Выключатель высокого напряжения

 

1. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий неподвижный контакт, подвижный контакт с возможностью возвратно-поступательного перемещения , механизм управления контактом с включающим и отключающим г адвижнь ми блоками, связанными изоляционным элементом с приводным механизмом и у которых гибкие звенья однтт концами укреплены на подвижном контакте, и силовой отключающий, элемент , о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения габаритов и расширения области применения выключателя, шкивы подвижных блоков установлены во введенной обойме, расположенной между двумя введенными направляющими стержнями , параллельными подвижному контакту , гибкие звенья связаны со свои ми блоками через дополнительные не- , подвижные блоки, разнесенные в направлении оси контакта на расстояние, превышающее его ход, закрепление гибких звеньев на подвижном контакте выполнено со стороны, противоположной неподвижному контакту. 2.Выключатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что шкивы подвижных блоков установлены один над другим в плоскости подвижного контакта . 3.Выключатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что обойма подвижных блоков снабжена элементами для фиксации прямолинейного перемещения, которые выполнены, например, в виде выступа с отверстием, охватывакнцим один направляющий стержень, и V-образного выступа, частично охватывающего другой направляющий стержень. ш 4.Выключатель по п. 1, о т л ис чающийся тем, что силовой отключающий элемент выполнен в виде по крайней мере двух пружин сжатия, охватывающих направлякяцие стержни и воздействующие на обойму подвижных ; блоков со стороны отключающего..0лр- . ка, а изоляционный элемент выполнен в виде тяги-шатуна, расположенный а между направляющими стержнями. : 5.Выключатель по пп. 1 и 2, о тличающийся тем, что неподвижный конец гибкого звена включающего блока закреплен на обойме ; СЕ1Язанного с ним неподвижного блока внутри петли, образованной частью гибкого звена, огибащей его шкив. 6.Выключатель по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и и с я тем) что неподвижный блок, связанный: с отключающим блоком, расположен под подвижным контактом, а крепление гибкого звена к подвижному контакту выполнено с

,А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) Н 01 Н 33/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

H ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ выполнено со стороны, противоположной не подвижному контакту.

2. Выключатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что шкивы подвижных блоков установлены один над другим в- плоскости подвижного контакта.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3595142/24-07 (22) 24.05.83 (46) 07.10.84- Бюл. Р 37 (72) Н.Ф.Лотов, А.А.Иофин, В.И.Горбунов, 3.С.Овчинникова и В.Е.Оленев (7 1) Научно-.исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Производственного объединения "Уралэлектротяжмаш" (53) 621. 316. 521 (088. 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

1f 765899, кл. Н О! Н 33/42, 1978.

2. Патент ФРГ И 1.$40.612, кл. Н О1 Н 31/00, 1980. (54) (57) 1 ВИКЛ10ЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО

ИАПРЯЖЕНИЯ, содержащий неподвижный контакт, подвижный контакт с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм управления контактом с включающим и отключающим подвижными блоками, связанными изоляционным элементом с приводным механизмом и у которых гибкие звенья одними концами укреплены на подвижном контакте, и силовой отключающий- элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения габаритов и расширения области применения выключателя, шкивы подвижных блоков установлены во введенной обойме, расположенной между двумя введенными направляющими стерж-. нями, параллельными подвижному контакту, гибкие звенья связаны со своими блоками через дополнительные неподвижные блоки, разнесенные в направлении оси контакта на расстояние, превышающее его ход, закрепление гибких звеньев на подвижном контакте

3. Выключатель по п. 1, о т л и- . ч а ю шийся тем, что обойма подвижных блоков снабжена элементами для фиксации прямолинейного перемещения, которые выполнены, например, в ниде выступа с отверстием, охватывающим один .направляющий стержень, и V-образного выступа, частично охватывающего другой направляющий стержень.

4. Выключатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что силовой отключающий элемент выполнен в виде по крайней мере двух пружин сжатия, охватывающих направляющие стержни и воздействующие. на обойму подвижных блоков со стороны отКлючающего Яло-, ! ка, а изоляционный элемент выполнен в виде тяги»шатуна, расположенный между направляющими стержнями.

5. Выключатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что неподвижный конец гибкого звена включающего блока закреплен на обойме связанного с ннм неподвижного блока внутри петли, образованной частью гибкого звена, огибащей его шкив.

6. Выключатель по пп. и 2, о тл и ч а ю шийся тем что неподвижный блок, связанный: с отключающим блоком, расположен под подвижным контактом, а крепление гибкого звена к подвижному контакту выполнено с

7. Выключатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что шкивы снабжены подшипниками качения.

1 11772б диаметрально противоположной стороны от места закрепления гибкого звена включающего блока.

Изобретение относится к высоковольтному электроаппаратостроенню

H касается конструкции механизма управления контактом высоковольтного выключателя.

