ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции вакуумных выключателей, в частности вакуумных выключателей с тремя фазами, размещенными в ряд на междуфазном расстоянии L и изоляционном расстоянии L_ф-ф. Здесь и далее под термином "междуфазное расстояние" мы понимаем расстояние между осями соседних фаз выключателя, под термином "изоляционное расстояние" - расстояние в свету между неизолированными токоведущими частями соседних фаз выключателя.

Известны вакуумные выключатели с тремя размещенными в ряд фазами, содержащими в каждой фазе открыто установленную вакуумную дугогасительную камеру, а также верхний и нижний токовыводы [1]. Габариты этих выключателей по ширине зависят от междуфазного расстояния L, определяемого как

L=L_ф-ф+S,

где L_ф-ф - изоляционное расстояние, а S - ширина (диаметр) неизолированной токоведущей части выключателя, в данном случае вакуумной дугогасительной камеры.

Изоляционное расстояние L_ф-ф, обеспечивающее электрическую прочность изоляции выключателя между фазами, зависит от рабочего напряжения выключателя и задается нормативными документами, в частности "Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)". Так, например, в соответствии с ПУЭ для выключателя класса напряжения 35 кВ для закрытых распределительных устройств наименьшая величина изоляционного расстояния равна 320 мм. Следовательно, в приведенной конструкции междуфазное расстояние с учетом диаметра открыто установленной вакуумной дугогасительной камеры, например ⊘110 мм, составит более 430 мм.

Известным способом сокращения междуфазного расстояния в подобном выключателе является установка междуфазных изоляционных барьеров, которые позволяют уменьшить междуфазное расстояние до 350 мм и менее. Для обеспечения электрической прочности изоляции между фазами выключателя эти барьеры должны закрывать друг от друга все неизолированные токоведущие части фаз, т.е. значительно превышать габариты фазы по ширине и высоте. Это приводит к усложнению конструкции выключателя, увеличению его габаритов и массы.

Другим известным решением является размещение вакуумной дугогасительной камеры в изоляционном корпусе [2]. Верхний токовывод установлен в верхней торцевой части изоляционного корпуса соосно с вакуумной дугогасительной камерой, а нижний токовывод установлен в боковой стенке изоляционного корпуса перпендикулярно оси вакуумной дугогасительной камеры.

Преимуществом выключателя является возможность подсоединения к токовыводам внешних токоведущих шин с разных сторон, что имеет определенные эксплуатационные удобства. Кроме того, в данном выключателе неизолированной токоведущей частью является токовывод, ширина S которого заведомо меньше диаметра вакуумной дугогасительной камеры. Поэтому за счет уменьшения ширины S достигается некоторое увеличение изоляционного расстояния L_ф-ф и пропорциональное ему сокращение междуфазного расстояния L.

Наиболее близким к изобретению является вакуумный выключатель [3] с тремя размещенными в ряд фазами, каждая из которых содержит вакуумную дугогасительную камеру, верхний токовывод и параллельный ему нижний токовывод. Токовыводы выполнены цилиндрическими, в результате чего, в сравнении с плоскими прямоугольными токовыводами, улучшено распределение электрических полей между фазами. Однако проблема известных выключателей, заключающаяся в том, чтобы значительно сократить междуфазное расстояние L, обеспечив при этом нормированное изоляционное расстояние L_ф-ф и электрическую прочность изоляции между фазами, в приведенной конструкции не решена.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов вакуумного выключателя с тремя фазами за счет сокращения междуфазного расстояния при сохранении надежной электрической прочности изоляции между фазами.

Поставленная задача решается за счет того, что в вакуумном выключателе с тремя размещенными в ряд фазами, каждая из которых содержит, как минимум, одну вакуумную дугогасительную камеру, верхний токовывод и параллельный ему нижний токовывод, токовыводы крайних фаз развернуты в разные стороны относительно токовыводов средней фазы на определенный угол.

В предложенной конструкции каждый верхний токовывод крайней фазы развернут на определенный угол относительно своего прежнего положения, аналогичного положению верхнего токовывода в средней фазе. На этот же угол развернут каждый нижний токовывод крайней фазы относительно своего прежнего положения, аналогичного положению нижнего токовывода в средней фазе. Следовательно, в результате разворота каждый токовывод крайней фазы перемещен относительно своего прежнего положения на определенную величину. При этом на эту же величину увеличено изоляционное расстояние между токовыводом крайней фазы и токовыводом средней фазы. Это позволяет пропорционально сократить междуфазное расстояние и существенно уменьшить габариты выключателя по ширине.

