ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 2015 года по МПК H02B13/35 

Изобретение относится к электрическому коммутационному аппарату, содержащему блок прерывателя, имеющий первую соединительную линию и вторую соединительную линию, и непроницаемый для текучей среды герметизированный корпус, который окружает блок прерывателя и заполнен электрически изолирующей текучей средой, а также экранирующий корпус, окружающий по меньшей мере частично блок прерывателя.

Подобный электрический коммутационный аппарат известен, например, из европейской патентной заявки ЕР 0 7454 803 А2. Там описан электрический коммутационный аппарат в качестве разъединителя для газоизолированной коммутационной аппаратуры в металлическом корпусе. Этот разъединитель имеет блок прерывателя с первой и второй соединительными линиями. Блок прерывания размещен внутри непроницаемого для текучей среды герметизированного корпуса. Внутренность герметизированного корпуса заполнена электрически изолирующей текучей средой. Кроме того, блок прерывания окружен экранирующим корпусом, который обеспечивает для блока прерывания диэлектрически эффективное выполнение.

Герметизированный корпус препятствует утечке электрически изолирующей текучей среды. Тем самым возможно ограничить объем необходимой электрически изолирующей текучей средой и использовать сравнительно дорогостоящие текучие среды для электрической изоляции.

Через блок прерывателя с его обеими соединительными линиями регулярно проходят электрические токи, которые вызывают соответствующее выделение тепла. Закрытая электрически изолирующая текучая среда лишь в ограниченной мере способна воспринимать и отводить это тепло.

С одной стороны, желательно уменьшать пространственные размеры такого герметизированного корпуса и сокращать потребность в электрически изолирующей текучей среде. Однако это приводит также к уменьшению возможного ввода тепла в электрически изолирующую текучую среду. Отдача тепла в герметизированный корпус через электрически изолирующую текучую среду также возможна в ограниченной мере. Для предотвращения недопустимого перегрева необходимо ограничивать нагрузку током блока прерывателя.

Поэтому задачей изобретения является создание электрического коммутационного аппарата, который при компактных размерах может подвергаться большей нагрузке током.

Задача решена согласно изобретению в электрическом коммутационном аппарате вышеуказанного вида тем, что первая соединительная линия имеет по меньшей мере один проточный канал для текучей среды, который первым концевым отверстием заканчивается внутри экранирующего корпуса и вторым концевым отверстием заканчивается снаружи экранирующего корпуса.

При снабжении первой соединительной линии проточным каналом можно отводить текучую среду из внутреннего пространства экранирующего корпуса и подавать эту текучую среду снаружи экранирующего корпуса в герметизированный корпус. Таким образом, обеспечивается возможность лучшего отвода находящейся во внутренней зоне блока прерывателя текучей среды и тем самым также отвода тепла из этой центральной зоны блока прерывателя. Внутри блока прерывателя находятся пути прохождения тока, которые соединяют друг с другом обе соединительные линии, так что также внутри блока прерывателя проходит ток. Из-за экранирующего корпуса эта зона не может свободно омываться текучей средой, за счет чего там происходит усиленное нагревание. Проточный канал может целенаправленно поддерживать прохождение потока внутри экранирующего корпуса.

При этом экранирующий корпус может быть выполнен так, что он по меньшей мере частично выполняет также функцию соединительной линии. Однако может быть также предусмотрено, что экранирующий корпус нагружается лишь одним электрическим потенциалом по меньшей мере одной или обеих соединительных линий с целью вызывания электрического экранирующего действия. Ток может проходить независимо от экранирующего корпуса от первой ко второй соединительной линии или наоборот от первой ко второй соединительной линии. Между первой и второй соединительными линиями блока прерывателя образован участок переключения, т.е. с помощью блока прерывателя можно вызывать разделение потенциалов между первой и второй соединительными линиями. Таким образом, можно прерывать проходящий через блок прерывателя путь прохождения тока или восстанавливать этот путь прохождения тока.

При этом задачей экранирующего корпуса является создание для блока прерывателя по меньшей мере на некоторых участках диэлектрически благоприятного огибающего контура.

Непроницаемый для текучей среды герметизированный корпус выполнен электрически проводящим и соединен с потенциалом земли. В противоположность этому соединительные линии, а также экранирующий корпус предназначены для нагрузки значительно более высоким потенциалом, например, от нескольких тысяч или нескольких сотен тысяч вольт. Между поверхностями внутренних стенок герметизированного корпуса, которые предотвращают выход электрически изолирующей текучей среды из герметизированного корпуса, и находящимися внутри герметизированного корпуса конструктивными узлами, которые имеют более высокий электрический потенциал относительно герметизированного корпуса, на основании разницы потенциалов возникают электрические поля, которые диэлектрически нагружают электрически изолирующую текучую среду. При повышении рабочего напряжения могут происходить разряды внутри электрически изолирующей текучей среды.

