Устройство для управления высоковольтным коммутационным аппаратом

 

276202

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских ..;.Сот1иалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 2lc, 35/10

Заявлено ЗО.Х11.1966 (№ 1123020/24-7) с присоединением заявки ¹

Приор 1тет

Опубликовано 14Х11.1970. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 29.IX.1970

МПК Н 01h 33/28

УДК 621.316.542.064. .242.027.3 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. Д. Макальский

Всесоюзный ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ленина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ

КОММУТАЦИ ОН Н ЫМ АП ПАРАТОМ

Известны устройства для управления высоковольтным коммутационным аппаратом со сжатым газом, например выключателем, содержащие подвижную изоляционную тягу, расположенную в колонке управления п связанную одним концом с контактной системой или промежуточным клапаном, а друпгм с поршнем, служащим для взвода механизма привода тяги и связанным с ее фиксирующим приспособлением, выполненным, например, в виде защелки. В таких устройствах изоляционная тяга постоянно находится под действием силы, стремящейся переместить ее в крайнее положение, и перемещается только после освобождения ее конца защелкой, фиксирующей тягу через систему рычагов в одном из положений.

Защелка освобохкдается непосредственно электромагнитом отключения коммутационного аппарата. Возвращение изоляционной тяги в исходное положение (взведение механизма) производится путем подачи сжатого газа под специальный поршень и последующего сброса его. Такое выполнение устройства позволяет получить очень малое собственное время отключения либо собственное время включения в зависимости от того, какая операция производится прп движении изоляционной тяги. При этом собсгвенное время аппарата, связанное с движением тяги при взведении механизма, вынужденно получаегся значительно большим, а конструкция устройства усложняется вследствие применения специальной сложной клзпанной системы (шкафа управления) для взвода механизма управления тяги.

В предложенном устройстве с целью повышения быстродействия как при операциях включения, так и при операциях отключения аппарата, а также упрощения системы управления поршень снабжен дополнительным уст1р ройством, подающим сжатый газ под поршень илп сбрасывающнм его в атмосферу в зависимости от положеш1Я коммутационного аппарата, а фиксирующее приспособление — дополнительной защелкой, позволяющей фиксировать изоляционную тягу в другом крайнем пол о же1нп1.

Дополнительное устройство может быть выполнено либо в виде золотника, состоящего из подвижного полого штока, снабженного отвер2р стиямн для сброса и подачи сжатого газа и механически соединенного с изоляционной тягой н поршнем, либо в виде клапана, содержащего подпружиненную тарелку с уплотняющим пояском и два седла, одно из которых неподвижно, а другое подвижно и выполнено в виде полого штока, механически соединенНОГО с нзоляцпониОЙ тяГОЙ.

На фиг. 1 и 2 изображено описываемое устройство, два варианта выполнения.

276202

Изоляционная тяга 1, пропущенная внутри наполненной сжатым газом изоляционной колонки управления 2, находится постоянно под действием силы F и служит для непосредственного управления подвижными контактами коммутационного аппарата и выхлопным клапаном (на чертеже не показан). Сила F может создаваться пружиной или поршнем (на чертеже не показаны), находящимся постоянно под действием сжатого газа, которые расположены в верхней части колонки управления.

Тяга 1 шарнирно соединена с полым штоком 8, проходящим сквозь скользящее уплотнение 4.

Полость А внутри колонки 2 постоянно заполнена сжатым газом через трубку 5. Полость внутри штока 8 соединена с открытой в атмосферу полостью Б через отверстия б и с полостью В внутри корпуса 7 через отверстия 8.

