РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2013 года по МПК H01H31/28 H01H1/58 

Данное изобретение относится к распределительным устройствам, в частности к горизонтальному разъединительному механизму центрального размыкания для переключательного устройства.

Разъединитель является узлом, который при установке в коробке распределительного щита имеет функцию обеспечения разрыва линии подачи напряжения к распределительному щиту, когда разъединитель разомкнут, изолируя тем самым распределительный щит от электроснабжения. Обычный известный тип разъединителя содержит горизонтальную систему, имеющую разъемный путь прохождения тока, включающий пару подвижных трубок или ножей. Два подвижных ножа разъемно соединены друг с другом и могут принимать два положения, а именно, замкнутое положение, в котором ножи находятся в электрическом контакте друг с другом через главную контактную систему, и разомкнутом положении, в котором два ножа поворачиваются вокруг оси, перпендикулярной их длине, так, что нарушается электрический контакт между ними. Узел разъединителя включает также пару систем переключающих контактов для соединения подвижных ножей на каждом конце, для подачи электричества и для распределения электрических шин переключательного щита.

В обычном известном горизонтальном разъединительном механизме центрального размыкания система главных контактов состоит из гнездовых контактов, предусмотренных на одном из подвижных ножей, содержащих спиральные пружины (обычно выполненные из нержавеющей стали) для оказания положительного контактного давления для передачи тока, а также для обеспечения правильного контакта для восприятия электродинамических сил во время прохождения потока аварийного тока в системе. Гнездовые контакты расположены в подвижном ноже, который выполнен в основном из алюминиевого сплава. Штыревой контакт предусмотрен на другом подвижном ноже и образован из двух медных листов и покрыт слоем серебра для улучшения проводимости и тепловой стойкости контактов. Однако эта существующая конструкция системы главных контактов имеет несколько недостатков. Во время операции размыкания и замыкания разъединителя контакты трутся друг о друга в ходе движения контактов и требуют смазки для выдерживания трения. Если не осуществляется смазка с частыми интервалами, то слой серебра эродирует, вызывая повреждение контакта. Кроме того, спиральные пружины из нержавеющей стали, используемые в системе, также отрицательно воздействуют на работу системы главных контактов, поскольку, если пружины постоянно задействованы по какой-либо причине в течение определенного периода времени, то контактное давление пропадает, вызывая подъем температуры, что приводит к обгоранию самой контактной системы.

В случае системы переключающих контактов существующая конструкция предусматривает поворотную концевую контактную вилку с плоской пружиной, оказывающей давление на концевой стержень (обычно выполненный из меди) для обеспечения правильного контакта для передачи тока. При этом контакты обычно покрыты серебром и во время поворотного движения во время операции размыкания и замыкания разъединителя серебряная поверхность трется о концевой стержень. Поэтому необходимо сохранять правильное давление контактов на концевой стержень, при отсутствии которого слой серебра, существующий на концевом стержне, а также на концевой вилке, эродирует, что уменьшает тепловую стойкость контактов и увеличивает подъем температуры свыше предусмотренных пределов в передаточной точке. Поэтому в случае отсутствия смазки переключающих контактов с частыми интервалами поверхность контактов подвергается сильному трению, вызывая повреждение серебряного покрытия контактов, что уменьшает способность к работе и срок службы контактов.

Целью данного изобретения является создание переключательного устройства, имеющего улучшенный разъединительный механизм.

Указанная цель достигается с помощью переключательного устройства, имеющего разъединительный механизм для разъемного соединения первой и второй трубки пути прохождения тока для контролируемого переключения электрического тока между ними, при этом указанное переключательное устройство содержит:

- систему переключающих контактов для переключения электрического тока с поворотного концевого стержня на первую подвижную трубку пути прохождения тока, при этом указанная система переключающих контактов дополнительно содержит, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник, жестко фиксированный на обоих концах на указанной трубке пути прохождения тока, при этом указанный, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник дополнительно находится в неподвижном контакте с указанным концевым стержнем в точке вдоль его длины, промежуточной между указанными концами.

