя часть подвижного
контакта не войдет в колоколообразную камеру, когда расширяющиеся газы стремятся вытеснить масло из
горловины в верхней части колоколообразной камеры, которая таким образом перекрывается, создавая
достаточное давление и боковой поток через меньшие отверстия-перегородки для тушения дуги. 7; Верхние
перегородки, которые чередуются с перегородками с боковыми отверстиями, могут иметь центральное
отверстие, увеличенное сзади, т.е. со стороны, удаленной от боковых отверстий, путем вырезания части
перегородки, так что увеличенное количество масла находится в непосредственной близости от дуги.
Изобретение, конечно, не ограничивается точными деталями, изложенными выше в примерах 85 tb-e. Таким
образом, различные изоляционные элементы могут быть изготовлены из других материалов, таких как
вулканизированное волокно, или из композиции, продаваемой под зарегистрированной торговой маркой
«Бакелит». В случае 90 формованной формы этот последний материал, в частности, не подвержен
отслаиванию или растрескиванию.
Кроме того, конструкция выходного окна корпуса может быть упрощена. Как уже упоминалось, окно в стенке
основного корпуса может быть круглым для удобства изготовления и может быть заполнено рамой с обеих
сторон, сверху и снизу, или рамой с отдельным верхним элементом, чтобы оставить фактически квадратное
отверстие. Отверстие в стенке из изоляционного материала может быть выполнено таким образом, чтобы
вмещать соплообразные выступы перегородок, а на внешней стенке корпуса может быть закреплен профиль
или аналогичный элемент желаемой формы, окружающий направленные наружу сопловые части
перегородок. 110. Дата: 22 июля 1931 г.
Для заявителей:
Гилл, Дженнингс и Эвериклэйтон.
Сертифицированные патентные поверенные.
-51/52, Чансери-лейн, Лондон W C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся автоматических выключателей.
Мы, компания IE BPRITISHI ELECTRICAL AXD ALLIED Inr DUS Tr IES RESEARCH ASSOCIATIOX,
организованная в соответствии с законодательством Великобритании, WILLIS BEVAX 366,998, используемая
для прокладки пути через такие вентиляционные отверстия. Кроме того, уже известно, что в автоматических
выключателях используются механические насосы для обеспечения боковой размывки в одном общем
направлении, перпендикулярном пути утечки. Также известны автоматические выключатели, в которых
давление, создаваемое самой утечкой, используется для циркуляции масла, чтобы помочь потушить утечку; В
этих системах масло и газы циркулируют либо в таком волнообразном направлении, что не оказывают
никакого результирующего воздействия на поток газа и не направляют его в каком-либо конкретном
направлении, где он мог бы лучше подвергаться воздействию выходящего потока, либо, если они оказывают
какое-либо результирующее направленное воздействие поперек потока газа, движение электрода и
формирование конструкции таковы, что следующее воздействие разрешается только после значительного
движения электродов и удлинения потока газа. В последнем случае воздействие задерживается, поскольку
оно зависит от механического разблокирования выходного отверстия после значительного хода подвижного
электрода, или задержка происходит потому, что газ сначала должен быть втянут в конструкцию снаружи, что
приводит к бесполезному рассеиванию большой части начальной энергии вне конструкции, а также к
дополнительным потерям через проход, через который электрод входит в конструкцию; любой боковой поток.
Тяга, действующая впоследствии вследствие наличия бокового выхода, минимизируется извилистыми
путями, ведущими к такому выходу, по сравнению с легким и удобным путем для выхода, обеспечиваемым
проходом, по которому движется электрод.
Одна из главных трудностей в обеспечении удовлетворительной работы автоматических выключателей типа,
используемого для направления взрыва в атмосферу, заключается в том, что они должны быть способны
успешно работать в очень широком диапазоне значений тока, чтобы выдерживать как малые токи нагрузки и
токи короткого замыкания, так и самые большие.
Основная цель настоящего изобретения — создание простой конструкции автоматического выключателя 115,
в которой энергия дуги может быть немедленно использована для создания мощного бокового взрыва,
сконцентрированного на зазоре дуги, и в которой, особенно в нижнем диапазоне токов 120, в связи с которыми
должна использоваться эта конструкция, практически вся энергия дуги используется для этой цели, по
крайней мере, в течение времени прохождения электрода через оболочки внутри конструкции 12S путем
создания контакта дуги с телом из жидкости в течение по меньшей мере...
