Вакуумный выключатель нагрузки



Вакуумный выключатель нагрузки
Вакуумный выключатель нагрузки
Вакуумный выключатель нагрузки
Вакуумный выключатель нагрузки

 


Владельцы патента RU 2529501:

Мамхегов Мухамед Абдулкеримович (RU)

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.

 

Изобретение относится к области высоковольтного электроаппаратостроения, в частности к высоковольтным выключателям нагрузки.

Выключатели нагрузки широко используются в камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО), комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), комплектных распределительных устройствах (КРУ) и являются одним из основных видов коммутационного оборудования, применяемых при распределении электрической энергии. Основные требования к выключателям -то коммутация различных видов нагрузки преимущественно активных токов вплоть до номинального значения. При этом аппарат должен включать и пропускать токи короткого замыкания.

Существует большое разнообразие конструкций выключателей нагрузки, выполненные на базе различных способов гашения электрической дуги. В конструкциях, как правило, используются дугогасительные устройства открытого типа, в которых гашение электрической дуги происходит в открытой оболочке, имеющей связь с окружающей средой (автокомпрессионный цилиндр, автогазовая камера, воздушная гильза и т.д.).

Широкое распространение получил в настоящее время автогазовый выключатель нагрузки [1]. В аппарате гашение электрической дуги основано на принципе использования газогенерирующего материала. Дугогасительная камера имеет вкладыш, изготовленный из газогенерирующего материала, который при взаимодействии с электрической дугой выделяет большое количество дугогасящего газа. Образованная среда и повышенное давление способствуют успешному гашению электрической дуги.

Автогазовый выключатель нагрузки содержит: раму, на которой установлены шесть опорных изоляторов, по два на каждую фазу. На одном изоляторе фазы закреплен неподвижный главный контакт, на котором установлена автогазовая дугогасительная камера. На другом изоляторе, этой же фазы, через второй неподвижный контакт шарнирно установлены подвижный главный контакт и подвижный дугогасительный контакт. Движение от привода к главным подвижным контактам осуществляется с помощью изоляционных тяг через рычажный вал. Шарнирное соединение контактов образует двухконтурную контактную систему: контур главных контактов с одним разрывом и шунтирующий контур дугогасительных контактов с одним разрывом. При этом первыми включаются и отключаются главные контакты, а затем дугогасительные контакты.

Наличие двух контуров, главных и дугогасительных контактов, позволяет разделить их по функциональным назначениям: главные контакты - включение и проведение тока как в нормальном, так и в аварийном режимах, а дугогасительные контакты - отключение тока вплоть до номинального значения.

Дугогасительный контур облегчает работу автогазовой дугогасительной камеры, так как он, выполняя роль низкоомного шунта, снижает величину отключаемого тока.

Автогазовый выключатель нагрузки сочетает функции выключателя и разъединителя, образуя в отключенном положении видимый разрыв.

К достоинству автогазового выключателя нагрузки следует отнести простоту и надежность конструкции при его относительно недорогой цене.

Недостатком автогазового выключателя нагрузки можно считать выброс продуктов горения наружу в процессе гашения электрической дуги, для чего требуется дополнительное пространство, объем. Такая картина наблюдается в работе выключателей нагрузки с дугогасительными устройствами открытого типа. Вопрос снимается применением в выключателях нагрузки дугогасительного устройства закрытого типа, в котором гашение электрической дуги происходит в герметичной оболочке, не имеющей связи с окружающей средой (вакуумная камера, элегазовый цилиндр, масляный бак и т.д.).

Известны конструкции, в которых предлагаются совмещение функции вакуумного выключателя и разъединителя [2, 3]. Их недостатки заключаются в том, что сквозные токи короткого замыкания проходят через контакты вакуумной дугогасительной камеры, что требует, в свою очередь, увеличение необходимых усилий дополнительного поджатия контактов и повышения их термической и электродинамической стойкости.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является конструкция вакуумного выключателя нагрузки, приведенная в [4], которая подобна вышеописанной конструкции автогазового выключателя нагрузки. Здесь, на место дугогасительного устройства открытого типа (автогазовая дугогасительная камера) установлено дугогасительное устройство закрытого типа (вакуумная дугогасительная камера). Вакуумная дугогасительная камера снабжена механизмом включения и отключения в виде контактного ролика, взаимодействующего с толкателем, закрепленным на разъединяющем подвижном контакте. Профиль поверхности толкателя имеет выступ, который должен обеспечить перемещение, равное ходу подвижного дугогасительного контакта и ходу дополнительного поджатия.