Электрически изолирующая текучая среда зависит от окружающих условий, т.е., в частности, от плотности электрически изолирующей текучей среды, которая определяется, по существу, давлением текучей среды внутри герметизированного корпуса и преобладающей температурой. Кроме того, за счет выбора подходящей электрически изолирующей текучей среды можно достигать на коротких расстояниях высокой пробивной прочности электрически изолирующей текучей среды. В частности, было установлено, что при этом особенно эффективными являются газы, такие как гексафторид серы и азот. Электрически изолирующая текучая среда может быть нагружена внутри герметизированного корпуса давлением в несколько бар, так что давление внутри герметизированного корпуса больше давления текучей среды, которая окружает сам герметизированный корпус. Таким образом, между внутренним пространством герметизированного корпуса и внешним окружением герметизированного корпуса имеется разница давлений, при этом в случае негерметичности герметизированного корпуса происходит выход электрически изолирующей текучей среды в окружение. За счет этого сначала предотвращается загрязнение внутреннего пространства входящей текучей средой из окружения герметизированного корпуса. Утечку из герметизированного корпуса можно своевременно распознавать при соответствующем контролировании электрически изолирующей текучей среды.

Проточный канал расположен, например, внутри одной из соединительных линий, так что нет необходимости предусматривать дополнительное конструктивное пространство для расположения отдельных проточных каналов. Так, например, первая соединительная линия может иметь форму трубы, которая расположена относительно экранирующего корпуса так, что первое концевое отверстие проточного канала входит внутрь экранирующего корпуса, а другой конец проточного канала со вторым концевым отверстием выходит снаружи экранирующего корпуса, однако внутри герметизированного корпуса. Соединительная линия может иметь, например, круглое поперечное сечение или же может быть выполнена в виде призмы. При этом может быть, например, предусмотрено, что первая соединительная линия постоянно соединена электрически проводящим образом с экранирующим корпусом. Однако может быть также предусмотрено, что экранирующий корпус расположен электрически изолированно относительно первого герметизированного корпуса. При этом особенно предпочтительно, когда проточный канал выступает в экранирующий корпус так далеко, что концевое отверстие проточного канала выступает за внутреннюю стенку экранирующего корпуса, и текучая среда может проходить из находящейся на расстоянии от внутренней стенки экранирующего корпуса центральной зоны. Для этого внутренняя стенка экранирующего корпуса должна отличаться от стенки, в которой лежит первое концевое отверстие.

При этом предпочтительно, когда соединительная линия проходит через стенку экранирующего корпуса, т.е. всасывание текучей среды в проточный канал может происходить, с одной стороны, внутри экранирующего корпуса на возможно большем расстоянии от стенки экранирующего корпуса, а также выход текучей среды из проточного канала может осуществляться на расстоянии от экранирующего корпуса. Таким образом, можно независимо от выполнения экранирующего корпуса вызывать циркуляцию электрически изолирующей текучей среды из внутреннего пространства экранирующего корпуса в удаленную зону герметизированного корпуса. С помощью проточного канала обеспечивается возможность прохождения текучей среды через стенку экранирующего корпуса без необходимости обеспечения при прохождении контакта текучей среды со стенкой экранирующего корпуса.

При этом предпочтительно, когда главная ось проточного канала вертикальна, так что нагретая внутри блока прерывателя текучая среда вследствие конвекции проходит через проточный канал. При этом проточный канал действует аналогично камину и дополнительно поддерживает поток текучей среды.

В другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, что первая соединительная линия заканчивается в соединительной части, которая имеет по меньшей мере одну радиально ориентированную выемку.

С помощью соединительной части обеспечивается возможность закрывания первой соединительной линии. В качестве соединительной части можно применять различные конструкции. С помощью соединительной части обеспечивается возможность электрически проводящего включения первой соединительной линии и тем самым блока прерывателя в подлежащий прерыванию или замыканию путь прохождения тока. Соединительная часть выполнена, например, в виде трубы, при этом соединительная часть окружает второе концевое отверстие, и выходящая из второго концевого отверстия соединительной линии электрически изолирующая текучая среда направляется через радиально ориентированную выемку в радиальном направлении. Выемка или соответственно выемки могут иметь различные формы поперечного сечения, например можно выбирать по потребности круглые, овальные, шлицеобразные и т.д. поперечные сечения. Таким образом, можно выполнять первую соединительную линию, например, в виде трубы и снабжать по центру проточным каналом. С помощью соединительной части можно первую соединительную линию соединять, например, со сборной шиной, при этом сборная шина может быть выполнена любым образом независимо от выполнения первой соединительной линии. Таким образом, электрический коммутационный аппарат согласно изобретению можно также интегрировать в существующие установки и оказывать положительное влияние на их допустимую нагрузку по току за счет улучшенного прохождения потока текучей среды.

Соединительная часть может быть выполнена, например, в виде втулки, так что первая соединительная линия может вводиться в виде штекерного контакта в отверстие втулки соединительной части и с помощью этого штекерного соединения обеспечивается возможность электрического контактирования первой соединительной линии. Соединительная часть может иметь, например, механически стабилизирующее опорное тело, в которое введены контактные элементы, с целью электрически проводящего контактирования первой соединительной линии. Например, в опорное тело могут быть введены в качестве контактных элементов пружинные элементы, которые предназначены для прижимания с упругой деформацией к первому соединительному элементу. В качестве пружинных элементов могут служить, например, нагруженные пружинами или сами пружинящие контактные пальцы.

