ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ТРЕХПОЛЮСНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к высоковольтному аппаратостроению, и касается конструкций высоковольтных вакуумных выключателей.

Известны и широко применяются, в частности, для коммутации дуговых печей, трехполюсные вакуумные выключатели, способ коммутации которых состоит в том, что один из трех полюсов выключателя размыкается первым, а два других полюса размыкаются одновременно через промежуток времени, не меньший 1/3 периода промышленной частоты сети по отношению к первому [1]
Известен высоковольтный трехполюсный вакуумный выключатель, реализующий способ по [1] и содержащий рычаги управления подвижными контактами камер и удерживающую защелку, фиксирующую выключатель во включенном положении и снабженную электромагнитом отключения, и привод, связанный с удерживающей защелкой с электромагнитом отключения, кинематически соединен посредством системы рычагов и тяг с дополнительной защелкой, связанной с рычагом управления одного из двух других полюсов, а рычаг управления контактом третьего полюса присоединен посредством силового элемента к рычагу одного их двух предыдущих полюсов [Л. 2]
Отсутствие механизма свободного расцепления в приводе выключателя по [2] приводит к высокой инерционности деталей и узлов, связанных с подвижным контактом вакуумной камеры, следствием чего является снижение скорости движения подвижного контакта при включении и отключении выключателя; обеспечение заданных значений скорости движения подвижных контактов может быть достигнуто за счет увеличения работы электромагнитного привода и усилий отключающей пружины, что, в свою очередь, отрицательно скажется на механическом ресурсе выключателя.

Наличие защелки в выключателе по [2] предполагает ее трение о рычаг в процессе работы, что также негативно повлияет на механический ресурс выключателя.

Изобретением решается задача высоковольтного вакуумного трехполюсного выключателя, характеризующегося повышенным механическим ресурсом.

Для решения поставленной задачи в высоковольтном вакуумном трехполюсном выключателе с неодновременным размыканием контактов полюсов, содержащем рычаги управления подвижными контактами камер полюсов, соединенные с валом выключателя системой тяг и дополнительных рычагов, узел фиксации, удерживающий выключатель во включенном положении, и привод, связанный с валом выключателя, предложено, согласно настоящему изобретению, узел фиксации выполнить в виде двух соосно расположенных и идентичных друг другу фиксаторов, механически не связанных с приводом, содержащем механизм свободного расцепления, причем, каждый фиксатор выполнен в виде втулки с размещенным внутри нее подпружиненным элементом, имеющим форму тела вращения, отделения от оси полюсной тяги зазором, величина которого выбрана в зависимости от величины времени задержки срабатывания полюса, а концы оси полюсной тяги установлены в пазу рычага управления подвижным контактом соответствующего полюса с возможностью возвратно-поступательного перемещения и контактирования с подпружиненным элементом фиксатора в процессе движения полюсной тяги, обеспечивая выход подпружиненного элемента фиксатора из состояния жесткости фиксации включенного положения при отключении и вход его в состояние жесткости фиксации при включении; при этом подпружиненный элемент фиксатора может быть выполнен в виде цилиндра, а его торцевая поверхность, контактирующая с осью полюсной тяги, сферической; подпружиненный элемент со стороны поверхности, контактирующей с осью полюсной тяги, может быть выполнен с выемкой в виде усеченного конуса, в которой установлен с возможностью вращения вокруг своей оси дополнительно введенный шарик; кроме того, концы оси полюсной тяги могут быть выполнены в виде усеченного конуса.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами, где фиг. 1 - общий вид выключателя; фиг. 2 разрез А-А фиг. 1 (фиксатор), фиг. 3 вариант выполнения разреза А-А фиг. 1, 2 (с шариками).

Выключатель содержит полюса 1, 2, 3. Рычаг управления 4 (ведущий) полюса 2 жестко связан с ведущим валом 5 посредством полюсной тяги 6 и дополнительного рычага 7. Вал 5, в свою очередь, соединен с приводом выключателя (на чертеже не показанном).

Рычаг управления 8 посредством междуполюсной тяги 9, дополнительного рычага 10 и полюсной тяги 6 соединен с рычагом 4 соответственно на полюсах 1 и 3. В рычаге управления 8 выполнен паз 11, в котором размещена ось 12 полюсной тяги 6.

Механизм управления выключателем, содержащий рычаг 4, расположен в коробке 13 полюса 2. Механизм управления выключателем, содержащий рычаг 8, а также два фиксатора 14, образующих узел фиксации, расположены в коробках 15 полюсов 1 и 3 соответственно.

На рычагах управления 8 полюсами 1 и 3 установлены пластины 16 с круглым отверстием 17, диаметр которого превышает ширину паза 11.

Каждый из фиксаторов 14 выполнен в виде втулки 18, внутри которой размещен подпружиненный элемент 19. Выступающий из втулки 18 подпружиненный цилиндрический элемент 19 имеет сферическую часть 20, которая входит в отверстие 17 пластины 16 и паз 11 рычага 8.

