Разъединитель

 

Изобретение относится к высоковольтным коммутационным аппаратам и предназначено для работы на открытом воздухе в воздушных распределительных электрических сетях на напряжение до 29 кВ. Технический результат - повышение надежности работы в гололедных условиях. Разъединитель содержит раму, два неподвижных изолятора с контактами, подвижный изолятор и сочлененный с ним подвижный нож, тягу, при этом ось поворота подвижного ножа закреплена на тяге со смещением относительно оси поворота тяги. 3 ил.

Изобретение относится к высоковольтным коммутационным аппаратам, в частности к разъединителям, и предназначено для работы на открытом воздухе в воздушных распределительных электрических сетях на напряжение до 20 кВ.

Известен разъединитель, содержащий тяговый изолятор контактного ножа, упругодеформируемый во включенном положении разъединителя (авторское свидетельство СССР 502413, кл. Н 01 Н 31/48, 1973).

Известный разъединитель имеет существенные недостатки, основным из которых является ненадежная работа в гололедных условиях.

Известен также разъединитель, у которого сочленение контактного ножа и подвижного изолятора выполнено посредством фасонной шайбы, которая с помощью полуосей соединяется с контактным ножом посредством штока, закрепленного на головке подвижного изолятора (авторское свидетельство СССР 936066, кл. Н 01 Н 31/00, 1982).

Недостатком аналога является сложная конструкция.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является разъединитель, у которого на раме закреплены изоляторы с контактами, подвижный изолятор имеет тягу, шарнирно соединенную с подвижным контактным ножом, соединение тяги с изолятором выполнено с возможностью ограниченного перемещения ножа относительно подвижного изолятора в плоскости движения подвижного изолятора, тяга имеет П-образное сечение с торцом со стороны подвижного изолятора в виде клиновидной пластины с выступами с двух сторон, сочленение подвижного изолятора с ножом выполнено подпружиненным (авторское свидетельство СССР 936066, кл. Н 01 Н 31/00, 1971).

К недостаткам прототипа относится ненадежная работа в гололедных условиях.

Задачей изобретения является повышение надежности работы разъединителя в гололедных условиях.

Поставленная задача решается тем, что в разъединителе, содержащем два неподвижных изолятора с контактами, подвижный изолятор и сочлененный с ним контактный нож, первую тягу, в отличие от прототипа, на неподвижном изоляторе с возможностью поворота одним концом закреплена вторая тяга, другим концом соединенная с подвижным изолятором и первой тягой посредством кулисы, с возможностью поворота и линейного перемещения относительно их общей оси поворота, при этом на второй тяге закреплена ось поворота контактного ножа со смещением относительно оси поворота второй тяги равным е где [σ_упр] - допустимое напряжение упругости материала контактного ножа; Е - модуль упругости материала контактного ножа; J_х - момент инерции контактного ножа; W_х - момент сопротивления; L - длина контактного ножа; - угол между вертикалью, проходящей через ось поворота второй тяги и прямой, проходящей через оси поворота контактного ножа и второй тяги; величины зазоров, отнесенные к длине контактного ножа L, в шарнирном соединении второй тяги, соответственно с вторым неподвижным контактом и с контактным ножом в направлении действия силы F; ξ - упругая деформация одного из неподвижного контакта, отнесенная к длине контактного ножа L, в направлении действия силы F;
к=2 - коэффициент запаса.

Существо изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен разъединитель для работы в гололедных условиях. На фиг.2 первая тяга, на фиг.3 - зазоры.

На раме 1 закреплены неподвижные изоляторы 2 и 3 с контактами 4 и 5, а также ось 6 привода контактного ножа 7. Узел привода контактного ножа 7 содержит подвижный изолятор 8, первую тягу 9, шарнирно соединенную с контактным ножом 7 и подвижным изолятором 8, вторую тягу 10, которая через шарнир 11 соединена с контактным ножом 7, через шарнир 12 соединена с неподвижным контактом 5 и соединена с подвижным изолятором 8, первой тягой 9 посредством кулисы. Сочленение подвижного изолятора 8 с контактным ножом 7 выполнено подпружиненным с помощью пружины 13. Торец первой тяги 9 (фиг.2) со стороны подвижного изолятора 8 оснащен пластиной 14 клиновидной формы с выступами 15 с двух сторон. Разъединитель способен приводиться в действие с помощью привода 16 посредством жесткой связи 17.