Соединительная часть может быть выполнена, например, так, что опорное тело выполнено в виде трубы, при этом на каждой концевой стороне трубчатого опорного тела соединительной части расположено отверстие втулки, которое предназначено для введения первой соединительной линии и другого соединительного элемента, например сборной шины, при этом перемыкание и электрическое контактирование первой соединительной линии с другим соединительным элементом осуществляется через соединительную часть. Радиально ориентированная выемка соединительной части может быть, например, заполнена контактными элементами и по меньшей мере частично закрыта ими, так что поток электрически изолирующей текучей среды, который выходит из концевого отверстия первой соединительной линии, перед прохождением через радиально ориентированную выемку соединительной части обтекает контактный(е) элемент(ы). Таким образом, через соединительную часть также проходит поток текучей среды и тем самым охлаждает ее.

Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, что соединительная часть имеет несколько радиально ориентированных выемок, которые расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении с кольцеобразным прохождением по окружности.

Кольцеобразное расположение нескольких выемок обеспечивает возможность изменения направления выходящего из первого концевого отверстия потока текучей среды и прохождения в различных радиальных направлениях. Таким образом, обеспечивается возможность выполнения в соединительной части множества имеющих меньшее поперечное сечение выемок, которые, однако, в сумме представляют достаточно большое поперечное сечение для выхода текучей среды из соединительной части. В частности, при по меньшей мере частичном закрывании/перекрывании выемок обеспечивается достаточно большое поперечное сечение за счет множества выемок. При этом предпочтительно множество выемок расположено на нескольких кольцевых полосах с распределением по окружности соединительной части, за счет чего можно иметь достаточную толщину стенки соединительной части с целью обеспечения достаточной механической несущей способности всей системы. Выемки могут быть предпочтительно равномерно распределены на своих соответствующих кольцевых полосах, при этом на непосредственно соседних друг с другом кольцевых полосах положение выемок сдвинуто относительно друг друга в окружном направлении. За счет этого предотвращается чрезмерное ослабление механической прочности соединительной части. При этом может быть предпочтительно предусмотрено, что выемки выполнены в виде удлиненного отверстия.

В другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, что первая соединительная линия проходит через экранирующий корпус, при этом между первой соединительной линией и экранирующим корпусом в зоне прохождения расположен канал для текучей среды.

Прохождение первой соединительной линии через экранирующий корпус обеспечивает возможность образования в зоне прохождения соединительной линии канала для текучей среды. При этом этот канал может быть предпочтительно ограничен, с одной стороны, соединительной линией и, с другой стороны, самим экранирующим корпусом. Предпочтительно канал должен быть замкнутым, проходящим вокруг соединительной линии каналом, предпочтительно проходящим кольцеобразно вокруг первой соединительной линии каналом. Для ограничения канала можно использовать наружную боковую поверхность первой соединительной линии. С помощью стенки экранирующего корпуса может быть образована другая ограничивающая канал кромка тела. Предпочтительно в зоне прохождения первой соединительной линии между соединительной линией и экранирующим корпусом может быть расположен кольцеобразный канал, так что в этом месте между экранирующим корпусом и первой соединительной линией нет никакого электрически проводящего соединения. Тем самым обеспечивается возможность, с одной стороны, наличия внутри первой соединительной линии проточного канала и, с другой стороны, окружения по внешней периферии в зоне прохождения первой соединительной линии через экранирующий корпус дополнительным каналом. Поток электрически изолирующей текучей среды может проходить как по наружной боковой стороне, так и по внутренней боковой стороне соединительной линии. За счет этого обеспечивается особенно хорошее охлаждение, поскольку в зоне места вхождения первой соединительной линии в экранирующий корпус обеспечивается отвод электрически изолирующей текучей среды, которая находится в непосредственной близости от зоны вхождения в экранирующий корпус. Первая соединительная линия может дополнительно отводить текучую среду из удаленной от зоны вхождения в экранирующий корпус центральной зоны. За счет этого обеспечивается возможность улучшенного прохождения потоков через экранирующий корпус, при этом обеспечивается возможность отвода нагретой текучей среды из многих зон экранирующего корпуса. Таким образом, предотвращается образование внутри экранирующего корпуса участков, в которых находящаяся там текучая среда лишь незначительно участвует в теплообмене. Наличие таких участков является недостатком, поскольку там может происходить скопление нагретой электрически изолирующей текучей среды. Кроме того, предпочтительно, когда выходящая из канала в зоне вхождения текучая среда направляется в направлении прохождения первой соединительной линии в сторону боковой поверхности. Выходящая из канала в зоне вхождения текучая среда может предпочтительно отклоняться в выходящую радиально из выемок соединительной части текучую среду. За счет направления друг к другу обоих потоков текучей среды происходит завихрение и смешивание.

При направлении друг к другу обоих потоков текучей среды дополнительно подмешивается окружающая блок прерывателя электрически изолирующая текучая среда, за счет чего поддерживается охлаждение выводимой из блока прерывателя электрически изолирующей текучей среды.

В другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, что контактная часть электрического коммутационного аппарата установлена с возможностью сдвига вдоль оси сдвига через стенку экранирующего корпуса, при этом проточный канал из радиального направления проходит к оси сдвига в экранирующем корпусе.

