СИСТЕМА И СПОСОБ КОММУТИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2020 года по МПК H01H33/14 

Изобретение касается системы и способа коммутирования высоковольтных напряжений с помощью коммутационного участка, который содержит по меньшей мере два последовательно включенных переключающих блока. Каждый переключающий блок содержит по меньшей мере один несущий элемент и элементы кинематической цепи для передачи коммутационного движения от по меньшей мере одного привода.

Системы коммутирования высоковольтных напряжений, в частности, для коммутирования напряжений в диапазоне от 70 кВ до 1200 кВ, содержат силовые выключатели. Они имеют контакты с неподвижными и/или подвижными контактными элементами, в частности, контактными элементами номинального тока и контактными элементами электрической дуги, причем при коммутировании может возникать и гаситься электрическая дуга. Блоки прерывателей, т.е. силовые выключатели замыкают или разрывают по меньшей мере одну цепь тока, в частности, одну цепь тока на полюс. Благодаря этому генераторы тока и/или потребители тока, и/или части электрических сетей могут отделяться друг от друга или соединяться друг с другом. Трехполюсная система с по меньшей мере тремя силовыми выключателями, в частности, по меньшей мере с одним силовым выключателем на полюс выполнена, например, с возможностью коммутировать, т.е. разъединять или замыкать три цепи тока по отдельности, вместе одну за другой или одновременно.

Это может быть необходимо, в частности, при возникновении аварийных токов в электрических сетях, при действующих на приборы посторонних помехах или при подключении, или при отключении производителей энергии и/или потребителей энергии. Переключение происходит регулируемо или управляемо, например, в зависимости от измеряемых параметров системы, и/или соответственно потреблению электроэнергии. Пригодные для этого устройства, например, устройства для измерения тока и напряжения, сенсоры для определения температуры, давления воздуха или неисправностей могут содержать указанные системы коммутирования высоковольтных напряжений, например, чтобы децентрализовано или централизовано управлять переключением, в частности, с главного щита управления.

Для коммутирования больших напряжений система коммутирования может содержать несколько блоков прерывателей на полюс, в частности, электрически включенных последовательно друг за другом. Например, контактная система с четырехкратным разрывом цепи может содержать четыре включенных последовательно друг за другом блока прерывателей, вследствие чего, например, коммутируемое напряжение 1200 В снижается до напряжения 300 В на блок прерывателя. Модульная конструкция с несколькими блоками прерывателей делает возможным экономичное согласование системы с требуемой максимальной коммутируемой мощностью, применение технически просто и экономично реализуемых блоков прерывателей, с более низкой максимальной коммутируемой мощностью, соответственно, напряжением, а также обеспечивает компактную конструкцию. Такие включенные последовательно блоки прерывателей при коммутировании должны коммутировать синхронно, т.е., по существу, одновременно.

При коммутировании подвижные контактные элементы одного контакта перемещаются посредством элементов кинематической цепи, причем эти контакты размыкаются или замыкаются. Привод предоставляет кинетическую энергию, которая необходима для коммутационного процесса. В качестве привода могут использоваться, например, пружинный привод с по меньшей мере одной энергоаккумулирующей пружиной и/или электродвигатель. Могут использоваться приводные ручки и/или мотор, чтобы подать энергию на энергоаккумулирующую пружину, которую она накапливает до момента коммутации. Многополюсные выключатели могут иметь по меньшей мере один привод на полюс или один общий привод для нескольких полюсов. Пружинный привод содержит по меньшей мере одну включающую пружину и по меньшей мере одну выключающую пружину, или одну общую пружину для движения включения и выключения.

Элементы кинематической цепи при коммутировании передают энергию движения от привода на подвижные контактные элементы электрических контактов. Элементы передачи, например, валы и рычаги, могут использоваться для того, чтобы изменять направление движения и силу, которые, например, посредством оперативной штанги передаются на подвижные контактные элементы. Для быстрого переключения, в частности, в диапазоне миллисекунд, необходимы большие силы и быстрые движения. Синхронное переключение требует синхронного хода, т.е. одновременного переключения каждого из всех включенных последовательно блоков прерывателей. Нормы требуют, чтобы максимальное расхождение по времени, т.е. синхронный ход, лежал в пределах одной шестой одного цикла колебаний приложенного к системе напряжения. При процессе выключения эти нормы требуют синхронного хода всех блоков прерывателей, причем этот синхронный ход лежит в пределах одной восьмой одного цикла колебаний приложенного к системе напряжения.

