Вакуумный выключатель



Вакуумный выключатель
Вакуумный выключатель
Вакуумный выключатель
Вакуумный выключатель

 


Владельцы патента RU 2418335:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное общество "Эковакуум" (ООО "НПО "ЭКОВАКУУМ") (RU)

Вакуумный выключатель содержит раму, общий вал с рычагами и изоляционными тягами, фазы, установленные на раме и имеющие первый и второй токоподводы, закрепленные на изоляторах, вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания ее подвижного контакта и подключенный к нему гибкий проводник, разъединитель, имеющий подвижный и неподвижный контакты и создающий изолирующий разрыв последовательно с разомкнутыми контактами вакуумной камеры, причем неподвижный контакт разъединителя закреплен на первом токоподводе. На раме установлен вал с заземляющими ножами, а в каждой фазе на втором токоподводе закреплен кронштейн с осью и, с возможностью вращения вокруг этой оси, кулачок с рычагом и две изоляционные пластины, между которыми закреплены вакуумная камера с пружинным механизмом размыкания и подвижный контакт разъединителя, электрически соединенный с неподвижным контактом камеры. Гибкий проводник от подвижного контакта камеры электрически соединен со вторым токоподводом. Пружинный механизм размыкания контактов выполнен с роликом, контактирующим с кулачком, рычаг которого соединен изоляционной тягой с рычагами вала выключателя. Изоляционные пластины соединены дополнительными изоляционными тягами с заземляющими ножами. Технический результат - упрощение конструкции, повышение компактности и надежности работы выключателя, выполняющего также функции разъединителя и заземлителя. 4 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационному аппаратостроению, точнее к высоковольтным вакуумным выключателям.

Вакуумные выключатели занимают ведущие позиции среди других типов коммутационных аппаратов (масляных, элегазовых и др.) в классе напряжения 6-35 кВ. Это объясняется такими их преимуществами как: высокая надежность, большой коммутационный ресурс, компактность, экологическая чистота и др. В настоящее время у нас в стране и за рубежом разными производителями выпускается огромное количество различных вариантов их конструкции. Однако при эксплуатации, в случае, когда требуется работа оперативного персонала на отключенных участках линии, необходимо, помимо размыкания контактов в выключателе создать видимый разрыв в электрической цепи. Это достигается либо размыканием контактов воздушного разъединителя, установленного последовательно с выключателем в шкафах КСО (камеры сборные одностороннего обслуживания), либо выкатыванием тележки с выключателем в шкафах КРУ (комплектные распределительные устройства). Кроме этого, правила техники безопасности требуют обязательного заземления отключенных участков линии при проведении на них персоналом каких-либо работ. Поэтому в шкафах КСО и КРУ устанавливаются также стационарные заземлители. Известны технические решения, в которых предлагается совмещение в одном коммутационном устройстве функций выключателя и разъединителя, а также еще и заземлителя, например [1, 2]. Однако предложенные конструкции являются громоздкими, материалоемкими и сложными.

Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция вакуумного выключателя, предложенная в [3]. В ней вакуумный выключатель содержит раму, общий вал с рычагами и изоляционными тягами, фазы, установленные на раме и имеющие первый и второй токоподводы, закрепленные на изоляторах, вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания ее подвижного контакта и подключенный к нему гибкий проводник, разъединитель, имеющий подвижный и неподвижный контакты и создающий изолирующий разрыв в электрической цепи последовательно с разомкнутыми контактами вакуумной камеры, причем неподвижный контакт разъединителя закреплен на первом токоподводе, а управление подвижными контактами осуществляется через изоляционные тяги, соединенные с рычагами на общем валу при его повороте.

Недостатки данной конструкции состоят в следующем:

- выключатель имеет большие габаритные размеры, так как вакуумная дугогасительная камера, пружинный механизм размыкания контактов и подвижный контакт разъединителя расположены на одной линии;

- пружинный механизм размыкания контактов камеры имеет сложную конструкцию, так как кроме операции отключения он должен выполнять и операцию включения, что снижает надежность работы;

- отсутствует встроенный заземлитель, то есть при использовании выключателя в шкафах КРУ или КСО потребуется дополнительная установка отдельного заземляющего аппарата и привода к нему, что вызовет увеличение размеров и стоимости распределительного устройства.