Между первой соединительной линией и второй соединительной линией блока прерывателя образовано место коммутации, которое служит для создания или прерывания пути прохождения тока. Для этого может быть предусмотрено, что между первой и второй соединительной линией расположена подвижная контактная часть, которая может создавать, соответственно прерывать, лежащий между обеими соединительными линиями путь прохождения тока. Контактная часть может быть выполнена, например, так, что она обеспечивает возможность сдвига вдоль оси сдвига, и при прерывании пути прохождения тока может быть заполнена электрически изолирующей текучей средой. За счет расположения оси сдвига поперек основного прохождения проточного канала можно в зоне оси сдвига, т.е. в зоне сдвигаемой там контактной части, легко отводить нагретую текучую среду через проточный канал. Например, при прерывании, соответственно создании, пути прохождения тока на контактной части могут возникать электрические дуги выключения или происходить временные пробои, которые связаны с термической нагрузкой электрически изолирующей текучей среды и контактной части. За счет расположения на стороне боковой поверхности первого концевого отверстия можно перемещать контактную часть перед первым концевым отверстием первой соединительной линии, так что несмотря на сравнительно небольшое концевое отверстие большая зона подвижной контактной части перемещается перед концевым отверстием вдоль него. За счет этого возможно улучшенное охлаждение подвижной контактной части, в частности, во время процесса выключения. Если ось сдвига проходит через стенку экранирующего корпуса, то существует возможность обеспечения прохождения также направляемой по этой траектории сдвига контактной части через стенку экранирующего корпуса. Например, может быть предусмотрено, что в выключенном состоянии контактная часть полностью опирается внутри экранирующего корпуса. За счет этого контактная часть диэлектрически экранирована. Контактная часть может, например, опираться, направляться и электрически контактироваться с помощью системы скользящих контактов, которая находится внутри экранирующего корпуса блока прерывателя. Подвижная вдоль оси сдвига контактная часть называется также приводной контактной частью.

В качестве противоположной контактной части блок прерывателя имеет стационарную противоположную контактную часть, предназначенную для ввода контактной части. Для этого противоположная контактная часть может быть выполнена, например, в виде втулки, в которую скользит приводная контактная часть. Для экранирования противоположной контактной части она может быть окружена экранирующим блоком, при этом на находящейся на противоположной приводной контактной части стороне цоколя образовано кольцо из выемок, через которые электрически изолирующая текучая среда может проходить также на стороне цоколя на противоположную контактную часть. Через выемки поток текучей среды может пронизывать противоположную контактную часть, при этом возможен, с одной стороны, вход текучей среды через выемки и выход текучей среды через имеющее вид втулки отверстие противоположной контактной части, а также наоборот. Кроме того, может быть также предусмотрено, что вход и выход происходит предпочтительно через выемки в зоне цоколя противоположной контактной части. Противоположная контактная часть может служить в качестве второй соединительной линии.

В другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, что электрический коммутационный аппарат является угловым разъединителем.

Разъединитель является электрическим коммутационным аппаратом, который служит для размыкания или замыкания пути прохождения тока. При этом разъединители необходимо всегда переключать в обесточенном состоянии, поскольку из-за отсутствия приспособлений для гашения электродуги разъединители не могут справляться с коммутационными дугами за исключением явлений разряда. В угловом разъединителе обе соединительных линии ориентированы относительно друг друга так, что главные оси соединительных линии лежат под углом друг к другу, в частности под прямым углом. Таким образом, обеспечивается возможность, с одной стороны, простого приведения в движение подвижной контактной части, например, с помощью электрически изолирующих приводных штанг. С другой стороны, такие угловые разъединители можно компактно позиционировать в различных угловых пространствах с целью создания изолирующего участка.

При этом может быть предпочтительно предусмотрено, что экранирующий корпус имеет осесимметричный огибающий контур, при этом первая соединительная линия расположена на первой торцевой стороне.

Экранирующий корпус с осесимметричным огибающим контуром имеет то преимущество, что ось вращения (симметрии) экранирующего корпуса ориентирована коаксиально главной оси одной из обеих соединительных линий, при этом главная ось другой соединительной линии может быть расположена поперек. Таким образом, может быть предпочтительно предусмотрено, что первая соединительная линия находится на первой торцевой стороне экранирующего корпуса, за счет чего проточный канал входит, по существу, в зоне этой торцевой стороны в экранирующий корпус и предпочтительно заканчивается в зоне первой торцевой стороны.

Для этого в другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, что экранирующий корпус имеет вторую торцевую сторону, и между первой и второй торцевой стороной находится радиально расширенный относительно торцевых сторон участок, и радиально расширенный участок имеет отверстие, через которое проходит ось сдвига.

Радиальное расширение экранирующего корпуса между обеими торцевыми сторонами обеспечивает возможность размещения внутри экранирующего корпуса подвижной контактной части и ее позиционирования с полным диэлектрическим экранированием внутри экранирующего корпуса, например, в ее положении выключения. За счет отверстия в зоне боковой поверхности радиально расширенного участка возможен выход контактной части из экранирующего корпуса и перемещение в направлении стационарной противоположной контактной части для электрического контактирования с ней.