Положенная в основу изобретения идея состоит в создании переключательного устройства, имеющего горизонтальный разъединительный механизм центрального размыкания, в котором система переключающих контактов не имеет относительного поворотного движения между переключающими контактами. Согласно данному изобретению передача тока происходит, по меньшей мере, через один гибкий плетеный проводник, который жестко закреплен на подвижной трубке пути прохождения тока и на концевом стержне.

В одном варианте выполнения указанный, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник выполнен из меди и содержит оловянное покрытие. Это обеспечивает, в частности, улучшенную проводимость гибкого плетеного проводника.

В другом варианте выполнения переключательное устройство содержит несколько гибких плетеных проводников, жестко закрепленных на обоих концах на указанной первой подвижной трубке пути прохождения тока с помощью покрытых оловом проушин. Это улучшает способность пропускания тока системы переключающих контактов.

В предпочтительном варианте выполнения указанный концевой стержень выполнен из алюминиевого сплава. Это предпочтительно обеспечивает, что не требуется покрытия серебром на концевом стержне и подвижной трубке пути прохождения тока, и поэтому снижается стоимость материала и покрытия.

В особенно предпочтительном варианте выполнения переключательное устройство содержит систему главных контактов, предназначенную для электрического соединения указанных первой и второй трубок пути прохождения тока, при этом система главных контактов дополнительно содержит:

- интерфейс гнездового контакта, соединенный с первой подвижной трубкой пути прохождения тока и содержащий пару контактных пальцев, и

- интерфейс штыревого контакта, соединенный со второй подвижной трубкой пути прохождения тока и содержащий контактный блок, имеющий окружную канавку вокруг своей поверхности, предназначенную для обеспечения двух контактных точек для передачи электрического тока к интерфейсу гнездового контакта.

Указанная конструкция исключает необходимость спиральных пружин, и тем самым предотвращается повреждение за счет неправильной работы пружин.

В другом варианте выполнения указанные контактные пальцы и контактный блок выполнены из меди и покрыты материалом, содержащим серебро, или графит, или их комбинации. Покрытие серебром и графитом улучшает свойства проводимости и смазку самих контактов, соответственно.

Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения данного изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - переключательное устройство, имеющее горизонтальный разъединительный механизм центрального размыкания, на виде спереди;

фиг. 2 - разрез системы переключающих контактов указанного горизонтального разъединительного механизма центрального размыкания;

фиг. 3 - интерфейс гнездового контакта системы главных контактов указанного горизонтального разъединительного механизма центрального размыкания, на виде сверху;

фиг. 4 - интерфейс гнездового контакта системы главных контактов указанного горизонтального разъединительного механизма центрального размыкания, на виде спереди.

Как показано на фиг. 1, разъединитель 10 для переключательного устройства имеет трубки 12 и 14 пути прохождения тока. В показанном примере трубки 12 и 14 пути прохождения тока выполнены из алюминиевого сплава и имеют прямоугольный профиль поперечного сечения. В альтернативном варианте выполнения подвижные ножи 12 и 14 могут быть также выполнены из медного сплава. Подвижные ножи 12 и 14 разъемно соединены друг с другом и способны поворачиваться вокруг осей 19 и 20, соответственно, для занятия двух положений, а именно замкнутого положения и разомкнутого положения. На фиг. 1 показано замкнутое положение, в котором подвижные ножи 12 и 14 находятся в электрическом контакте друг с другом через систему 16 главных контактов. В разомкнутом положении подвижные ножи 12 и 14 повернуты вокруг осей 19 и 21, соответственно, в показанном направлении, так что нарушается электрический контакт между ними. Система 16 главных контактов содержит интерфейс 18 гнездового контакта, закрепленный на подвижном ноже 12 с помощью штифтов 24, и интерфейс 20 штыревого контакта, закрепленный на подвижном ноже 14 штифтами 22. Каждый из подвижных ножей 12 и 14 соединен с электрической сетью и с распределительными шинами через системы 26 и 28 переключающих контактов, имеющие поворотные концевые стержни 30 и 32, соответственно. В показанном варианте выполнения концевые стержни 30 и 32 проходят вверх от подвижных ножей 12 и 14 и соединены каждый дополнительно с поворотным блоком (не изображены), предназначенными для осуществления поворота концевых стержней 30 и 32 вокруг осей 19 и 21, соответственно. Каждый поворотный блок (не изображены) включает поворотный механизм, обычно содержащий два шарикоподшипника и предназначенный для больших механических нагрузок.

