РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК H01H31/00 H02B1/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям, предназначенным для отключения электроустановки или высоковольтных линий распределительной сети.

Известен разъединитель, в котором на трех изоляторах укреплены неподвижные контакты, на трех других - рубящие ножи, приводимые в движение при включении и отключении изоляционными тягами и системой рычагов. [1]
Недостатком указанного разъединителя являются неустойчивое расположение токоведущих элементов (изоляторы крепятся только в одной точке кронштейна), большое количество изоляционных элементов и сложная кинематическая схема перемещения ножей при включении и отключении, что снижает надежность и усложняет изготовление и монтаж, требует больших затрат ресурсов при изготовлении, что приводит к большой энергоемкости изделий. В эксплуатации возникают люфты ножей, что затрудняет включение, и возможны повреждения.

Известен также разъединитель с распорками и мягкими прокладками под изоляторами. Они защищают от повреждения изоляторы при воздействии динамических усилий, возникающих при токах короткого замыкания.

Разъединители данного типа снабжены сложной кинематической схемой, неустойчиво расположение токоведущих элементов, а конструкции разъединителя усложняются дополнительными элементами (распорки, прокладки). [2]
Также известен распространенный в настоящее время в распредсетях разъединитель, содержащий смонтированные на раме изолирующие элементы с установленными на них горизонтальными ножами, питающие шины с контактами, отводящие шины с гибкими вставками и ручным механическим приводом. [3]
Этот разъединитель также обладает следующими недостатками: кинематическая схема "включения-отключения" сложна. Для приведения в движение ножей необходимо иметь поворотные рычаги у каждого подвижного изолятора, соединенные между собой общей тягой, на которой укреплена вертикальная металлическая штанга с приводом внизу на стойке. При перекрытиях электрическая дуга часто разрушает изоляторы, что приводит к длительным отключениям и авариям. Напряжение по изоляционной конструкции распределяется неравномерно. Высокая величина напряженности электрического поля создается на изоляторах около токоведущих частей. Она вызывает ускоренное старение, в особенности из-за ионизированного пробоя, что весьма неблагоприятно для новых полимерных изоляторов. В режиме тока короткого замыкания на изоляторы воздействует изгибающая нагрузка, неблагоприятная для многих изоляционных материалов, из которых делаются изоляторы (фарфор, стекло), из-за чего размеры изоляторов значительно увеличиваются.

Следовательно, разъединитель имеет сравнительно большой вес, неудобен при перевозках и перемещениях, сложен в монтаже и малонадежен в эксплуатации. Кроме того, поворотные изоляторы, в особенности с ножами, имеют два ненадежных соединения, осуществляемых с помощью цемента (штыря с изоляторами и основания ножей с изоляторами), которые при частой работе разъединителя с нагрузкой на удар и кручение во время процессов включения-отключения являются причиной конструкционных повреждений. Эти повреждения усиливаются проникающей в микрощели влаги при замерзании и оттаивании.

Кроме того, все приведенные аналоги имеют один общий недостаток, они весьма опасны для птиц, которые садятся на разъединитель. Этому способствует горизонтальное расположение конструкции разъединителя, укрепленного на опоре с помощью объемного опорного каркаса, который далеко виден летящим птицам из-за своих значительных габаритов и расположения на верхней части отдельно стоящей опоры.

Изоляторы, выполненные из традиционных материалов, указанных в аналогах, таких как стекло или фарфор, являющимися по своей природе хрупким материалом, часто подвергаются расколам - отколам при механическом воздействии: во время транспортировки и во время погрузки - разгрузки, а также при термическом воздействии во время аварийных перекрытий, стрельба по ним также наносит подобные повреждения.

Изоляторы, выполненные из полимерных материалов, не имеют этих недостатков.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является разъединитель [4], содержащий смонтированные в плоскости рамы изолирующие элементы, выполненные в виде двух стержней, собранных на слое герметика, нанесенного на поверхность стержней ребер, создающих увеличенную длину пути утечки. Питающие шины с контактами и отводящие шины также установлены на стержнях.

Недостатками данного разъединителя являются многооперационность его изготовления, заключающаяся в поодиночной насадке ребер на стержень с нанесенным предварительно слоем герметика; сложность насадки и укрепления металлических оконцевателей; вероятность промежутков между стержнем и поверхностью ребер, которые могут заполняться загрязненной влагой, что может создавать деструкционные процессы под воздействием эл.поля, которые в ряде случаев вызывают трекинг ионизацию промежутка и пробой вдоль стержня. Представляет трудности и комплектация разъединителя при изготовлении.

