ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ДВУХКОЛОНКОВЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ПОВОРОТНЫЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК H01H33/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям высокого напряжения, токоведущие системы каждого полюса которых содержат два полуножа, жестко присоединенные к верхним торцам своих опорных поворотных изоляторов, и шарнирно закрепленные на них контактные выводы. Такие двухколонковые горизонтально-поворотные отечественные и зарубежные разъединители получили широкое распространение в электротехнике.

Основными недостатками известных разъединителей этого типа, особенно на номинальные токи выше 1000 А, являются излишние конструктивные усложнения их токоведущих систем с увеличенными затратами проводниковых материалов, неоправданно большим количеством переходных контактных сопротивлений вдоль токоведущих систем и недостаточная защищенность размыкаемых контактных соединений от воздействия внешней среды, особенно в условиях гололеда.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран разъединитель серии РГ на 110 кВ, 1000 и 2000 А. Избранному прототипу присущи все отмеченные выше недостатки существующих высоковольтных двухколонковых горизонтально-поворотных разъединителей, массивность многих контакт-деталей токоведущих систем при малой поверхности естественного теплоотвода, ненадежность размыкаемого контактного соединения на основе применения стержней из бериллиевой бронзы, сложность и большая трудоемкость изготовления многих контакт-деталей и других конструктивных элементов, снижающих общую технико-экономическую и эксплуатационную эффективность аппарата.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка принципиально нового конструктивного исполнения токоведущих систем высоковольтных двухколонковых горизонтально-поворотных разъединителей, которое позволило бы избежать недостатки прототипа, получить возможность применения новых технических решений для создания разъединителей этого типа на широкий диапазон параметров по напряжениям, номинальным токам, электродинамической и термической стойкости, надежных в эксплуатации при различных климатических условиях их работы.

Для решения этой задачи в высоковольтном двухколонковом горизонтально-поворотном разъединителе системы «Катран», в том числе с ножами заземления, токоведущая система каждого полюса содержит полуножи с их контактными и приводными соединениями, укрепленные на своих поворотных изоляторах, установленных на основании разъединителя, контактные выводы разъединителя, шарнирно контактируемые с полуножами, один из которых охватываемый, другой охватывающий, с тонкостеннопрофильными контакт-деталями, жестко укреплены на своих поворотных изоляторах с помощью идентичных между собой приводных водил. Водила содержат осевые вертикальные стержни со своими подшипниками, опоры водил с несущими приводными консолями, выступающими в сторону размыкаемого контакта полюса разъединителя, с присоединенными к ним надетыми через радиальные подшипники на осевые вертикальные стержни приводными ферромагнитными пластинами и присоединенными к этим пластинам регулируемыми по длине боковыми распороками водил и полуножей. Охватываемый полунож выполнен полым с лопаткообразной формой сечения. Охватывающий полунож выполнен из двух подпружиненных параллельно работающих токоведущих элементов: нижнего, симметрично расположенного относительно вертикальной осевой плоскости полюса разъединителя, и верхнего плоского элемента, имеющего по периметру местные отгибы краев в сторону основания разъединителя, прикрывающего нижние элементы полуножа и все размыкаемое контактное соединение полуножей полюса разъединителя в его включенном положении. Контактное соединение образовано подпружиненным соединением рабочих контактирующих поверхностей лопаткообразной концевой части охватываемого полуножа, нижним и верхним токоведущими элементами охватывающего полуножа. Верхний и нижний токоведущие элементы охватывающего полуножа на своих концах отогнуты во внешние стороны, образуя форму направляющего ловителя охватываемого полуножа.

С торца охватываемого полуножа, расчлененного по горизонтали на две симметричные половины с отбортовками, вдоль его оси по направлению к поворотному изолятору лопаткообразная форма сечения имеет местный, ограниченный по длине направляющий вырез для вхождения в этот вырез при включении поперечного пружинодержащего стержня охватывающего полуножа, расположенного на концевой его части, контактирующей с охватываемым полуножом.

Контактные выводы, шарнирно-контактируемые с полуножами, выполнены из медных пластин, посаженных через подшипник шарнирно на осевой вертикальный стержень приводного водила каждого полуножа, удлинены жестко присоединенными к их торцам алюминиевыми пластинами.