Цель предлагаемого изобретения состоит в уменьшении размеров и повышении компактности выключателя, упрощении конструкции и повышении надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что вакуумный выключатель имеет раму, общий вал с рычагами и изоляционными тягами, фазы установленные на раме, которые содержат первый и второй токоподводы, закрепленные на изоляторах, вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания ее подвижного контакта, и подключенный к нему гибкий проводник, разъединитель, имеющий подвижный и неподвижный контакты и создающий изолирующий видимый разрыв последовательно с разомкнутыми контактами вакуумной камеры, причем неподвижный контакт разъединителя закреплен на первом токоподводе. Новизна предлагаемого изобретения состоит в том, что на раме дополнительно установлен вал с заземляющими ножами, а в каждой фазе на втором токоподводе закреплен кронштейн с осью, и, с возможностью вращения вокруг этой оси, кулачок с рычагом и две изоляционные пластины, между которыми закреплены вакуумная камера с пружинным механизмом размыкания и подвижный контакт разъединителя, электрически соединенный с неподвижным контактом камеры, при этом гибкий проводник от подвижного контакта камеры электрически соединен со вторым токоподводом, а пружинный механизм размыкания контактов выполнен с роликом, контактирующим с кулачком, рычаг которого соединен изоляционной тягой с рычагами вала выключателя, причем изоляционные пластины соединены дополнительными изоляционными тягами с заземляющими ножами.

Конструкция выключателя поясняется чертежами, представленными на фиг.1-4.

На фиг.1 показана фаза вакуумного выключателя (вид сбоку) во включенном положении: контакты вакуумной дугогасительной камеры замкнуты. Контакты разъединителя замкнуты, ножи заземления удалены на максимальное расстояние A1.

На фиг.2 показано положение частей фазы выключателя при выполнении коммутации тока: контакты вакуумной камеры разомкнуты, контакты разъединителя замкнуты, ножи заземления максимально удалены.

На фиг.3 показано положение частей фазы выключателя, когда контакты разъединителя разведены на максимальное расстояние В1, а ножи заземления замкнуты с токоподводом.

На фиг.4 показано среднее положение разъединителя, когда его контакты разведены на расстояние В2, обеспечивающее необходимую электрическую прочность, при этом ножи заземления еще не замкнуты и удалены на расстояние А2, также обеспечивающее необходимую в целях безопасности электрическую прочность.

Вакуумный выключатель (фиг.1) содержит:

общую раму 1, общий вал 2 с рычагами 3 и изоляционными тягами 4, установленные на раме фазы 5, которые содержат первый 6 и второй 7 токоподводы, закрепленных на изоляторах 8, вакуумную дугогасительную камеру 9 с пружинным механизмом 10 размыкания ее подвижного контакта 11 и подключенный к нему гибкий проводник 12, разъединитель, имеющий подвижный 13 и неподвижный 14 контакты и создающий видимый изолирующий разрыв электрической цепи последовательно с разомкнутыми контактами вакуумной камеры, причем неподвижный контакт разъединителя закреплен на первом токоподводе. На раме выключателя установлен дополнительно вал 15 с заземляющими ножами 16. В каждой фазе на токоподводе закреплен кронштейн 17 с осью 18, и, с возможностью вращения вокруг этой оси, кулачок с рычагом 19 и две изоляционные пластины 20, между которыми закреплены вакуумная камера, пружинный механизм размыкания и подвижный контакт разъединителя, который электрически соединен с неподвижным контактом 21 вакуумной камеры. Гибкий проводник от подвижного контакта вакуумной камеры электрически соединен со вторым токоподводом. Пружинный механизм размыкания контактов вакуумной камеры выполнен с роликом 22, контактирующим с кулачком, рычаг которого соединен изоляционной тягой с рычагами вала выключателя. Изоляционные пластины соединены дополнительными изоляционными тягами 23 с заземляющими ножами.

Вакуумный выключатель работает следующим образом:

При замкнутых контактах 13 и 14 разъединителя операции включения и отключения тока в цепи осуществляются замыканием контактов 11 и 21 вакуумной дугогасительной камеры 9.