Известны выключатели высокого напряжения, в которых для управления подвижными контактами применяются механизмы с гибкими звеньями. Эти механизмы, по сравнению с традиционны- 16 ми рычажными механизмами, менее инерционны, малогабаритны и в силу этого позволяют создавать выключатели с высокими технико-экономическими показателями, Я.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является высоковольтный выключатель, содержащий неподвижный контакт, подвижный контакт с возможностью возвратно-поступательного перемещения и механизм управления контактом с включающим и отключающим подвижными блоками, связанными изоляционным элементом с приводным ме ханизмом, и у которых гибкие звенья одними концами закреплены на подвижном контакте, и силовой отключающий элемент, Такой механизм создает удвоение хода контакта, по сравнению с . перемещением подвижных блоков, благодаря чему он имеет малые габариты.

Кроме того, в этом механизме практически все звенья перемещаются медленнее самого контакта, что приводит к существенному уменьшению приведен3S ной массы механизма и позволяет соответственно снизить мощность отключающих пружин выключателя и приво;да (2) .

Однако установка блоков на поворот. ном рычаге приводит к тому, что длина линии, огибающей шкивы блоков, меняетЪ ся при перемещении рычага в зависимости от его положения, вследствие чего тросы в процессе движения при

45 включении и отключении выключателя то натягиваются, подвергаясь значительным кратковременным перегрузкам, то провисают и могут при этом соскользнуть со шкива. Включающие и отключение усилия передаются подвижному контакту под углом к его оси, в результате чего контакт подвергается воздействию вредных изгибающих нагрузок, которые увеличивают трение и могут привести к заклиниванию контакта в направляющих узлах, Ход под" вижного контакта определяется длиной поворотного рычага и углом его поворота, а для выключателей с большим ходом контакта (маломасляные выключатели на высокое напряжение), требуется рычаг значительной длины, что приводит к увеличению габаритов выключателя и увеличению изгибающего и крутящего моментов, воздействующих на главный вал механизма.

Кроме того, изоляционный поворотный рычаг подвергается действию больших знакопеременных изгибающих нагрузок, передаваемых тросами, и должен иметь поэтому соответствующее сечение и массу, что утяжеляет механизм управления контактом и снижает надежность его в работе.

Цель изобретения — повышение надежности, уменьшение габаритов и расширение области применения выключателя.

Эта цель достигается тем, что в выключателе высокого напряжения, содержащем неподвижный контакт, подвижный контакт с возможностью воз" вратно-поступательного перемещения, механизм управления контактом с включающим и отключающим подвижными блоками, связанными изоляционным элементом с приводным механизмом и у которых гибкие звенья одними концами укреплены на подвижном контакте, и силовой отключающий элемент, шкивы подвижных блоков установлены во вве726 з 1117 денной обойме, расположенной между двумя введенными направляющими стержнями, параллельными подвижному контакту, гибкие звенья связаны со своими блоками через дополнительные неподвижные блоки, разнесенные в направлении оси контакта на расстояние, превышающее его ход., а закрепление гибких звеньев на подвижном контакте выполнено со стороны, противополож- 10 ной неподвижному контакту.

Шкивы подвижных блоков могут быть установлены один над другим в плоскости нодвнжного контакта.

Обойма подвижных блоков может 15 быть снабжена элементами для фиксации прямолинейного перемещения, которые могут быть выполнены, например, в виде выступа с отверстиями, охватывающим один направляющий стержень, щ и Ч-образного выступа, частично охватывающего другой направляющий стержень.

Силовой отключающий элемент может быть выполнен в виде по меньшей мере двух пружин сжатия, охватывающих направляющие стержни и воздействующих на обойму подвижных, блоков со стороны отключающего блока, а изоляционный элемент .может быть выполнен

30 в виде тяги-шатуна, расположенной между направляющими стержнями.

Неподвижный .конец гибкого звена включающего блока может быть закреплен на обойме неподвижного блока внутри петли, образованной частью гибкого звена, огибающей шкив указанного блока.

Неподвижный блок, связанный с отключающим блоком, может быть расположен под подвижным контактом, а крепление гибкого звена к подвижному контакту может быть выполнено прИ этом с диаметрально противоположной стороны от места закрепления гибкого звена включающего блока. 45

Шкивы блоков механизма управления контактом могут быть снабжены подшипниками качения.

