ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ Российский патент 1999 года по МПК H01H33/76 

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, в частности к трехполюсным выключателям нагрузки.

Известен выключатель нагрузки, содержащий основание (раму), три контактные системы из подвижных и неподвижных контактов, установленных на изоляторах, механизмы привода и управления, приводящие контактные системы в положение "Включено" или "Отключено" [1].

Недостатком этого выключателя является низкий механический ресурс контактных систем.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является автогазовый выключатель нагрузки [2].

Недостатком такого выключателя являются пониженная надежность контактных систем из-за отсутствия надежного направления главных подвижных контактов в момент включения выключателя, низкая долговечность вспомогательных дугоприемных и дугогасительных контактов, недостаточная прочность соединения (сварки) дугостойких элементов вспомогательных подвижных и неподвижных дугогасительных контактов, а также повышенное электрическое сопротивление главных контактных систем.

Целью изобретения является повышение надежности работы выключателя, упрощение конструкции контактных систем и исключение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что рабочие части оснований главных подвижных контактов выполнены клювообразной формы и расположены на расстоянии от оси вращения главных подвижных контактов не менее 1/4 части их длины L, дугостойкие элементы вспомогательных подвижных и неподвижных дугогасительных и дугоприемных контактов унифицированы и увеличена прочность их соединения за счет криволинейных или ломаных поверхностей, вспомогательные дугоприемные контакты выполнены в виде симметричных прямоугольников, обеспечивающих последовательное использование каждой из его контактных точек в процессе эксплуатации, дугогасительные контакты камер дугогашения выполнены в виде спаренных прямоугольных пластин с дугостойкими элементами, имеющих заходную часть и подвижно соединенных на общем основании так, чтобы между внутренними поверхностями заходной части оставался зазор не более толщины контакта, входящего между ними, а снаружи сжатые пружинами-захватами, концы которых расположены на продольной оси симметрии на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части, токоведущие пластины подвижных контактов перед сборкой выполнены дугообразной формы в продольном сечении и усилены плоскими пружинами с защемленными концами, причем кривизна сопрягаемых поверхностей пружин больше кривизны сопрягаемых поверхностей пластин, что обеспечивает зазор между ними в 1-2 толщины пружины.

На фиг. 1 схематически изображена контактная система выключателя в положении "Включено". Она состоит из контактной группы с рабочим контактом 1, дугогасительным контактом 2, дугоприемным контактом 3, основанием 4 с направляющей частью 5 клювообразной формы и контактной группы с неподвижным контактом 6, дугогасительным контактом 7, камерой дугогашения 8. Группы смонтированы на изоляторах 9. Контакт 1 связан с тягой 10, соединенной с приводом, осуществляющим операцию "Включено" или "Отключено".

На фиг. 2 схематически изображена контактная группа с контактом 1, выполненным в виде двух скрепленных между собой токоведущих пластин 11, 12, усиленных по бокам пластинчатыми пружинами 13, 14 с защемленными концами, например, специзаклепками 15, 16. Перед сборкой токоведущие пластины с пружинами имеют дугообразную форму в продольном сечении со стрелкой прогиба 1-1,5 толщины пластины, причем кривизна сопрягаемых поверхностей пружины больше кривизны сопрягаемых поверхностей пластин, что обеспечивает зазор в средней части 1-2 толщины пружины. При сборке пластин с пружинами с дугоприемным контактом 3 на граненом стержне 18 с одной стороны, шарниром 24 с другой стороны и тягой 10 в средней части ось 17 стягивает выпуклые части пластин. Таким образом создается на концах рабочего контакта 1 необходимое контактное давление между контактирующими поверхностями клювообразной части 5 и контакта 6.

На фиг. 3 схематически изображена внизу контактная группа с рабочим контактом 6, дугогасительным контактом 7, расположенным внутри камеры дугогашения 8, и контактом 2, замкнутым с контактом 7. Вверху слева в увеличенном масштабе показан продольный разрез контакта 7, справа - его поперечный разрез А-А. Контакт 7 состоит из плоского основания 20 с двумя выступами 22 и двумя отверстиями, через которые при помощи заклепок 25 или других крепежных элементов подвижно закреплены по бокам две прямоугольные пластины 19, на концах которых закреплены дугостойкие элементы 23. На внутренних угловых верхних ребрах оформлена заходная часть, гарантирующая заход контакта 2 между пластинами.

Снаружи на продольной оси симметрии на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части оформлены углубления, куда вставляются концы пружины-захвата 21, сжимающие пластины. В положении "Отключено", когда контакт 2 выведен из контакта 7, концы пластин сходятся, сохраняя зазор не более толщины выведенного контакта. Это условие обеспечивается за счет толщины основания и длины заклепок. Контакт 7 в собранном виде крепится при помощи выступов 22 через отверстия в теле контакта 6.

Контактная система выключателя работает следующим образом.