Полость В уплотняется от атмосферы при помощи скользящих уплотнений. Лля соединения полости под поршнем 9 с атмосферой служит отверстие 10. Поршень 9 жестко укреплен на штоке 11, скользящем в направляющей втулке

12. Шток через ось 18 шарнирно соединен с серьгами 14, которые через ось 15 управляют вращающимся на оси 16 рычагом 17. На закрепленной в рычаге оси 18 вращается ролик

19, который (в показанном на чертеже положении механизма) под действием силы Р давит на торец защелки 20, удерживаемой пружиной 21. Торцовая поверхность защелки 20, соприкасающаяся с роликом 19, выполнена перпендикулярной к линии, соединяющей центр оси ролика с центром оси 22, вокруг которой вращается защелка 20. Таким образом вращающий момент от силы Г на защелку в идеальном случае равен нулю. Установка рычага производится при помощи упора 28 (показан условно), который может быть выполнен регулируемым. Сбивание защелки 20 производится ударом по хвостовику 24 штоком 25 электромагнита, снабженного пружиной 2б, якорем 27 и катушкой возбуждения 28. Симметрично по отношению к линии, проходящей через ось электромагнита и ось 1б, расположены защелка 29, упор 80, ось 81 и пружина 82, выполненные аналогично упомянутым и служащие для удержания рычага 17 в верхнем положении. Блок-контакты 88 и 84, приводимые в движение роликом 85, вращающимся вокруг оси 86, укрепленной в рычаге 17, служат для обрыва тока в катушке возбуждения

28 электромагнита после освобождения защелки 20 и 29.

Для включения аппарата к обмотке катушки 28 электромагнита прикладывается напряжение через замкнутые блок-контакты 88.

Электромагнит срабатывает и своим штоком

25 ударяет по хвостовику 24 защелки 20. Защелка 20 поворачивается и освобождает рычаг 17, который вместе с серьгами 14 и остальными подвижными частями начинает двигаться вверх под действием силы F, приложенной к изоляционной тяге. При этом ролик 85 освобождает блок-контакт 88, который разрывает

4 цепь тока катушки 28. В конце перемещения подвижной системы вверх рычаг 17 роликом

19 отжимает защелку 29 против действия пружины 82 н заскакивает за нее, а отверстия б в полом штоке 8 переходят через скользящее уплотнение 4 и попадают в полость А. Схкатый газ через отверстия б, полый шток 8 и отверстия 8 попадает в полость В. Сила давления сжатого газа на площадь поршня 9 больше силы F на величину, необходимую для достаточно быстрого перевода подвижной системы в нижнее положение. Однако перемещения подвижной системы вниз не происходит, так как защелка 29, прижимаемая пружиной 82 к регулируемому упору 80, фиксирует рычаг 17 и связанную с ним подвижную систему в верхнем положении. При этом ролик 85 удерживает блок-контакты 84 во включенном положении. Таким образом, после прихода рычага 17 в верхнее положение механизм практически (сразу после заполнения полости В сжатым газом) готов к операции отключения. Объем полости B должен быть выбран достаточно большим, чтобы скопившегося в нем сжатого газа с запасом хватило для производства всей операции отключения, так как по мере движения поршня вниз давление в полости корпуса 7 падает.

Для отключения аппарата к катушке 28 электромагнита прикладывается напряжение через блок-контакты 84. Электромагнит своим штоком 25 ударяет по защелке 29, которая освобождает рычаг 17. После этого сжатый газ, действующий на поршень 9, переводит подвижную систему в нижнее положение до фиксации рычага 17 защелкой 20. Отверстия б полого штока 8 переходят из полости А через скользящее уплотнение 4 в полость Б, соединенную с атмосферой. Сжатый газ выходит из полости В через отверстия 8, полый шток 8 и отверстия б в атмосферу, подготавливая ме-ханизм к операции включения.

В другом варианте выполнения устройства (фиг. 2) сила Р, постоянно действующая вверх вдоль колонки управления, прикладывается через изоляционную тягу 1 к полому штоку 8.

Полость А внутри изоляционной колонки, а также полость внутри полого штока 8 постоянно наполнены сжатым газом. Отверстия б штока 8 служат для постоянного соединения полости внутри штока 8 с полостью А, скользящее уплотнение 4 — для отделения полости

А от атмосферы. Шток 8 через ось 87, серьгу

88 и ось 89 соединен с рычагом 40, вращающимся вокруг неподвижной оси 41. Через скользящее уплотнение 42 шток 8 проходит в камеру 48, в которой скользит неподвижно закрепленный на штоке поршень 44 со скользящим уплотнением 45, а затем через скользящее уплотнение 4б — в камеру 47, сообщающуюся с атмосферой через кольцевой зазор а, образуемый между полым штоком и горловиной 48. Клапан 49, скользящий своим штоком

50 в направляющей 51, прижимается пружиной 52 либо к открытому торцу полого штока

276202

8, либо к кольцевой горловине 48 в зависимости от положения механизма. Полость внутри камеры 47 соединена с полостью внутри камеры 48 трубкой 58, а полость под поршнем 44 (в показанном на фиг. 2 поло>кении механизма) — с атмосферой через трубку 58, камеру

47 и кольцевой зазор а. После подачи импульса на электромагнит 54 защелка 20 освобождает рычаг 40 и подвижная система начинает перемещаться вверх под действием силы F.

