УСТРОЙСТВО БЛОКА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающих коммутацию электрического тока на электростанциях и подстанциях при аварийных отключениях токов короткого замыкания.
Предшествующий уровень техники
Известен предохранитель, предложенное в патенте US 2005/0077994 А1, Н01Н 85/04. Устройство содержит предохранитель с клеммами, расположенными с торцов предохранителя, полый цилиндрический экран, размещенный вокруг предохранителя. Цилиндрический экран в одном сечении соединен с контактом предохранителя, а между вторым контактом предохранителя и цилиндрическим экраном имеется зазор.
Известны вакуумные прерыватели, предложенные в патентах US 2005/0082260 А1, Н01Н 3/00, Н01Н 33/66 и US 2006/0096856 A1, С23С 14/00, (2006.01). Устройство содержит керамическую вакуумную камеру с проводящими наконечниками. Один наконечник присоединен к неподвижному контакту, а второй - к подвижному, предназначенному для прерывания электрической цепи. Подвижный экран внутри вакуумной камеры присоединен к керамической стенке вакуумной камеры и отделен от неподвижного и подвижного контактов. Часть вакуумной камеры с наружной стороны покрыта полупроводящим материалом и токопроводящий экран покрывает часть наружной части вакуумной камеры и присоединяется к токопроводящему наконечнику вакуумной камеры. Вакуумная камера и присоединенный к ней экран размещены в общем корпусе, выполненном из диэлектрического материала.
Известен выключатель нагрузки, предложенный в патенте US 2010/0022111 A1, H01R 13/53, (2006.01). Устройство содержит силовой кабель и втулку с увеличенным искровым промежутком. Силовой кабель включает в себя проводящий элемент, имеющий возбужденную часть и не активированную часть, причем принимающий конец силового кабеля - приемный конец вставки для втулки нагрузки. Вставка втулки включает в себя изолирующий наружный корпус и изоляционную соединительную втулку. Изолирующий внешний корпус имеет осевое отверстие с токопроводящим гнездом, первый, второй конец среднего сечения и переходную плечевую часть между второй концевой секцией и средней частью. Изолирующая межполюсная втулка проходит по внешнему корпусу от средней части до второй концевой секции. Когда на втором концевом участке установлена сила лобового локтей, верхнее расстояние от верхней части второй концевой секции до нижней части локтевой манжеты увеличивается.
Известен электрический соединительный разъем, предложенный в патенте US 2011/0189887 A1, H01R 3/00, (2006.01). Устройство содержит корпус соединителя, имеющий разъем для монтажа проводника, первый конец разъема и открытый порт. Контактное устройство может проходить в осевом направлении в корпусе соединителя от конца проводника до первого конца разъема. Проводящая вставка может быть вставлена в открытый порт. По меньшей мере, часть контактного узла видима через открытое отверстие перед вставкой проводящей вставки или после удаления проводящей вставки. По меньшей мере часть контактного узла видна через видимый открытый порт перед вставкой проводящей вставки или после удаления проводящей вставки. Часть контактного узла через открытое отверстие включает в себя первую контактную часть и вторую контактную часть, отделенную зазором. Часть проводящей вставки установлена в зазоре между первой контактной частью и второй контактной частью, чтобы обеспечить возможность протекания тока из второй контактной части в первую контактную часть при вставке проводящей вставки в открытое отверстие.
Известен предохранитель, предложенный в патенте US 6491548 В2, H01R 13/68, H01R 33/95, Н01Н 39/00. Устройство содержит держатель предохранителя, который включает в себя электрически изолированный и экранированный корпус для размещения плавкого предохранителя внутри трубопровода и электрического устройства для подземного распределения. Внутри корпуса имеется изолирующая трубка для облегчения процесса снятия плавкого предохранителя через торцевую заглушку, так что держатель можно повторно использовать при замене предохранителя.
Известен предохранитель, предложенный в патенте US 7327213 В2, Н01Н 85/175 (2006/01), Н01Н 85/042 (2006/01), Н01 В17/44 (2006/01). Устройство содержит плавкий предохранитель, входящий в корпус с клеммами, расположенными с торцевых концов предохранителя, а также коаксиальный экран. Одна из сторон экрана электрически соединена с одной из клемм предохранителя. Между второй стороной экрана и второй клеммой предохранителя имеется гарантированный зазор.
Известен электрический соединительный разъем, предложенный в патенте US 8388381 В2, H01R 24/00, (2011.01). Устройство содержит корпус соединителя, имеющий приемный контакт проводника, интерфейс первой линии связи, второй интерфейс связи, первый контакт разъема и видимый открытый порт между интерфейсом первого канала связи и интерфейсом второй линии связи. Первый интерфейс связи может быть соединен проводящим образом с приемным контактом проводника, а второй интерфейс связи может быть расположен в осевом направлении от первого интерфейса и соединен с индуктивным соединением с первым контактом соединителя. Изоляционный материал может быть расположен внутри корпуса соединителя в осевом направлении между первым интерфейсом канала связи и вторым интерфейсом линии связи. По меньшей мере часть изоляционного материала может быть видима через видимый открытый порт.