Основными недостатками данной конструкции являются:

1. В момент силового взаимодействия контактного ролика и толкателя возникает «распирающий эффект» между консольно закрепленными опорным изолятором с вакуумной дугогасительной камерой и опорным изолятором с подвижным разъединяющим контактом. Суммарный прогиб указанных опор в точке касания ролика и толкателя практически исключает возможность обеспечения требуемого постоянства хода подвижного дугогасительного контакта и хода на поджатие, следовательно, исключается надежная работы всей конструкции.

2. При включении разъединяющего контакта создаются ударные радиальные нагрузки на шток вакуумной дугогасительной камеры, что ведет к его перекосу. Возникают препятствия плавному движению и опасность заедания.

3. Вакуумная дугогасительная камера установлена на главном неподвижном контакте с большим удалением от изолятора, для рассматриваемого случая, что существенно снижает жесткость конструкции опоры.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в исключении указанных недостатков в конструкции вакуумного выключателя нагрузки.

Для достижения указанного технического результата в вакуумном выключателе нагрузки, содержащем: раму, с установленными на ней опорными изоляторами; двухконтурную контактную систему, в виде контура главных контактов и шунтирующего контура дугогасительных контактов; вакуумную дугогасительную камеру; рычажный вал с приводом, вводится в шунтирующий контур дугогасительных контактов второй дополнительный разрыв в виде клинового устройства, состоящего из клинообразного сегмента, установленного на размыкающем контакте, и расклинивающегося механизма.

При этом расклинивающийся механизм содержит упор, неподвижно связанный с неподвижным дугогасительным контактом, и двуплечий рычаг, шарнирно связанный с указанным упором и воздействующий на подвижный дугогасительный контакт.

Различные положения вакуумного выключателя нагрузки иллюстрируют фиг.1-4.

Фиг.1 - выключатель включен.

Фиг.2 - выключатель отключен.

Фиг.3 - выключатель включается. Главный контакт, пройдя определенное расстояние, начинает совместное с размыкающим контактом движение.

Фиг.4 - выключатель отключается. Главный контакт, пройдя определенное расстояние, начинает совместное с размыкающим контактом движение.

Вакуумный выключатель нагрузки представлен на фиг.1 во включенном положении и на фиг.2 в отключенном положении. Конструкция содержит: раму 1, на которой установлены шесть опорных изоляторов 2, по два на фазу; главные неподвижные контакты 3 и 4; главный подвижный контакт 5, шарнирно соединенный с размыкающим контактом 6, которая имеет в составе клинообразный сегмент 7 и упорный ролик 8; вакуумную дугогасительную камеру 9 с подвижным и неподвижным дугогасительными контактами 10 и 11; изоляционные щеки 12, в которых установлены неподвижный упор 15, в виде ролика и двуплечий рычаг 13, на неподвижной оси которой установлен подпружиненный направляющий ролик 14. Двуплечий рычаг 13 содержит на концах рычагов подвижные ролики 16 и 17. Главный подвижный контакт 5 соединен вторично с размыкающим контактом 6 связью 18 с пазом и стягивающей пружиной 24, а с другой стороны соединен через изоляционную тягу 19 с рычажным валом 20. Имеется также шток 21, пружина поджатия 22 и пружина отключения 21 подвижного дугогасительного контакта 10.

