ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ-РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК H01H85/54 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным коммутационным аппаратам, предназначенным для защиты силового оборудования электрических сетей от аварийных перегрузочных токов.

Предохранитель-разъединитель отличается от обычного предохранителя тем, что он не требует установки отдельно стоящего разъединителя. Эту функцию выполняет патрон, который, откидываясь при срабатывании от аварийных токов или при помощи оперативной штанги, создает видимый разрыв электрической цепи, аналогичный разрыву, создаваемому ножом разъединителя.

Известен высоковольтный предохранитель-разъединитель, содержащий изолятор с верхней и нижней контактной системами, патрон, шарнирно закрепленный в нижней контактной системе [1] US 4542363A. Такой предохранитель-разъединитель отключает все аварийные токи и токи ненагруженного трансформатора и холостой линии в режиме разъединителя при использовании оперативной штанги.

В то же время этот предохранитель-разъединитель не может отключать токи нагрузки, для чего требуется установка с низкой стороны трансформатора, например, выключателя нагрузки. Отключение тока нагрузки может осуществляться также выключателем с высокой стороны, т.е. линейным, при работе которого отключаются все отпайки от линии электропередачи, что во многих случаях недопустимо.

Известен предохранитель-разъединитель, содержащий верхнюю и нижнюю контактные системы, закрепленные на изоляторе, откидывающийся патрон, вытягивание главного токопровода из которого при перегорании плавкой вставки осуществляется подпружиненным крючком, и устройство механического разрушения плавкой вставки, выполненное в виде двуплечего рычага и установленное на нижнем конце патрона [2] (US 4774888 A).

При необходимости отключения тока нагрузки оператору необходимо оперативной штангой нажать вниз за выступ 37 (фиг. 1) рычага 35, при этом второе плечо 34 (фиг. 7) будет давить вниз на крючок 25 (фиг. 1), а он в свою очередь - на гибкий токопровод 12. Так как самым слабым звеном в токопроводе является плавкая вставка (ее поперечное сечение во много раз меньше гибкого токопровода), то она разрушается аналогично процессу перегорания от воздействия аварийных токов. Поэтому процесс прерывания тока перегрузки происходит аналогично процессу работы предохранителя-разъединителя, т.е. процесс гашения электрической дуги производится в патроне 7, после чего он откидывается (см. фиг. 9) и создает видимый разрыв по аналогии с отдельно стоящим разъединителем.

При повороте патрона 7 в шарнире 26 нижней контактной системы (фиг. 9) рычаг 35 по сути своей выполняет роль противовеса и поэтому скорость поворота патрона получается заниженной.

Известно, что отключающаяся способность предохранителя-разъединителя в режиме разъединителя (патрон выводится из зацепления с верхней контактной системой посредством оперативной штанги путем ее зацепления за кольцо 38) прямо пропорциональна линейной скорости верхнего конца патрона, а это значит, что конструкция с рычагом - "противовесом" будет обладать заниженной отключающей способностью.

Кроме того, при установке патрона с помощью оперативной штанги, особенно на большой высоте, могут возникнуть трудности установки его в шарниры из-за увеличенного веса патрона при наличии на нем массивного двуплечего рычага 35. Необходимо также отметить, что при отключении тока нагрузки в зоне выхлопа высокотемпературных газов оказывается плечо 34, что приводит к порче товарного вида. Препятствие на пути газов в виде плеча 34 при определенной скорости может привести к отражению вбок, что приведет к снижению междуфазной изоляции и, как следствие, к ее перекрытию.

Задачей настоящего изобретения является создание предохранителя-разъединителя, обладающего повышенной отключающей способностью в режиме разъединителя и повышенной надежностью работы.

Решение этой задачи достигается тем, что в предохранителе-разъединителе, содержащем верхнюю и нижнюю контактные системы, откидывающийся патрон, гибкий токопровод с подпружиненным крючком и устройство механического разрушения плавкой вставки, выполненное в виде двуплечего рычага и воздействующее на указанный подпружиненный крючок, указанное устройство установлено на нижней контактной системе и дополнительно имеет закрепленное на оси подпружиненного крючка коромысло, одно плечо которого предназначено для взаимодействия с подпружиненным крючком, а другое - с двуплечим рычагом.

Установка устройства на нижней контактной системе исключает снижение скорости поворота патрона и тем самым обеспечивает повышение отключающей способности в режиме разъединителя.

Размещение двуплечего рычага вдали от зоны выхлопа исключает снижение междуфазной изоляции, и тем самым повышается надежность работы и сохраняется товарный вид предохранителя-разъединителя.

Кроме того, отсутствие двуплечего рычага на патроне делает установку патрона с помощью оперативной штанги удобной, без высоких мускульных усилий оператора.

Установка дополнительного коромысла позволяет расположить двуплечий рычаг на нижней контактной системе и при этом сохранить удобное (направленное вниз) приложение усилия оператора через посредство оперативной штанги в процессе отключения тока нагрузки.

Расположение коромысла на оси подпружиненного крючка позволяет упростить конструкцию (не требуется дополнительная ось) и в то же время осуществить взаимодействие одного плеча с подпружиненным крючком, а другого - с двуплечим рычагом и тем самым обеспечить передачу усилия оператора на подпружиненный крючок.