Часть его продолжительности, при условии, что объем жидкости полностью или в значительной степени
сокращает часть его пути, 130 Wh I Tsn EY и Эдмунд Бэзил Уэдмор, оба британские подданные, и все, кто
проживает по адресу 36 и 38, Кингсуэй, Лондон, W C 2, настоящим заявляют о характере данного изобретения
и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем
заявлении: Данное изобретение относится к электрическим выключателям или переключателям и подобным
устройствам для разрыва электрических цепей и в частности касается цепей.
Выключатели для прерывания цепей, в которых протекают сильные токи при относительно высоких
напряжениях, и в которых образующаяся дуга гасится под поверхностью изолирующей жидкости, такой как
масло.
Известны электрические автоматические выключатели, в которых, как правило, электроды в течение, по
меньшей мере, части времени возникновения дуги перемещаются внутри конструкции, в которой давление,
создаваемое электродами, рассеивается за счет более или менее интенсивного выхода жидкости во внешний
сосуд через вентиляционные каналы, предусмотренные в конструкции, которая полностью окружает путь
разделения электродов, по меньшей мере, в двух или более различных точках по его длине, тем самым
предотвращая выход электродов из конструкции вместе с выходящей жидкостью и сохраняя и направляя для
использования пары и газы, образующиеся внутри конструкции.
Уже было выдвинуто множество предложений по использованию устройств, обычно известных как взрывные
камеры, которые представляют собой закрытые камеры, в которых образуется зазор при разделении
контактов переключателя, и, следовательно, создается давление, которое, как правило, стремится
вытолкнуть масло из камеры. В таких взрывных камерах подвижный контакт обычно должен пройти
значительное расстояние, прежде чем достичь горловины камеры или положения, в котором зазор
подвергается воздействию продуктов дугового разряда, вырывающихся из камеры; кроме того, к этому
времени уже создается большой поток и высокое давление, и большая часть или вся масляная масса уже
выброшена между контактным штифтом и окружающей стенкой выходного канала, не успев очистить поток
зазора или, возможно, не успев этого сделать.
Отталкивается от дугового потока газами высокого давления, образующимися в нем.
Также было предложено создавать автоматические выключатели со свободным вентиляционным отверстием
через проход в оси одного из электродов для выпуска (продуктов дугового разряда в окрестности), которые
образуются, когда контакты автоматического выключателя разъединяются с помощью таких средств, как,
например, сжатый газ для подачи жидкостей, газов и смесей жидкостей и газов с высокой скоростью в них.
Цель состоит в том, чтобы произвести достаточное количество газа и пара в свободном пространстве,
настолько ограниченном по объему наличием жидкости внутри конструкции, что достаточное количество...
Давление будет создаваться для эффективного действия при низких токах, при этом вентиляционное
отверстие сконструировано и расположено таким образом, чтобы обеспечить достаточный и немедленный
сброс давления при высоких токах, что позволит удовлетворительно погасить цепь в широком и расширенном
диапазоне токов без разрушения конструкции выключателя. Использование масла описанным выше способом
позволяет обеспечить достаточные внутренние зазоры и расстояния ползучести без ущерба для действия при
низких токах, что позволит справляться с токами в верхней части диапазона без разрушения внутренних
изоляционных поверхностей, как будет более подробно объяснено далее.
Такие конструкции будут включать одну или несколько камер и, как правило, будут соединены с внешним
корпусом или размещены внутри него таким образом, чтобы дугогасительная камера разряжалась в него и
пополнялась из него, например, под действием силы тяжести после каждой операции.
Необходимость освобождения от ограничений, требуемых в случае самогенерируемых воздушных потоков, в
отношении использования очень малого объема дуговой камеры достигается за счет обеспечения тесного
контакта камеры с летучей жидкостью, например, маслом, водой или тетрахлоридом углерода, содержащейся
в камере достаточного объема для обеспечения зазора и надлежащих изоляционных поверхностей.
Пространство, в котором необходимо повысить давление, может быть ограничено объемом, оставшимся
свободным от движущегося электрода, плюс объем масла, которое испарилось или вытеснилось, и это
практически не зависит от объема сосуда. Таким образом, как упоминалось выше, мощный поток газа может
быть получен даже при малых токах, и имеется достаточно места для обеспечения надлежащих
изоляционных поверхностей, которые могут быть гофрированными и которые могут быть защищены от
повреждений при больших токах, поскольку содержимое относительно охлаждается за счет наличия масла, а
открытые поверхности защищены наличием масляной пленки на них.