Работает выключатель нагрузки следующим образом. На фиг.2 показано отключенное положение выключателя. Аппарат готов к включению. При включении движение от рычажного вала 20 передается главному подвижному контакту 5 через изоляционную тягу 19. Главный подвижный контакт 5 начинает движение на включение, при этом размыкающий контакт 6 остается неподвижным (фиг.3). После выбора зазора в пазу связи 18 размыкающий контакт 6 начинает движение на включение совместно с главным подвижным контактом 5. Отставание размыкающего контакта 6 от главного подвижного контакта 5 продиктовано условием первоочередности включения последнего. При этом касание клинообразного сегмента 7 с подпружиненным направляющим роликом 14 не влияет на процесс коммутации, так как подвижный дугогасительный контакт 10 остается на месте неподвижным. После замыкания главного подвижного контакта 5 и главного неподвижного контакта 3 происходит одновременное касание клинообразного сегмента 7 с неподвижным упором 15 и с подвижным роликом 16. По мере продвижения клинообразного сегмента 7 между роликами, подвижный ролик 16 начинает перемещаться, приводя в движение ролик 17 двуплечего рычага 13. В свою очередь, подвижный ролик 17, посредством штока 21 и пружины поджатия 22, передает движение подвижному дугогасительному контакту 10, осуществляя тем самым замыкание и поджатие дугогасительных контактов 10 и 11. Одновременно происходит сжатие пружины отключения 23 подвижного дугогасительного контакта 10. Выключатель нагрузки включен (фиг.1).

При отключении движение от рычажного вала 20 (фиг.1) передается через изоляционную тягу 19 главному подвижному контакту 5. Главный подвижный контакт 5 начинает движение и размыкается с главным неподвижным контактом 3 (фиг.4). Происходит разрыв в контуре главных контактов, и отключаемый ток полностью переходит на шунтирующий дугогасительный контур. При этом размыкающий контакт 6, следовательно, и подвижный дугогасительный контакт 10 остаются неподвижными. После образования между главным подвижным контактом 5 и главным неподвижным контактом 3 определенного воздушного промежутка, изоляционная тяга 19 начинает упираться торцовой частью в упорный ролик 8 размыкающего контакта 6. Далее происходит совместное движение главного подвижного контакта 5 и размыкающего контакта 6. При этом клинообразный сегмент 7, установленный на размыкающем контакте 6, выходит из зацепления, освобождая подвижный ролик 16 двуплечего рычага 13. Одновременно ролик 17 освобождает шток 21 с пружиной поджатия 22 и пружина отключения 23 (фиг.1) размыкает подвижный и неподвижный дугогасительные контакты 10 и 11. Происходит первый разрыв шунтирующего дугогасительного контура. Образующаяся электрическая дуга гасится в вакуумной дугогасительной камере 9. За первым разрывом шунтирующего дугогасительного контура через определенное время (не менее одного периода) следует второй дополнительный разрыв этого же контура в виде размыкания подпружиненного направляющего ролика 14 и размыкающего контакта 6 в бестоковом режиме. Дальнейшее совместное движение на отключение главного подвижного контакта 5 и размыкающего контакта 6 ведет к увеличению величины промежутка второго дополнительного разрыва и обусловлено образованием видимого разрыва. На фиг.2 показано отключенное положение вакуумного выключателя нагрузки.

Предлагаемая конструкция вакуумного выключателя нагрузки имеет следующие преимущества.

1. Введение второго дополнительного разрыва в шунтирующий контур дугогасительных контактов контактной системы выключателя нагрузки позволяет существенно уменьшить требования к уровню внешней изоляции вакуумной дугогасительной камеры, следовательно, уменьшить ее габаритные размеры.

2. Исполнение второго дополнительного разрыва в виде предлагаемого клинового устройства полностью исключает «распирающий эффект» между консольно закрепленными опорными изоляторами, с установленными на них контактной системой и вакуумной дугогасительной камерой и делает конструкцию не только работоспособной, но и обеспечивает высоконадежное включение и отключение контактов независимо от податливости указанных опор.

3. Использование двуплечего рычага исключает радиальные нагрузки на шток вакуумной дугогасительной камеры при включении размыкающего контакта.

Источники информации

1. Патент №1718286; кл. Н01Н 33/76, опубл. 23.07.1996, Россия.

2. Патент №448044; кл. 200-144, опубл. 20.11.1984, США.