Установка шкивов подвижных блоков в.общей обойме между двумя введенными 59 направляющими стержнями, расположенными параллельно подвижному контакту, позволяет обеспеЧить синхронное прямолинейное перемещение подвижньпс блоков, при котором длина линии, 55 огибающей блоки, остается неизменной на всей трактории движения, благодаря чему не происходит дополнительного натяга и ослабления троса при его движении, чем исключается возмож.ность соскальзывания троса со шкива, и повышается надежность работы механизма. Кроме того, при прямолиней- ном перемещении подвижных блоков усилия от гибких звеньев передаются в направлении оси контакта, исключая возникновение горизонтальных изгибающих составляющих, чем облегчаются условия перемещения подвижного контакта, так как уменьшается трение в направляющих узлах и исключается возможность заклинивания -контакта при движений, т.е. повышается надежность выключателя. Вместе с тем указанное решение позволяет отказать" ся от поворотного изоляционного рычага, расположить обойму с подвижными блоками в непосредственной близости от контакта и уменьшить таким образом радиальные размеры выключателя.

При этом механизм управления может быть выполнен практически с любым большим ходом контакта, так как при прямолинейном перемещении подвижных блоков отсутствуют вредные горизонтальные составляющие, воздействующие на подвижный контакт, которые возрастают с увеличением угла поворота рычага и хода контакта, так как при этом одновременно увеличивается отклонение траектории подвижных блоков от прямолинейного перемещения °

Таким образом, предлагаемый меха-. низм может быть использован для выклю1 чателей со значительным ходом контакта, например для маломасляных выключателей на высокое напряжение в од" ном разрыве, что расширяет область применения технического решения.

Введение в механизм управления контактом . двух неподвижных блоков, связанных гибкими звеньями соответственно с включающим и отключающим блоками и расположенными как указано выше, позволяет осуществить реверс направления движения подвижного контакта по сравнению с направлением движения подвижных блоков и обеспе-. чивает, таким образом, возможность закрепления гибких звеньев как включающего, так и отключающего блоков нрактическн в любой точке подвижного контакта, в том числе на одном уровне на конце, противоположном неподвижному контакту, а это позволяет уменьшить длину подвижного контакта

1117726 и высоту выключателя на величину хода контакта по сравнению с известным устройством и повысить устойчивость контакта к продольному изгибу прн включении. 5

Установка шкивов подвижных блоков один над другим в одной плоскости с подвижным контактом позволяет расположить все остальные элементы механизма управления с гибкими звеньями в той же плоскости и создает, таким образом, наиболее благоприятные условия для его работы, так как при этом исключаются перекосы гибких звеньев,, которые могут привести к соскальзыванию их со шкива. Таким образом, благодаря этому решению также повышается надежность работы выключателя.

Выполнение обоймы подвижных бло- 20 ков с элементами для фиксации прямолинейного перемещения исключает воэможность перекосов обоймы во время движения, обеспечивая строго осевое воздействие гибких звеньев на контакт, а выполнение указанных элемен- .тов в виде выступа с отверстием, охватывающим один направляющий стержень,и Ч-образного выступа, частично охватывающего другой направляющий 30 стержень, позволяет исключить заклинивание обоймы при движении, даже если имеются некоторые отклонения расстояния между осями направляющих стержней от номинального значения, а также при -отклонении от параллельного их расположения, связанном с технологией изготовления механизма, благодаря чему также обеспечивается высокая надежность выключателя.

Выполнение силового отключающего элемента в виде по меньшей мере двух пружин сжатия, одетых на направляю" щие стержни и воздействующих на обой45 му подвижных блоков со стороны отключающего блока, в совокупности с выполнением изоляционного элемента в виде тяги-шатуна, расположенной между направляющими стержнями, создает наиболее благоприятные условия рабо50 ты изоляционного элемента, когда он подвергается только растягивающим нагрузкам как при включении, так и при отключении выключателя, благодаря ;ему к изоляционной тяге не предъявляются требования устойчивости при сжатии, и она может быть выполнена в виде длинного легкого стержня, например, из стеклопластика. Кроме того, изоляционная тяга, расположен ная, .как правило, вертикально, может быть выбрана по длине практически на любое номинальное напряжение аппарата, в соответствии с высотой опорной изоляции, без увеличения габаритов по длине и ширине выключателя, что расширяет область применения технического решения.

Закрепление неподвижного конца гибкого звена включающего блока на обойме неподвижного блока внутри петли, образованной частью гибкого звена, огибающей его шкив, обеспечивает минимальный габарит механизма управления по ширине, который определяется диаметром шкива неподвижного блока, при этом не требуется дополнительного пространства для заделки неподвижного конца гибкого звена.

Расположение неподвижного блока, связанного с отключающим блоком, под подвижным контактом и закрепление гибкого звена на подвижном контакте с диаметрально противоположной стороны от места закрепления. гибкого звена включающего блока, сокращает габариты ао ширине выключателя, так как при этом подвижные блоки могут быть максимально приближены к подвижному контакту. Кроме того, шкив неподвижного блока при этом может быть выбран такого размера, при котором получается оптимальный радиус изгиба гибкого элемента, что способствует увеличению долговечности и яадежности работы гибкого звена и механизма в целом.