С целью минимизации повышения давления внутри корпуса, особенно при больших объемах, и обеспечения
адекватного возврата, циркуляции и пополнения жидкости после работы, предусмотрено свободное и
предпочтительно постоянно открытое боковое вентиляционное отверстие -00, ведущее во внешний приемник,
который может содержать первоначальный запас жидкости. Для того чтобы поток жидкости, выходящий через
указанное вентиляционное отверстие, был максимально сконцентрирован в дуговом зазоре, вентиляционный
канал предпочтительно должен иметь самое узкое поперечное сечение вблизи точки начала дугового
разряда.
С этой целью, согласно настоящему изобретению, электрический выключатель, электроды которого
погружены в жидкость 70, такую как масло, вода или четыреххлористый углерод, сконструирован с
вентиляционным каналом или каналами, обеспечивающими удобный выход продуктов дуги, причем канал или
каналы снабжены одним или несколькими боковыми выходами 75, проделанными в стенке конструкции, в
которой образуется дуга, и ведущими из непосредственной близости от точки начала дугообразования, и
расположены асимметрично 80 в том смысле, что давление, создаваемое внутри указанной конструкции
дугой, заставляет продукты выходить из дуги в основном в одном направлении, поперечно направлению
движения электрода 58. Для этой цели конструкция может быть разделена поперечными перегородками или
полками, образуя одну или несколько плоских камер или углублений внутри конструкции, в которой
образуется дуга, и эта конструкция удобно погружена в масло или другую жидкость в резервуаре или внешнем
контейнере, который может, например, соответствовать обычной конструкции резервуаров для жидкостных
выключателей. В некоторых случаях для гашения дуги достаточно одной камеры 95 или пространства,
образованного между парой поперечных перегородок или полок, особенно в случаях, когда необходимо
бороться только с сильными токами и, следовательно, может возникнуть очень сильное давление, например,
от дугового разряда. Однако для борьбы со слабыми токами, при которых не так легко поддерживать короткий
и толстый ток, может быть предусмотрено несколько полок, образующих ряд относительно неглубоких камер,
каждая из которых открывается непосредственно в путь дуги на разных участках ее длины; В этом случае,
однако, одна из указанных камер имеет по меньшей мере один открытый боковой выход 110,
обеспечивающий путь отвода воздуха из камеры через стенку окружающей конструкции во внешний
резервуар или контейнер для приема масла или другой огнетушащей жидкости. Чрезмерное удлинение 115
дуги при сильном токе может быть предотвращено путем создания взрывной волны, создаваемой внутренним
давлением, которая будет выталкивать дугу к выходным каналам, которые могут быть настолько малы, что
дуга может удлиняться лишь примерно на время действия огнетушащего тока.
Электроды также могут быть расположены относительно выходного канала или каналов, а подвижный
электрод может перемещаться через одну или несколько перегородок или перегородок, так что под действием
перегородки может быть выброшено лишь небольшое количество жидкости от общего объема жидкости
внутри конструкции, в результате чего обеспечивается достаточный запас жидкости вблизи перегородки.
Части автоматического выключателя могут быть заключены в металлический корпус, например, из бронзы,
заключенный в изоляционный материал, или в толстый корпус, также изготовленный из изоляционного
материала, например, из формованной синтетической смолы. Такая перегородка должна обязательно
выдерживать высокое давление, возникающее при прерывании сильного тока при высоком напряжении. В
нижней части перегородки закреплено посадочное место, на котором опирается сальниковый элемент, через
который проходит нижний или подвижный контакт, обеспечивающий его небольшое боковое перемещение
для предотвращения заклинивания. Перегородки или перегородки Изоляционный материал размещается на
посадочном месте и жестко удерживается на месте верхним крепежным элементом. Боковые выходы из
камер, образованных перегородками, открываются через окно в боковой стенке корпуса. Верхние или
стационарные контакты могут быть выполнены на нижнем продолжении подводящего провода через