При периодически повторяющемся колебании, в частности, при синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц включение всех включенных последовательно блоков прерывателей должно происходить, таким образом, в течение 1/300 доли секунды при 50 Гц и, соответственно, 1/360 доли секунды при 60 Гц, а выключение всех включенных последовательно блоков прерывателей должно происходить в течение 1/400 доли секунды при 50 Гц и, соответственно, 1/480 доли секунды при 60 Гц. Чтобы добиться этого при применении нескольких приводов, в частности, одного привода на блок прерывателя или на пару блоков прерывателей, например, при четырех включенных последовательно блоках прерывателей, эти приводы электрически синхронизируются.

Такие блоки прерывателей установлены на держателях или, соответственно, несущих элементах. Несущие элементы содержат, например, изоляторы из керамики и/или кремнийорганического полимера, которые, в частности, установлены на фундаменте на металлических держателях, например, из стали или алюминия. Эти несущие элементы могут быть выполнены в форме стойки и располагаться перпендикулярно плоскости фундамента. Из соображений стабильности каждые два блока прерывателей могут быть собраны в один переключающий блок или, соответственно, в один блок управления (Schaltkopf) и установлены симметрично на одном держателе. Такие блоки прерывателей могут быть расположены друг за другом вдоль их продольной оси, включены электрически последовательно, и быть закреплены механически стабильно на верхнем, т.е. обращенным от фундамента конце несущего элемента. При этом держатель с размещенным на нем переключающим блоком образует, например, T-образную структуру, причем продольная ось переключающего блока, в частности, проходит, по существу, параллельно фундаменту.

Один полюс контактной системы с четырехкратным разрывом цепи содержит, например, два несущих элемента, на каждом из которых находится блок управления. Эти блоки управления расположены относительно друг друга таким образом, что их продольные оси лежат на одной общей продольной оси, и все четыре блока прерывателей включены друг с другом последовательно. Каждый несущий элемент с блоком управления имеет привод и элементы кинематической цепи для передачи коммутационного движения от привода на соответствующий блок управления. Синхронное переключение требует электрической синхронизации, в частности, этих двух приводов, которая должна компенсировать различия в приводах, кинематических цепях и блоках прерывателей, чтобы обеспечивать синхронный ход при переключении. Установка такой электрической синхронизации является трудоемкой. длительной и дорогостоящей.

Задачей данного изобретения является устранение или, соответственно, ослабление вышеописанных проблем. В частности, задачей является предложение системы и способа коммутирования высоковольтного напряжения, которые позволяют просто и экономично обеспечивать синхронный ход и, соответственно, синхронизацию блоков прерывателей при переключении.

Указанная задача согласно изобретению решается посредством системы коммутирования высоковольтных напряжений с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения и/или посредством способа коммутирования вышеописанной системы согласно независимому пункту 13 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения такой предлагаемой изобретением системы для коммутирования высоковольтных напряжений и/или указанного способа коммутирования вышеописанной системы приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. При этом предметы указанных независимых пунктов могут комбинироваться между собой и с признаками зависимых пунктов, а также признаки этих зависимых пунктов могут комбинироваться между собой.

Предлагаемая изобретением система для коммутирования высоковольтных напряжений содержит коммутационный участок, который имеет по меньшей мере два включенных последовательно переключающих блока, причем каждый переключающий блок содержит соответственно по меньшей мере один несущий элемент и элементы кинематической цепи для передачи коммутационного движения от по меньшей мере одного привода. Эти несущие элементы указанных по меньшей мере двух переключающих блоков механически соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного элемента связи.

