Разъединительный силовой аппарат

 

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в качестве коммутационного бестокового аппарата в силовых сетях высоких напряжений, для разъединения электрических цепей с созданием видимого разрыва цепи. Цель изобретения - упрощение конструкции аппарата, повышение его надежности и облегчение обслуживания аппарата под напряжением. Аппарат содержит контактную пару, присоединенную по крайней мере к одному гибкому токопроводу, и устройство фиксации замкнутого и разомкнутого состояний аппарата, причем контактная пара выполнена самонесущей, один из контактов выполнен с поднутрением в средней части с симметрично расположенными пружинящими элементами, входящими в зону поднутрения. Для стабилизации осевого давления рабочая зона поднутрения выполнена в пределах заданных углов по заданному профилю. Самонастройка фиксирования замкнутого положения контактов и свободное их размыкание обеспечиваются профилем поперечного сечения контакта в зоне поднутрения, а разомкнутое положение контактов фиксируется наличием зацепов на каждой из ответных частей контактной пары. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1597951 А 1 (51)5 Н 01 Н 31/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 РИ ГКНТ СССР (21) 4426132/24-07 (22) 28.03.88 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (71) Украинское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Сельэнергопроект» (72) Е. И. Удод, М. Т. Романенко, Г. П. Крыжов, В. А. Царук и В. И. Доля (53) 621.316.524 (088.8) (56) Электротехнический справочник.— М.:

Л.: ГЭМ, изд. 3, 1962, с. 670.

Г1атент Г! НР № 56094, кл. 21 с 28/03, 1968. (54) РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНЫЙ СИЛОВОЙ

АППАРАТ (57) Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в качестве коммутационного бестокового аппарата в силовых сетях высоких напряжений, для разъединения электрических цепей с созданием видимого разрыва цепи. Цель изобИзобретение относится к электротехнике, конкретно к разъединителям преимущественно для сельских электросетей.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и облегчение обслуживания аппарата под напряжением.

На фиг. показан разъединительный силовой аппарат; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — 6 — диаграммы сил в зоне контакта.

Аппарат содержит контактную пару, состоящую из розеточного 1 и штыревого 2 контактов, соединенных с двумя гибкими разделяемыми участками, например участками провода 3 и 4. Фиксация замкнутого состояния обеспечивается за счет конструкции

2 ретения — упрощение конструкции аппарата, повышение его надежности и облегчение обслуживания аппарата под напряжением.

Аппарат содержит контактную пару, присоединенную по крайней мере к одному гибкому токопроводу, и усройство фиксации замкнутого и разомкнутого состояний аппарата, причем контактная пара выполнена самонесущей, один из контактов выполнен с поднутрением в средней части с симметрично расположенными пружинящими элементами, входящими в зону поднутрения. Для стабилизации осевого давления рабочая зона поднутрения выполнена в пределах заданных углов по заданному профилю. Самонастройка фиксирования замкнутого положения контактов,и свободное их размыкание обеспечиваются профилем поперечного сечения контакта в зоне поднутрения, а разомкнутое положение контактов фиксируется наличием зацепов на каждой из ответных частей контактной пары. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. контактов 1 и 2, содержащих пружинящие элементы 5 в одном из контактов и выемку 6 с рабочей частью 7 в другом. Для свободного хода пружинящих элементов 5 в розеточном контакте 1 выполнены пазы 8, где пружинящие элементы с одной из сторон, например 9, закреплены. Фиксация разомкнутого состояния аппарата осуществляется при помощи зацепов 10.

Сечение по выемке 6 (фиг. 2) выполнено по закону эллипса (допустимо отклонение от эллипса по овалу). При этом пружинящий элемент 5 опирается рабочей частью 7 на поверхность выемки 6 по малой оси 1! эллипса. Пазы 8 выполнены так, чтобы при повороте штыревого контакта 2 до совпадения большой оси эллипса !2 с осью пружи1597951

5 10

30 нящих элементов 5 последние не мешали свободному осевому ходу контактов 1 и 2.

Аппарат работает следующим образом.

Для включения устройства контакты 1 и 2 сближаются, например, с помогцью изолирующей штанги, входят один в другой и за счет наличия пружинящих элементов 5 и выемки 6 происходит их надежная фиксация в замкнутом состоянии.

Наибольшая величина осевого давления при условии постоянства силы давления пружинящих элементов 5 получается, если угол между осью контакта и нормалью к кривой профиля выемки 6 находится в пределах 45 — 70, что объясняется следующим образом.

В момент касания контактов в точке касания с криволинейным профилем в рабочей зоне выемки возникает сила давления (фиг. 3), раскладывающаяся на нормальную и касательную составляющие, а нормаль к касательной профиля выемки образует с осью

Х угол Р.

Дальнейшее разложение сил, воздейст> ующих на контакт, дает осевую Q и радиальную R составляющие (фиг. 4). Г1оскольку пружинящие элементы расположены симмс трично, то воздействие радиальных сил взаимно компенсируется и в конечной точке (при прижатии) оказывает влияние только осевая составляющая сил Q.