изолятор, которое проходит через крышку корпуса. Эти верхние контакты могут быть известного типа,
состоящего из пружинных пальцев с внутренними контактными блоками, причем пальцы закреплены винтами
на нижнем продолжении подводящего провода через основной изолятор, которое несет резьбовую деталь в
крышке корпуса выключателя. Однако обнаружено, что в таком выключателе, когда нижний подвижный
контакт опускается, возникает тенденция к тому, что масло не следует за ним и замыкается в пространстве
над ним. Обнаружено, что в некоторых случаях разрывная способность выключателя улучшается за счет
конструкции нижнего подвижного контакта с внутренней воздушной подушкой, которая позволяет маслу
занимать пространство. Оставшееся пространство внутри нижнего контакта остается позади, когда нижний
контакт опускается, оставляя изоляционную стенку из масла между секциями дуги, между нижним контактом и
верхним неподвижным контактом. Для этой цели нижний контакт может иметь центральное отверстие с
ограниченным поперечным сечением (см. раздел 115) в верхней части, закрытое в нижней части пробкой. В
этом отверстии может находиться фланцевая трубка, фланец которой входит в зацепление с внутренними
стенками отверстия. Воздух или газ задерживаются между внутренней стенкой 120 нижнего подвижного
контакта и внешней стенкой фланцевой трубки, в то время как масло занимает пространство, предотвращая
тем самым необходимость создания вакуума под маслом, когда масло должно покинуть нижний контакт. В
результате, при падении нижнего контакта возникает тенденция оставлять масло позади, и над верхним
концом подвижного контакта постоянно образуется масляная полость для получения необходимого
количества газа и пара. Взрыв. Боковой выходной канал, пронизывающий стенку камеры и снабженный
горловиной вблизи точки начала искрения, действует таким образом, что во время падения тока создается
градиент давления газа, который является наибольшим на той стороне потока, где нет выхода, и,
следовательно, он направляет поток к выходному каналу, в который выталкивается часть потока.
Использование выходного канала, пронизывающего всю конструкцию таким образом, чтобы по меньшей мере
часть длины бокового вентиляционного канала была полностью окружена или обрамлена сплошной частью
конструкции, обеспечивает барьеры, поперечные по отношению к зоне искрения, чтобы предотвратить полное
или частичное вытекание искрения из конструкции под воздействием вытекающей жидкости.
Таким образом, использование выходных отверстий с горловинами малого поперечного сечения позволяет
закоротить любые участки, подверженные максимальной силе тока, которые могут попытаться выйти через
канал.
Таким образом, поток тока удерживается и подвергается полному давлению газов и жидких частиц,
выходящих из конструкции. Поскольку ток может находиться только в одном месте одновременно,
целесообразно использовать только один выходной канал из мелкой камеры или каждой из упомянутых выше
мелкой камер, в дополнение к тем, которые используются для перемещения электрода, если только
выходные отверстия не сгруппированы близко друг к другу. Ввиду того, что один или несколько выходных
каналов ведут из точки, близкой к месту начала искрения, взрыв немедленно вступает в действие в этой
точке, и поскольку общая площадь боковых вентиляционных отверстий не сильно изменяется за счет
непрерывного перемещения контактов, мощность взрыва может быть увеличена с увеличением длины хода
за счет обеспечения плотно прилегающего выходного отверстия или выходного сальника, поскольку в этом
случае практически все продукты искрения должны выходить через боковые вентиляционные каналы.
В случаях, когда, например, нижняя часть конструкции, расположенная выше суженного выходного отверстия
для подвижного электрода, не имеет боковых вентиляционных отверстий, то при низких токах дуга может быть
втянута вниз в указанную часть, где, несмотря на продолжающееся перемещение электрода ниже нижнего
бокового вентиляционного отверстия к нижнему выходному сальнику, поперечное взрывное воздействие
продолжается в верхней части и может быть усилено за счет большего давления, создаваемого на более
длинном пути дуги, что, например, обеспечивает достаточную разрывную способность при малых токах.