Этот элемент связи делает возможным механическое соединение указанных по меньшей мере двух включенных последовательно переключающих блоков. Механическая настройка синхронизации и, соответственно, синхронного хода переключающих блоков возможна благодаря этому, в частности, путем изменения расстояния между указанным по меньшей мере одним приводом и по меньшей мере одним переключающим блоком по элементам кинематических цепей, которые расположены на элементе связи и/или на несущем элементе, или в них. По сравнению с электрической синхронизацией это экономит расходы, конструктивные затраты и время. Такой элемент связи способствует также повышению механической стабилизации этих несущих элементов, поскольку они взаимно поддерживаются друг другом через этот по меньшей мере один несущий элемент. В частности, при сейсмоопасности и/или при погодных воздействиях, например, во время бури высокая механическая стабильность необходима.

Каждый переключающий блок может иметь по меньшей мере два блока прерывателей по типу силового выключателя, в частности, с электрическими резисторными и/или конденсаторными блоками. Контактную систему с четырехкратным разрывом цепи просто изготовить благодаря использованию двух переключающих блоков, каждый из которых установлен на одном несущем элементе и содержит два блока прерывателей, и, в частности, другие электрические блоки, например, резисторные и/или конденсаторные блоки.

Указанные два несущих элемента посредством элемента связи механически связаны друг с другом, и с помощью указанного элемента связи возможна схемотехническая реализация синхронизирования относящихся к этим несущим элементам переключающих блоков. При этом посредством указанных, в частности, четырех силовых выключателей, резисторных и/или конденсаторных блоков, при последовательном включении силовых выключателей высокое напряжение может включаться просто и экономично.

Указанный по меньшей мере один элемент связи может иметь по меньшей мере один держатель, в частности, траверсу, которая соединяет друг с другом несущие элементы указанных по меньшей мере двух переключающих блоков. Траверса за счет своей ориентации может просто и экономично компенсировать различия в высоте, например, между несущими элементами переключающих блоков, чтобы расстояние от указанного по меньшей мере одного привода до этих переключающих блоков, соответственно, блоков прерывателей было одинаковым, и обеспечивался заданный минимальный синхронный ход.

Эти несущие элементы указанных по меньшей мере двух переключающих блоков могут быть расположены перпендикулярно фундаменту и, в частности, параллельно друг другу, причем переключающие блоки расположены соответственно на этих несущих элементах, на одном конце указанных несущих элементов, на обращенной от фундамента стороне. В нижней области несущих элементов может быть расположен указанный по меньшей мере один элемент связи, в частности, параллельный фундаменту. Такая система механически стабильна благодаря повышению жесткости с помощью элемента связи. Как указано выше, благодаря расположению этого элемента связи параллельно фундаменту могут компенсироваться различия в высоте, например, несущих элементов переключающих блоков.

Привод указанных по меньшей мере двух переключающих блоков может быть выполнен как общий привод и, в частности, расположен на по меньшей мере одном элементе связи. Этот привод может быть расположен по центру между этими по меньшей мере двумя переключающими блоками и/или между средними осями несущих элементов. Благодаря такому расположению по центру между двумя переключающими блоками на элементе связи расстояние между приводом и переключающими блоками одинаково, т.е. возможна хорошая механическая синхронизация переключения двух переключающих блоков. Такая система может быть зеркально-симметричной с осью симметрии, проходящей перпендикулярно через установленный по центру привод. Однотипные элементы кинематической цепи к обоим переключающим блокам обеспечивают высокую синхронность хода, т.е. одновременное переключение переключающих блоков с незначительной максимальной разницей моментов коммутации. Привод может быть, например, пружинным приводом, в частности, с включающей и с выключающей пружинами. Благодаря этому можно простыми средствами экономично реализовать систему коммутирования с высокой синхронностью хода.