Предпочтительно может быть предусмотрено, что от второй торцевой стороны к радиально расширенному участку выполнен конический переходной участок, в котором выполнена по меньшей мере одна пронизывающая стенку экранирующего корпуса выемка.

За счет расположения выемок в коническом переходном участке обеспечивается возможность входа, соответственно выхода электрически изолирующей текучей среды из экранирующего корпуса. Таким образом, при расположении первой соединительной линии на первой торцевой стороне возможно, что через первую соединительную линию электрически изолирующая текучая среда выводится из внутреннего пространства экранирующего корпуса, и через выемки в коническом переходном участке электрически изолирующая текучая среда входит в экранирующий корпус. Тем самым внутри экранирующего корпуса можно создавать поток текучей среды в первом направлении, т.е. параллельно одной из главных осей, в частности, предпочтительно главной оси первой соединительной линии, в то время как снаружи на наружной боковой поверхности экранирующего корпуса выходящая из канала в зоне вхождения первой соединительной линии текучая среда, а также выходящая из второго концевого отверстия первой соединительной линии электрически изолирующая текучая среда протекает в противоположном направлении, так что экранирующий корпус на внутренней стороне омывается потоком электрически изолирующей текучей среды в первом направлении, а наружные поверхности экранирующего корпуса омываются потоком текучей среды в противоположном втором направлении. Таким образом, экранирующий корпус охлаждается как с внутренней стороны, так и с наружной стороны, и внутри электрического коммутационного аппарата осуществляется прохождение потока и вентиляция.

Ниже приводится более подробное пояснение примера выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - разрез электрического коммутационного аппарата с приводной контактной частью в ее положении выключения;

фиг.2 - разрез электрического коммутационного аппарата с приводной контактной частью в ее положении включения;

фиг.3 - экранирующий блок противоположной контактной части в нескольких проекциях;

фиг.4 - контактная часть на виде сбоку, а также с торцевой стороны;

фиг.5 - разрез контактной части;

фиг.6 - альтернативный вариант выполнения точек контактирования контактной части.

Сначала приводится в качестве примера описание конструкции электрического коммутационного аппарата со ссылками на фиг.1.

Электрический коммутационный аппарат согласно фиг.1 имеет непроницаемый для текучей среды герметизированный корпус 1. Непроницаемый для текучей среды герметизированный корпус 1 в данном случае выполнен в виде отлитого из металла корпуса, при этом герметизированный корпус 1 имеет первую главную ось 2, а также вторую главную ось 3. Обе главные оси 2, 3 лежат под прямым углом друг к другу и пересекаются. На противоположных концах первой главной оси 2 расположены первый фланец 4, а также второй фланец 5 герметизированного корпуса 1. На первом конце второй главной оси 3 расположен третий фланец 6 герметизированного корпуса. Три фланца 4, 5, 6 имеют каждый кольцеобразную фланцевую пластину и ориентированы коаксиально первой, соответственно второй главной оси 2, 3. Во фланцевых пластинах выполнены выемки, через которые фланцы 4, 5, 6 соединяются винтами с другими конструктивными узлами. В данном случае предусмотрено, что с фланцами 4, 5, 6 соединены дисковые изоляторы 7. Дисковые изоляторы 7 имеют каждый электрически изолирующее воронкообразное изолирующее тело 7а. Воронкообразное изолирующее тело 7а на своей наружной окружности снабжено механически стабилизирующей рамой, через которую выступают крепежные элементы, которые закреплены в выемках пластин фланцев 4, 5, 6. Дисковые изоляторы 7 закрывают фланцы 4, 5, 6 непроницаемо для текучей среды, так что предотвращается выход текучей среды через фланцы 4, 5, 6.

На противоположной третьему фланцу 6 стороне второй главной оси 3 герметизированный корпус 1 снабжен корпусом 8 передачи. Корпус 8 передачи соединен в виде единого целого с герметизированным корпусом 1 и имеет монтажное отверстие, которое закрыто непроницаемо для текучей среды крышкой 9 монтажного отверстия. Через монтажное отверстие можно осуществлять доступ во внутреннее пространство герметизированного корпуса 1.

Внутреннее пространство герметизированного корпуса 1 снабжено блоком прерывателя, который имеет первую соединительную линию 10 и вторую соединительную линию 11. Первая соединительная линия 10 выполнена трубчатой и ориентирована коаксиально первой главной оси 2. Вторая соединительная линия 11 примыкает к стационарной противоположной контактной части и опирается на воронкообразное изолирующее тело 7а дискового изолятора 7 третьего фланца 6. Вторая соединительная линия 11 ориентирована коаксиально второй главной оси 3. Вторая соединительная линия 11 выполнена в виде пальца.

