КАМЕРА СБОРНАЯ ОДНОСТОРОННЕГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК H02B11/00 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических установках среднего напряжения.

Известен шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ, КСО, согласно п. 4.2.5 ПУЭ разновидностью КРУ является КСО - камера сборная одностороннего обслуживания) /1/ со средним расположением выкатного элемента (ВЭ), состоящий из отсеков выкатного элемента, отсека сборных шин, а также линейного и релейного отсеков. Перемещение ВЭ из контрольного положения в рабочее и обратно осуществляется с помощью винтового механизма, расположенного в основании ВЭ. В конструкции шкафа предусмотрены блокировочные механизмы, предотвращающие возникновение аварийных ситуаций из-за неверных действий обслуживающего персонала.

Расположение приводного механизма в основании ВЭ усложняет организацию блокировок и регулировку механизмов шкафа КРУ (КСО) в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ, КСО) /2/, содержащий линейный и релейный отсеки, отсек выкатного элемента и отсек сборных шин (см. рис. 1.1 источника /2/). При этом приводной винтовой механизм расположен в съемном дне отсека ВЭ и кинематически связан с корзиной, в которую в свою очередь устанавливается и фиксируется сам ВЭ с силовым выключателем или прочим электротехническим оборудованием (см. рис. 4.3, 4.5 источника /2/). Таким образом, перемещение ВЭ из контрольного положения в рабочее и обратно осуществляется при перемещении корзины, управляемой винтовым механизмом, в которой зафиксирован этот ВЭ.

Двери отсеков ВЭ и кабельного снабжены дополнительными защитными листами, установленными с внутренней стороны дверей. Защитные листы имеют возможность вертикального перемещения и снабжены Г-образными зацепами, взаимодействующими с элементами металлоконструкции шкафа (см. рис. 4.7 источника /2/). . Управление вертикальным перемещением дополнительных листов осуществляется с помощью ручек, имеющих жесткую кинематическую связь с этими листами.

Силовые контакты выкатного элемента отделяются от ответных частей шкафа КРУ (КСО) с помощью шторок, поднимающихся вверх при рабочем положении выкатного элемента, и автоматически опускающимися вниз при перемещении выкатного элемента в контрольное положение. Управление перемещением осуществляется с помощью рычагов, оси вращения которых закреплены в металлоконструкции шкафа (см. рис. 4.1 источника /2/).

Перемещение ВЭ из ремонтного положения в корзину и обратно осуществляется с помощью ручек, установленных в основании ВЭ (см. рис. 4.8, 4.12 источника /2/).

К недостаткам данного устройства (КРУ, КСО) относится следующее.

ВЭ, находясь в перемещаемой корзине, создает дополнительное давление на нее, что увеличивает силу трения между корзиной и дном отсека ВЭ. Это затрудняет перемещение ВЭ и усложняет обслуживание устройства (КРУ, КСО) в целом.

Ручки дверей отсеков ВЭ и кабельного отсека и защитные листы не имеют фиксации, в результате чего при открытых дверях эти листы могут переместиться в крайнее нижнее положение. В результате у обслуживающего персонала появляется возможность попытки закрывания дверей при не совмещенных зацепах и отверстиях под них, в результате чего указанные элементы могут деформироваться. Это снижает надежность и безопасность устройства в целом.

Рычаги перемещения шторок закреплены в одном месте и не имеют опоры с противоположной месту крепления стороны. В результате из-за возможных люфтов возможны перекос и заклинивание штороподъемного механизма при возвращении его в исходное закрытое состояние. Это дополнительно снижает надежность и безопасность устройства в целом.

Ручки ВЭ выполнены неподвижными, что ведет к увеличению габаритных размеров ВЭ и устройства (КРУ, КСО) в целом. Кроме того, такая конструкция ВЭ не позволяет визуально определить, зафиксирован ВЭ в корзине или нет. Это дополнительно повышает надежность и безопасность устройства в целом.