Указанные по меньшей мере два переключающих блока могут быть расположены друг за другом вдоль одной общей продольной оси, в частности, с по меньшей мере четырьмя блоками прерывателей, расположенными друг за другом вдоль общей продольной оси и, в частности, включены электрически последовательно. Продольная ось может быть, в частности, по существу, параллельной фундаменту. Несущий элемент одного переключающего блока может быть расположен по центру этого переключающего блока, в частности, с одинаковым числом блоков прерывателей на обеих сторонах этого несущего элемента соответствующего переключающего блока. Благодаря описанной конструкции такой предлагаемый изобретением системы предложены два T-образных переключающих блока с соответствующим несущим элементом каждый, причем эти переключающие блоки оказываются расположенными вдоль одной оси и делают возможным простое последовательно коммутирование.

Различия по высоте в фундаменте могут компенсироваться, например, различной длиной несущих элементов, и синхронный ход может обеспечиваться за счет расположения элемента связи, например, под прямым углом к несущим элементам. Альтернативно эти несущие элементы могут иметь одинаковую длину, причем высокая синхронность хода достигается благодаря расположению этого элемента связи параллельно плоскости фундамента. Элемент связи стабилизирует эти несущие элементы механически и делает возможным расположение установленного, в частности, по центру привода на одинаковом расстоянии от обоих переключающих блоков. Альтернативно могут использоваться несколько приводов, например, два, которые закрепляются на элементе связи таким образом, что по элементам кинематических цепей получается одинаковое расстояние от приводов до обоих переключающих блоков. Различия в элементах кинематической цепи обоих приводов тоже могут компенсироваться за счет смещения этих приводов и расположения этих приводов на одинаковом расстоянии до обоих переключающих блоков. Синхронный ход может достигаться за счет перемещения одного привода или обоих приводов относительно друг друга вдоль элемента связи. Синхронный ход может также достигаться за счет перекашивания элемента связи относительно несущих элементов, благодаря чему могут компенсироваться различия хода кинематических цепей.

Указанная система может представлять собой контактную систему с четырехкратным разрывом цепи по типу силового выключателя, содержащую четыре включенных последовательно, в частности, расположенных вдоль одной общей продольной оси блоков прерывателей, причем каждые два блока прерывателей размещены на одном несущем элементе, и эти несущие элементы механически соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного элемента связи, выполненного по типу перемычки, в частности, по существу, с продольной осью этого элемента связи, расположенной параллельно общей продольной оси этих блоков прерывателей. Один, в частности, общий привод блоков прерывателей может быть расположен на элементе связи, например, по центру на этом элементе связи. Описанная конструкция позволяет переключать высокие напряжения, в частности, до 1200 В, например, типовыми силовыми выключателями для более низких напряжений с низкими затратами и с высокой синхронностью хода. Синхронность хода обеспечивается механически за счет применения указанного элемента связи, например, путем изменения позиции привода на элементе связи и, тем самым, расстояния по элементам кинематических цепей между приводом и блоками прерывателей.

Предлагаемая изобретением система может содержать элементы кинематических цепей для передачи коммутационного движения по меньшей мере одного привода на указанные блоки прерывателей этих по меньшей мере двух переключающих блоков. Эти элементы кинематических цепей могут быть расположены на элементе связи или в нем, и/или на несущих элементах, или в них и передают вызываемое приводом движение как коммутационное движение на такие блоки прерывателей. За счет изменения положения и/или формы элемента связи по отношению к несущим элементам и/или приводу согласовывается и/или устанавливается путь, соответственно, длина пути через элементы кинематических цепей на несущих элементах или в них, и/или на элементе связи, или в нем, благодаря чему может достигаться высокая синхронность коммутационного движения и моментов коммутации.

Эти несущие элементы указанных по меньшей мере двух переключающих блоков могут содержать изоляторы, в частности, изоляторы из кремнийорганического полимера, композитных материалов и/или керамики. Несущие элементы указанных по меньшей мере двух переключающих блоков могут содержать металлические держатели, в частности, из алюминия и/или стали. Указанные несущие элементы могут быть собраны из элементов изоляторов и/или металлических держателей изоляторов. Например, один несущий элемент может быть сконструирован в форме стойки с верхней областью из материала изолятора, в частности, изолятора в форме ребристого цилиндра, и с нижней областью из металлического держателя, в частности, металлического держателя цилиндрической формы и/или в форме тавровой балки. Металлический держатель может быть выполнен также в виде металлического каркаса, и/или, например, изоляторы как несущие элементы могут быть расположены, в частности, как столбики изоляторов, стоящие перпендикулярно на таком металлическом каркасе. Переключающие блоки могут быть расположены на столбиках изоляторов, а элементы кинематических цепей могут быть установлены подвижно на элементе связи или в нем, на столбиках изоляторов и/или на металлическом каркасе. Привод может быть расположен на элементе связи, причем этот элемент связи может быть частью металлического каркаса.

