ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2004 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации силовых энергетических цепей переменного тока.

Известен высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий по меньшей мере одну вакуумную дугогасительную камеру с подвижными и неподвижными контактами, установленную в вертикально расположенном изоляционном корпусе, диэлектрическую тягу (RU 2144232 С1 от 1998.05.12, МПК Н 01 Н 33/66).

Недостатком данного устройства является низкое диэлектрическое сопротивление.

Известен высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий по меньшей мере одну дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, установленную в вертикально расположенном изоляционном корпусе с ребрами на внешней поверхности, диэлектрическую тягу, рычаг общего вала выключателя (проспект ОАО “Ровенский завод высоковольтной аппаратуры”, Украина, г. Ровно, ул. Белая, 16, 2002 г.).

Недостатком этого устройства является недостаточно эффективное охлаждение токоведущих частей выключателя.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение охлаждения выключателя и за счет этого увеличение пропускной способности по току высоковольтного вакуумного выключателя. Кроме того, данное решение позволяет уменьшить изгибающие нагрузки на вакуумную камеру и тем самым повысить надежность ее работы.

Данная задача решается за счет того, что в верхних торцах обеих частей корпуса выполнены внутренние фланцы, на которых закреплены соответственно на верхнем верхний вывод и вакуумная дугогасительная камера, на нижнем - нижний вывод, кроме того, во внутренних фланцах выполнены центральные отверстия, а в верхнем фланце - дополнительно вентиляционные отверстия по периферии, причем площадь поверхности нижнего вывода, расположенная в проекции центрального отверстия нижнего внутреннего фланца, меньше, чем площадь этого отверстия, а внутренний диаметр верхней части изоляционного корпуса выполнен больше наружного диаметра дугогасительной камеры. У нижнего торца верхней части изоляционного корпуса в боковой ее поверхности выполнено вентиляционное отверстие. Радиатор охлаждения установлен у верхнего торца вакуумной дугогасительной камеры. Верхний оребренный участок радиатора расположен над дополнительными вентиляционными отверстиями. В верхней части изоляционного корпуса установлена насадка из изоляционного материала, в которой расположен радиатор охлаждения. На внутреннем фланце нижней части изоляционного корпуса выполнен радиальный паз, в котором установлен направляющий штифт, закрепленный на нижнем выводе. На внутреннем фланце нижней части изоляционного корпуса выполнен цилиндрический выступ, обращенный к нижнему торцу изоляционного корпуса. Шток подвижного контакта и изоляционная тяга связаны с помощью шарнира с возможностью качания изоляционной тяги на оси шарнира. В нижнем выводе выполнено отверстие, в котором расположена конусная втулка, а в ней, в свою очередь, установлена распорная втулка, причем конусная втулка соединена гибкой токопроводящей связью с втулкой, закрепленной на штоке подвижного контакта.

Расположенный вертикально, соосно выкуумной дугогасительной камере, верхний вывод состоит из нескольких цилиндрических участков, первый из которых закреплен своим нижним торцом на верхнем торце вакуумной дугогасительной камеры, причем его верхний торец поджат к внутреннему фланцу верхней части изоляционного корпуса, второй участок расположен в центральном отверстии внутреннего фланца, а третий участок - в насадке из изоляционного материала. На периферии первого участка верхнего вывода выполнены ребра.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 дан продольный разрез выключателя; на фиг.2 - поперечный разрез А-А; на фиг.3 - вариант с вертикальным расположением верхнего вывода.

Высоковольтный вакуумный выключатель содержит вакуумную дугогасительную камеру 1 с подвижным 2 и неподвижным 3 контактами. Вакуумная дугогасительная камера 1 установлена в вертикально расположенном изоляционном корпусе 4. Изоляционный корпус 4 состоит из двух частей - нижней части 5 и верхней части 6, которые соединяются по разъему в плоскости, перпендикулярной оси изоляционного корпуса 4. На боковой поверхности изоляционного корпуса 4 выполнено вентиляционное отверстие 7, а выше него - ребра 8. У верхнего торца нижней части 5 изоляционного корпуса 4 выполнен внутренний фланец 9, на котором закреплен нижний вывод 10. Нижний вывод 10 фиксируется относительно фланца 9 за счет штифта 11, установленного в радиальном пазу 12. В верхней части 6 изоляционного корпуса 4 выполнен внутренний фланец 13, на котором с внутренней стороны закреплены верхний вывод 14 и вакуумная дугогасительная камера 1.