Устройство работает следующим образом. При отключении разъединителя под действием привода 16, подвижный изолятор 8, сжимая пружину 13, перемещается, поворачивая вторую тягу 10 вокруг ее оси. В случае блокирования гололедом, контактный нож 7, ось поворота которого, расположенная на второй тяге 10 со смещением относительно оси ее поворота, равным

(фиг.3), начинает деформироваться под действием силы

определяемой развиваемой приводом силы F₁ и увеличенной до значения F за счет соотношения плеч a/b (фиг.1) второй тяги 10. Деформация контактного ножа 7 определяется величиной е, исходя из допустимого максимального прогиба

(Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. T.1. - 5-е изд. , перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 728с.), угол поворота при этом не должен превышать

δ₁, δ₂ - величины зазоров в шарнирном соединении второй тяги 10 соответственно с неподвижным контактом 5 и с контактным ножом 7 в направлении действия силы F,
ξ - упругая деформация одного из неподвижных контактов в направлении действия силы F (фиг.3),
k=2 - коэффициент запаса.

По имеющимся данным для разъединителей типа РВН 10/400/50-IV УХЛ1 завода ГП "Электроаппарат" г. Уфа и разъединителей типа РЛНД-10 завода АО "Электрощит" г. Самара δ₁=0,35÷0,6 мм, δ₂=0,35÷0,6 мм, можно принять ξ=3÷5 мм. Анализ технической литературы и существующих конструкций позволяет представить величины зазоров δ₁, δ₂, деформацию ξ и прогиб f в относительных единицах

где базовой величиной является L. Контактный нож 7 стремится сдвинуться относительно неподвижных контактов 4 и 5 на расстояние, равное к(δ₁+δ₂+ξ). При этом в месте контакта контактного ножа со льдом создается сложное напряженное состояние от действующих в нем в разных направлениях сил и моментов упругости, и силы, действующей по оси ножа. Из-за анизотропии системы лед-металл хотя бы один из векторов сил совпадет или будет близок к плоскости с наименьшей прочностью системы лед-металл, что приводит к облегченному разрушению льда или ослаблению связи льда с металлом. При дальнейшем движении подвижного изолятора 8, клиновидная пластина 14 первой тяги 9 раздвигает (расклинивает) половинки контактного ножа 7, а затем выступы 15 первой тяги 9 производят удар по кромкам половинок контактного ножа 7. В результате происходит скалывание льда в местах контактного соединения и надежное отключение разъединителя.

Формула изобретения

Разъединитель, содержащий раму, два неподвижных изолятора с контактами, подвижный изолятор и сочлененный с ним контактный нож, первую тягу, отличающийся тем, что на неподвижном изоляторе с возможностью поворота одним концом закреплена вторая тяга, другим концом соединенная с подвижным изолятором и первой тягой посредством кулисы, с возможностью поворота и линейного перемещения относительно их общей оси поворота, при этом на второй тяге закреплена ось поворота контактного ножа со смещением относительно оси поворота второй тяги равным е

[σ_упр] - допустимое напряжение упругости материала контактного ножа;
Е - модуль упругости материала контактного ножа;
J_х - момент инерции контактного ножа;
W - момент сопротивления;
L - длина контактного ножа;
- угол между вертикально, проходящей через ось поворота второй тяги, и прямой, проходящей через оси поворота контактного ножа и второй тяги,
- величины зазоров, отнесенные к длине контактного ножа L, в шарнирном соединении второй тяги соответственно с неподвижным контактом и с контактным ножом в направлении действия силы F;
ξʹ - упругая деформация одного из неподвижных контактов, отнесенная к длине контактного ножа L, в направлении действия силы F;
к = 2 - коэффициент запаса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3