3. Патент №2301227; кл. H1N, опубл. 27.11.1996, Англия.

4. Патент №2247439; кл. Н01Н 33/666, опубл. 27.02.2005, Россия (прототип).

Вакуумный выключатель нагрузки, содержащий раму, с установленными на ней опорными изоляторами; двухконтурную контактную систему, в виде контура главных контактов и шунтирующего контура дугогасительных контактов; вакуумную дугогасительную камеру; рычажный вал с приводом, отличающийся тем, что 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, расклинивающийся механизм содержит упор, неподвижно связанный с неподвижным дугогасительным контактом, и двуплечий рычаг, шарнирно связанный с указанным упором и воздействующий на подвижный дугогасительный контакт.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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

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 конструкциям приводов вакуумных выключателей. .

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

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.

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.

Изобретение касается устройства прерывания тока, способного замыкаться и размыкаться посредством основного подвижного контакта (3). Устройство содержит в качестве операционного механизма вакуумный картридж(6), соединенный с основной электрической цепью (1,2,3) и имеющий стержень, поддерживающий подвижный контакт (9) картриджа. Устройство содержит коромысло (12), являющееся целым и жестким. Коромысло может вращаться вокруг двух шарнирных точек (11, 21) и зацепляться с основным подвижным контактом (3) в ходе размыкания или замыкания вакуумного картриджа во время установления электрического соединения. Колебание коромысла между двумя фиксированными точками (11, 21) позволяет ему полностью зацепляться с основным подвижным контактом в одном направлении перемещения и перемещаться при помощи последнего без его отведения вперед в другом направлении перемещения. Технический результат - повышение надежности работы и упрощение устройства. 23 з.п. ф-лы, 16 ил.

Высоковольтный вакуумный выключатель содержит две автономные соосно закрепленные вакуумные дугогасительные камеры, торцы которых закрыты фланцами. Контактный узел первой вакуумной дугогасительной камеры состоит из неподвижного и подвижного контактов. Контактный узел второй вакуумной дугогасительной камеры состоит из двух подвижных контактов. Неподвижный контакт первой вакуумной дугогасительной камеры жестко соединен с фланцем посредством токоподвода, а подвижный контакт соединен с другим фланцем сильфоном. Подвижные контакты второй вакуумной дугогасительной камеры соединены с ее фланцами сильфонами. Подвижный контакт первой вакуумной дугогасительной камеры и ближайший к нему подвижный контакт второй вакуумной дугогасительной камеры соединены общим токоподводом с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси вакуумных дугогасительных камер. Общий токоподвод выполнен в виде стержня со стопорным утолщением, расположенным между вакуумными дугогасительными камерами. На общий токоподвод между фланцем первой вакуумной дугогасительной камеры и стопорным утолщением установлена пружина сжатия. Другой подвижный контакт второй вакуумной дугогасительной камеры соединен с приводом своим токоподводом. Технический результат - повышение рабочего напряжения и функциональности высоковольтного вакуумного выключателя, имеющего упрощенную конструкцию. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение в быстродействующих вакуумных выключателях. Подвижный контакт (2) вакуумной дугогасительной камеры (1) и шток (3) жестко связаны через изоляционную тягу (4). Импульсно-динамический привод отключения включает в себя кулачок (5), установленный на штоке (3), катушку (6) и фиксатор (7) с подпружиненными шариками (8), закрепленные на плите (9), а также перемещаемый диск (10). На опорной плите (11) закреплен привод включения (12) с толкателем (13). Шток (3) снабжен коническим наконечником (14), а на опорной плите (11) установлен кольцевой упор (15) в виде втулки, внутренняя поверхность которой имеет коническую часть (16), сопрягаемую с коническим наконечником (14). Перемещаемый диск (10) снабжен коническим выступом (17), а внутренняя поверхность втулки имеет вторую коническую часть (18), сопрягаемую с выступом (17). Технический результат - повышение износоустойчивости и надежности работы выключателя за счет клинового демпфированного останова штока и перемещаемого диска при отключении выключателя. 2 ил.
Наверх