БАКОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРОЙ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к баковым выключателям высокого напряжения с вакуумной дугогасительной камерой.
В состав бакового выключателя входит дугогасительное устройство, например, вакуумная камера, которая размещается в заземленном баке, и отделяется от него изоляционной средой, например газовой. Для обеспечения надежного уровня изоляции необходимо повышать плотность газовой среды, а заземленный бак делать больших размеров.
Известен баковый выключатель с вакуумной камерой (US 2012/0103941 А1, МПК: Н01Н 33/66, опубл. 03.05.2012) - [1], где бак выключателя заполнен сухим воздухом, имеющим рабочее давление до 0,5 МПа, в атмосфере которого размещена вакуумная дугогасительная камера, интегрированные трансформаторы тока и вводы, присоединенные к вакуумной дугогасительной камере посредством специальных токопроводов.
Таким образом, изоляционные характеристики выключателя обеспечиваются применением изоляционного газа при высоком давлении и заземленного бака, имеющего достаточно большой объем.
Ближайшим по технической сущности к предлагаемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа является баковый выключатель с вакуумной камерой (US 8110770 В2, МПК: Н01Н 33/66, опубл. 07.02.2012) - [2], в котором в качестве изоляционной среды также используется сухой воздух. Особенностью данной конструкции является то, что вакуумная камера и участки токопровода находятся в изоляционной среде, имеющей высокое давление до 0,4 МПа, чем обеспечивается достаточная электрическая изоляция относительно заземленного бака. В то же время сильфон вакуумной камеры выделен в отдельный узел с отделенным от основного объема бака выключателя объемом, в котором поддерживается атмосферное давление, что благоприятно сказывается на надежности и сроке работы сильфона. Такое техническое решение дает возможность применять традиционные сильфоны в вакуумных камерах, которые имеют ограничения по величине внешнего давления - около 0,3 МПа. Данная конструкция бакового выключателя предусматривает выполнение в камере внутреннего электростатического экрана, закрепленного на стенке камеры в области расположения подвижного и неподвижного контактов. Кроме того, вакуумная дугогасительная камера имеет наружные торцевые электростатические экраны.
Недостатком такого выключателя является значительное усложнение его конструкции и понижение надежности оборудования за счет увеличения уплотнительных узлов, увеличение его габаритов. Кроме того, наличие крепления внутреннего электростатического экрана вакуумной дугогасительной камеры может привести к развитию разряда с острия его крепления.
В основу предлагаемого технического решения поставлена задача создания конструкции бакового выключателя с вакуумной дугогасительной камерой, обеспечивающей достаточную электроизоляцию в промежутке между вакуумной дугогасительной камерой и стенками бака при возможно низком уровне давления вещества изоляционной среды, заполняющей бак выключателя, и малых промежутках между вакуумной дугогасительной камерой и стенками бака.
Техническим эффектом от реализации поставленной задачи является возможность значительно уменьшить массогабаритные параметры устройства, что ведет к его удешевлению.
Решение поставленной задачи и соответствующий технический результат достигаются тем, что в баковом выключателе с вакуумной дугогасительной камерой, содержащем заземленный бак, заполненный изоляционной средой, в которой размещена и закреплена в баке вакуумная дугогасительная камера с подвижным и неподвижным контактами, при этом вакуумная дугогасительная камера имеет внутренний электростатический экран, закрепленный на диэлектрической стенке вакуумной дугогасительной камеры в области расположения подвижного и неподвижного контактов, внешние торцевые электростатические экраны, один из которых установлен со стороны подвижного контакта вакуумной дугогасительной камеры, а другой - со стороны ее неподвижного контакта, устройство снабжено дополнительным электростатическим экраном, который размещен с внешней стороны вакуумной дугогасительной камеры и охватывает ее в области крепления внутреннего электростатического экрана и электрически и механически соединен с ним.
Введение дополнительного электростатического экрана приводит к недопущению возникновения газового разряда с различных деталей механического крепления.
Применение совокупности дополнительного электростатического экрана и используемых обычно торцевых экранов приводит к регулированию электростатического поля как в промежутке между камерой и стенкой бака, так и вдоль поверхности вакуумной дугогасительной камеры.
На основании изложенного выше можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
На фигуре схематически показан фрагмент выключателя в области расположения вакуумной дугогасительной камеры в разрезе.
Представленный на фигуре баковый выключатель с вакуумной дугогасительной камерой содержит: бак - 1, который заземлен; изоляционная среда - 2 (например, элегаз), которой заполнен бак 1; вакуумная дугогасительная камера - 3, которая размещена в баке 1 в атмосфере изоляционной среды 2; подвижный контакт - 4 вакуумной дугогасительной камеры 3; неподвижный контакт - 5 вакуумной дугогасительной камеры 3; внутренний электростатический экран - 6, который размещен в вакуумной дугогасительной камере 3 и закреплен на ее диэлектрической стенке; внешний торцевой электростатический экран - 7, закрепленный со стороны подвижного контакта 4; внешний торцевой электростатический экран - 8, закрепленный со стороны неподвижного контакта 5; дополнительный электростатический экран - 9, который закреплен с внешней стороны вакуумной дугогасительной камеры 3 и охватывает ее в области крепления внутреннего электростатического экрана 6.
Устройство работает следующим образом: при включении бакового выключателя за счет действия сил привода (не показан) происходит перемещение подвижного контакта 4. Подвижный 4 и неподвижный 5 контакты замыкаются, и через них начинает протекать электрический ток.
При отключении выключателя за счет действия сил привода происходит перемещение подвижного контакта 4 в обратную сторону и контакты 4 и 5 размыкаются. В пространстве между подвижным 4 и неподвижным 5 контактами происходит гашение электрической дуги, вследствие чего электрический ток перестает протекать и электрическая цепь разрывается.
Размещение в электрическом поле, существующем в баке 1, дополнительного электростатического экрана 9, электрически и механически связанного с внутренним электростатическим экраном 6 в области расположения контактов 4 и 5, регулирует электрическое поле, устраняя возможность пробоя за счет развития газового разряда.