В центральных зонах плоских рабочих контактирующих поверхностей подвижных контакт-деталей полуножей выполнены местные выпуклости сферической формы, том числе могущие быть развернутыми в кольцо относительно центра вращения плоских рабочих контактирующих поверхностей. Контактные нажатия от воздействия контактных пружин приложены к основаниям указанных выпуклостей, при этом и те, и другие выпуклости могут быть снабжены серебряными накладками на их вершинах, в том числе содержащими антифрикционные присадки.

Параллельно расположенные рабочие контактирующие поверхности неподвижных контактов ножей заземления, установленных снизу на одном или обоих полуножах, образованы каждый боковыми полками, свернутым петлеобразно медным уголком с образованием между рабочими контактирующими поверхностями уголка клинообразных направляющих включения контакт-деталей ножей заземления, а лежащие в одной плоскости горизонтально расположенные верхние полки медного уголка присоединены с помощью их прижимающих ферромагнитных скоб к нижним токоведущим элементам полуножей и через промежуточные токоведущие цилиндрики также к верхним токоведущим элементам полуножей, а сами контакт-детали с плоскоовальной формой сечения свободно установлены на внешних поверхностях П-образных ферромагнитных контактодержателей, жестко соединенных своими основаниями с валами заземления.

Все отмеченные отличительные признаки, изложенные в пп.1, 2, 3, являются новыми, ранее не известными.

На фиг.1 и 2 в качестве примера показаны две проекции общего вида предлагаемого высоковольтного двухколонкового горизонтально-поворотного разъединителя системы «Катран» с одним ножом заземления, на фиг.3 показан вид сверху на контактное соединение обоих полуножей полюса разъединителя во включенном положении и на фиг.4 показан вид сверху на неподвижный контакт ножа заземления во включенном положении.

Тонкостеннопрофильная токоведущая система полюса разъединителя 1 монтируется на двух поворотных изоляторах 2, установленных на основании 3, состоит из двух полуножей 4 и 5 и соответственно двух контактных выводов 6, шарнирно контактируемых с полуножами. Полунож 4 - охватываемый, полунож 5 - охватывающий. Полуножи 4 и 5 жестко укреплены на своих опорных изоляторах 2 с помощью своих приводных водил 7. Каждое водило 7 содержит осевой вертикальный стержень 8 и радиальный подшипник 9, основание 10, опору 11, несущую приводную консоль 12, центральную приводную ферромагнитную пластину 13 или 14 соответственно охватываемого 4 или охватывающего полуножа 5 и присоединенные к этим пластинам с двух сторон полуножей регулируемые по длине боковые распорки 15 водил 7, присоединенные также к основаниям 10 приводных водил 7 полуножей 4 и 5 соответственно.

Охватываемый полунож 4 выполнен полым с плоскоовальной лопаткообразной формой сечения, расчлененным по горизонтали на верхнюю и нижнюю половины, с размещенными между ними двумя параллельно расположенными токоведущими пластинами 16 контактных выводов 6. Пластины 16 опираются на радиальный подшипник 9 благодаря выполненным в этих пластинах соответствующим углублениям. Между пластинами 16 на подшипник 9 предварительно надеты ферромагнитные пластины 17, свободно опирающиеся также на подшипник 9, как и ферромагнитная пластина 13, направленная во внутреннюю сторону полюса разъединителя.