На фиг. 1 изображен вид сбоку полюса предохранителя-разъединителя во включенном положении, а в тонких линиях - отключенное (откинутое) положение патрона.

На фиг. 2 изображен вид сбоку нижней контактной системы со стороны устройства механического разрушения плавкой вставки, где в тонких линиях показано положение устройства в момент разрушения плавкой вставки.

На фиг. 3 изображен вид по стрелке A нижней контактной системы, а на фиг. 4 и 5 - соответственно коромысло и двуплечий рычаг в двух проекциях.

Предохранитель-разъединитель содержит основание 1, на котором закреплены два изолятора 2 с верхней 3 и нижней 4 системами размыкаемых контактов, механизм 5 автоматического и ручного откидывания, расположенный на нижнем конце патрона 6. На верхнем конце патрона 6 имеется кольцо 7, служащее для ручных операций отключения и включения, цилиндрический выступ 8, выполняющий роль фиксатора в верхней контактной системе 3 во включенном положении.

Шарнирно закрепленный механизм откидывания 5 имеет кольцо 9, служащее для установки патрона при помощи оперативной штанги.

На нижней контактной системе 4 установлено устройство разрушения плавкой вставки (на фиг. 1 не показана), состоящее из коромысла 10 и двуплечего рычага 11, имеющего углубление 12 для установки бокового пальца оперативной штанги при производстве отключения тока нагрузки. Для подвода электрической цепи служат подсоединительные контакты 13 и 14.

Во включенном состоянии патрона 6 (фиг. 2 и 3) подпружиненный крючок 15 находится в зацеплении с упором 16, а гибкий токопровод 17 прилегает снизу к подпружиненному крючку 15, и конец его закреплен в бобышке 18. Плечо 19 коромысла 10 лежит сверху на подпружиненном крючке 15, а плечо 20 соприкасается с двуплечим рычагом 11. Подпружиненный крючок 15 и коромысло 10 закреплены на оси 21, а двуплечий рычаг 11 - на оси - бобышке 22, которая закреплена на ушке 23.

Механизм 5 откидывания патрона 6 расположен на шарнире 24 между двумя пластинами 25, закрепленными на основании 26.

Для отключения тока нагрузки необходимо с помощью оперативной штанги приложить усилие, направленное вниз к рычагу 11 на его углубление 12. При этом усилие будет приложено к плечу 20 коромысла 10, а второе плечо 19 передает это усилие на подпружиненный крючок 15, при повороте которого против часовой стрелки произойдет разрушение плавкой вставки (на фиг. не показана). Это положение устройства показано в тонких линиях. Вследствие этого гибкий токопровод 17 ослабляется и происходит срабатывание механизма 5 откидывания, и патрон 6 получает возможность осесть вниз за счет поворота относительно оси 27, что влечет за собой выхождение из зацепления выступа 8 с верхней контактной системой 3.

Но прежде, чем это произойдет, внутри патрона 6 должна погаситься электрическая дуга. Она гасится за счет ее удлинения движущимся под воздействием пружины 28 и собственного веса гибким токопроводом 17. Под действием высокой температуры дуги происходит терморазложение газогенерирующего материала дугогасительного канала (на фиг. не показан) и возникновение за счет этого высокого давления газов. Газы, истекая через нижнее выхлопное отверстие, а при определенной величине давления и через боковой выхлопной патрубок 29, обдувают дугу и тем самым способствуют ее погасанию при переходе тока через нулевое значение.

Так как патрон 6 имеет наклонное положение, то он после гашения дуги под действием составляющей силы тяжести поворачивается в шарнире 24 (на фиг. 1 показано тонкими линиями) и тем самым создает видимый разрыв электрической цепи, аналогичный разрыву, выполняемому отдельно стоящим разъединителем.

Для дальнейшего использования предохранителя-разъединителя необходимо с помощью оперативной штанги снять патрон 6 и зарядить новым токопроводом, после чего установить патрон во включенное положение.

Испытания опытного образца предохранителя-разъединителя ПРВТ-10, оснащенного предлагаемым устройством, показали высокую его надежность работы при незначительном усилии со стороны оператора. Незначительное усилие для механического разрушения плавкой достигнуто за счет необходимого соотношения длины плеч коромысла 10 и рычага 11.

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается предохранителей-разъединителей, совмещающих в себе дополнительную функцию выключателя нагрузки. Предохранитель-разъединитель содержит верхнюю и нижнюю контактные системы и откидывающийся патрон. На нижней контактной системе расположено устройство механического разрушения плавкой вставки, имеющие закрепленное на оси подпружиненного крючка коромысло, одно плечо которого предназначено для взаимодействия с подпружиненным крючком, а другое - с двуплечим рычагом. Технический результат - повышение отключающей способности и повышение надежности. 5 ил.

Предохранитель-разъединитель, содержащий верхнюю и нижнюю контактные системы, откидывающийся патрон, гибкий токопровод с подпружиненным крючком, устройство механического разрушения плавкой вставки, выполненное в виде двуплечего рычага и воздействующее на указанный подпружиненный крючок, отличающийся тем, что указанное устройство установлено на нижней контактной системе и дополнительно имеет закрепленное на оси подпружиненного крючка коромысло, одно плечо которого предназначено для взаимодействия с подпружиненным крючком, а другое с двуплечим рычагом.