КОМПЛЕКТНОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО "ETALON" Российский патент 2003 года по МПК H02B7/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям комплектных распределительных устройств одностороннего обслуживания с вакуумными выключателями.

Известно комплектное распределительное устройство серии SVS фирмы HOLEC (Нидерланды), содержащее стационарно установленные вакуумные выключатели, двухпозиционные селекторы (разъединители-заземлители) линейного перемещения, кабельные вводы, сборные шины [1].

Фазные модули вакуумных выключателей расположены в линию, параллельную сборным шинам, что усложняет архитектуру первичных цепей и увеличивает габариты устройства. Кроме того, в данной конструкции без отключения всей подстанции невозможна замена выключателя, так как непосредственно к нему крепятся сборные шины; невозможна установка трансформаторов тока в каждой ячейке распределительного устройства, для этого применена специальная измерительная ячейка. Твердая изоляция всех токоведущих частей ухудшает тепловой режим работы устройства, что объясняет его невысокие токовые параметры и, как следствие, возможность подключения лишь одного кабеля.

Наиболее близким по архитектуре первичных цепей является комплектное распределительное устройство серии TEL одностороннего обслуживания, содержащее вакуумный выключатель и разъединитель-заземлитель, объединенные в одном моноблоке, причем оси контактов выключателя, разъединителя-заземлителя и сборных шин расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях [2].

Недостатками конструкции являются относительно большие габариты устройства, так как коэффициент заполнения внутреннего объема невысок, и невозможность замены выключателя без снятия напряжения со сборных шин, т.е. без погашения соответствующей секции подстанции.

Настоящее изобретение решает задачу создания комплектного распределительного устройства с архитектурой силового токоведущего контура, обеспечивающей максимально возможный коэффициент заполнения внутреннего объема изделия.

Техническим результатом применения изобретения является уменьшение габаритов комплектного распределительного устройства и возможность замены выключателя без погашения подстанции.

Предлагаемое комплектное распределительное устройство отличается тем, что фазные оси сборных шин, контактов разъединителя-заземлителя и контактов выключателя расположены не рядами, а треугольниками, причем оси контактов вакуумного выключателя - вертикально, оси контактов разъединителя-заземлителя - горизонтально и перпендикулярно стороне обслуживания, а оси сборных шин горизонтально и параллельно стороне обслуживания, а моноблок, в который объединены вакуумный выключатель и разъединитель-заземлитель крепится разъемными соединениями внутри шкафа комплектного распределительного устройства в верхней части за основание вакуумного выключателя, а в нижней - за неподвижные контакты вакуумных камер.

Подвижные контакты разъединителя-заземлителя выполнены в виде цилиндрических двухсторонних цанг внутреннего контактирования, причем их ламели, являясь частями цилиндрических поверхностей, наклонены к осям цанг и поджаты изнутри пластинчатыми пружинами, выполненными в виде рычагов, опирающихся свободными концами на втулки с конусными поверхностями, имеющие ограниченную свободу осевого перемещения относительно тела цанг.

Несущий каркас комплектного распределительного устройства собран из фигурного профиля, изготовленного из алюминиевого сплава, и облицован прямоугольными стальными листами, имеющими на гранях отбортовку, завернутую на 180^o, с радиусом изгиба, соответствующим форме упомянутого профиля таким образом, что в собранном состоянии грани облицовочных листов входят в зацепление с профилями несущего каркаса и уплотнены там резиновыми шнурами.

Кабельный отсек комплектного распределительного устройства укомплектован наконечниками асимметричной вилкообразной формы для подключения кабелей.

Дно кабельного отсека укомплектовано устройствами регулировки вертикального положения кабелей.

Сущность изобретения заключается в том, что оперирование разъединителем-заземлителем реализуется линейным перемещением его контактов вдоль осей, расположенных треугольником и направленных в глубину со стороны обслуживания, а оси фазных модулей вакуумного выключателя, также расположенные треугольником, направлены вертикально.

Такое расположение контактов позволяет уменьшить габариты моноблока, объединяющего разъединитель-заземлитель и вакуумный выключатель и, как следствие, уменьшить габариты комплектного распределительного устройства. Цанговые контакты разъединителя-заземлителя входят в соответствующие цилиндрические гнезда ненапряженными, а затем разжимаются там рычажными пружинами для обеспечения необходимого контактного нажатия. Отбортовка облицовочных листов обшивки по периметру и зацепление ее с несущим профилем позволяет получить прочность оболочки изделия, превышающую аналоги, реализованные применением резьбовых крепежных деталей. Применение кабельных наконечников асимметричной вилкообразной формы позволяет подключать до 4-х кабелей в одну точку без разнесения их в пространстве, что также решает задачу снижения габаритов изделия в целом. Регулировка вертикального положения кабелей облегчает процедуру их подключения.