Охватывающий полунож 5 выполнен из двух параллельно работающих токоведущих элементов, симметрично расположенных относительно вертикальной осевой плоскости полюса разъединителя: верхнего токоведущего элемента 18, тонкостенного с отбортовками вниз, прикрывающего сверху нижний токоведущий элемент 19 охватывающего полуножа 5 и все размыкаемое контактное соединение полуножей полюса разъединителя в его включенном положении, образованное подпружиненным соединением рабочих контактирующих поверхностей лопаткообразной концевой части 20 (фиг.3) охватываемого полуножа 4, рабочих контактирующих поверхностей верхнего 18 и нижнего 19 элементов охватывающего полуножа 5, пружины 21, стягивающего пружинодержащего стержня 22, укрепленных на охватывающем полуноже 5. При этом отогнутые во внешние стороны концы 23 и 24 токоведущих элементов 18 и 19 охватывающего полуножа 5 образуют внешний ловитель полуножей 5 и 4 при включении разъединителя. С целью более строгой фиксации включенного положения полуножей 4 и 5 охватываемый полунож 4 в зоне его лопаткообразной концевой части 20 имеет местный ограниченный по длине направляющий вырез 25, формирующий внутренний ловитель (фиг.3) концов полуножей 4 и 5, в который при включении направляется и входит пружинодержащий стягивающий стержень 22 со свободно сидящем на нем упором 26. Контактные выводы 6 токоведущей системы 1 полюса разъединителя выполнены одинаковыми в виде спаренных медных пластин 16, сидящих через радиальный подшипник 9 на осевых вертикальных стержнях 8 приводных водил 7. Медные пластины 16 контактных выводов 6 каждого полуножа удлинены жестко присоединенными к ним алюминиевыми пластинами 27.

Неподвижный контакт 28 ножа заземления 29 установлен снизу на нижнем токоведущем элементе 19 охватывающего полуножа 5. Его параллельно расположенные контактирующие поверхности 30 образованы в результате петлеобразного изгиба тонкостенного медного уголка 31 с введением необходимых вырезов 32 в его горизонтально расположенные верхние полки 33 с образованием клинообразного направляющего 34, облегчающего включение контакт-деталей 35 ножа заземления 29. Неподвижный контакт 28 укреплен болтами 36 на нижнем токоведущем элементе 19 охватывающего полуножа 5 через введенную внутрь ферромагнитную скобу 37, верхней полки 33, токоведущие цилиндрики 38 и верхний токоведущий элемент 18 охватывающего полуножа 5. Ножи заземления 29 выполнены из двух пар его контакт-деталей 35 с трубчатой плоскоовальной формой сечения, свободно установленных на внешних поверхностях П-образного ферромагнитного контактодержателя 39, жестко соединенного своим основанием с валом заземления 40.

В центральных зонах плоских рабочих контактирующих поверхностей подвижных контакт-деталей полуножей, а именно верхнего 18 и 19 токоведущих элементов охватывающего полуножа 5, равно как и в центральных зонах плоских рабочих контактирующих поверхностей контакт-деталей 35 ножа заземления 29, выполнены местные выпуклости 41 сферической формы.

