СИЛОВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С КОРПУСОМ Российский патент 2011 года по МПК H02B13/45 

Предложенное изобретение касается силового выключателя с корпусом и размещенным в корпусе контактным устройством.

Подобный выключатель описан, например, в DE 101 19 530 А1. Описанный там высоковольтный силовой выключатель имеет капсулированный корпус, который снабжен, по меньшей мере, двумя соединительными фланцами, посредством которых другие капсулированные конструктивные компоненты могут связываться с капсулированным корпусом. За счет расположения соединительных фланцев капсулированные высоковольтные силовые выключатели могут варьируемым образом комбинироваться друг с другом.

Задачей настоящего изобретения является предоставление высоковольтного силового выключателя с корпусом, который может использоваться особенно разнообразным способом.

Эта задача решается силовым выключателем согласно пункту 1 формулы изобретения. Зависимые пункты содержат предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению силового выключателя.

Соответствующий изобретению силовой выключатель оснащен корпусом, который имеет продольную ось корпуса. В корпусе размещено контактное устройство, которое находится в проводящем соединении с первым электрическим проводником, проходящим через корпус, и с вторым электрическим проводником, проходящим через корпус. Корпус имеет первую корпусную деталь и вторую корпусную деталь, причем первый электрический проводник проходит через первую корпусную деталь, а второй электрический проводник проходит через вторую корпусную деталь. Обе корпусные детали связаны друг с другом с возможностью поворота одна относительно другой вокруг продольной оси корпуса.

Посредством поворота обеих корпусных деталей может изменяться ориентация проходящих через корпусные детали электрических проводников относительно друг друга. За счет этого корпус может использоваться предпочтительным образом, так как за счет поворота корпусных деталей можно выполнять оптимальную подгонку к геометрическим особенностям места установки. За счет подходящего поворота может, в частности, реализовываться компактное расположение проходящих через корпус электрических проводников, особенно если проведенные через корпус электрические проводники ведут к другим размещенным на корпусе корпусным элементам, как, например, открытым проходным изоляторам.

Предпочтительным образом контактное устройство имеет, по меньшей мере, один контакт и, по меньшей мере, один противоконтакт, которые таким образом выполнены и расположены по отношению друг к другу, что они могут проворачиваться вокруг продольной оси корпуса относительно друг друга. Первый электрический проводник соединен тогда проводящим образом с контактом, а второй электрический проводник соединен проводящим образом с противоконтактом. Таким способом можно избежать препятствия повороту обеих половин корпуса относительно друг друга при жестком соединении электрических проводников с контактом и противоконтактом. Жесткое соединение электрических проводников с контактом и противоконтактом является предпочтительным, особенно в аспекте надежности электрического контакта между контактом и, соответственно, противоконтактом и электрическим проводником. Если контакт и противоконтакт имеют вращательную симметрию относительно продольной оси корпуса, например цилиндрическую симметрию, и в положении контактов, представляющем положение включения, один, по меньшей мере, частично охватывается другим, то возможен беспрепятственный поворот контакта и противоконтакта относительно друг друга и, тем самым, беспрепятственный поворот обеих корпусных деталей. Это, в частности, позволяет поворачивать обе корпусные части относительно друг друга на угол вплоть до 360°, не создавая препятствий повороту. В частности, контактное устройство может включать в себя контактное устройство номинального тока с контактом номинального тока, противоконтактом номинального тока, а также дугогасительное контактное устройство с дугогасительным контактом и дугогасительным противоконтактом. Контакт номинального тока и дугогасительный контакт имеют при этом вращательную симметрию относительно продольной оси корпуса, при этом один концентрически окружает другой. Соответствующим образом противоконтакт номинального тока и дугогасительный противоконтакт имеют вращательную симметрию относительно продольной оси корпуса, при этом один концентрически окружает другой.

Контактное устройство, в частности, может быть выполнено и размещено таким образом, что замыкание контактов и соответственно размыкание контактов можно выполнить посредством осевого смещения контакта и/или противоконтакта вдоль продольной оси корпуса.