Замыкание контактов происходит при повороте кулачка 19, который своим профилем воздействует на ролик 22 и преодолевая усилие пружины механизма размыкания 10 замыкает и поджимает контакты 21 и 11 (фиг.1). Электрическая цепь: токоподвод 6 - контакты разъединителя 14 и 13 - контакты камеры 21 и 11 - гибкий проводник 12 - токоподвод 7 замкнута. Включающее усилие на рычаг кулачка 19 передается через изоляционную тягу 4, рычаги 3 вала 2 от привода выключателя (не показан) через тягу 24. Механизм привода удерживает вал 2 и следовательно все остальные связанные с ним детали выключателя во включенном положении. Отключение тока выключателем происходит при размыкании контактов вакуумной камеры после того как на привод поступила команда на отключение и его механизм перестал удерживать вал 2. Пружинный механизм 10 размыкает контакты 11 и 21, одновременно через ролик 22 проворачивая вокруг оси 18 кулачок 19, а далее изоляционную тягу 4, рычаги 3, вал 2 и тягу от привода 24. При этом ножи заземления удалены на максимальное расстояние A1. На фиг.2 представлено положение деталей выключателя в отключенном состоянии. Выключатель также может кроме операций отключения и включения выполнять быстродействующие циклы операции включение-отключение и циклы АПВ (автоматического повторного включения).

После того как контакты вакуумной камеры разомкнуты, то для создания изолирующего видимого разрыва необходимо с помощью тяги 25 повернуть вал 15 с ножами заземления 16 в крайнее положение, как показано на фиг.3. При этом тяги 23 поворачивают вокруг оси 18 изоляционные пластины 20 с закрепленными между ними вакуумной камерой, механизмом размыкания и подвижным контактом разъединителя 13. В конечном положении поворота вала 15 контакты разъединителя 13 и 14 расходятся на максимальное расстояние B1, а ножи заземления 16 замыкаются со вторым токоподводом 7. Таким образом, отключенный участок электрической цепи изолирован воздушным промежутком В1 от первого токоподвода 6, на котором остается напряжение, а второй токоподвод 7 заземлен с помощью ножей заземления 16.

При повороте вала 15 в среднее положение, как показано на фиг.4, размеры деталей выключателя подобраны такими, что изоляционные промежутки А2 и В2 обеспечивают достаточную, чтобы не произошел пробой, электрическую прочность. Это необходимо, например, в том случае, когда вакуумная камера, по какой-либо причине потеряла вакуум.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет получить малогабаритный, компактный вакуумный выключатель, выполняющий также функции разъединителя и заземлителя. Конструкция выключателя проста, что повышает ее надежность.

Положительный эффект при этом состоит в том, что существенно снижаются размеры и стоимость шкафов с коммутационным оборудованием, так как вместо двух-трех электрических аппаратов (выключатель, разъединитель, заземлитель) устанавливается один, но выполняющий те же функции.

Источники информации

1. Патент Германии № 19613750, МКИ H01H 33/666, опубл. 02.10.1997.

2. Патент США № 6326567, МКИ H01H 33/00, опубл. 04.12.2001.

3. Патент США № 5859398, МКИ H01H 33/14, опубл. 12.01.1999 (прототип).

Вакуумный выключатель, содержащий раму, общий вал с рычагами и изоляционными тягами, фазы, установленные на раме и имеющие первый и второй токоподводы, закрепленные на изоляторах, вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания ее подвижного контакта и подключенный к нему гибкий проводник, разъединитель, имеющий подвижный и неподвижный контакты и создающий изолирующий разрыв последовательно с разомкнутыми контактами вакуумной камеры, причем неподвижный контакт разъединителя закреплен на первом токоподводе, отличающийся тем, что на раме дополнительно установлен вал с заземляющими ножами, а в каждой фазе на втором токоподводе закреплен кронштейн с осью и, с возможностью вращения вокруг этой оси, кулачок с рычагом и две изоляционные пластины, между которыми закреплены вакуумная камера с пружинным механизмом размыкания и подвижный контакт разъединителя, электрически соединенный с неподвижным контактом камеры, при этом гибкий проводник от подвижного контакта камеры электрически соединен со вторым токоподводом, а пружинный механизм размыкания контактов выполнен с роликом, контактирующим с кулачком, рычаг которого соединен изоляционной тягой с рычагами вала выключателя, причем изоляционные пластины соединены дополнительными изоляционными тягами с заземляющими ножами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим аппаратам низкого и среднего напряжения, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей переменного тока, в том числе дистанционно, может быть использовано в составе другого электрооборудования, выкатных ячеек коммутационных аппаратов, магнитных станциях, в том числе взрывозащищенных.