При отключении разъединителя усилие от привода через систему передачи, входящую в состав основания 4, передается поворотным изоляторам 2, которые, поворачиваясь одновременно с помощью соединяющей их рычажной передачи (на чертеже не показаны), переводят полуножи 4 и 5 каждого полюса разъединителя из включенного в отключенное положение.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям высокого напряжения, токоведущие системы каждого полюса которых содержат два полуножа, жестко присоединенные к верхним торцам своих опорных поворотных изоляторов, и шарнирно закрепленные на них контактные выводы. Такие двухколонковые горизонтально-поворотные отечественные и зарубежные разъединители получили широкое распространение в электротехнике. В высоковольтном двухколонковом горизонтально-поворотном разъединителе, в том числе с ножами заземления (29), токоведущая система (1) каждого полюса содержит полуножи (4 и 5) с их контактными (23, 24, 4) и приводными (7) соединениями, укрепленными на своих поворотных изоляторах (2), установленных на основании (3) разъединителя, контактные выводы разъединителя, шарнирно контактируемые с полуножами (4) и (5), один из которых охватываемый (4), другой охватывающий (5), с тонкостеннопрофильными контакт-деталями (18, 19, 16) жестко укреплены на своих поворотных изоляторах (2) с помощью идентичных между собой приводных водил (7). Водила (7) содержат осевые вертикальные стержни (8) со своими подшипниками (9), опоры водил (11) с несущими приводными консолями (12), выступающими в сторону размыкаемого контакта (23, 24) полюса разъединителя, с присоединенными к ним надетыми через радиальные подшипники (9) на осевые вертикальные стержни (8) приводными ферромагнитными пластинами (13) и присоединенными к этим пластинам регулируемыми по длине боковыми распороками (15) водил (7) и полуножей (4 и 5). Охватываемый полунож (4) выполнен полым с лопаткообразной формой сечения. Охватывающий полунож (5) выполнен из двух подпружиненных параллельно работающих токоведущих элементов. Контактное соединение образовано подпружиненным соединением рабочих контактирующих поверхностей лопаткообразной концевой части охватываемого полуножа (4), нижним (19) и верхним (18) токоведущими элементами охватывающего полуножа (5). Верхний (18) и нижний (19) токоведущие элементы охватывающего полуножа на своих концах отогнуты во внешние стороны, образуя форму направляющего ловителя охватываемого полуножа 4. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Высоковольтный двухколонковый горизонтально-поворотный разъединитель, в том числе с ножами заземления, токоведущая система каждого полюса которого содержит полуножи с их контактными и приводными соединениями, укрепленные на своих поворотных изоляторах, установленных на основании разъединителя, и контактные выводы разъединителя, шарнирно контактируемые с полуножами, отличающийся тем, что полуножи, один из которых охватываемый, другой охватывающий, с тонкостеннопрофильными контакт-деталями, жестко укреплены на своих поворотных изоляторах с помощью идентичных между собой приводных водил, содержащих осевые вертикальные стержни со своими подшипниками, опоры водил с несущими приводными консолями, выступающими в сторону размыкаемого контакта полюса разъединителя, присоединенными к ним одетыми через радиальные подшипники на осевые вертикальные стержни центральными приводными ферромагнитными пластинами и присоединенными к этим пластинам регулируемыми по длине боковыми распорками приводных водил и полуножей; охватываемый полунож выполнен полым с лопаткообразной формой сечения, охватывающий полунож выполнен из двух подпружиненных параллельно работающих токоведущих элементов: нижнего, симметрично расположенного относительно вертикальной осевой плоскости полюса разъединителя, и верхнего элемента, имеющего по периметру местные отгибы краев в сторону основания разъединителя, прикрывающего нижний элемент полуножа и все размыкаемое контактное соединение полуножей полюса разъединителя в его включенном положении, образованное подпружиненным соединением рабочих контактирующих поверхностей лопаткообразной концевой части охватываемого полуножа, нижнего и верхнего токоведущих элементов охватывающего полуножа, причем верхний и нижний токоведущие элементы охватывающего полуножа на своих концах отогнуты во внешние стороны, образуя форму направляющего ловителя охватываемого полуножа.2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что с торца охватываемого полуножа, расчлененного по горизонтали на две симметричные половины с отбортовками вдоль его оси по направлению к поворотному изолятору лопаткообразная форма сечения имеет местный, ограниченный по длине направляющий вырез для вхождения в этот вырез при включении поперечного пружинодержащего стержня охватывающего полуножа, расположенного на концевой его части, контактирующей с охватываемым полуножом.3. Разъединитель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что контактные выводы, шарнирно-контактируемые с полуножами, выполненные из медных пластин, посаженных через подшипник шарнирно на осевой вертикальный стержень приводного водила каждого полуножа, удлинены жестко присоединенными к их торцам алюминиевыми пластинами.4. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в центральных зонах плоских рабочих контактирующих поверхностей подвижных контакт-деталей полуножей выполнены местные выпуклости сферической формы, в том числе развернутые в кольцо относительно центра вращения плоских рабочих контактирующих поверхностей, контактные нажатия от воздействия контактных пружин приложены к основаниям указанных выпуклостей, при этом и те и другие выпуклости, равно как и плоскостные контактирующие поверхности, могут быть снабжены серебряными накладками на их вершинах, в том числе содержащими антифрикционные присадки.5. Разъединитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что параллельно расположенные рабочие контактирующие поверхности неподвижных контактов ножей заземления, установленных снизу на одном или обоих полуножах, образованы каждый боковыми полками свернутым петлеобразно медным уголком с образованием между рабочими контактирующими поверхностями уголка клинообразных направляющих включения контакт-деталей ножей заземления, а лежащие в одной плоскости горизонтально расположенные верхние полки медного уголка присоединены с помощью их прижимающих ферромагнитных скоб к нижним токоведущим элементам полуножей и через промежуточные токоведущие цилиндрики также к верхним токоведущим элементам полуножей, а сами контакт-детали с плоскоовальной формой сечения свободно установлены на внешних поверхностях П-образных ферромагнитных контактодержателей, жестко соединенных своими основаниями с валами заземления.