Внутренний диаметр верхней части 6 изоляционного корпуса 4 выполнен больше наружного диаметра дугогасительной камеры 1, между ними образован кольцевой вентиляционный канал 15. Во внутреннем фланце 13 на его периферии выполнены дополнительные вентиляционные отверстия 16.

Вентиляционное отверстие 17 выполнено также у нижнего торца верхней части 6 изоляционного корпуса 4. Во внутренних фланцах 9 и 13 выполнены центральные отверстия 18 и 19.

Поперечные размеры нижнего вывода 10 меньше, чем диаметр центрального отверстия 18, кроме того, нижний вывод 10 имеет в плане форму клина, поэтому площадь поверхности нижнего вывода 10, расположенная в проекции центрального отверстия 18 внутреннего фланца 9, меньше, чем площадь этого отверстия, а окна 20 и 21 сообщают полости нижней 5 и верхней 6 частей корпуса 4.

У верхнего торца вакуумной дугогасительной камеры 1, соосно ей, в центральном отверстии 19 внутреннего фланца 13 установлен радиатор охлаждения 22, который закреплен на верхнем выводе 14. Оребренный верхний участок радиатора охлаждения 22 расположен над вентиляционными отверстиями 16. Радиатор охлаждения 22 закрыт насадкой 23 из изоляционного материала, которая закреплена на верхней части 6 изоляционного корпуса 4, например, с помощью резьбового соединения.

Шток 24 подвижного контакта 2 связан с рычагами привода (не показано) изоляционной тягой 25, причем соединение ее со штоком 24 выполнено в виде шарнира 26.

В нижнем выводе 10 выполнено отверстие 27, соосное центральному отверстию 18. В этом отверстии размещена конусная втулка 28, а в ней установлена распорная втулка 29. Обе втулки фиксируются относительно нижнего вывода гайкой 30. На штоке 24 установлена втулка 31, которая связана гибкой токоведушей связью 32 со втулкой 28.

На внутреннем фланце 9 нижней части изоляционного корпуса 5 выполнен цилиндрический выступ 33, обращенный к нижнему торцу 34 изоляционного корпуса 5.

В разъемах между насадкой 23 и верхней частью 6 корпуса 4, а также между верхней 6 и нижней 5 частями корпуса 4 установлены эластичные диэлектрические прокладки 35 и 36, например, из селикона.

На фиг.3 представлен вариант конструкции, при котором верхний вывод 37 расположен вертикально, соосно выключателю и состоит из нескольких цилиндрических участков разного диаметра. Первый участок 38 закреплен своим нижним торцом 39 на верхнем торце вакуумной дугогасительной камеры 1, которая, в свою очередь, винтами 40 закреплена на внутреннем фланце 41 в верхней части изоляционного корпуса 6. Верхний торец 42 поджат к внутреннему фланцу 41. Второй участок 43 расположен в центральном отверстии 44, а третий 45 - в насадке из изоляционного материала 46. Кольцевой канал 47, образованный насадкой 46 и верхним выводом 37, соединен отверстиями 48 с кольцевым каналом 15.

Устройство работает следующим образом.

Для охлаждения нагретых токоведущих деталей выключателя и предотвращения их перегрева воздух поступает через вентиляционное отверстие 7 в полость нижней части 5 корпуса 4 и через окна 20 и 21 в полость верхней части 6 корпуса 4. Здесь к нему подмешивается холодный воздух, поступающий через вентиляционное отверстие 17. Поднимаясь по кольцевому вентиляционному каналу 15, воздух охлаждает дугогасительную камеру 1 и верхний вывод 14. Далее воздух через вентиляционные отверстия 16 поступает в полость, образованную насадкой 23, охлаждая радиатор 22, и выходит из выключателя.

Радиатор охлаждения 22 находится непосредственно у верхнего торца вакуумной дугогасительной камеры 1. Это улучшает теплоотдачу от наиболее теплонапряженного участка выключателя и повышает эффективность его охлаждения.

При вертикальном расположении верхнего вывода воздух, проходя из кольцевого канала 15 в отверстия 48, охлаждает первый участок вывода 38, а затем, проходя по кольцевому каналу 47, охлаждает второй 43 и третий 45 участки верхнего вывода.