Целью изобретения является упрощение обслуживания устройства, повышение его надежности и безопасности и уменьшение габаритных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что в камере сборной одностороннего обслуживания со средним расположением выкатного элемента, состоящей из отсеков выкатного элемента, линейного и релейного отсеков, а также отсека сборных шин, отсеки разделены между собой перегородками, при этом отсек выкатного элемента снабжен штороподъемным механизмом с вертикальным перемещением защитных шторок, перемещаемых кронштейнами, оси вращения которых установлены в металлоконструкции камеры, отсек выкатного элемента снабжен также корзиной для перемещения выкатного элемента, механизм перемещения корзины расположен в съемном дне отека выкатного элемента, сам выкатной элемент снабжен ручками для перемещения, колесами и механизмом фиксации в корзине, двери отсека выкатного элемента и линейного отсека выполнены с дополнительными защитными листами, установленными с возможностью вертикального перемещения относительно внешних элементов дверей и снабженными зацепами, указанные двери снабжены механизмами закрывания дверей, выполняющими одновременно функцию вертикального перемещения дополнительных защитных листов, корзина для перемещения выкатного элемента снабжена вырезами, через которые колеса выкатного элемента имеют возможность перемещения по дну отсека выкатного элемента.

Кроме того, в камере КСО механизм закрывания дверей и вертикального перемещения дополнительных защитных листов может быть выполнен в виде ручки с плоским эксцентриком, который расположен в вырезе дополнительного защитного листа, а ось вращения ручки этого эксцентрика установлена во внешнем элементе двери.

Кроме того, в камере КСО перегородка между отсеком выкатного элемента и кабельным отсеком может быть снабжена прорезями, предназначенными для размещения в них элементов кронштейнов штороподъемного механизма, противоположных элементам с осями вращения, с возможностью перемещения кронштейнов в этих прорезях на всем вертикальном ходе защитных шторок.

Кроме того, в камере КСО ручки выкатного элемента могут быть выполнены с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости относительно внешней торцевой поверхности основания выкатного элемента и снабжены кинематическим узлом, обеспечивающим их перемещение в сторону указанной торцевой поверхности при фиксации выкатного элемента в корзине.

Введение в корзину камеры КСО вырезов, через которые колеса выкатного элемента имеют возможность перемещения по дну отсека выкатного элемента, снижают силу трения между корзиной и дном отсека ВЭ, что упрощает обслуживание устройства.

Помимо уменьшения трения корзины о дно отсека выкатного элемента, достигается и другой эффект, а именно - уменьшение общего объема занимаемого этим ВЭ места в соответствующем отсеке КСО. Сказанное достигается за счет того, что в прототипе колеса ВЭ располагаются (перемещаются) по дну корзины, а в предложенном техническом решении - по дну ВЭ. Таким образом линейный размер одного и того же ВЭ, занимаемый им по высоте в соответствующем отсеке в предложенном техническом решении меньше, чем в прототипе, на толщину корзины. Это позволяет либо уменьшить общую высоту отсека ВЭ, а следовательно, и камеры в целом без ухудшения условий теплообмена, либо, при сохранении прежних размеров, повысить пропускную способность камеры за счет улучшения таких условий.

Выполнение механизма закрывания дверей и вертикального перемещения дополнительных защитных листов в виде ручки с плоским эксцентриком, который расположен в вырезе дополнительного защитного листа, а ось вращения ручки этого эксцентрика установлена во внешнем элементе двери, позволяет осуществлять фиксацию защитных листов в двух крайних вертикальных положениях, что повышает надежность и безопасность устройства в целом.

Выполнение в перегородке между отсеком выкатного элемента и кабельным отсеком прорезей, предназначенных для размещения в них элементов кронштейнов штороподъемного механизма, уменьшает вероятность возникновения люфтов штороподъемного механизма, что повышает надежность и безопасность устройства в целом.

Выполнение ручек выкатного элемента с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости относительно внешней торцевой поверхности основания выкатного элемента и снабжение их кинематическим узлом, обеспечивающим перемещение в сторону указанной торцевой поверхности при фиксации выкатного элемента в корзине, способствует уменьшению габаритных размеров устройства и обеспечивает индикацию зафиксированного положения выкатного элемента.

