ШКАФ КОМПЛЕКТНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2012 года по МПК H02B11/02 H02H7/22 G01K11/12 

Изобретение относится к устройствам для распределения электроэнергии - конкретно к шкафам комплектных распределительных устройств (КРУ).

Известен шкаф комплектного распределительного устройства (патент РФ №2172545, H02B 11/00). Шкаф содержит отсек выкатного элемента, релейный шкаф, расположенный над отсеком выкатного элемента, канал сброса избыточного давления, расположенный за релейным шкафом и соединяющий отсек выкатного элемента с атмосферой, дополнительный отсек релейного шкафа, размещенный в отсеке выкатного элемента и изолированный от него фронтальной, задней и боковыми панелями, причем фронтальная и задняя панели выполнены наклонными и образуют лоток, имеющий V-образную форму поперечного сечения, а задняя панель ее верхней стороной закреплена на входе из отсека выкатного элемента в канал сброса избыточного давления, образуя с задней стенкой отсека выкатного элемента конфузорный канал.

Недостатком этой конструкции шкафа является отсутствие канала сброса избыточного давления отсека сборных шин, что повышает вероятность повреждения конструкции шкафа КРУ в момент резкого повышения давления в отсеке сборных шин.

Известен шкаф комплектного распределительного устройства и выдвижной элемент шкафа комплектного распределительного устройства (патент РФ №2285319, H02B 11/00, H02B 11/02).

Шкаф содержит корпус, разделенный перегородками на отсеки, снабженные клапанами сброса давления газа: отсек сборных шин, отсек силового оборудования с выключателем на выдвижном элементе, а также расположенный под отсеком силового оборудования кабельный отсек, выполненный с возможностью доступа к нему через соответствующую фасадную дверцу, релейный отсек, размещенный на выдвижном элементе, на котором установлены помимо выключателя трансформаторы тока и подвижные разъемные контакты главной цепи, а на задней стенке отсека силового оборудования установлены проходные изоляторы с неподвижными разъемными контактами главной цепи.

Недостатком этой конструкции шкафа является размещение релейного отсека и трансформаторов тока на выдвижном элементе, что значительно увеличивает вес выдвижного элемента и, следовательно, усложняет его обслуживание, особенно при расположении выдвижного элемента в средине шкафа, как это имеет место в прототипе. Кроме того, требуется использование дополнительного оборудования в виде тележки для извлечения и транспортировки выдвижного элемента. Вместе с тем, такая конструкция выдвижного элемента увеличивает вероятность разрушения релейного отсека при замыканиях в отсеке силового оборудования.

Хорошо известен шкаф КРУ серии К-104, получивший широкое практическое распространение в Российской Федерации. Данный шкаф принимается авторами в качестве прототипа. Практика использования этого устройства показала, однако, что шкаф недостаточно надежен в герметическом отношении, а именно к проникновению в него пыли, влаги, насекомых и мелких животных, типа мышей. В совокупности эти факторы в ряде случаев приводят к аварийным ситуациям, в частности к коротким замыканиям рабочего напряжения, в том числе на разъемных контактах главной цепи.

Вместе с тем в обсуждаемом прототипе отсутствует система непрерывного контроля температуры разъемных контактах силовых соединений. В техническом плане это наиболее опасный фактор, приводящий к возгоранию шкафа.

Целью изобретения является полная герметизация шкафа КРУ от внешней атмосферы.

Целью изобретения является также создание системы непрерывного контактного контроля температуры разъемных контактных соединений и аварийного отключения их в случае критического перегрева.

Подчеркнем здесь, что эти две цели коррелированы между собой функционально: чем выше герметизация шкафа, тем ниже вероятность возникновения в нем аварийного режима работы от факторов внешнего воздействия и, следовательно, тем меньшие возмущения температурного режима возникают в разъемных токовых контактах. Вместе с тем, чем точнее осуществляется непрерывное контактное отслеживание температуры на разъемном соединении главной силовой цепи, тем надежнее обеспечивается штатный режим работы КРУ за счет действия обратной связи системы защиты и автоматики.

Эти две цели направлены, фактически, на решение единой технической задачи (единого изобретательского замысла) - достижение нового уровня надежности штатной работы КРУ и, как следствие, увеличение также долговечности данного устройства в целом.

Первая сформулированная цель - обеспечение полной герметизации КРУ от внешней атмосферы - достигается тем, что шкаф комплектного распределительного устройства содержит корпус, разделенный перегородками на отсеки: отсек кабельного ввода, с расположенными в нем трансформатором тока и заземлителем; отсек выкатного элемента, снабженный электроприводом; отсек релейного шкафа с устройством защиты и автоматики; отсек сборных шин и каналов сброса избыточного давления. Все перечисленные технические узлы КРУ и отдельные конструктивные элементы в них типа смотровых окон, прозрачных дверей, съемных панелей, а также крепления приборов и вводов кабелей полностью герметизированы от внешней атмосферы посредством уплотняющих прокладок.