Электроизоляционная текучая среда может представлять собой, в частности, жидкость и/или газ, в частности, элегаз (SF₆), азот, сухой воздух, двуокись углерода, фторкетон, и/или фторнитрил. Указанный по меньшей мере один изолятор и/или блоки прерывателей могут быть заполнены электроизоляционной текучей средой, в частности, жидкостью и/или газом, в частности, SF₆, азотом, сухим воздухом, двуокисью углерода, фторкетоном, и/или фторнитрилом.

Расстояние по элементам кинематических цепей от привода до по меньшей мере двух, в частности, до всех блоков прерывателей может быть одинаковым, в частности, при соответственно одинаковом числе и при одинаковом выполнении элементов кинематических цепей от привода до каждого блока прерывателя, в частности, с общим приводом для всех блоков прерывателей, расположенном по центру между по меньшей мере двумя переключающими блоками и на элементе связи. Благодаря этому простыми средствами и экономично может механически обеспечиваться высокий синхронизм хода.

Несущие элементы могут, как указано выше, иметь различную длину, в частности, для компенсации различий по высоте фундамента, и/или указанный по меньшей мере один элемент связи может быть расположен на несущих элементах таким образом, что расстояние от привода до переключающих блоков по элементам кинематических цепей будет одинаковым, в частности, при различной высоте в фундаменте и при одинаковой длине расстояний от переключающих блоков до точек крепления указанного по меньшей мере одного элемента связи к переключающим блокам. Благодаря этому тоже можно механически простыми средствами экономично обеспечить высокую синхронность. С помощью положения элемента связи и привода по отношению к переключающим блокам синхронный ход может обеспечиваться и дополнительно корректироваться простым образом. Использование общего привода для этих по меньшей мере двух, в частности, для всех переключающих блоков позволяет снизить расходы и конструктивные затраты.

Предлагаемый изобретением способ коммутирования вышеописанной системы предусматривает, что при запуске коммутационного процесса энергия движения обеспечивается только одним приводом, в частности, пружинным приводом, и эта энергия движения по элементам кинематических цепей передается на по меньшей мере два переключающих блока, в частности, на четыре блока прерывателей, в частности, по типу силового выключателя. Эти два переключающих блока и/или четыре блока прерывателей включаются электрически последовательно, и каждый переключающий блок устанавливается на одном несущем элементе. Эти по меньшей мере два несущих элемента соединяются посредством общего элемента связи, и энергия движения передается по элементам кинематических цепей, установленным в несущих элементах или на них, и/или на элементе связи, или в нем.

При процессе включения синхронный ход всех блоков прерывателей может лежать в пределах одной шестой одного цикла колебания приложенного к системе напряжения, в частности, при периодически повторяющемся колебании, в частности, синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц.

При процессе выключения синхронный ход всех блоков прерывателей может лежать в пределах одной восьмой одного цикла колебания приложенного к системе напряжения, в частности, при периодически повторяющемся колебании, в частности, синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц.

Преимущества предлагаемого изобретением способа коммутирования вышеописанной системы согласно пункту 13 формулы изобретения аналогичны вышеописанным преимуществам системы коммутирования высоковольтных напряжений согласно пункту 1 формулы изобретения, и наоборот.

В дальнейшем более подробно рассматриваются системы коммутирования высоковольтных напряжений согласно уровню техники и пример осуществления данного изобретения, схематично представленные на Фиг. 1 и Фиг. 2.

При этом на чертежах показано следующее.