При выполнении операции "Включено" тяга 10 (см.фиг.1) под действием привода выполняет вращательно-поступательное движение слева направо, заставляя главный подвижный контакт 1 поворачиваться вокруг оси шарнира 24 по часовой стрелке. Клювообразная рабочая часть 5 основания 4 входит между пластинами 11, 12 главного подвижного контакта 1 (см. фиг.2, вид Г) и задает им устойчивое направление. При подходе верхней части главного подвижного контакта 1 к главному неподвижному контакту 6 под действием высокого напряжения между ним и вспомогательным дугоприемным контактом 3 возникает электрическая дуга включения и при протекании больших токов возможны отклонения главного подвижного контакта 1 под действием электродинамических сил. Наличие направляющей части 5 предотвращает эти отклонения, и рабочие части главного подвижного контакта 1 и главного неподвижного контакта 6 точно смыкаются друг с другом. Вспомогательный подвижный дугогасительный контакт 2 с некоторым запаздыванием входит внутрь камеры 8 под действием пружины 26 (см. фиг.2) и смыкается со вспомогательным неподвижным дугогасительным контактом 7.

При выполнении операции "Отключено" (см.фиг. 1) тяга 10 движется справа налево, главный подвижный контакт 1 поворачивается против часовой стрелки и размывается с главным неподвижным контактом 6. Вспомогательный подвижный дугогасительный контакт 2 находится в замкнутом положении, шунтируя главный подвижный контакт 1, воспринимая электрическую нагрузку на себя. При столкновении лобовой части тяги 10 с выступом 27 вспомогательного подвижного дегогасительного контакта 2 он размыкается с вспомогательным неподвижным дугогасительным контактом 7, возникает электрическая дуга отключения. Под действием высокой температуры со стенок камеры генерируется поток газов, увеличиваются давление внутри камеры и электросопротивление межконтактного промежутка. Перед выходом вспомогательного подвижного дугогасительного контакта 2 из камеры дуга гаснет. Для предохранения рабочей части от оплавления и преждевременного выхода их из строя вспомогательные подвижные и неподвижные дугогасительные контакты 2 и 7, а также вспомогательный дугоприемный контакт 3 оснащены унифицированными дугостойкими элементами 23 (см. фиг. 2; 3).

Испытания опытных образцов на механические и электрические параметры дали положительные результаты; повышены надежность включения главных контактов, прочность соединения дугостойких элементов вспомогательных дугогасительных и дугоприемных контактов повышена на 15-16%, снижена величина электрического сопротивления главного токоведущего контура на 19-20%, что снижает степень его перегрева, упрощена конструкция изделия за счет снижения количества деталей, что, в свою очередь, снизило трудоемкость его изготовления.

Источники информации
1. Высоковольтный выключатель нагрузки ТУ16-674.087-87.

2. Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНЦ-М1-10/630-20, ТУ16-94 ИБЦЖ. 674212.001ТУ, прототип.

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению. Основания подвижных контактов выполнены с рабочими направляющими клювообразной формы, расположенными на расстоянии от оси токоведущих пластин подвижных контактов вращения не менее 1/4 части их длины и входящими между указанными токоведущими пластинами. Технический результат - повышение надежности, долговечности, снижение себестоимости. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Высоковольтный выключатель нагрузки, содержащий основание в виде рамы, контактную систему с рабочими, дугогасительными и дугоприемными подвижными и неподвижными контактами и камерой дугогашения, установленными на указанное основание через опорные изоляторы, пружинный привод с блоком управления, приводящие контактную систему в положение "Включено" или "Отключено", отличающийся тем, что основания подвижных контактов выполнены с рабочими направляющими частями клювообразной формы, расположенными на расстоянии от оси вращения токоведущих пластин подвижных рабочих контактов не менее 1/4 части их длины и входящими между указанными токоведущими пластинами. 2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что дугостойкие элементы дугогасительных и дугоприемных контактов унифицированы и прикреплены к контактам по криволинейным или ломаным поверхностям с высотой выступов или впадин не менее 0,1 длины оснований этих дугостойких элементов. 3. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что его дугоприемные контакты выполнены в виде прямоугольных симметричных пластин, обеспечивающих последовательное использование каждой из их контактных точек в процессе эксплуатации. 4. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что дугогасительные контакты, расположенные внутри камер дугогашения, выполнены в виде спаренных прямоугольных пластин, оснащенных дугостойкими элементами с заходными частями и подвижно соединенных на общем основании с зазором между внутренними поверхностями заходной части не более толщины контакта, входящего между ними, и сжатые снаружи пружинами-захватами, концы которых расположены на продольной оси симметрии этих пластин на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части. 5. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что токоведущие пластины подвижных рабочих контактов перед сборкой выполнены дугообразной формы в продольном сечении со стрелой прогиба 1 - 1,5 их толщины и усилены плоскими пружинами с защемленными концами, причем кривизна сопрягаемых поверхностей этих пружин больше кривизны сопрягаемых поверхностей токоведущих пластин, что обеспечивает зазор между ними в 1 - 2 толщины пружины.