Сущность изобретения поясняется с помощью иллюстраций, приведенных на фиг. 1-12.

На фиг. 1 показана камера сборная одностороннего обслуживания, получившая рабочее название КСО-215-ИНВЭЛ.

На фиг. 2 показана корзина для перемещения ВЭ, установленная на дне отсека выкатного элемента с возможностью ее перемещения по этому дну.

На фиг. 3 показан фрагмент корзины с вырезом для размещения в нем одного из колес ВЭ.

На фиг. 4 показан фрагмент корзины с установленным в ней ВЭ (силовой выключатель или прочее оборудование ВЭ условно не показано).

На фиг. 5 показана дверь отсека ВЭ в закрытом зафиксированном состоянии.

На фиг. 6 показано положение эксцентрика, соответствующего закрытому состоянию двери (вид сзади).

На фиг. 7 показана дверь отсека ВЭ в открытом зафиксированном состоянии.

На фиг. 8 показано положение эксцентрика, соответствующего открытому состоянию двери (вид сзади).

На фиг. 11 представлен ВЭ в незафиксированном состоянии (силовой выключатель или прочее оборудование ВЭ условно не показано).

На фиг. 12 представлен ВЭ в незафиксированном состоянии (вид сбоку).

На фиг. 13 представлен ВЭ в зафиксированном состоянии (силовой выключатель или прочее оборудование ВЭ условно не показано).

На фиг. 14 представлен ВЭ в зафиксированном состоянии (вид сбоку).

Камера КСО конструктивно разделена перегородками на следующие отсеки: линейный 1 (см. фиг.1), релейный 2, отсек выкатного элемента 3 и отсек сборных шин 4. В отсеке ВЭ 3 размещен выкатной элемент 5 (фиг. 1) с силовым выключателем или другим электротехническим оборудованием среднего напряжения.

Указанный выкатной элемент жестко зафиксирован в корзине 1 (см. фиг. 2) с возможностью перемещения вместе с этой корзиной из контрольного положения в рабочее и обратно. В свою очередь корзина 1 (фиг. 2, 3) перемещается по дну отсека выкатного элемента с помощью винтового механизма, расположенного в дне указанного отсека (на фиг. 2, 3 не показано).

В дне отсека ВЭ выполнены вырезы 2 (фиг. 2, 3), предназначенные для прохождения через них колес 2 (фиг. 4) выкатного элемента и обеспечения таким образом качения этих колес по дну отсека ВЭ при перемещении корзины, в которой жестко закреплен сам ВЭ.

Таким образом, благодаря наличию вырезов и жесткой фиксации ВЭ в корзине, выкатной элемент практически не оказывает давления на корзину, что способствует снижению силы трения между корзиной и дном отсека ВЭ при ее перемещении, а это в свою очередь снижает усилия, прикладываемые к приводному механизму при перемещении ВЭ и упрощает обслуживание камеры КСО в целом.

Кроме того, обеспечивается уменьшение общего объема занимаемого этим ВЭ места в соответствующем отсеке КСО, что позволяет либо уменьшить общую высоту отсека ВЭ, а следовательно, и камеры в целом без ухудшения условий теплообмена, либо, при сохранении прежних размеров, повысить пропускную способность камеры за счет улучшения таких условий.

Отсеки ВЭ и кабельный со стороны коридора обслуживания снабжены дверями, имеющими схожую конструкцию.

Дверь отсека выкатного элемента (см. фиг. 5-8) снабжена дополнительным защитным листом 4 (см. фиг. 6, 8), установленным с возможностью вертикально перемещения, и отгибы которого снабжены Г-образными зацепами 6 (фиг. 5-8). Эти зацепы, взаимодействуя с металлоконструкцией камеры, обеспечивают надежное закрывание дверей.

Вертикальное положение листа 4 определяется положением расположенного внутри этого листа эксцентрика 5 (фиг. 6, 8). При положении эксцентрика 5, показанном на фиг 5, 6, защитный лист находится в крайнем нижнем положении и обеспечивает надежное сцепление Г-образных зацепов и элементов металлоконструкции камеры.