Блок прерывателя имеет экранирующий корпус 12. Экранирующий корпус 12 выполнен с первой торцевой стороной 12а и второй торцевой стороной 12b. Экранирующий корпус 12 снабжен, по существу, ротационно-симметричным огибающим контуром и ориентирован коаксиально первой главной оси 2. Экранирующий корпус 12 соединен своей второй торцевой стороной 12b с воронкообразным изолирующим телом 7а дискового изолятора 7 второго фланца 5 и опирается на него жестко по углу. С помощью воронкообразного изолирующего тела 7а дискового изолятора 7 второго фланца 5 экранирующий корпус 12 механически удерживается на герметизированном корпусе 1 и позиционируется электрически изолированно относительно него. Между первой торцевой стороной 12а и второй торцевой стороной 12b экранирующий корпус имеет радиально расширенный участок. Радиально расширенный участок окружает точку пересечения обеих главных осей 2, 3. Радиально расширенный участок пронизан в зоне второй главной оси 3 первой выемкой 13, а также второй выемкой 14. Выемки 13, 14 выполнены, по существу, лежащими друг за другом в осевом направлении, при этом вторая главная ось 3 проходит через обе выемки 13, 14. Вторая главная ось 3 задает ось сдвига приводной контактной части 15. Приводная контактная часть 15 обращена первым концом к второй соединительной линии 11. С ее вторым концом, противоположным первому концу, соединена электрически изолирующая приводная штанга 16. Приводная штанга 16 выступает внутрь корпуса 8 передачи. В корпусе 8 передачи расположена угловая передача, которая непроницаемым для текучей среды образом вводит движение во внутреннее пространство герметизированного корпуса 1, так что приводная штанга 16 может вызывать движение приводной контактной части 15 вдоль второй главной оси 3.

Внутри экранирующего корпуса 12 установлена приводная контактная часть системы 17 скользящих контактов. Система 17 скользящих контактов опирается внутри экранирующего корпуса 12 на него. Система 17 скользящих контактов имеет множество радиально распределенных вокруг второй главной оси 3 контактных пальцев, которые прилегают к боковой поверхности приводной контактной части 15. Подвижные контактные пальцы системы 17 скользящих контактов соединены электрически проводящим образом с первой соединительной линией 10. При этом система 17 скользящих контактов соединена с первой соединительной линией 10 так, что первое концевое отверстие расположено радиально относительно оси сдвига, так что проточный канал проходит поперек оси сдвига подвижной контактной части 15. Приводная контактная часть 15 проходит перед первым концевым отверстием.

Система 17 скользящих контактов контактирует электрически проводящим образом с экранирующим корпусом 12. Таким образом, от первой соединительной линии 10 через систему 17 скользящих контактов электрический потенциал первой соединительной линии 10 передается на экранирующий корпус 12. При этом электрически проводящие соединения первой соединительной линии 10 с системой 17 скользящих контактов, а также экранирующего корпуса 12 с системой 17 скользящих контактов сохраняются независимо от коммутационного состояния электрического коммутационного аппарата, соответственно положения приводной контактной части 15.

В данном случае электрически проводящие соединения между первой соединительной линией 10 выполняются через систему 17 скользящих контактов и экранирующий корпус 12 в качестве пути прохождения тока, так что существует постоянный путь прохождения тока между воронкообразными телами 7а, между первым фланцем 4 и вторым фланцем 5. Этот путь прохождения тока может проходить через другие конструктивные части, также через воронкообразное изолирующее тело 7а.

С помощью переключаемой контактной части 15 обеспечивается возможность коммутации ответвления от пути прохождения тока, проходящего постоянно между первым фланцем 4 и вторым фланцем 5.

Первая соединительная линия 10 пронизывает экранирующий корпус 12, при этом экранирующий корпус 12 в зоне прохождения первой соединительной линии 10 ограничивает канал 18, который кольцеобразно окружает первую соединительную линию 10. Первая соединительная линия 10 опирается внутри экранирующего корпуса 12 на систему скользящих контактов. Первая соединительная линия 10 окружена вне экранирующего корпуса 12 соединительной частью 19. Первая соединительная линия 10 заканчивается своим вторым концевым отверстием внутри соединительной части 19. Соединительная часть 19 представляет электрически проводящее соединение между первой соединительной линией 10 и вставленным в воронкообразное изолирующее тело 7а дискового изолятора 7 другим соединительным элементом 20.

С помощью приводной контактной части 15 обеспечивается возможность создания, соответственно прерывания пути прохождения тока между первой соединительной линией 10 и второй соединительной линией 11. На фиг.1 показано разомкнутое положение электрического коммутационного аппарата, т.е. между первой соединительной линией 10 и второй соединительной линией 11 находится электрически изолирующий участок. Этот электрически изолирующий участок называется также участком коммутации или местом коммутации. Поскольку внутреннее пространство герметизированного корпуса 1 заполнено электрически изолирующей текучей средой, то участок коммутации также заполнен электрически изолирующей текучей средой, так что путь прохождения электрического тока между первой соединительной линией 10 и второй соединительной линией 11 прерван.