Фиг. 1 схематичный вид сбоку контактной системы 1 с четырехкратным разрывом цепи для коммутирования высоковольтных напряжений согласно уровню техники с двумя отдельными, электрически синхронизированными приводами 8, и

Фиг. 2 схематичный вид сбоку предлагаемой изобретением контактной системы 1 с четырехкратным разрывом цепи для коммутирования высоковольтных напряжений с одним общим приводом 8, установленным на элементе 10 связи.

На Фиг. 1 схематично представлен вид сбоку контактной системы 1 с четырехкратным разрывом цепи для коммутирования высоковольтных напряжений согласно уровню техники. Система 1 имеет коммутационный участок, который содержит два включенных последовательно переключающих блока 2, 3, каждый с двумя включенными последовательно блоками 6 прерывателей. Эти переключающие блоки 2, 3 с указанными блоками 6 прерывателей выполнены каждый в форме блока управления, который установлен на одном несущем элементе 4, 5. Указанные два блока 6 прерывателей одного переключающего блока 2, 3, которые выполнены по типу силового выключателя, пространственно установлены друг за другом вдоль их продольной оси на одной общей оси 12 и соединены друг с другом посредством соединительного фланца 14.

В области соединительного фланца 14 и, соответственно, с помощью этого соединительного фланца 14 такие блоки 6 прерывателей закреплены на соответствующем несущем элементе 4, 5 переключающего блока 3, 4.

Указанные два несущих элемента 4, 5 двух переключающих блоков 2, 3 выполнены каждый в форме стойки. В примере осуществления по Фиг. 1 такая стойка сконструирована из различных областей, например, из изолятора, который закреплен на соответствующем соединительном фланце 14 переключающего блока 2, 3, и который установлен на металлическом держателе. Металлический держатель установлен в нижней области 11 стойки, соответственно, несущего элемента 4, 5 и выполнен, например, в форме стойки и/или тавровой балки. Эти несущие элементы 4, 5 установлены, например, на фундаменте и, в частности, закреплены на нем, например, болтами или путем заделки в бетон. Эти несущие элементы 4, 5, в частности, стоят, по существу, перпендикулярно плоскости фундамента.

Каждый из этих несущих элементов 4, 5 с относящимися к нему переключающими блоками 2, 3 образуют T-образную структуру, причем справа и слева от несущего элемента 4, 5 расположено по блоку 6 прерывателя соответствующего блока управления 2, 3. В примере осуществления по Фиг. 1 фундамент является плоским и горизонтальным, причем эти несущие элементы 4, 5 имеют одинаковую высоту. Такие блоки 6 прерывателей двух переключающих блоков 2, 3 установлены друг за другом своей продольной осью на общей продольной оси 12 и электрически включены последовательно. В начале и в конце этой последовательной схемы, т.е. в начале и в конце указанных четырех установленных друг за другом блоков 6 прерывателей система 1 имеет электрические выводы 9 для того, чтобы обеспечивать электрическое подсоединение этой системы, например, к подлежащим переключению электрическим сетям, генераторам тока и/или потребителям тока.

На каждом несущем элементе 4, 5 установлен привод 8, в частности, в нижней области 11 закреплен на несущем элементе 4, 5. Привод 8 выполнен, например, в форме пружинного привода с включающей и выключающей пружинами и/или с электрическим двигателем. При коммутировании привод 8 обеспечивает энергию движения, которая требуется для перемещения подвижных контактных элементов блоков 6 прерывателей. Элементы кинематической цепи 7, например, в форме валов, штанг и/или деталей трансмиссии установлены на несущем элементе 4, 5 или в нем для передачи энергии движения от привода 8 к подвижным контактным элементам блоков 6 прерывателей, т.е. для передачи коммутационного движения при коммутировании. Элементы кинематической цепи 7 представлены на чертежах схематично.