На фиг. 2 показана в разрезе система 26 переключающих контактов с целью иллюстрации ее компонентов. Понятно, что аналогичное описание применимо к системе 28 переключающих контактов. Как показано на фиг. 4, система 26 переключающих контактов частично заключена в корпус 42, который фиксирован на подвижном ноже 12 с помощью штифтов 43 и 45. Изоляция концевого стержня 30 обеспечивается с помощью втулок 39, обычно выполненных из нейлона. В системе 26 переключающих контактов ток передается с поворотного концевого стержня 30 на подвижный нож 12 с помощью одного или нескольких гибких плетеных проводников 36. В показанном варианте выполнения гибкий плетеный проводник 36 выполнен из меди и содержит оловянное покрытие. В отличие от существующих конструкций, в этом варианте выполнения не требуется серебряное покрытие. Серебряное покрытие в существующих конструкциях связано с дополнительной стоимостью материала. Следовательно, в данном варианте выполнения нет эрозии, которая обычно происходит в серебряном покрытии. Кроме того, концевой стержень 30 в показанном примере выполнен из алюминиевого сплава, поэтому не требуется серебряное покрытие, что дополнительно снижает стоимость материала.

Единственный или несколько гибких плетеных проводников могут быть предусмотрены в зависимости от требуемой силы тока. Гибкие плетеные проводники 36 жестко закреплены на обоих концах на подвижном ноже 12 с помощью покрытых оловом проушин 38 и 40. Гибкие плетеные проводники 36 проходят в основном с горизонтальной ориентацией с продолжением вверх для образования жесткого контакта с концевым стержнем 30 через шайбу 41. В показанном варианте выполнения точка жесткого контакта гибкого плетеного проводника 36 с концевым стержнем 30 находится примерно в середине длины гибкого плетеного проводника 36. Это обеспечивает два параллельных пути для передачи тока между концевым стержнем 30 и подвижным ножом 12, что улучшает способность пропускания тока системы 26 переключающих контактов. Эта конструкция с использованием гибких плетеных проводников обеспечивает, что система 26 переключающих контактов не имеет относительного поворотного движения между переключающими контактами (между концевым стержнем 30 и проводниками 36, и между проводниками 36 и подвижным ножом 12). Указанная выше конструкция предпочтительно обеспечивает простую сборку компонентов и более дешевое изготовление с исключением потребности в станках с ЧПУ типа CNC. Кроме того, конструкция обеспечивает максимальное поверхностное рассеивание тепла. В отличие от существующих конструкций, в показанном варианте выполнения отпадает необходимость в концевых вилках или другом контактном давлении, поскольку оба конца гибких плетеных проводников 36 жестко закреплены. Кроме того, проводники 36 являются гибкими, не требуются спиральные пружины, что исключает несогласованность при изготовлении или повреждение переключающих контактов.

Компоненты системы 16 главных контактов показаны на фиг. 3 и 4. Как показано на виде сверху на фиг. 3, интерфейс 18 гнездового контакта содержит пальцы 50 и 52, введенные в пальцевые блоки 53. Контактные пальцы 50 и 52 обычно выполнены из меди. Как показано на виде спереди на фиг. 4, интерфейс 20 штыревого контакта включает контактный блок 54, который входит между контактными пальцами 50 и 52 во время операции замыкания разъединителя. Блок 54 штыревого контакта имеет V-образную канавку на своей окружности, так что контактный блок 54 имеет две контактные точки 56 и 58 для передачи тока в каждый палец, когда разъединитель находится в замкнутом положении. Блок 54 штыревого контакта может быть также выполнен из меди. Контактные пальцы 50 и 52 и блок 54 штыревого контакта могут быть покрыты серебром и графитом для улучшения проводимости и смазки самих контактов, соответственно. Указанное выше предпочтительно сокращает расходы на техническое обслуживание системы главных контактов. Кроме того, в показанном варианте выполнения не требуются спиральные пружины из нержавеющей стали, и поэтому исключаются повреждения вследствие неправильной работы пружин.