Концы оси 12 выполнены в виде усеченного конуса. Между концами оси полюсной тяги 6 и сферическими частями подпружиненных элементов 19 имеется зазор 21, величина которого выбрана в зависимости от времени задержки.

Рычаги управления 4 и 8 соединены с одним концом отключающей пружины 22, второй конец которой зафиксирован на соответствующей крышке полюса.

В другом варианте выполнения подпружиненный элемент 23 фиксатора 14 имеет выемку в форме усеченного конуса, в которой размещен дополнительно введенный шарик 24 (фиг. 3).

Выключатель работает следующим образом.

При отключении выключателя подается импульс на отключающий электромагнит привода (на чертежах не показан), рычаг управления 4 полюса 2 под действием отключающей пружины 22 поворачивается и обеспечивает отключение полюса 2. Полюса 1 и 3 при этом остаются во включенном положении за счет того, что сферические поверхности 20 подпружиненных элементов 19 фиксаторов 14 каждого их этих полюсов не вошли в соприкосновение с коническими частями соответствующей оси 12.

Оси 12 полюсных тяг 6 полюсов 1 и 3, двигаясь в пазах 11 рычага управления 8, выдвигают подпружиненные элементы 19 фиксаторов 14, обеспечивая выход подпружиненных элементом 19 из состояния жесткой фиксации. В результате рычаги управления 8 полюсов 1 и 3 под действием отключающих пружин 22 соответствующих полюсов поворачиваются и обеспечивают отключение полюсов 1 и 3.

При включении выключателя подается импульс на включающий электромагнит привода, при этом рычаги управления 4 и 8 полюсов 1, 2, 3 посредством ведущего вала 5 выключателя и полюсных тяг 6 с дополнительными рычагами 7 и 10 приходят в движение, возводя отключающие пружины 22 и замыкая контакты в камерах всех полюсов одновременно, обеспечивая тем самым в конце хода рычагов 8 вход каждого из них в состояние жесткой фиксации посредством попадания подпружиненного элемента 19 в отверстие 17 пластины 16 и паз 11 рычага управления 8.

На Карпинском электромашиностроительном заводе разработана техническая документация, в которой реализовано настоящее изобретение, в соответствии с которой изготовлен и испытан вакуумный выключатель типа ВВС-35, результаты испытаний положительные.

Использование: изобретение относится к области электротехники, в частности, к высоковольтному аппаратостроению и касается конструкций высоковольтных вакуумных выключателей. Существо: в высоковольтном вакуумном трехполюсном выключателе с неодновременным размыканием контактов полюсов, содержащем рычаги управления подвижными контактами камер, узел фиксации, удерживающий выключатель во включенном положении, а привод, узел фиксации выполнен в виде двух соосно расположенных и идентичных друг к другу фиксаторов, механически не связанных с приводом, содержащих механизм свободного расцепления. Каждый фиксатор представляет собой втулку с размещенным внутри нее подпружиненным элементом, имеющим форму тела вращения, отделенным от оси тяги зазором, величина которого выбрана в зависимости от величины времени задержки. Концы оси тяги установлены в пазах рычага с возможностью возвратно-поступательного перемещения и контактирования с подпружиненным элементом в процессе движения тяги. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Высоковольтный вакуумный трехполюсный выключатель с неодновременным размыканием контактов полюсов, содержащий рычаги управления подвижными контактами камер полюсов, соединенные с валом выключателя системой тяг и дополнительных рычагов, узел фиксации, удерживающий выключатель во включенном положении, и привод, связанный с валом выключателя, отличающийся тем, что узел фиксации выполнен в виде двух соосно расположенных и идентичных друг другу фиксаторов, механически не связанных с приводом, содержащим механизм свободного расцепления, причем каждый фиксатор выполнен в виде втулки с размещенным внутри нее подпружиненным элементом, имеющим форму тела вращения, отделенным от оси полюсной тяги зазором, величина которого выбрана в зависимости от величины времени задержки срабатывания полюса, а концы оси полюсной тяги установлены в пазу рычага управления подвижным контактом соответствующего полюса с возможностью возвратно-поступательного перемещения и контактирования с подпружиненным элементом фиксатора в процессе движения полюсной тяги, обеспечивая выход подпружиненного элемента фиксатора из состояния жесткой фиксации включенного положения при отключении и вход его в состояние жесткой фиксации при включении. 2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что подпружиненный элемент фиксатора выполнен в виде цилиндра, торцовая поверхность которого, контактирующая с осью полюсной тяги, выполнена сферической. 3. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что подпружиненный элемент со стороны поверхности, контактирующей с осью полюсной тяги, выполнен с выемкой в виде усеченного конуса, в которой установлен с возможностью вращения вокруг своей оси дополнительно введенный шарик. 4. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что концы оси полюсной тяги выполнены в виде усеченного конуса.