Положение эксцентрика в свою очередь определяется положением ручки 1 (фиг. 5, 7), ось которой жестко связана с эксцентриком и закреплена во внешнем листе двери. Перемещение ручки 1 из положения, представленного на фиг. 5, в положение, представленное на фиг. 7, приводит к изменению положения эксцентрика с показанного на фиг. 6 на показанное на фиг. 8. При этом защитный лист 4 переходит в крайнее верхнее положение, зацепы 6 выходят из зацепления с металлоконструкцией камеры, дверь получает возможность открывания, а лист 4 фиксируется в крайнем верхнем положении.

Таким образом, для того чтобы закрыть и зафиксировать дверь, требуется при верхнем положении защитного листа 4 переместить ее в закрытое состояние и путем вращения ручки 1 переместить лист 4 в крайнее нижнее положение. Открывание двери происходит в обратном порядке, при этом благодаря наличию эксцентрика защитный лист 4 фиксируется в крайнем верхнем положении, что снижает возможность попыток закрывания двери при опущенных зацепах и повышает надежность и безопасность камеры в целом.

Отсек выкатного элемента, представленный на фиг. 9, помимо прочего содержит штороподьемный механизм 1-4 (см. фиг. 9, 10). Кронштейны 1 установлены в металлоконструкции камеры с возможностью вращения в вертикальной плоскости относительно мест крепления. Эти кронштейны управляются выкатным элементом и обеспечиваю вертикальное перемещение тяг 2, на которых жестко установлены шторки 3.

Пазы 4 служат дополнительными направляющими для кронштейнов 1. Наличие таких направляющих пазов способствует снижению люфтов штороподъемного механизма, что повышает надежность и безопасность камеры в целом.

Выкатной элемент, представленный на фиг. 11, 13 (силовой выключатель условно не показан), фиксируется в корзине с помощью установленной в ней гайки 1 и вала 2, являющегося элементом для перемещения ВЭ.

Выкатной элемент (фиг. 11-14, силовой выключатель условно не показан) имеет в своем составе ручки 3, установленные с возможностью перемещения в горизонтальном направлении относительно внешней торцевой поверхности основания выкатного элемента 6. Ручки 3 жестко связаны с подпружиненной планкой 4, установленной с внутренней стороны торцевой поверхности основания ВЭ 5. Вал 2 закреплен в планке 4 с возможностью вращения относительно собственной оси.

Для фиксации ВЭ в корзине необходимо переместить его в указанную корзину до упора с элементами ее металлоконструкции, при этом ось вращения вала 2 должна быть совмещена с осью гайки 1 (см. фиг. 11). Вращение вала 2 манипуляционной ручкой (на фиг. 11, 13 не показана) приведет к перемещению планки 4 в направлении гайки 1 и сжатию пружин 6, ручки 3 при этом будут перемещаться в сторону внешней торцевой поверхности основания ВЭ 5. В зафиксированном положении ВЭ внутренние поверхности ручек 3 соприкасаются с внешней торцевой поверхностью основания 5, а пружины 6 максимально сжаты. Вращение вала 2 в обратном направлении приведет к возврату ручек 3 в исходное состояние (фиг. 12) и расфиксации ВЭ.

Положение ручек 3 ВЭ в расфиксированном состоянии выбрано таким, чтобы препятствовать закрыванию двери отсека выкатного элемента. Возможность закрывания двери отсека ВЭ появляется только тогда, когда ВЭ полностью зафиксирован, а ручки 3 соприкасаются с внешней торцевой поверхностью основания ВЭ 5. Это дополнительно повышает безопасность обслуживания камеры в целом и позволяет уменьшить его габаритные размеры (за счет убирания части ручек внутрь основания ВЭ). Кроме того, положение ручек является индикатором зафиксированного или незафиксированного состояния ВЭ.

Таким образом, заявленная конструкция камеры сборной одностороннего обслуживания (рабочее название - КСО-215-ИНВЭЛ) обеспечивает более простое ее обслуживание, повышает надежность и безопасность устройства в целом, а также способствует снижению ее габаритных размеров.