Вместо того чтобы контакт и противоконтакт выполнять с возможностью поворота вокруг продольной оси корпуса относительно друг друга, также возможно, что, по меньшей мере, один из электрических проводников электрически связан с контактным устройством таким образом, что он при повороте обоих корпусных деталей относительно друг друга может поворачиваться вокруг контактного устройства. Электрический контакт между контактным устройством и электрическими проводниками может при этом, например, устанавливаться через скользящие контакты.

В соответствующем изобретению силовом выключателе корпус может быть выполнен, в частности, как заземленный металлический кожух. Контактное устройство содержит в этом случае систему гашения для гашения электрической дуги. Подобное выполнение позволяет использовать соответствующий изобретению силовой выключатель как так называемый “Dead Tank” (баковый)-силовой выключатель. Для того чтобы повороту обеих корпусных деталей друг против друга не препятствовала система гашения, она может предпочтительно иметь вращательную симметрию относительно продольной оси корпуса и располагаться концентрично контактному устройству.

Соответствующий изобретению силовой выключатель может найти применение в качестве капсулированного модуля в модульном устройстве для распределения электрической энергии в высоковольтном и сверхвысоковольтном диапазоне, если каждая корпусная деталь имеет, по меньшей мере, один фланец для прифланцовывания других корпусных деталей, и первый электрический проводник и второй электрический проводник проведены, соответственно, через фланец. К фланцам могут быть прифланцованы, например, открытые проходные изоляторы. За счет поворота обеих корпусных деталей относительно друг друга может достигаться компактная компоновка обоих открытых проходных изоляторов с учетом предоставляемого в распоряжение места при монтаже силового выключателя. Если фланцы размещены в окружной плоскости корпуса, то является возможным открытые проходные изоляторы различной длины за счет поворота корпусных деталей относительно друг друга располагать так, чтобы их высоковольтные выводы, например при горизонтально ориентированной продольной оси корпуса, лежали в одной горизонтальной плоскости. Различные длины открытых проходных изоляторов могут быть обусловлены тем, что перед некоторыми открытыми проходными изоляторами включены дополнительные элементы, такие как разъединители/заземлители.

Дополнительные признаки, свойства и преимущества предложенного изобретения следуют из приведенного ниже описания примера выполнения со ссылками на приложенный чертеж.

На чертеже показано модульное устройство для высоковольтных приборов с соответствующим изобретению силовым выключателем.

Корпусное устройство включает в себя соответствующий изобретению силовой выключатель 1, который имеет заземленный металлический капсулированный корпус 3 с размещенным в нем контактным устройством 5. Корпусное устройство включает в себя в качестве дополнительных капсулированных модулей, в частности, открытые проходные изоляторы 7 и разъединители/заземлители 13.

Открытые проходные изоляторы 7 включают в себя выполненные полуконическими открытые опорные изоляторы из керамического материала или иного электрически изолирующего материала, через которые проходит соединительный проводник 9 к плате 11 соединительных клемм. Соединительный проводник 9 либо непосредственно, либо с промежуточным включением разъединителя/заземлителя 13 и другого соединительного проводника 15 электрически соединен с контактным устройством 5.

Контактное устройство 5 выполнено вращательно-симметричным относительно продольной оси А связывающего корпуса 3, ориентированной горизонтально в рассматриваемом примере выполнения. Оно включает в себя контакт 19 номинального тока, аксиально смещаемый в направлении продольной оси А корпуса посредством привода 17, а также дугогасительный контакт 21, также аксиально смещаемый вдоль продольной оси А корпуса посредством привода 17. Противоконтакт 25 номинального тока, а также дугогасительный противоконтакт 27 стационарно размещены в связывающем корпусе 3. За счет сдвига дугогасительного контакта 21 и контакта 19 номинального тока в направлении стационарного дугогасительного противоконтакта 27 и стационарного противоконтакта 25 номинального тока может выполняться замыкание контактов контактного устройства 5. В состоянии замыкания контактов противоконтакт 25 номинального тока концентрично окружает контакт 19 номинального тока. Также дугогасительный противоконтакт 27 концентрично окружает дугогасительный контакт 21. К тому же дугогасительный контакт 21 и дугогасительный противоконтакт 27 размещены концентрично внутри контакта 19 номинального тока или противоконтакта 25 номинального тока. Все контакты и противоконтакты выполнены вращательно-симметричными относительно продольной оси А корпуса.