Из анализа возможного взаимодействия сил в рассматриваемом узле при различных углах нормали в точке касания (фиг. 5) следует, что геометрическим местом концов векторов сил, действующих по нормали (Л ), является полуокружность, опирающаяся на вектор силы P как на диаметр. При этом осевая составляющая сил Q, является проекцией вектора Л на ось Х. Из диаграммы видно, что наибольшее значение силы при р=45 . При этом по мере смещения от этого угла в обе стороны составляющая убывает.

Усилие пружинящего элемента тем больше, чем болыпе отклонение его от положе>(ия свободного со«тояния. Зависимость этого усилия от отклонения (в данном случае Ilo оси Y) нрсдстывлена на фиг. 6.

Совмс 1.1(bIII;III3лиз зависимостей и Ip3фиков (фиг. 5 и 6) показывает, что при рабогс в !(>II(. llьн мкп, соответствующей углам от

45 до (i", у(.илия осевого давления Q сниж;»: г«>I к<и< за «(ет отклонения пружинящего элем«» гы (Ilj)I(0лижения его к положению св(>(:.) II )«() "(:«i(»líèÿ), так и за счет соотll(> I il> >i:l » мс >I<. I> сч>, > 3 ми Q H Р. Р3бот3 I! этои з<нн >i««о >т>;с >«твуст требуемым условиям.

В з<>н(, . х> (г;") вук>щей углам от 90 до 45, «»>,женик> у«I:,Iè>I зы счет уменьшения силы

;Idl!ë IIHH пружинив<его элементы Р противо«I.(>(нозра«тынис доли усилия в осевом ны,:рг. ;л(нии. Вме<тс с тем работа вблизи точки . ) г.l(>м %1 " малоэффективны, так как в этой

55 зоне мала касательная составляющая сил S, вызывающая взаимоперемегцение контактов.

Поэтому в качестве рабочей зоны выбрана часть профиля выемки, соответствующая изменению углов в пределах 45 — (60—

70) .

Требуемый профиль рабочей зоны выемки определяется на основе решения дифференциальных уравнений работы механизма с учетом указанных условий оптимизации на основе зависимостей

dx

Q=P =const; Р=—

sin2 ° B Y — )(»; tgB= что соответствует дифференциальным уравнениям

dx

d x -й, > — > „рр б д (Йх) +(ЙЯ P 1+ (ф ) 2

На основе решения этих дифференциаль ных уравнений, пренебрегая относительно малыми составляющими под знаком логарифма, приближенная зависимость описывается формулой ((— Y<(>) 2 —; — У, sinn где У, Х вЂ” текущие координаты профиля выемки;

P — требуемое усилие нажатия контактов;

К вЂ” коэффициент, обратный жесткости пружинящего элемента; а — угол конусности контактов;

Y, — минимальное расстояние от оси контактов до контактной точки пружинягцего элемента в свободном состоянии, 11рофиль поперечного сечения выемки выбран исходя из следующих требований.

Соотношение между малой и большой осями должно соответствовать крайним рабочим положениям пружинящего элемента. Для обеспечения самонастраивающегося фиксирования замкнутого состояния контактов необходимо, чтобы крутизна вблизи малого диаметра была наибольшей. Сечение контактов в зоне поднутрения должно быть наибольшим.

Для выполнения указанных требований необходимо, чтобы больший диаметр совпадал с основной осевой образующей, а малый соответствовал наибольшей глубине выемки с учетом его продольного профиля с углом касательной около 45 (по указанным условиям). Кроме того, необходимо, чтобы профиль был плавным и крутым, чему в наибольшей степени соответствует овал или элл ипс.

Испол ьзов ание изобретения поз вол яет упростить конструкцию за счет исключения опорных конструкций, изоляторов каждого ввода и вывода, изоляторов связи с приводом и самого привода. Кроме того, уменьшаются габариты и вес самих контактных пар. В результате уменьшается число

159795! (У вЂ” Уь) =2 . Х, Формула изобретения

11 отказов и, соответственно, повышается надежность работы не только самого устройства, но и сети, в которой это устройство используется. Появляется возможность более простого и доступного обслуживания устройства при проведении ремонтных работ самого устройства и обслуживание сети методами работы под напряжением.

1. Разъединительный силовой аппарат, содержащий контактную пару, соединенную с разделяемыми участками цепи по крайней мере одной гибкой связью, устройство фиксации контактов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции аппарата, повышения его надежности и облегчения обслуживания аппарата под напряжением, контактная пара выполнена с фиксацией замкнутого состояния, причем один из контактов выполнен с выемкой в средней части и симметрично расположенными пружинящими элементами, входящими в зону выемки, при этом угол между осью контакта н нормальную к точке касания пружинящего элемента к рабочей зоне выемки изменяется от 45 до 70, а профиль выемки в рабочей зоне выполнен согласно зависимости где Х, Y — текущие координаты профиля выемки;

Ум — минимальное расстояние от оси контактов до контактной точк и пружинящего элемента в свободном состоянии;

P — требуемое усилие нажатия кон"5 тактов;

К вЂ” коэффициент, обратный жесткости пружинящего элемента; ялсс — угол конусности контактов;

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение выемки выполнено по за20 кону овала или эллипса, одна из осей которого совпадает с основной осевой образующей.

159795! Î дг

Составитель Ю. Торшин

Редактор И. Шулла Техред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3060 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101