Изобретение относится к низковольтным и высоковольтным электрическим аппаратам и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления электрическими приводами и сетями.

Изобретение относится к низковольтным и высоковольтным электрическим аппаратам и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления электрическими приводами и сетями.

Изобретение относится к низковольтным и высоковольтным электрическим аппаратам и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления электрическими приводами и сетями.

Изобретение относится к низковольтным и высоковольтным электрическим аппаратам и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления электрическими приводами и сетями.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам высоковольтных вакуумных выключателей с магнитной защелкой. .

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к серии выключателей ВРС, предназначенной для использования в комплектных распределительных устройствах (КРУ) новой серии КУ-6С и КУ-10С, а также в аналогичных других КРУ.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приводам высоковольтных выключателей, и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления приводами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных выключателях с электромагнитным приводом на магнитной защелке. .

Изобретение относится к вакуумному переключателю для эксплуатации на железной дороге, содержащему по меньшей мере два переключающих контакта и систему привода с тягой переключателя, перемещающей по меньшей мере один переключающий контакт

Изобретение относится к конструкциям приводов вакуумных выключателей

Изобретение относится к области электротехники, а именно к силовым коммутационным аппаратам, и предназначено для управляемой коммутации различной электрической нагрузки, например электродвигателей, трансформаторов, емкостных батарей, кабельных линий и т.д

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве переключателя чередования фаз для управления реверсивными механизмами или как устройство управления двухскоростными электродвигателями

Двигательный привод прямого действия предназначен для осуществления операций включения и отключения вакуумного выключателя. Привод содержит электродвигатель, приводящий в круговое вращательное движение, напрямую или через редуктор, кулачок в форме диска, который имеет участки с низким и высоким профилем, а также пружину отключения, механическую защелку и рычажный механизм, рычаги которого соединены с подвижными контактами вакуумных дугогасительных камер и с пружиной отключения, и который совершает качательные движения между включенным и отключенным положениями. На одном из рычагов закреплен ролик, на который давит кулачок участком с высоким профилем при его вращении и выполнении операции включения. Рычажный механизм может удерживаться во включенном положении механической защелкой. При операции включения осуществляется зарядка пружины отключения, а операция отключения происходит при срабатывании механической защелки и повороте рычажного механизма под действием разряжающейся пружины отключения в отключенное положение. На боковой поверхности кулачка имеется выступ, а рычажный механизм имеет дополнительное плечо, которое при повороте во включенное положение взаимодействует с выступом и останавливает вращение кулачка в положении, когда его участок с низким профилем находится напротив ролика. Технический результат - повышение надежности работы, упрощение конструкции и снижение тока потребления привода. 4 ил.

Вакуумный выключатель содержит стальное основание с вертикальными ребрами и горизонтальными полками, на которые в верхней и средней части корпуса установлено не менее двух одинаковых фазных модулей, разделенных между собой вертикальными ребрами. В нижней части корпуса расположены общие для всех модулей блокировочный и синхронизирующий валы и, по крайней мере, один поворотный электромагнит. Блокировочный вал соединен с валом поворотного электромагнита и снабжен рычагом, к которому прикреплен один конец пружины. Второй конец пружины прикреплен к основанию. Каждый из фазных модулей содержит расположенные в верхней части корпуса вакуумную камеру с неподвижным и подвижным контактами, токопроводы, опорные и тяговый изоляторы, расположенные вертикально вдоль центральной оси модуля, шток, соосные с ним отключающую и поджимающую пружины, а также расположенный в средней части корпуса пофазный линейный электромагнитный привод. Якорь привода размещен во внутренней полости статора и закреплен на штоке. Статор выполнен с осевым вертикальным пазом. В пазу размещен с возможностью перемещения закрепленный на штоке фиксирующий штифт. Каждый шток верхним концом связан с тяговым изолятором. На нижнем конце шток снабжен подшипником качения и опирается на эксцентрик, установленный на общем блокировочном валу. Штоки всех фазных модулей снабжены линейными зубчатыми венцами, выполненными с возможностью их зацепления с шестернями, установленными на общем синхронизирующем валу. Технический результат - обеспечение надежной фиксации включенного состояния выключателя и уменьшение времени размыкания контактов его вакуумных камер. 5 ил.