В капсулированном корпусе 3 также размещена дугогасительная система 29, посредством которой в электрическую дугу, возникающую между дугогасительным контактом 21 и дугогасительным противоконтактом 27 в процессе выключения, вдувается гасящий газ, например элегаз (SF₆). Дугогасительная система 29 также имеет вращательную симметрию относительно продольной оси А корпуса.

Капсулированный корпус 3 имеет первую корпусную деталь 31 и вторую корпусную деталь 33. Обе корпусные детали 31, 33 цилиндрической формы выполнены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса противоположно одна другой. В предложенном примере выполнения это достигается за счет того, что первая корпусная деталь 31 в своем внешнем диаметре имеет уменьшенный участок 35, который вставлен с возможностью поворота во вторую корпусную деталь 33. Между обеими корпусными деталями 31, 33 также имеется уплотнение, которое герметизирует место соединения, не допуская выпуска гасящего газа под высоким давлением.

Как первая корпусная деталь 31, так и вторая корпусная деталь 33 имеют, соответственно, по меньшей мере, один размещенный в окружной плоскости фланец 35, 37, посредством которого в предложенном примере выполнения открытый проходной изолятор 7 или связывающий капсулированный корпус 41 соединяются с капсулированным корпусом 3. За счет того что первый фланец 35 расположен в окружной плоскости первой корпусной детали 31 и второй фланец 37 расположен в окружной плоскости второй корпусной детали 33, при повороте обеих корпусных частей друг против друга выполняется поворот открытого проходного изолятора 7 по отношению к открытым проходным изоляторам 7'. За счет этого несмотря на различные конструктивные длины открытых проходных изоляторов с разъединителями/заземлителями или без них может достигаться то, что (при горизонтальной продольной оси А корпуса) все платы 11 соединительных клемм лежат в той же самой горизонтальной плоскости Е.

На основе вращательной симметрии контактов и противоконтактов контактного устройства 5, а также дугогасительной системы 29 возможен поворот обеих корпусных деталей 31, 33 противоположно друг другу, при этом не создается препятствий повороту за счет контактного устройства 5 или дугогасительной системы 29. Поворот обеих половин 31, 33 корпуса относительно друг друга может осуществляться в принципе на любой угол от 0° до 360°.

За счет поворота одной корпусной детали относительно другой корпусной детали на 180°, как показано на чертеже, возможно компактное выполнение модулей. Другие конструктивные формы могут быть получены путем поворота на любой угол (например, на 90°), так что в любой момент может быть реализовано соответствующее потребностям компактное расположение модулей.

Хотя в представленном примере выполнения контакты и противоконтакты могут поворачиваться относительно продольной оси А корпуса относительно друг друга, также возможно таким образом выполнить соответствующий изобретению силовой выключатель, что контакты 19, 21 контактного устройства 5 по отношению к противоконтактам 25, 27 могут поворачиваться не относительно продольной оси А корпуса. В этом случае контактные точки 43, 45, в которых соединительный проводник 9 или 15 находится в электропроводном контакте с контактом 19 или противоконтактом, могут быть выполнены таким образом, чтобы они при повороте обеих корпусных деталей друг против друга поворачивались относительно внешних поверхностей контакта или противоконтакта. Это может быть реализовано, например, посредством скользящих контактов.

Соответствующий изобретению силовой выключатель обеспечивает возможность конструирования модульных устройств, в которых все открытые отводы (высоковольтные выводы открытых проходных изоляторов) несмотря на введение дополнительных элементов, таких как разъединители/заземлители, лежат в одной и той же плоскости. Это приводит при использовании соответствующего изобретению силового выключателя в рамках компактного коммутационного модуля, как показано на чертеже, к оптимальной плоскостной конструктивной форме, что обеспечивает преимущества для конструкции установки, в частности, что касается высоты сборных шин распределительных устройств и высоты отводящих линий.

Заземленный связывающий корпус 3 может быть реализован в виде так называемого “Dead-Tank” (бакового)-корпуса, в котором изолирующий газ или дугогасящий газ находится под давлением несколько бар или в который такой изолирующий газ или дугогасящий газ может вдуваться под высоким давлением.