Два привода 8 двух переключающих блоков 2, 3 электрически соединены друг с другом и электрически синхронизированы, чтобы обеспечить синхронный ход блоков 6 прерывателей двух переключающих блоков 2, 3 при коммутировании. Отклонения и, соответственно, допуски при производстве и при монтаже могут приводить к различной продолжительности движения по двум кинематическим цепям 7 двух переключающих блоков 2, 3 с соответствующими несущими элементами 4, 5. Нормы требуют при процессе включения синхронности всех блоков 6 прерывателей с отклонением моментов коммутации блоков 6 прерывателей, которые находятся в пределах одной шестой цикла колебаний приложенного к системе 1 напряжения. При процессе выключения требуется синхронный ход, при котором все блоки 6 прерывателей коммутируют с отклонением момента коммутации блоков 6 прерывателей, которое лежит в пределах одной восьмой цикла колебаний напряжения, приложенного к системе 1.

В частности, при периодически повторяющемся колебании, например, при синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц это максимально допустимое отклонение моментов коммутации блоков 6 прерывателей, т.е. синхронный ход лежит в диапазоне миллисекунд. Электрическая синхронизация обоих приводов 8, которая учитывает различия в кинематических цепях 7, например, вследствие производственных допусков, и которая приводит к необходимой синхронности, является трудоемкой и дорогостоящей. Например, могут потребоваться серии трудоемких испытаний для каждой системы 1.

На Фиг. 2 схематично представлен вид сбоку предлагаемой изобретением контактной системы 1 с четырехкратным разрывом цепи для коммутирования высоковольтных напряжений. Эта система 1 аналогична системе 1 по Фиг. 1, однако с элементом 10 связи и с одним общим приводом 8 для всех четырех блоков 6 прерывателей. Элемент 10 связи выполнен в форме перемычки и, в частности, своими концами установлен на соответствующем несущем элементе 4, 5 двух переключающих блоков 2, 3. Крепление этого элемента 10 связи на несущих элементах 4, 5 может производиться, например, с помощью болтов, сваркой, приклеиванием или иными методами соединительной техники. Общий привод 8 установлен по центру, т.е. на одинаковом расстоянии относительно обоих несущих элементов 4 и 5 и закреплен на элементе 10 связи.

Благодаря применению одного привода 8 для всех четырех блоков 6 прерывателей расходы снижаются по сравнению с примером осуществления по Фиг. 1 с двумя приводами 8. Электрическая синхронизация нескольких приводов 8 может не потребоваться благодаря использованию только одного привода 8, вследствие чего экономятся время, трудозатраты и издержки. Синхронизация моментов коммутации блоков 6 прерывателей осуществляется механически посредством элементов кинематических цепей 7, и/или расположением привода 8 на элементе 10 связи, а также элемента 10 связи на несущих элементах 4, 5. Различия кинематических цепей 7 первого и второго переключающих блоков 2, 3 могут компенсироваться за счет изменения положения привода 8 на элементе 10 связи и/или элемента связи относительно соответствующего переключающего блока 2, 3, вследствие чего расстояние от привода 8 до указанных двух переключающих блоков 2, 3 определяется по элементам кинематических цепей 7.

Так, элемент 10 связи, как показано на Фиг. 2, может быть расположен параллельно фундаменту, или при различиях элементов кинематической цепи 7 первого переключающего блока 2 относительно элементов кинематической цепи 7 второго переключающего блока 3, эти различия могут компенсироваться за счет перекошенного элемента 10 связи, т.е. установленного не параллельно основанию. Различия по высоте в фундаменте и/или различия по длине несущих элементов 4, 5 тоже могут компенсироваться за счет размещения элемента 10 связи на несущих элементах 4, 5. Так, например, элемент 10 связи может быть установлен на несущих элементах 4, 5 таким образом, что получается одинаково длинные тракты передачи по кинематической цепи 7 от привода 8 к первому и к второму переключающим блокам 2, 3.