При фактической реализации изобретения 366 998 следует понимать, что любая из уже упомянутых камер
может быть снабжена более чем одним выходным отверстием при условии, что их горловины сгруппированы
близко друг к другу, чтобы обеспечить общее поперечное движение продуктов реакции в одном направлении,
как уже упоминалось. Важно, чтобы горловина бокового выходного отверстия, то есть наименьшее
поперечное сечение, находилась как можно ближе к пути движущегося электрода и занимала небольшой угол,
чтобы зазор между электродами мог быть приведен в область, где взрыв вытекающей жидкости имеет
наибольшую интенсивность, поскольку, очевидно, в других местах, ведущих к горловине, где поперечное
сечение канала может быть больше, интенсивность взрыва будет меньше. Чрезвычайно важно, чтобы этот
взрыв был сконцентрирован по всему пути, а не только на выходном отверстии, и чтобы он был эффективен в
начале хода, чтобы для предотвращения опасного возникновения давления внутри конструкции.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение свободного бокового вентиляционного отверстия,
ведущего из непосредственной близости от точки начала дугового разряда, чтобы обеспечить немедленный
разряд и сброс давления. Электрический автоматический выключатель или переключатель согласно
настоящему изобретению может быть снабжен устройством задержки, с помощью которого подвижный
электрод может быть вынужден приостановить движение по меньшей мере на время одного цикла тока,
проходящего через переключатель, прежде чем рабочая поверхность этого электрода достигнет сальникового
элемента или другого элемента, плотно прилегающего к нему, после чего подвижный электрод может
переместиться в положение вне окружающей конструкции в свободную жидкость в резервуаре переключателя
или автоматического выключателя. Цель этой паузы состоит в том, чтобы гарантировать, что электрод,
который может быть оттянут таким образом, чтобы достичь сальника сразу после прохождения тока до нуля,
будет иметь возможность погаснуть при следующем прохождении тока до нуля внутри конструкции,
содержащей вентилируемую камеру, тем самым увеличивая вероятность успешной работы и уменьшая
опасность перегорания поверхностей сальника. что могло бы произойти, если бы электрод перемещался вниз
через сальник без такой паузы. Тем не менее, электрод может перемещаться без такой паузы, а также прямо
из нижней части конструкции, содержащей камеру, либо до, либо после того, как дуга погаснет, и может быть
выполнен ход достаточной длины, чтобы обеспечить окончательный зазор, достаточный для целей изоляции.
В сети предпочтительно организовать длину пути внутри камеры во всем диапазоне разрываемых токов,
чтобы никакая энергия не притягивалась к сальнику или через него, при этом, как правило, предпочтительно,
чтобы сальник имел такое плотное прилегание к движущемуся электроду, что утечка жидкости через него во
время дугового разряда была незначительной, в результате чего весь сброс давления происходил через
боковые вентиляционные отверстия, что очень выгодно.
Для того чтобы изобретение было понятным и легко применимым на практике, будут описаны некоторые
примеры конструкции автоматических выключателей в соответствии с ним, со ссылкой на прилагаемые
чертежи, где: Рисунок 1 представляет собой центральный вертикальный разрез, выполненный по
центральной линии выходных отверстий одного блока выключателя в соответствии с одной из конструкций;
Рисунок 2 представляет собой горизонтальный поперечный разрез по линии II-II на Рисунке 1; Рисунки 3 и 4
представляют собой проекции, снятые справа на Рисунке 1, части корпуса, непосредственно окружающей
выходные отверстия; Рисунок 5 представляет собой план альтернативной конструкции в уменьшенном
масштабе; и Рисунок 6 представляет собой центральный вертикальный разрез верхней части Рисунка 5,
выполненный вдоль плоскости соединения двух половин; Рисунок 7 представляет собой центральный
вертикальный разрез eor 100, соответствующий нижней части рисунка 1 альтернативной конструкции, а
рисунок 8 — частичный горизонтальный разрез по линии YIII-VIII на рисунке 7; рисунок 9 — центральный
разрез re 105 в масштабе, показывающий конструкцию, в которой стенка контейнера выполнена из
формованного изоляционного материала; рисунок 10 — центральный вертикальный разрез, соответствующий
верхней части рисунка 110 9, показывающий небольшую модификацию; рисунок 11 — центральный
вертикальный разрез, показывающий форму конструкции, в которой большая часть цилиндрической стенки
контейнера выполнена из изоляционного материала 115, например, лакированной бумаги:
Рисунок 12 представляет собой центральный разрез, соответствующий нижней части рисунка 11,
демонстрирующий модификацию конструкции; Рисунок 13 представляет собой разрез в уменьшенном
масштабе одного блока, показывающий средства нейтрализации эффекта боковой тяги, вызванной
выходящими продуктами; Рисунок 14 представляет собой разрез двух блоков в одной фазе
модифицированной формы конструкции; Рисунок 15 представляет собой центральный вертикальный разрез,
показывающий модификацию конструкции нижней части блока, особенно подходящего для работы с низкими
токами; Рисунок 16 представляет собой центральный разрез верхней части одного из вариантов подвижного
выключателя или подвижного контакта; Рисунок 17 представляет собой план того же самого; Рисунок 18
представляет собой центральный разрез еще одного варианта подвижного контакта; На рисунках 19 и 20
представлены чертежи, демонстрирующие одну из конфигураций перегородок, используемых с боковыми
выходами; на рисунках 21–23 представлены чертежи, демонстрирующие различные формы промежуточных
или промежуточных пластин без боковых выходов.