Экранирующий корпус 12 имеет коническую переходную зону, в которой, исходя от второй торцевой стороны 12b, задан непрерывный переход в радиально расширенную зону экранирующего корпуса 12. В зоне конического перехода в стенке экранирующего корпуса 12 выполнены выемки 21, 22. Через выемки 21, 22 электрически изолирующая текучая среда может входить во внутреннее пространство блока прерывателя электрического коммутационного аппарата. Выход электрически изолирующей текучей среды из внутреннего пространства экранирующего корпуса возможен, например, через канал 18 в зоне вхождения первой соединительной линии 10 в экранирующий корпус 12. Кроме того, выход электрически изолирующей текучей среды возможен через находящийся внутри первой соединительной линии 10 проточный канал. Проточный канал первой соединительной линии 10 входит первым концевым отверстием внутрь экранирующего корпуса 12. Второе концевое отверстие предусмотрено на другом конце соединительной линии 10, которое окружено соединительной частью 19. Проточный канал обеспечивает возможность входа электрически изолирующей текучей среды через его первое концевое отверстие во внутреннем пространстве экранирующего корпуса 12 и выхода электрически изолирующей текучей среды через второе концевое отверстие внутри соединительной части 19. Оба концевых отверстия ориентированы коаксиально первой главной оси 2 и расположены каждое на торцевой стороне в первой соединительной линии 10.

Соединительная часть 19 имеет несколько радиальных выемок, которые выполнены на нескольких кольцевых полосах с распределением по боковой поверхности. За счет этого поток текучей среды проточного канала первой соединительной линии 10 после выхода из второго концевого отверстия отклоняется в радиальном направлении и направляется в зону герметизированного корпуса 1, который окружает экранирующий корпус 12. Выходящая из канала 18 текучая среда смешивается в этой зоне с выходящей из выемок соединительной части 19 текучей средой. На основании увеличенного объема и смешивания может происходить охлаждение и понижение давления отводимой из блока прерывателя текучей среды. После выхода наружу из экранирующего корпуса 12 текучая среда проходит обратно вдоль первой главной оси 2 и опускается в направлении второго фланца 5 и может через выемки 21, 22 снова входить во внутреннее пространство экранирующего корпуса 12. Эта циркуляция поддерживается прежде всего за счет различий температуры. На основании создаваемого так всасывания охлажденная электрически изолирующая текучая среда может протекать из герметизированного корпуса 1 через выемки 21, 22 внутрь экранирующего корпуса 12.

На фиг.1 показано выключенное положение электрического коммутационного аппарата.

На фиг.2 подвижная приводная контактная часть 15 показана в своем положении включения, т.е. между первой соединительной линией 10 и второй соединительной линией 11 электрического коммутационного аппарата образован путь прохождения электрического тока, и электрический ток может проходить от первой соединительной линии 10 через систему 17 скользящих контактов и приводную контактную часть 15 во вторую соединительную линию 11. Таким образом, между обеими соединительными линиями 10, 11 возможно прохождение тока. На основании прохождения тока электрические проводники в пути прохождения тока нагреваются. Таким образом, нагревается также зона приводной контактной части 15, которая и во включенном состоянии также остается внутри экранирующего корпуса 12. В частности, в зоне системы 17 скользящих контактов неизбежно повышенное переходное сопротивление, так что там происходит нагревание, которое нагревает электрически изолирующую текучую среду внутри экранирующего корпуса 12. Под действием этого нагревания происходит конвективное течение через проточный канал первой соединительной линии 10, а также через канал 18 на окружности первой соединительной линии 10.

С помощью вызванного в проточном канале первой соединительной линии потока текучей среды обеспечивается улучшенное охлаждение находящихся внутри экранирующего корпуса 12 проводящих ток элементов.

Для обеспечения дополнительного охлаждения может быть предусмотрено, что вторая соединительная линия 11 окружена экранирующим блоком 23. Экранирующий блок 23 окружает противоположную контактную часть второй соединительной линии 11 в виде экранирующего кольца, при этом это экранирующее кольцо опирается на воронкообразное изолирующее тело 7а дискового изолятора 7 третьего фланца 6. В зоне крепления экранирующего блока 23 он пронизан выемками, которые прерывают кольцевую структуру, так что и во включенном состоянии приводной контактной части 15, как показано на фиг.2, обеспечивается возможность прохождения достаточного потока электрически изолирующей текучей среды через экранирующий блок 23.

На фиг.3 показан экранирующий блок 23 на виде сбоку. Экранирующий блок 23 имеет цоколь 23а, предназначенный для крепления экранирующего блока 23 на второй соединительной линии 11. Экранирующий блок 23 имеет тот же электрический потенциал, что и вторая соединительная линия 11. Экранирующий блок 23 снабжен, по существу, тороидальным наружным контуром с целью диэлектрического экранирования находящихся внутри зон. На своем обращенном к цоколю 23а конце экранирующий блок 23 имеет несколько выемок, которые расположены кольцеобразно в зоне перехода к цоколю 23а. Для иллюстрации этого на фиг.3 показан поперечный разрез экранирующего блока 23. Кроме того, на фиг.3 показан вид на цоколь 23а в направлении второй главной оси 3.

На фиг.4 для более подробного пояснения соединительной части 19 она показана на виде сбоку, а также на виде с торца. Соединительная часть 19 имеет механически несущее основное тело 24, которое пронизано множеством выемок. Выемки в основном теле 24 расположены в окружном направлении на первой кольцевой полосе 24а, второй кольцевой полосе 24b, а также на третьей кольцевой полосе 24с. Выемки в основном теле 24 выполнены в виде удлиненных отверстий. Выемки в основном теле 24 перекрыты расположенными внутри основного тела 24 контактными элементами 24. При этом контактные элементы 25 по меньшей мере частично закрывают выемки в основном теле 24.