Решение второй сформулированной цели достигается тем, что в основе создания системы непрерывного контактного контроля температуры разъемных токовых соединений используется разработанный оптико-волоконный датчик температуры на основе «утекающей световой моды», по интенсивности пропорциональной величине измеряемой температуры.

На фиг.1 представлен предлагаемый шкаф КРУ в разрезе. Шкаф КРУ состоит из отсека выкатного элемента 1 с выкатным элементом 2, отсека релейного шкафа 3 с устройством защиты и автоматики, закрытого с фронтальной стороны прозрачной дверью 4 с уплотнительными прокладками, отсека кабельного ввода 5, имеющего в верней части клапан сброса давления 6 с уплотнительными прокладками и герметичные кабельные каналы 24, отсека сборных шин 7. Привод заземлителя 8 находится под релейным шкафом в отсеке выкатного элемента 1. Заземлитель 10 размещен в отсеке кабельного ввода 5. Задняя стенка релейного шкафа 11 и центральная перегородка 12 шкафа образуют канал сброса давления 13 отсека выкатного элемента. Сверху канал закрыт клапаном 14 с уплотнительными прокладками. Канал сброса давления отсека сборных шин 15 образован задней стенкой шкафа КРУ 16 и стенкой отсека кабельного ввода 17 и заканчивается сверху клапаном сброса давления 18 с уплотнительными прокладками. Выкатной элемент имеет сервопривод 20 для перемещения. Трансформаторы тока 21 размещены на перегородке 17, отделяющей отсек кабельного ввода от канала сброса давления отсека сборных шин. Проходные изоляторы 22 расположены в нижней и верхней частях КРУ. В нижней части отсека сборных шин расположена дополнительная шина заземления 23 с подключенными к ней шинами заземления выкатного элемента и заземлителя. Разъемные соединения главной токовой цепи находятся внутри изоляторов 19. На фиг.2 показано размещение на элементах разъемных соединений главной токовой цепи 9 контактных оптических датчиков температуры на основе «утекающей световой моды» 25. Сигналы с контактных датчиков измерения температуры по оптическому волокну 26 поступают в устройство защиты и автоматики.

Предлагаемый шкаф комплектного распределительного устройства, по сравнению с прототипом, обеспечивает новую степень устойчивости штатного режима работы КРУ и его долговечность в целом, что достигается надежным непрерывным измерением температуры нагрева разъемных контактов главной токовой цепи и полной герметизацией шкафа.

Такое устройство КРУ позволяет также реже осуществлять профилактическое обслуживание.

Узловая апробация КРУ подтвердила оба указанных эксплуатационных фактора - высокую степень надежности работы КРУ и возможность более редкой его профилактики. Эти обстоятельства обеспечивают данному устройству широкую область применения.

Данный вариант осуществления изобретения не исключает иных вариантов устройства КРУ в пределах формулы изобретения.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для распределения электроэнергии. Технический результат состоит в повышении надежности штатной работы и долговечности устройства в целом. Шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ) выполнен с отсеком выкатного элемента, релейным шкафом с устройством защиты и автоматики, расположенным над отсеком выкатного элемента, отсеком сборных шин, отсеком кабельного ввода и каналами сброса избыточного давления, Система контроля температуры разъемных токовых шин шкафа КРУ выполнена на основе контактного оптического датчика с «утекающей световой модой». Датчик контактно сопряжен с токовой шиной и его оптические сигналы непрерывно обрабатываются в блоке автоматики КРУ в режиме реального времени. Шкаф КРУ выполнен полностью герметичным от воздушной атмосферы, что предохраняет его от попадания в него пыли, влаги, насекомых и мелких животных. 2 ил.

Шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ) с отсеком выкатного элемента, релейным шкафом с устройством защиты и автоматики, расположенным над отсеком выкатного элемента, отсеком сборных шин, отсеком кабельного ввода и каналами сброса избыточного давления, отличающийся тем, что содержит систему контроля температуры разъемных соединений главной токовой цепи, созданной на основе оптических датчиков с «утекающей световой модой», контактно закрепленных на разъемных соединениях главной токовой цепи КРУ, а выходы датчиков соединены посредством оптических волокон с блоком защиты и автоматики КРУ, при этом шкаф КРУ конструктивно выполнен полностью герметичным от внешней атмосферы посредством уплотняющих прокладок.