На фиг.1 показана архитектура заявленного устройства; на фиг.2 и 3 - осевые разрезы по одной из фаз упомянутого моноблока в отключенном и заземленном положении подвижных контактов разъединителя-заземлителя соответственно; на фиг.4, 5, 6 - осевые разрезы контакта разъединителя-заземлителя в отключенном, включенном и заземленном положениях соответственно; на фиг.7 и 8 - варианты крепления листов обшивки к угловому и среднему несущим профилям каркаса; на фиг. 9 - вид контактного кабельного наконечника; а на фиг.10 - вариант крепления четырех наконечников в одну точку; на фиг.11 - вид устройства регулировки вертикального положения кабеля.

Комплектное распределительное устройство состоит из корпуса 1, внутри которого закреплены сборные шины 2 и моноблок, состоящий из вакуумного выключателя серии TEL с вакуумными камерами 3, основанием 4 с расположенными внутри приводами с магнитной защелкой, тяговыми изоляторами 5 и разъединителя-заземлителя, состоящего из подвижных контактов 6, ходовых винтов 7, привода с плитой заземления 8 и неподвижных цилиндрических контактов рабочего 9 и заземленного 10 положения. Указанный моноблок в верхней части крепится к корпусу 1 разъемными соединениями 11 за основание 4. Отсек выключателя 12 отделен от кабельного отсека 13 металлической перегородкой 14 и проходными изоляторами 15, внутри которых расположены трансформаторы тока 16, датчики тока (катушки Роговского) 17 и емкостные датчики напряжения 18. Центральные токопроводы 20 проходных изоляторов 15 в отсеке выключателя 12 крепятся разъемными соединениями к неподвижным контактам вакуумных камер 3, а в кабельном отсеке 13 - к кабельным наконечникам 21, oпрессованным на кабели 22. Дно кабельного отсека 23 укомплектовано устройствами регулировки вертикального положения кабелей, состоящее из корпуса 24, эластичного элемента фиксации 25 фиксирующей гайки 26 и регулирулирующей гайки 27. Внутри подвижных контактов разъединителя-заземителя 6, представляющих собой медные цанги с ламелями 28, наклоненными к оси цанги, расположены втулки 29, пластинчатые пружины 30 и стопорные кольца 31. Несущий профиль корпуса 32 соединен с листами обшивки 33, зафиксированными резиновыми шнурами 34.

Устройство работает следующим образом.

Во включенном положении (фиг.1 и 5) кабели 22 соединены со сборными шинами 2 через контакты вакуумных камер 3 и контакты разъединителей-заземлителей 6. При необходимости отключения от сборных шин 2 вначале размыкается вакуумный выключатель (размыкаются контакты вакуумных камер 3), а затем вращением спец. рукоятки привода 8 реализуется вращение ходовых винтов 7 и перемещение подвижных контактов 6 в отключенное положение (фиг.2 и 4). Возможность оперирования выключателем и разъединителем-заземлителем определяется блокировками согласно ГОСТ и МЭК.

Мнемосхема на лицевой панели отражает положение контактов вакуумного выключателя и разъединителя-заземлителя. При необходимости заземления кабеля 22, при ремонтных или регламентных работах подвижные контакты разъединителя-заземлителя переводятся в заземленное положение (фиг.3 и 6) и замыкаются контакты вакуумного выключателя. Данная процедура не критична даже при ошибочных действиях оператора (заземление кабеля, находящегося под напряжением), т. к. вакуумный выключатель рассчитан на включение на токи короткого замыкания. После завершения процедуры заземления кабели 22 оказываются заземленными через токопроводы 20, замкнутые вакуумные камеры 3, подвижные 6 и неподвижные 10 контакты разъединителя-заземлителя. Один из неподвижных контактов 10 реализован в плите зеземления привода 8, подключенной к контуру заземления подстанции. В таком состоянии комплектного распределительного устройства появляется возможность снятия крышки кабельного отсека (электромагнитная блокировка) для наложения, при необходимости, переносного заземления на кабельные наконечники с предварительным тестированием индикатором на предмет отсутствия напряжения. После этого возможно снятие фасадной крышки отсека выключателя 12, открывающее доступ к разъемным резьбовым соединениям 11, крепящим основание вакуумного выключателя 4 к корпусу 1 и соединениям 19, крепящим неподвижные контакты вакуумных камер 3 к токопроводам 20. Раскрутив указанные резьбовые соединения, можно вынимать моноблок, объединяющий вакуумный выключатель и разъединитель-заземлитель (фиг.3) из корпуса комплектного распределительного устройства без снятия напряжения со сборных шин 2. Таким образом, заявленная конструкция объединяет в себе достоинства распредустройств с выключателями стационарной установки (простота) и распредустройств с выкатными элементами (возможность замены выключателя без погашения подстанции).