На фиг.5 показан разрез изображенной на фиг.1, 2 и 4 соединительной части 19. В выполненном осесимметричным основном теле 24 в окружную выемку 26 вложены контактные элементы 25. Контактные элементы 25 образуют окружную клетку, при этом на торцевых сторонах предусмотрены точки контактирования. Точки контактирования расположены в виде втулок, так что обеспечивается возможность ввода соответствующих противоположно одинаковых соединительных деталей для электрического контактирования. Так, например, предусмотрена возможность введения первой соединительной линии 10 во втулку соединительной части 19. Другая втулка соединительной части 19 предназначена, например, для введения другого соединительного элемента 20. Через контактные элементы 25 осуществляется электрически проводящий контакт обоих коаксиально ориентированных первой соединительной линии 10 и другого соединительного элемента 25.

На фиг.6 показан альтернативный вариант выполнения точек контактирования контактных элементов 25. Контактные элементы 25 снабжены на обращенных друг к другу кромках тела выемками, так что между контактными элементами 25 образованы отверстия для прохождения текучей среды. В зоне точек контактирования соседние точки 25 контактирования соприкасаются друг с другом, так что задается положение контактных элементов 25 относительно друг друга.

Электрический коммутационный аппарат имеет блок прерывателя с первым (10) и вторым (11) соединительными проводами. Блок прерывателя расположен внутри непроницаемого для текучей среды герметизированного корпуса (1), заполненного электрически изолирующей текучей средой. При этом блок прерывателя окружен по меньшей мере частично экранирующим корпусом (12). Первый провод (10) имеет проточный канал для текучей среды, который первым концевым отверстием заканчивается внутри корпуса (12), а вторым концевым отверстием заканчивается снаружи корпуса (12). Первый соединительный провод (10) в виде штекерного контакта введен в отверстие соединительной части (19), выполненной в виде втулки, имеющей радиально ориентированную выемку. Технический результат - создание компактного электрического коммутационного аппарата, который может подвергаться большой токовой нагрузке. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электрический коммутационный аппарат, содержащий имеющий первый соединительный провод (10) и второй соединительный провод (11) блок прерывателя и непроницаемый для текучей среды герметизированный корпус (1), который окружает блок прерывателя и заполнен электрически изолирующей текучей средой, а также окружающий по меньшей мере частично блок прерывателя экранирующий корпус (12), причем первый соединительный провод (10) имеет по меньшей мере один проточный канал для текучей среды, который первым концевым отверстием заканчивается внутри экранирующего корпуса (12) и вторым концевым отверстием заканчивается снаружи экранирующего корпуса (12), отличающийся тем, что первый соединительный провод (10) заканчивается в выполненной в виде втулки соединительной части (19), которая имеет по меньшей мере одну радиально ориентированную выемку, причем первый соединительный провод (10) в виде штекерного контакта введен в отверстие втулки соединительной части (19).

2. Электрический коммутационный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что соединительная часть (19) имеет несколько радиально ориентированных выемок, которые расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении с кольцеобразным прохождением по окружности.

3. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первая соединительная линия (10) проходит через экранирующий корпус (12), при этом между первой соединительной линией (10) и экранирующим корпусом (12) в зоне прохождения расположен канал для текучей среды.

4. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что контактная часть (15) электрического коммутационного аппарата установлена с возможностью сдвига вдоль оси сдвига через стенку экранирующего корпуса (12), при этом проточный канал проходит в экранирующий корпус с радиального направления относительно оси сдвига.

5. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что электрический коммутационный аппарат является угловым разъединителем.

6. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что экранирующий корпус (12) имеет осесимметричный огибающий контур, при этом первая соединительная линия (10) расположена на первой торцевой стороне (12а).

7. Электрический коммутационный аппарат по п. 6, отличающийся тем, что экранирующий корпус (12) имеет вторую торцевую сторону (12b), между первой и второй торцевой стороной (12а, 12b) находится радиально расширенный относительно торцевых сторон (12а, 12b) участок, причем радиально расширенный участок имеет отверстие (13), через которое проходит ось сдвига.

8. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что экранирующий корпус (12) имеет осесимметричный огибающий контур, при этом первая соединительная линия (10) расположена на первой торцевой стороне (12а), и от второй торцевой стороны (12b) к радиально расширенному участку выполнен конический переходной участок, в котором выполнена по меньшей мере одна пронизывающая стенку экранирующего корпуса (12) выемка (21, 22).

9. Электрический коммутационный аппарат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что экранирующий корпус (12) имеет осесимметричный огибающий контур, при этом первая соединительная линия (10) расположена на первой торцевой стороне (12а), и экранирующий корпус (12) имеет вторую торцевую сторону (12b), причем между первой и второй торцевой стороной (12а, 12b) находится радиально расширенный относительно торцевых сторон (12а, 12b) участок, причем радиально расширенный участок имеет отверстие (13), через которое проходит ось сдвига, и от второй торцевой стороны (12b) к радиально расширенному участку выполнен конический переходной участок, в котором выполнена по меньшей мере одна пронизывающая стенку экранирующего корпуса (12) выемка (21, 22).