В качестве заключения следует отметить, что данное изобретение относится к переключательному устройству, имеющему разъединительный механизм для разъемного соединения первой и второй подвижной трубки пути прохождения тока с целью управления передачей электрического тока между ними. Переключательное устройство содержит систему переключающих контактов для передачи электрического тока от поворотного концевого стержня в первую подвижную трубку пути прохождения тока. Система переключающих контактов содержит, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник, жестко закрепленный на обоих концах на первой трубке пути прохождения тока. Гибкий плетеный проводник дополнительно находится в жестком контакте с концевым стержнем в точке вдоль его длины, промежуточной между указанными концами.

Хотя описание изобретения было приведено применительно к специальным вариантам выполнения, это описание не следует рассматривать как имеющее ограничительный характер. Различные модификации раскрытых вариантов выполнения, а также альтернативные варианты выполнения станут понятными для специалистов в данной области техники после знакомства с описанием изобретения. Поэтому такие модификации следует рассматривать как входящие в идею и объем данного изобретения, задаваемые формулой изобретения.

Изобретение относится к переключательному устройству, имеющему разъединительный механизм (10) для разъемного соединения первой (12) и второй (14) подвижной трубки пути прохождения тока и управления передачей электрического тока между ними. Переключательное устройство содержит систему (26) передающих контактов для передачи электрического тока от поворотного концевого стержня (30) в первую подвижную трубку (12) пути прохождения тока. Система (26) передающих контактов содержит, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник (36), жестко закрепленный на обоих концах на первой трубке (12) пути прохождения тока. Гибкий плетеный проводник (36) дополнительно находится в жестком контакте с указанным концевым стержнем (30) в промежуточной точке вдоль длины гибкого плетеного проводника (36) между его концами. Технический результат - упрощение конструкции и сборки компонентов, а также увеличение пропускной способности по току системы (26) передающих контактов за счет обеспечения максимального поверхностного рассеяния тепла. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Переключательное устройство, имеющее разъединительный механизм (10) для разъемного соединения первой (12) и второй (14) подвижной трубки пути прохождения тока с целью управления передачей электрического тока между ними, при этом указанное переключательное устройство содержит:
систему (26) передающих контактов для передачи электрического тока от поворотного концевого стержня (30) в первую подвижную трубку (12) пути прохождения тока, причем указанная система (26) передающих контактов дополнительно содержит, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник (36), жестко закрепленный на обоих концах на первой трубке (12) пути прохождения тока, при этом указанный гибкий плетеный проводник (36) дополнительно находится в жестком контакте с указанным концевым стержнем (30) в точке вдоль его длины, посредине между указанными концами.

2. Переключательное устройство по п.1, в котором указанный, по меньшей мере, один гибкий плетеный проводник (36) выполнен из меди и содержит оловянное покрытие.

3. Переключательное устройство по любому из пп.1 или 2, содержащее несколько гибких плетеных проводников (36), жестко закрепленных на обоих концах на указанной первой подвижной трубке (12) пути прохождения тока с помощью покрытых оловом проушин (38, 40).

4. Переключательное устройство по п.1, в котором указанный концевой стержень (30) выполнен из алюминиевого сплава.

5. Переключательное устройство по п.1, дополнительно содержащее систему (16) главных контактов, предназначенную для электрического соединения указанных первой (12) и второй (14) подвижных трубок пути прохождения тока, при этом указанная система (16) главных контактов дополнительно содержит:
интерфейс (18) гнездового контакта, соединенный с первой подвижной трубкой (12) пути прохождения тока и содержащий пару контактных пальцев (50, 52), и
интерфейс (20) штыревого контакта, соединенный со второй подвижной трубкой (14) пути прохождения тока и содержащий контактный блок (54), имеющий окружную канавку вокруг своей поверхности, предназначенную для обеспечения двух контактных точек для передачи электрического тока к интерфейсу (18) гнездового контакта.

6. Переключательное устройство по п.5, в котором указанные контактные пальцы (50, 52) и контактный блок (54) выполнены из меди и покрыты материалом, содержащим серебро или графит или их комбинации.