Наиболее оптимальное (для одностороннего подсоединения токоведущих шин) увеличение изоляционного расстояния достигнуто при развороте токовыводов крайних фаз на 90 градусов. Это означает, что токовыводы крайних фаз перпендикулярны в горизонтальной плоскости токовыводам средней фазы, а изоляционное расстояние увеличено приблизительно на величину 90-градусной дуги перемещения токовыводов крайних фаз при развороте. Следовательно, на длину указанной дуги может быть пропорционально сокращено междуфазное расстояние.

Более подробно конструктивные особенности настоящего изобретения и варианты исполнения пояснены на следующих чертежах:

Фиг.1 - вид выключателя в изометрии с крайними токовыводами, развернутыми на 90 градусов.

Фиг.2 - вид сверху выключателя в соответствии с фиг.1.

Вакуумный выключатель, изображенный на фиг.1 и 2, включает в себя три фазы А, В и С, размещенные на междуфазном расстоянии L. Фазы А, В и С установлены в ряд на приводе 1 и содержат вакуумные дугогасительные камеры (не показаны), размещенные, например, в изоляционных корпусах 2а, 2b и 2с, верхние токовыводы 3а, 3b и 3с диаметром S и попарно параллельные им нижние токовыводы 4а, 4b и 4с диаметром S. Изоляционное расстояние между токовыводами 3а и 3b, 3b и 3с, 4а и 4b, 4b и 4с обозначено как L_ф-ф'.

Пунктиром показаны положения токовыводов 3а и 4а, 3с и 4с в крайних фазах до разворота, изоляционное расстояние между которыми обозначено как L_ф-ф.

Верхний токовывод 2а развернут относительно верхнего токовывода 2b по дуге L_Δ на угол 90 градусов, а верхний токовывод 3с развернут относительно верхнего токовывода 3b по дуге L_Δ на угол 90 градусов. Аналогичным образом нижний токовывод 4а развернут относительно нижнего токовывода 4b по дуге L_Δ на угол 90 градусов, а нижний токовывод 4с развернут относительно нижнего токовывода 4b по дуге L_Δ на угол 90 градусов. Таким образом, изоляционное расстояние L_ф-ф увеличено приблизительно на длину 90-градусной дуги L_Δ. Увеличенное изоляционное расстояние, обозначенное как L_ф-ф', позволило пропорционально сократить междуфазное расстояние L, равное L_ф-ф'+S-L_Δ.

Применение подобной конструкции в выключателе класса напряжения 35 кВ для закрытых распределительных устройств, в которых вакуумная дугогасительная камера, а также тоководы диаметром, например, 70 мм установлены в изоляционном корпусе диаметром, например, 170 мм, позволяет уменьшить междуфазное расстояние приблизительно до 257 мм. При этом нормированное изоляционное расстояние 320 мм обеспечивает необходимую электрическую прочность междуфазной изоляции.

Таким образом, использование описанной конструкции вакуумного выключателя с тремя фазами позволяет существенно сократить междуфазное расстояние и габариты выключателя при сохранении нормированного изоляционного расстояния и надежной электрической прочности изоляции между фазами.

Источники информации

1. 3АН5 Vacuum Circuit Breakers. Каталог фирмы Siemens HG 11.11.

2. VerSaVac Three-Phase Capasitor Switch. Каталог фирмы Joslyn DB 750.

3. Vacuum Circuit Breakers type VD4. Каталог фирмы ABB•DEACE 2039 96 E.

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции вакуумных выключателей с тремя размещенными в ряд фазами. Технический результат - уменьшение габаритов вакуумного выключателя за счет сокращения междуфазного расстояния. Это достигается за счет того, что верхний и параллельный ему нижний токовыводы крайних фаз развернуты в разные стороны относительно токовыводов средней фазы на определенный угол. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вакуумный выключатель с тремя размещенными в ряд фазами, каждая из которых содержит, как минимум, одну вакуумную дугогасительную камеру, верхний токовывод и параллельный ему нижний токовывод, отличающийся тем, что токовыводы крайних фаз развернуты в разные стороны относительно токовыводов средней фазы на определенный угол.2. Вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что токовыводы крайних фаз развернуты в разные стороны относительно токовыводов средней фазы на угол 90°.