Установка шкивов на подшипниках качения снижает трение в этих узлах, уменьшает моменты трогания и снижает тем самым механические напряжения в элементах механизма, повышая надежность выключателя.

На фиг. 1 изображена часть выключателя высокого напряжения колонкового типа, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Выключатель содержит дугогасительную камеру 1 с неподвижным контактом 2, подвижный контакт 3 и механизм управления контактом, который состоит из двух подвижных блоков 4 и 5 соответственно включающего со шкивом и отключающего со шкивом, двух неподвижных блоков 6 и 7, которые

1117726

50 связаны соответственно с включающим 4 и отключающим 5 блоками гибкими звеньями (тросами) 8 и 9, причем расстояние между блоками 6 и 7 равняется ходу подвижного контакта с учетом 5 возможного перелета его за номинальное положение при динамическом включении и отключении.

Шкивы подвижных блоков 4 и 5 установлены в общей обойме 10 один над другим в одной плоскости с подвижньм контактом 3 и связаны с нею шарнирно посредством осей 11 и шариковых подшипников 12.

Обойма установлена между двумя направляющими стержнями 13 и 14, которые расположены в плоскости осей 11 параллельно подвижному. контакту и равноудалены от него. Обойма снабжена выступами 15 с отверстиями, через 20 которые проходит стержень 13, и

V-образным. выступом 16, который охватывает с одной строны стержень 14.

Обойма 10 связана изоляционной тягой 17, расположенной в плоскости симметрии направляющих стержней, с приводным механизмом (не показан).

На направляющие стержни 13 и 14 надеты отключающие пружины 18 сжатия, воздействующие на обойму 10 со сто- 30 роны отключающего блока 5. Трос 8 одним концом закреплен на обойме 19 неподвижного блока 6, охватывает сначала шкив включающего блока 4 снизу, затем шкив неподвижного блока 6 сверху и закреплен на колодке 20, установленной на конце подвижного контакта 3, противоположном неподвижному контакту 2. Таким образом, неподвижный конец троса 8 закреплен 40 внутри петли, образованной его частями, огибающими неподвижный блок 6.

Обойма 19 закреплена на кронштейне 21. Трос 9 одним концом закреплен на неподвижном кронштейне 22, охваты- 45 вает сначала шкив отключающего блока 5 сверху, затем неподвижный блок 7 снизу и закреплен на колод ке 20 на одном уровне с тросом 8, но с диаметрально противоположной стороны. При этом блок 7 расположен под подвижным контактом 3 и установлен на кронштейне 22, который служит ему обоймой.

Шкивы неподвижных блоков 6 и 7 шарнирно связаны со своими обоймаSS ми посредством осей н шариковых подшипников так же, как подвижные блоки 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении выходной рычаг приводного механизма (не показан), воздействуя на изоляционную тягу 17, которая .работает при этом на растяжение, перемещает ее вниз и увлекает за собой соединенную с нею обойму 10 вместе с блоками 4 и 5 ° При этом перемещение обоймы с блоками происходит практически прямолинейно и параллельно подвижному контакту 3, так как обойма 1О расположена между направляющими стержнями 13 и 14Ä 15 с отверстиями и Ч-образный выступ 16 обеспечивают прямолинейное перемещение обоймы.

В процессе движения шкив включающего блока 4 воздействует на ох- ватывающий его снизу трос 8, сообщая через него движение подвижному контакту 3. При этом благодаря наличию неподвижного блока 6 происходит реверсирование направления движения, и подвижный контакт перемещается при включении вверх, смыкаясь с неподвижным контактом 2, а ход подвижного контакта вдвое превыпает перемещение обоймы с блоками 4 и 5.

В процессе включения. выключателя обойма 10 воздействует на отключающие пружины 18, сжимая их и подготавливая таким образом к совершению операции отключения, При отключении пружины 18, воздействуя на обойму 10 со стороны отключающего блока 5, перемещают ее вверх. При этом шкив отключающего блока 5 воздействует на охватывающий его сверху трос 9 и передает движение подвижному контакту. Благодаря наличию неподвижного блока 7, реверсирующего направление движения, подвижный контакт перемещается при отключении вниз.

Изобретение позволяет создать выключатель высокого напряжения с высокими технико-экономическими показателями благодаря применению высоконадежного малоинерционного и малогабаритного механизма управле,ния контактом, не требующего мощного привода и .мощных отключающих пружин для выполнения коммутационных операций и применимого для выключателей с большим ходом,,таких как маломасляные выключатели высокого напряжения.

iff7726

1117726

73

18

Составитель В.Попова

Редактор М.Николайчук Техред M.Тепер Корректор Г.Решетник

Заказ 7266/38 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ".Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4