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению. Вакуумный выключатель нагрузки содержит: раму, с установленными на ней изоляторами; двухконтурную контактную систему, в виде контура главных контактов и шунтирующего контура дугогасительных контактов; вакуумную дугогасительную камеру; и рычажный вал с приводом. Согласно данному изобретению в шунтирующий контур дугогасительных контактов введен второй дополнительный разрыв в виде клинового устройства, состоящего из клинообразного сегмента, установленного на размыкающем контакте, и расклинивающегося механизма. При этом расклинивающий механизм содержит упор, неподвижно связанный с неподвижным дугогасительным контактом, и двуплечий рычаг, шарнирно связанный с указанным упором и воздействующий на подвижный дугогасительный контакт. Технический результат - повышение надежности включения и отключения контактов, снижение радиальных нагрузок на шток вакуумной дугогасительной камеры и уменьшение требований к уровню внешней изоляции вакуумной дугогасительной камеры, что позволяет уменьшить её габариты. 4 ил.

Вакуумный выключатель содержит три полюса с вакуумными дугогасительными камерами, установленными на корпусе. Два электромагнитных привода с магнитными защелками установлены на том же корпусе между средней и крайними изоляционными тягами полюсов, причем подвижные части приводов соединены с изоляционными тягами дугогасительных камер общей тягой. Третий магнитный привод содержит два разъединяемых блока, при этом первый блок соединен с корпусом, а второй - с общей тягой. Как минимум один из блоков третьего магнитного привода содержит постоянный магнит. Технический результат - повышение скорости включения и выключения выключателя за счет увеличения скорости перемещения механических частей привода, а также обеспечение высокой вибро- и удароустойчивости выключателя в выключенном состоянии. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вакуумный выключатель содержит минимум два фазных модуля с расположенными в них вакуумными дугогасительными камерами, гибкими тоководами, тяговыми изоляторами, высоковольтными соединениями, механическими валами управления вакуумными выключателями. Выключатель дополнительно содержит минимум один узел, передающий крутящий момент между механическими валами управления фазных модулей. Механический вал управления может быть синхронизирующим, блокирующим, деблокирующим, приводным. Вал минимум одного фазного модуля может быть выполнен сквозным. Количество фазных модулей может равняться трем, а количество узлов, передающих крутящий момент между механическими валами, равно двум. Узел, передающий крутящий момент, может выполняться с минимумом одним карданным шарниром. Узел, передающий крутящий момент, может выполняться в форме пружины. Технический результат - повышение компактности и надежности вакуумного выключателя за счет возможности изменения геометрического взаиморасположения его полюсов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Разъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционный содержит одну или несколько фаз, объединенных общей рамой. Каждая из фаз имеет опорный изолятор с токоподводом и размещенную в защитном изоляционном корпусе вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания контактов и контактным рычагом, поворачивающимся в вертикальной плоскости вокруг оси в корпусе, главный неподвижный контакт, соединенный электрически с токоподводом и вакуумной дугогасительной камерой, а также установленный на другом опорном изоляторе главный подвижный контакт. На главном подвижном контакте дополнительно размещен и электрически с ним связан кулачковый толкатель, а на раме дополнительно установлена металлическая опора, на которой закреплен заземляющий контакт и третий опорный изолятор со вторым токоподводом, соединенный гибкой, токопроводящей связью с подвижным контактом. Главный подвижный контакт совершает вращательное движение в горизонтальной плоскости. При включении он замыкается с главным неподвижным контактом, при повороте на угол 90° образует видимый разрыв, а при повороте на 180° замыкается с заземляющим контактом. При замыкании и размыкании главных контактов кулачковый толкатель, воздействуя на контактный рычаг, вызывает предварительное замыкание и размыкание контактов и коммутацию тока внутри вакуумной дугогасительной камеры. Технический результат - совмещение в одном аппарате функций выключателя, разъединителя и заземлителя с управлением от одного привода. 4 ил.
Наверх