Рабочие испытания опытно-промышленной партии камер КСО-215-ИНВЭЛ полностью подтвердили возможность достижения заявленных технических результатов.

Список использованных источников

1. А. Попов. UNIGEAR ZS1 в России. «Новости электротехники», №1 (25), 2004.

2. ГК ЭЛТЕХ-А. Техническая информация. Устройство комплектное распределительное серии КРУ-6(10)-ЭЛТЕХ, 2013.

(http://eltech-a.ru/upload/iblock/5f9/5f94d0129f7969c56c8918d457cbca7b.pdf).

Изобретение может быть использовано в электроэнергетических установках среднего напряжения. Технический результат - упрощение обслуживания камеры КСО, повышение ее надежности, безопасности и уменьшение габаритных размеров. Достигается тем, что в камере сборной одностороннего обслуживания со средним расположением выкатного элемента, металлоконструкция камеры состоит из отсеков выкатного элемента, линейного и релейного отсеков, а также отсека сборных шин. Отсеки разделены между собой перегородками, при этом отсек выкатного элемента снабжен штороподъемным механизмом с вертикальным перемещением защитных шторок, а также корзиной для перемещения выкатного элемента. Сам выкатной элемент снабжен ручками для перемещения, колесами и механизмом фиксации в корзине. Двери отсека выкатного элемента и линейного отсека выполнены с дополнительными защитными листами, указанные двери снабжены механизмами закрывания дверей, выполняющими одновременно функцию вертикального перемещения дополнительных защитных листов. Корзина для перемещения выкатного элемента снабжена вырезами, через которые колеса выкатного элемента имеют возможность перемещения по дну отсека выкатного элемента. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Камера сборная одностороннего обслуживания со средним расположением выкатного элемента, причем металлоконструкция камеры состоит из отсеков выкатного элемента, линейного и релейного отсеков, а также отсека сборных шин, отсеки разделены между собой перегородками, при этом отсек выкатного элемента снабжен штороподъемным механизмом с вертикальным перемещением защитных шторок, перемещаемых кронштейнами, оси вращения которых установлены в металлоконструкции камеры, отсек выкатного элемента снабжен также корзиной для перемещения выкатного элемента, механизм перемещения корзины расположен в съемном дне отека выкатного элемента, сам выкатной элемент снабжен ручками для перемещения, колесами и механизмом фиксации в корзине, двери отсека выкатного элемента и линейного отсека выполнены с дополнительными защитными листами, установленными с возможностью вертикального перемещения относительно внешних элементов дверей и снабженными зацепами, указанные двери снабжены механизмами закрывания дверей, выполняющими одновременно функцию вертикального перемещения дополнительных защитных листов, отличающаяся тем, что корзина для перемещения выкатного элемента снабжена вырезами, через которые колеса выкатного элемента имеют возможность перемещения по дну отсека выкатного элемента.

2. Камера сборная одностороннего обслуживания по п. 1, отличающаяся тем, что механизм закрывания дверей и вертикального перемещения дополнительных защитных листов выполнен в виде ручки с плоским эксцентриком, который расположен в вырезе дополнительного защитного листа, а ось вращения ручки этого эксцентрика установлена во внешнем элементе двери.

3. Камера сборная одностороннего обслуживания по п. 1, отличающаяся тем, что перегородка между отсеком выкатного элемента и кабельным отсеком снабжена прорезями, предназначенными для размещения в них элементов кронштейнов штороподъемного механизма, противоположных элементам с осями вращения, с возможностью перемещения кронштейнов в этих прорезях на всем вертикальном ходе защитных шторок.

4. Камера сборная одностороннего обслуживания по п. 1, отличающаяся тем, что ручки выкатного элемента выполнены с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости относительно внешней торцевой поверхности основания выкатного элемента и снабжены кинематическим узлом, обеспечивающим их перемещение в сторону указанной торцевой поверхности при фиксации выкатного элемента в корзине.