Ребра, выполненные на периферии первого участка 38 верхнего вывода 37, способствуют более эффективному его охлаждению.

При включении и отключении выключателя рычаг приводного вала, совершая движение по окружности, отклоняет от оси нижний конец изоляционной тяги 25, разворачивая ее на оси шарнира 26, благодаря чему шток 24 и дугогасительная камера 1 перемещаются только вдоль оси, не испытывая существенных изгибающих нагрузок.

Цилиндрический выступ 33 увеличивает длину пути тока утечки по внутренней поверхности корпуса 5, а диэлектрические прокладки 35 и 36 из селикона повышают изоляционную прочность корпуса 4.

Таким образом, использование изобретения позволило повысить эффективность охлаждения и расширить диапазон применения выключателя на большие токи. Кроме того, изобретение позволило уменьшить изгибающие нагрузки на вакуумную дугогасительную камеру и повысить надежность работы выключателя.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации силовых энергетических цепей переменного тока. Выключатель содержит дугогасительную камеру, установленную в вертикально расположенном изоляционном корпусе, состоящем из двух частей. Для охлаждения нагретых токоведущих деталей выключателя и предотвращения их перегрева воздух поступает через вентиляционное отверстие в полость нижней части корпуса и через окна в полость верхней части корпуса. Здесь к нему подмешивается холодильный воздух, поступающий через вентиляционное отверстие. Поднимаясь по кольцевому вентиляционному каналу, воздух охлаждает дугогасительную камеру и верхний вывод. Далее воздух через вентиляционные отверстия поступает в полость, образованную насадкой, охлаждая радиатор, и выходит из выключателя. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и расширение диапазона применения выключателя на большие токи. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий по меньшей мере одну вакуумную дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, установленную в вертикально расположенном изоляционном корпусе, состоящем по меньшей мере из двух частей - верхней и нижней, диэлектрическую тягу, рычаг общего вала выключателя, верхний и нижний выводы, отличающийся тем, что в верхних торцах обеих частей корпуса выполнены внутренние фланцы, на которых закреплены соответственно на верхнем - верхний вывод и вакуумная дугогасительная камера, на нижнем - нижний вывод, кроме того, во внутренних фланцах выполнены центральные отверстия, а в верхнем фланце - дополнительно вентиляционные отверстия по периферии, причем площадь поверхности нижнего вывода, расположенная в проекции центрального отверстия нижнего внутреннего фланца, меньше, чем площадь этого отверстия, а внутренний диаметр верхней части изоляционного корпуса выполнен больше наружного диаметра дугогасительной камеры.2. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что у нижнего торца верхней части изоляционного корпуса в боковой ее поверхности выполнено вентиляционное отверстие.3. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что радиатор охлаждения установлен у верхнего торца вакуумной дуговой камеры.4. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.3, отличающийся тем, что верхний оребренный участок радиатора расположен над дополнительными вентиляционными отверстиями.5. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что в верхней части изоляционного корпуса установлена насадка из изоляционного материала, в которой расположен радиатор охлаждения.6. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что на внутреннем фланце нижней части изоляционного корпуса выполнен радиальный паз, в котором установлен направляющий штифт, закрепленный на нижнем выводе.7. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что на внутреннем фланце нижней части изоляционного корпуса выполнен цилиндрический выступ, обращенный к нижнему торцу изоляционного корпуса.8. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что шток подвижного контакта и изоляционная тяга связаны с помощью шарнира с возможностью качания изоляционной тяги на оси шарнира.9. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что в нижнем выводе выполнено отверстие, в котором расположена конусная втулка, а в ней, в свою очередь, установлена распорная втулка, причем конусная втулка соединена гибкой токопроводящей связью со втулкой, закрепленной на штоке подвижного контакта.10. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что расположенный вертикально соосно с вакуумной дугогасительной камерой верхний вывод состоит из нескольких цилиндрических участков, первый из которых закреплен своим нижним торцом на верхнем торце вакуумной дугогасительной камеры, причем его верхний торец поджат к внутреннему фланцу верхней части изоляционного корпуса, второй участок расположен в центральном отверстии внутреннего фланца, а третий участок - в насадке из изоляционного материала.11. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.10, отличающийся тем, что на периферии первого участка верхнего вывода выполнены ребра.