Заявленное комплектное распределительное устройство также позволяет производить следующие регламентные работы:
- высоковольтное тестирование изоляции кабелей 22 подачей тестового напряжения на наконечники 21. Подвижные контакты разъединителя-заземлителя 6 находятся при этом в отключенном положении (фиг.2);
- заземление сборных шин. После того, как на кабельные наконечники наложено переносное заземление, отключается вакуумный выключатель и контакты разъединителя переводятся во включенное положение. После этого включением вакуумного выключателя производится заземление сборных шин 2. Далее можно открывать боковую крышку секции подстанции и накладывать переносное заземление на сборные шины;
- высоковольтное тестирование вакуумных камер 3. Вакуумные камеры разомкнуты, контакты разъединителя-заземлителя 6 находятся в заземленном положении. Отключаются кабельные наконечники 21, и к местам их подключения подается испытательное напряжение.

При нахождении подвижных контактов разъединителя-заземлителя 6 в любом положении, кроме включенного и заземленного, все детали занимают положение, изображенное на фиг.4. Когда контакт 6 приходит в одно из крайних положений, он останавливается, а втулка 29 продолжает движение до упора в одно из стопорных колец 31. Концы пружин 30 при этом разжимаются от центра к периферии, а пятки пружин (*) прижимают ламели к цилиндрическим поверхностям неподвижных контактов 9 или 10. На фиг.5 изображено положение деталей подвижного контакта во включенном положении, на фиг.6 - в заземленном.

Устройство регулировки вертикального положения кабеля (фиг.11) фиксируется на оболочке кабеля 22 поджатием гайки 26 и сжатием упругого элемента, например резины 25. Указанная фиксация осуществляется на приблизительно желаемом месте кабеля 22. Вращением гайки 27 осуществляется точная регулировка по высоте наконечника 21 относительно места крепления к токопроводу 20.

Представленные на фиг.7 и 8 варианты крепления листов обшивки к несущему профилю обеспечивают прочность оболочки комплектного распредустройства при внутренних дуговых замыканиях, так как усилие отрыва завальцованного по периметру листа обшивки соизмеримо с усилием разрыва этого листа.

Применение кабельных наконечников (фиг.9) позволяет подсоединять до 4-х кабелей в одну точку (фиг.10), что невозможно реализовать, используя известные типы наконечников.

Источники информации
1. Рекламный проспект фирмы HOLEC SUS 3,6-24 kV Modular ероху resin insulated Switchgear in sheet steel enclosure with vacuum interrupters. 3.5.1.

2. Пат. РФ 2173014 Комплектное распределительное устройство от 16.03.1998г.

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к конструкции комплектного распределительного устройства одностороннего обслуживания с вакуумными выключателями. Устройство состоит из корпуса, в котором находится моноблок, объединяющий вакуумный выключатель с вакуумными камерами и разъединитель-заземлитель с подвижными контактами. Этот моноблок может выниматься из корпуса после заземления кабелей без снятия напряжения со сборных шин. Оси сборных шин, контактов вакуумных камер и контактов разъединителей-заземлителей расположены не рядами, а треугольниками в трех взаимно перпендикулярных направлениях в пространстве. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Комплектное распределительное устройство одностороннего обслуживания, содержащее вакуумный выключатель и разъединитель-заземлитель, объединенные в одном моноблоке, сборные шины, проходные трансформаторы тока, отличающееся тем, что фазные оси сборных шин, контактов разъединителя-заземлителя и контактов вакуумного выключателя расположены не рядами, а треугольниками, причем оси контактов вакуумного выключателя - вертикально, оси контактов разъединителя-заземлителя - горизонтально и перпендикулярно стороне обслуживания, а оси сборных шин -горизонтально и параллельно стороне обслуживания, а упомянутый моноблок крепится внутри шкафа комплектного распределительного устройства разъемными соединениями в верхней части за основание вакуумного выключателя, а в нижней - за неподвижные контакты вакуумных камер.2. Комплектное распределительное устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный контакт разъединителя-заземлителя выполнен в виде цилиндрической двухсторонней цанги внутреннего контактирования, причем ее ламели, являясь частью цилиндрической поверхности, наклонены к оси цанги и поджаты изнутри пластинчатыми пружинами, выполненными в виде рычагов, опирающихся свободными концами на втулку с конусной поверхностью, имеющую ограниченную свободу осевого перемещения относительно тела цанги.3. Комплектное распределительное устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что несущий каркас устройства собран из фигурного профиля, изготовленного из алюминиевого сплава и облицован прямоугольными стальными листами, имеющими на гранях отбортовку, завернутую на 180° с радиусом изгиба, соответствующим форме упомянутого профиля таким образом, что в собранном состоянии грани облицовочных листов входят в зацепление с профилями несущего каркаса и уплотнены там резиновыми шнурами.4. Комплектное распределительное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что кабельный отсек укомплектован наконечниками кабелей асимметричной вилкообразной формы.5. Комплектное распределительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что дно кабельного отсека укомплектовано регуляторами вертикального положения кабелей.