Недостатками перечисленных выше известных устройств являются: невозможность использования в ячейках комплектно-распределительных устройств с твердой экранированной изоляцией; низкая безопасность при эксплуатации, особенно при неконтролируемом разрушении предохранителя.
Наиболее близкими к предлагаемой полезной модели по технической сущности является блок предохранителей, предложенный в патенте US 5903209 А, Н01H 85/042, Н01Н 85/165, Н01H 85/02. Блок предохранителей содержит предохранитель, встроенный в изолирующий внешний корпус. Наружная поверхность плавкого предохранителя покрыта электропроводящим материалом, который электрически соединен с одной из плавких вставок и проходит вдоль внешней поверхности корпуса плавкого предохранителя, оставляя часть корпуса предохранителя без покрытия проводящим материалом. Клемма предохранителя, не находящегося в контакте с проводящим материалом, окружена электропроводящей вставкой, расположенной внутри изолирующего внешнего корпуса, который вместе с проводящим покрытием создает эффективный экран вокруг плавкого предохранителя, предотвращая альтернативную электрическую цепь между клеммы плавких предохранителей. Блок предохранителей может включать в себя предохранитель, который обеспечивает электрическое расширение плавкого предохранителя, так что предохранители разного размера могут использоваться в корпусе стандартного размера. Основные недостатки устройства-прототипа, как и для перечисленных ранее устройств - невозможность использования в ячейках комплектно-распределительных устройств с твердой экранированной изоляцией, низкая безопасность при эксплуатации, особенно при неконтролируемом разрушении предохранителя.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - повышение безопасности эксплуатации блока предохранителя и уменьшение габаритов этого блока.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемыми устройством, включающим изоляционный корпус блока со встроенными контактными узлами, заполненный воздухом, предохранитель, расположенный в этом корпусе, заглушку корпуса и токовводы, в котором в изоляционный корпус встроен полупроводящий цилиндр, охватывающий предохранитель и соединенный с контактными узлами, при этом внешняя поверхность корпуса имеет проводящий слой.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведена схема заявляемого устройства 1 - изоляционный корпус, 2 - проводящее покрытие, 3 - полупроводящий цилиндр, 4 - контактные узлы, 5 - корпус предохранителя, 6 - заглушка корпуса предохранителя, 7 - токовводы.
На Фиг. 2. приведены экспериментальные данные подтверждающие работоспособность предложенного технического, решения: при отсутствии полупроводящего экрана необходимо для исключения частичных разрядов почти вдвое увеличивать радиальные габариты корпуса блока предохранителя.
Вариант осуществления полезной модели
На фиг. 1 приведена схема заявляемого устройства. Устройство блока предохранителя содержит изоляционный корпус (1) с проводящим покрытием (2) на его внешней поверхности, встроенный в корпус полупроводящий цилиндр (3), соединенный с контактными узлами (4), расположенный внутри корпуса предохранитель (5), заглушка блока предохранителя (6) и токовводы (7).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Открывается заглушка (6) и внутрь корпуса блока предохранителя (1) устанавливается предохранитель (5), концы которого при установке соединяются с контактными узлами (4). Закрывается заглушка (6) и на токовводы (7) подается высокое напряжение. Потенциал поданного напряжения передается на полупроводящий цилиндр (3) и предохранитель (5). Таким образом, поверхность предохранителя (5) и полупроводящий цилиндр (3) находятся при одном потенциале и частичных разрядов в воздушном промежутке между предохранителем (5) и полупроводящим цилиндром (3) не происходит. Сопротивление полупроводящего цилиндра (3) существенно выше сопротивления предохранителя (5) и электрический ток по полупроводящему цилиндру (3) практически не протекает. При срабатывании предохранителя его сопротивление резко возрастает, и ток короткого замыкания резко ограничивается, и уже с помощью других коммутационных устройств блок предохранителя отключается. Открывается заглушка (6) и производится замена предохранителя (5).
Приводим пример осуществления полезной модели на опытном образце предлагаемого устройства, оснащенного регистрирующей аппаратурой.
Опытный образец устройства включает все элементы устройства.
На фигуре 2 приведены результаты, подтверждающие работоспособность устройства.
Таким образом, предложено устройство, обеспечивающее повышение безопасности эксплуатации блока предохранителя и уменьшение габаритов этого блока.
Исходя из проведенного патентного поиска и анализа известных технических решений, получено, что применение полупроводникового цилиндра для повышения безопасности эксплуатации блока предохранителя и уменьшения габаритов этого блока не обнаружено.