При этом клапан 49 сначала следует за торцом штока 8. а после посадки на горловину 48 отсекает полость внутри камеры 47 от атмосферы и открывает торец штока. Сжатый газ поступает из полости А через отверстия б и полость внутри штока 8 в камеру 47, а оттуда через трубку 58 в камеру 48 под поршень 44.

Площадь поршня 44 выбирается такой, чтобы сила давления сжатого газа на поршень 44 превосходила силу F. Таким образом, в конце движения, после того как защелка 29 зафиксировала механизм в верхнем положении, сжатый газ начинает давить на поршень 44 и механизм оказывается подготовленным к переводу его в нижнее положение. Для этого импульс напряжения подается на электромагнит 54, который, ударяя по защелке 29, освобождает рычаг 40. Под действием силы давления воздуха на поршень 44 подвижная система движется вниз. При этом в ходе движения полый шток 8 отжимает клапан 49 от горловины 48. Сжатый газ выходит из-под поршня

44 через трубку 58, камеру 47 и кольцевой зазор а в атмосферу. Таким образом, к концу движения вниз после фиксации рычага 40 защелкой 20 механизм уже готов к последующей операции, переводящей подвижную систему вверх. Скорость вытекания воздуха из камеры

48 и скорость наполнения ее должны быть достаточно малыми, чтобы обеспечить время, необходлмое для перемещения подвижной системы из одного фиксированного положения в другое. Для регулирования скорости перетекания газа в трубку 58 может быть встроен дросселирующий клапан на чертеже не показан. (На чертеже не показаны также блокконтакты, необходимые для достаточно быстрого обесточивания электромагнита 54 после освобождения защелки 20 или 29), В зависимости от исполнения контактной системы, находящейся вверху колонки управления, перемещение подвижной системы вверх может приводить либо к замыканию, либо к

6 размыканию управляемых контактов. Предложенное устройство может также использоваться для управления главным клапаном, находящимся на высоком потенциале. Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено с любым другим не связанным механически с подвижной системой клапаном, обеспечивающим подачу или сброс сжатого газа из цилиндра поршня привода в зависимости от положения коммутационного аппарата до подачи электрической команды на электромагнит его отключения (или включения), а также с любым другим фиксирующим механизмом, обеспечивающим фиксацию подвижной системы устройства в двух крайних положениях.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления высоковольтным коммутационным аппаратом со сжатым газом, содержащее подвижную изоляционную тягу, расположенную в колонке управления и связанную одним концом с контактной системой или промежуточным клапаном, а другим с поршнем, служащим для взвода механизма привода тяги и связанным с фиксирующим приспособлением тяги, выполненным, например, в виде защелки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия как при операциях включения, так и при операциях отключения аппарата, а также упрощения системы управления, поршень снабжен дополнительным устройством, подающим сжатый газ под поршень или сбрасывающим его в атмосферу в зависимости от положения коммутационного аппарата, а фиксирующее приспособление — дополнительной защелкой, позволяющей фиксировать изоляционную тягу в другом крайнем положении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительное устройство выполнено в виде золотника, состоящего из подвижного полого штока, снабженного отверстиями для сброса и подачи сжатого газа и механически соединенного с изоляционной тягой и поршнем.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что дополнительное устройство выполнено в виде клапана, содержащего подпружиненную тарелку с уплотняющим пояском и два седла, одно из которых неподвижно, а другое подвижно и выполнено в виде полого штока, механически соединенного с изоляционной тягой.

276202

Составитель Карасева

Техред Т. П. Курилко Корректор Л. И. Гаврилова

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2669/10 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4j5