Для крепления ножей и контактов требуются площадки с отверстиями, при этом необходимо срезать фрезой часть круглой поверхности стержня и часть защитного покрытия перед сверлением отверстий, что требует последующих работ по закреплению.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции, технологии изготовления, монтажа, придание универсальности изолирующим элементам для их применения против схлестывания проводов на ВЛ, предотвращения поражения птиц, то есть повышение надежности, экономичности.

Указанная цель достигается тем, что в разъединителе, содержащем смонтированные на раме изолирующие элементы, покрытые слоем герметика и защитным слоем, с выступами-ребрами на них, ножи с крюками и/или кольцами и контактами, к которым подсоединены питающие и отходящие шины, расположенные в плоскости рамы, новым является то, что изолирующие элементы выполнены цельными в виде цилиндра с конусными выступами, промежутками и плоскими двухсторонними параллельными срезами в виде сегментов по числу фаз с отформованными в них отверстиями для крепления проводящих элементов контактов, ножей. При этом каждый изолирующий элемент жестко закреплен на раме с двух сторон посредством плоских овальной формы оконцевателей со скошенными пазами, а контакты, в которых закреплены ножи, снабжены поворотными осями.

Устройство разъединителя приводится на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Фиг. 1. Общий вид разъединителя с каркасом в плане.

Фиг. 2. Разъединитель - вид сбоку, без заземляющих ножей и с приводом только от штанги.

Фиг. 3. Разъединитель - вид сбоку с заземляющими ножами.

Фиг. 4. Разъединитель - вид с торца (кинематика).

Фиг. 5. Изолирующий элемент с площадками для крепления проводящей арматуры и оконцевателями для крепления на раме.

Фиг. 6. Узел крепления ножа к изолирующему элементу и отходящего провода. Нож укреплен на оси.

Фиг. 7. Разъединитель с двухсторонним отключением.

Разъединитель включает раму 1 с изолирующими элементами 2. Изолирующие элементы укреплены на раме с каркасом 3. Они имеют впадины 4 и выступы 5. Для экономии материала и устойчивости от кручения изолирующие элементы могут быть выполнены в виде базальтопластиковых или стеклопластиковых полых труб, заполненных полиуретаном. Изолирующие элементы могут быть выполнены дискретными со строительной длиной, равной межфазному расстоянию, и снабжены соединительными крепежными муфтами.

На изолирующих элементах укреплены проводящие детали: контакты 6 с питающими шинами 7 и контакты 8 с отходящими шинами 9. При этом в контакте 8 имеется отверстие с осью 10 для крепления ножа 11 и его поворотов при операции "В-О". Ножи могут быть выполнены парными разной длины.

Отходящая шина укреплена на выступе контакта 8. Сам контакт с ножом укреплен на площадке 12 с помощью шпилек 13, проходящих в заблаговременно отформованные отверстия 14 на площадках.

Для производства операций "В-О" ножей на них имеются отверстия-крючья (скоба, кольцо) 15. Крепление изолирующих элементов к раме осуществляется с помощью оконцевателей 16, которые внутри имеют паз 17, в котором располагается болт или провод 18, когда изолирующий элемент используется на разъединителе или в качестве межфазовой распорки. Для прохода провода в паз оконцеватель имеет косой проход. Скос предотвращает выскальзывание провода из распорки (изолирующего элемента).

Разъединитель снабжен заземляющими ножами 19, смонтированными на нижней оси 20, укрепленной на каркасных уголках, расположенных поперек, 21. Ось на конце имеет рычаг с проушиной 22, в которую вводится оконцеватель изолирующей штанги, обеспечивающей включение заземляющих ножей и выключение через стержневые изоляторы 23 основных ножей и блокировку. Разъединитель устанавливается на опоре с помощью хомутов, для чего на нижней части каркаса имеются отверстия 24 и шарниры 25.

На фиг. 5 приведен изолирующий элемент с тремя площадками и оконцевателями.

РАБОТА РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ
Исходное положение отключенное. В этом случае ножи 11 выдернуты из верхних контактов и отведены в сторону, а заземляющие ножи 19 включены.