Прежде всего, обратимся к рисункам 1–4 (чертежей). Корпус изображенного устройства состоит из толстой
цилиндрической части 1 из бронзы с внутренней резьбой в точке 2 (в верхней части), в точке 3 (в нижней
части) и в точке 4 (на участке, близком к средней высоте).
Цилиндр заключен в изоляционный материал 5, например, в изоляционный материал, продаваемый под
зарегистрированной торговой маркой «Бакелит», или в лакированную бумагу, чтобы обеспечить лучшую
изоляцию металлических частей устройства от любых других металлических частей в резервуаре, в который
погружено устройство, и чтобы предотвратить контакт горячих продуктов, выходящих из выходного отверстия
3f1, с металлическим корпусом. Стенка цилиндра 1 вырезана справа на рисунках 1 и 2, образуя окно или
выходное отверстие для вентиляционных отверстий в пространстве выключателя. Два варианта выходных
отверстий показаны на рисунках 3 и 4 и будут описаны ниже.
При сборке выключателя через нижнюю часть корпуса 1 вставляется относительно толстое верхнее
уплотнительное кольцо 6 с большим центральным отверстием 7, которое выступает справа через выходное
отверстие 8, образуя верхнюю часть оконной рамы. Затем устанавливается оконная рама 9. Она состоит из
изоляционного профиля с пазами для съемных полок 11. После этого снизу контейнера 1 устанавливается
изоляционная втулка или облицовка 12, а затем вставляется еще одна внутренняя изоляционная втулка 13,
содержащая перегородки выключателя. Перегородки, расположенные непосредственно под кольцом 6,
состоят попеременно из пластин 14 с центральными отверстиями 15, как показано на рисунках 1 и 2, и
пластин 16, расположенных между пластинами 14 и имеющих вырез 17 и боковые выходные каналы 18, как
показано на рисунке 2. Несколько альтернативные варианты этих пластин 14 показаны на рисунке 2. На
рисунках 22 и 23 показаны участки с отверстиями 15a и 15b, а на рисунках 19 и 20 — альтернативные формы
пластин 16.
На рисунке 19 каждая пластина имеет два просверленных отверстия 19, через которые проходят резьбовые
стержни для сборки пластин и обеспечения их правильного совмещения. На рисунке 20 на задних
поверхностях отражающих пластин имеются шлицы 20, для которых в гильзе 13 может быть предусмотрен
соответствующий шпоночный паз 7 O, чтобы отражающие пластины могли поддерживаться в правильном
совмещении. Под отражающими пластинами 16 расположены дополнительные пластины 21 с центральными
отверстиями, попеременно малыми и большими по диаметру 75 мм, а также ребро, при этом на место
устанавливается базовый элемент 22 из изоляционного материала, содержащий сальник 23 из
вулканизированного волокна, плотно прилегающий к подвижному штифту выключателя 24, но способный к
небольшому боковому перемещению в круглом углублении 25 в верхней части базового элемента 22. Сальник
23, как видно, имеет немного меньший диаметр, чем углубление, и немного меньший диаметр. глубина, чтобы
она могла адаптироваться к положению контактного штифта 24 переключателя.
Основание 22 удерживается на месте с помощью металлического кольца 26 с резьбой, которое входит в
резьбовую часть 3 внутренней стенки корпуса 1 и привинчивается на место с помощью соответствующего
ключа.
Наконец, кольцо 26 заключено в неглубокий диск 27 из изоляционного материала, удерживаемый
установочными винтами 28, проходящими в металлический цилиндр 1 орудия и имеющими потайные головки,
герметизированные изоляционным материалом.
Затем кольцо 29 вводится через верхнюю часть корпуса 1 и плотно ввинчивается в резьбовую часть 4 из 100
на внутренней стенке корпуса 1, прижимаясь к верхнему уплотнительному кольцу 6, чтобы надежно
удерживать перегородки 14, 16, 21 в нужном положении, после чего фиксируется стопорным кольцом 30 105.
Перегородки 14, 16 и 21 изготовлены из изоляционного материала, например, из вулканизированного волокна,
тикового дерева, пропитанного маслом, или из асбестового состава, похожего на камень, продаваемого под
торговой маркой «Синданьо», 110 или любого другого подходящего изоляционного материала.
Соседние файлы в папке патенты