Силовой выключатель (1) имеет корпус (3) с продольной осью (А), в котором размещено контактное устройство (5), находящееся в проводящем соединении с первым электрическим проводником (9), проходящим через корпус (3), и со вторым электрическим проводником (15), проходящим через корпус. Корпус (3) имеет первую (31) и вторую (33) корпусные детали. Первый электрический проводник (9) проходит через первую корпусную деталь (31), а второй электрический проводник (15) проходит через вторую корпусную деталь (33). Обе корпусные детали (31, 33) связаны друг с другом с возможностью поворота одна относительно другой вокруг продольной оси (А) корпуса. Технический результат - обеспечение возможности использования выключателя непосредственно в электрических изделиях для отключения резервного питания. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Силовой выключатель (1) с корпусом (3), который имеет продольную ось (А) корпуса, с размещенным в корпусе контактным устройством (5), которое находится в проводящем соединении с первым электрическим проводником (9), проходящим через корпус (3), и со вторым электрическим проводником (15), проходящим через корпус,
отличающийся тем, что
корпус (3) имеет первую корпусную деталь (31) и вторую корпусную деталь (33), причем первый электрический проводник (9) проходит через первую корпусную деталь (31), а второй электрический проводник (15) проходит через вторую корпусную деталь (33) и обе корпусные детали (31, 33) связаны друг с другом с возможностью поворота одна относительно другой вокруг продольной оси (А) корпуса.

2. Силовой выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что контактное устройство (5) имеет, по меньшей мере, один контакт (19, 21) и, по меньшей мере, один противоконтакт (25, 27), которые таким образом выполнены и расположены по отношению друг к другу, что они могут поворачиваться вокруг продольной оси (А) корпуса относительно друг друга, и первый электрический проводник (9) электропроводно соединен с контактом (19, 21), а второй электрический проводник (15) электропроводно соединен с противоконтактом (25, 27).

3. Силовой выключатель (1) по п.2, отличающийся тем, что противоконтакты (25, 27) имеют вращательную симметрию относительно продольной оси (А) корпуса и в положении контакта, представляющем положение включения, один, по меньшей мере, частично концентрично окружен другим.

4. Силовой выключатель (1) по п.3, отличающийся тем, что контактное устройство (5) включает в себя контактное устройство номинального тока с контактом (19) номинального тока и противоконтактом (25) номинального тока, а также дугогасительное контактное устройство с дугогасительным контактом (21) и дугогасительным противоконтактом (27), причем контакт (19) номинального тока и дугогасительный контакт (21) имеют вращательную симметрию относительно продольной оси (А) корпуса и один концентрически окружает другой и при этом противоконтакт (25) номинального тока и дугогасительный противоконтакт (27) имеют вращательную симметрию относительно продольной оси (А) корпуса и один концентрически окружает другой.

5. Силовой выключатель (1) по п.2, отличающийся тем, что контактное устройство (5) выполнено и размещено таким образом, что замыкание контактов и соответственно размыкание контактов может выполняться посредством осевого смещения контакта (19, 21) и/или противоконтакта (25, 27) вдоль продольной оси (А) корпуса.

6. Силовой выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из электрических проводников (9, 15) электрически связан с контактным устройством (5) таким образом, что он при повороте обеих корпусных деталей (31, 33) относительно друг друга может поворачиваться вокруг контактного устройства (5).

7. Силовой выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что корпус (3) образует заземленный металлический кожух и контактное устройство (5) содержит дугогасительную систему (29) для гашения электрической дуги.

8. Силовой выключатель (1) по п.7, отличающийся тем, что дугогасительная система (29) имеет вращательную симметрию относительно продольной оси (А) корпуса.

9. Силовой выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что каждая корпусная деталь (31, 33) имеет, по меньшей мере, один фланец (35, 37) для прифланцовывания других корпусных деталей (7, 41) и первый электрический проводник (9) и второй электрический проводник (15) проведены, соответственно, через фланец (35, 37).

10. Силовой выключатель (1) по п.9, отличающийся тем, что фланцы (35, 37) размещены в окружной плоскости корпуса.