При включенном положении ножи входят в верхние контакты 6, заземляющие ножи 19 отключены. Операции с разъединителем, установленным вертикально при (В-О), производятся следующим образом.

На фиг. 1, 2 включение разъединителя возможно с помощью крючьев 15, расположенных на верхних концах ножей 11. Штанга вводится в зацепление с ним и нож вводится в контакт или выдергивается.

Выключение разъединителя производится в обратном порядке, т.е. штанга вводится в проушину 22 (кольцо) ножа и поворачивается вниз, тем самым нож 11 выходит из контакта 6 и происходит его выключение. Так повторяется на всех трех фазах. При одновременном включении ножей они крепятся между собой жестко на одной оси.

Разъединитель может включать и отключать как 3-фазную, так и однофазную цепь, фиксируя положение ножей. Разрешается отключение ВЛ 6-10 кВ при холостом ходе трансформатора с током холостого хода до 10 А. 75% отключений в распредсетях однофазных, которые отключаются автоматически предлагаемым разъединителем.

Для крепления изолирующих элементов к раме с помощью болта или проводом в случае его использования изолирующей распоркой (на ВЛ 0,4-6-10 кВ) он снабжен оконцевателем 16, имеющим овальное отверстие с разрезом и каналом с наклонными стенками.

Для изготовления изолирующих элементов используются прогрессивные материалы, например, типа ПЭТ-Г [5], испытанные на трекингостойкость по МЭК-12. Изолирующие элементы, используемые в качестве распорки, устанавливаются под напряжением с помощью изолирующей штанги в центре пролета.

Для экономии материалов (металла), трудозатрат и, следовательно, удешевления оперативные переключения производятся изолирующей штангой, что исключает потребность в механическом приводе, устанавливаемой обычно вдоль опоры.

При вертикальном расположении разъединитель безопасен для птиц, т.к. предотвращает их посадку на токоведущие части.

Масса данного разъединителя значительно (в 7-8 раз) меньше массы традиционных разъединителей, если принимается сравнительная характеристика с учетом каркасов, на которых крепятся разъединители. Отсюда облегчается монтаж и эксплуатация, сокращаются расходы на перевозки, что дает значительное ресурсосбережение.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Каталог 02.06.46-77. тип ИВ (3) РОН.

2. А.С. СССР N 137150, кл. 21с, 28/08, опубл. 1961 г.

3. А.С. СССР N 358736, H 01 H, 31/10, опубл. 1972 г.

4. А.С. СССР N 864368, опубл. 1981 г. H 01 H 31/00 (прототип).

5. А.С. СССР N 1669944, опубл. 1991 г., кл. C 08 L 63/00.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям, предназначенным для отключения электроустановки или высоковольтных линий распределительной сети. Разъединитель содержит смонтированные на раме изолирующие элементы, покрытые слоем герметика и защитным слоем с выступами-ребрами на них, а также ножки с крюками и/или кольцами и контактами, к которым подсоединены питающие и отходящие шины, расположенные в плоскости рамы. Новым является то, что изолирующие элементы выполнены цельными в виде цилиндра с конусными выступами, промежутками и плоскими двухсторонними параллельными срезами в виде сегментов по числу фаз с отформованными в них отверстиями для крепления проводящих элементов контактов, ножей. При этом каждый изолирующий элемент жестко закреплен на раме с двух сторон посредством плоских овальной формы оконцевателей со скошенными пазами. Причем контакты, в которых закреплены ножи, снабжены поворотными осями. Техническим результатом является упрощение конструкции, технологии изготовления, монтажа, придание универсальности изолирующим элементам, т.е. повышение надежности, экономичности. 7 ил.

Разъединитель, содержащий смонтированные на раме изолирующие элементы с выступами-ребрами на них, ножи с контактами, к которым подсоединены питающие и отходящие шины, расположенные в плоскости рамы, отличающийся тем, что изолирующие элементы покрыты слоем герметика и защитным слоем, ножи выполнены с крюками и/или кольцами, изолирующие элементы выполнены цельными в виде цилиндра с конусными выступами-ребрами, промежутками и плоскими двухсторонними параллельными срезами в виде сегментов по числу фаз с отформованными в них отверстиями для крепления проводящих элементов контактов, ножей, при этом каждый изолирующий элемент жестко закреплен на раме с двух сторон посредством плоских овальной формы оконцевателей со скошенными пазами, причем контакты, в которых закреплены ножи, снабжены поворотными осями.