Вышеописанные примеры осуществления могут комбинироваться между собой и/или могут комбинироваться с уровнем техники. На прилагаемых чертежах наглядности ради не показано, например, что эти переключающие блоки 2, 3, в частности, каждый блок 6 прерывателя может содержать электрические сопротивления, конденсаторы и/или экранирование. Выполненные удлиненными сопротивления и/или конденсаторы могут устанавливаться пространственно параллельно блокам 6 прерывателей, которые выполнены, например, в форме силового выключателя. Элемент 10 связи может быть выполнен из заготовки, например, из стали или алюминия, и/или в виде тавровой балки с элементами кинематической цепи 7 установлен на держателе, или может быть выполнен в виде полого тела, например, с квадратным или круглым поперечным сечением, и установлен с элементами кинематической цепи 7 в держателе. За счет соединения несущих элементов 4, 5 посредством элемента 10 связи может осуществляться механическая стабилизация системы 1, которая в случае, например, воздействий окружающей среды, например, ветра или землетрясения обеспечивает высокую надежность системы 1.

Система 1 может содержать более двух переключающих блоков 2, 3, каждый с несущим элементом 10, причем по меньшей мере два несущих элемента 10, в частности, все несущие элементы 10 соединены посредством элемента 10 связи. Может быть предусмотрено также и несколько несущих элементов 10. Переключающий блок 2, 3 может содержать один, два или более блоков 6 прерывателей. Так, на один переключающий блок 2, 3, как это показано на чертежах, могут быть установлены два блока прерывателей линейно относительно друг друга, или, например, на один переключающий блок 2, 3 могут быть Y-образно установлены три блока прерывателей.

Перечень ссылочных позиций

1 система для коммутирования высоковольтных напряжений

2 первый переключающий блок

3 второй переключающий блок

4 несущий элемент первого переключающего блока

5 несущий элемент второго переключающего блока

6 блок прерывателя

7 элементы кинематической цепи

8 привод

9 электрические выводы

10 элемент связи

11 нижняя область несущих элементов

12 общая продольная ось блоков прерывателей

13 продольная ось элемента связи

14 соединительный фланец

Изобретение касается системы (1) и способа коммутирования высоковольтных напряжений с коммутационным участком, который содержит по меньшей мере два включенных последовательно переключающих блока (2, 3). Каждый переключающий блок (2, 3) содержит по меньшей мере по одному несущему элементу (4, 5) и элементы кинематической цепи (7) для передачи коммутационного движения от по меньшей мере одного привода (8). Эти несущие элементы (4,5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) механически соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного элемента (10) связи. Техническим результатом является обеспечение возможности согласования системы с требуемой максимальной коммутирующей мощностью и обеспечение компактной конструкции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система (1) для коммутирования высоковольтных напряжений с коммутационным участком, который содержит по меньшей мере два включенных последовательно переключающих блока (2, 3), причем каждый переключающий блок (2, 3) содержит по меньшей мере по одному несущему элементу (4, 5), а также элементы кинематической цепи (7) для передачи коммутационного движения от по меньшей мере одного привода (8),

отличающаяся тем, что несущие элементы (4, 5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) механически соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного элемента (10) связи.

2. Система (1) по п. 1, отличающаяся тем, что каждый переключающий блок (2, 3) имеет по меньшей мере два блока (6) прерывателей по типу силового выключателя, в частности, с электрическими резисторными и/или конденсаторными блоками.

3. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один элемент (10) связи имеет по меньшей мере один держатель, в частности траверсу, которая соединяет друг с другом несущие элементы (4, 5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3).

4. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущие элементы (4, 5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) размещены перпендикулярно фундаменту, в частности, параллельно друг другу, с переключающими блоками (2, 3), установленными соответственно на этих несущих элементах (4, 5), на одном конце несущих элементов (4, 5) на обращенной от фундамента стороне, и/или что в нижней области (11) несущих элементов (4, 5) установлен указанный по меньшей мере один элемент (10) связи, в частности, параллельно фундаменту.

5. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что привод (8) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) выполнен как общий привод (8), в частности, установлен по меньшей мере на одном элементе (10) связи, и/или по центру между по меньшей мере двумя переключающими блоками (2, 3), и/или между средними осями несущих элементов (4, 5), и/или этот привод (8) представляет собой пружинный привод.

6. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанные по меньшей мере два переключающих блока (2, 3) размещены вдоль одной общей продольной оси (12) друг за другом, в частности, по меньшей мере с четырьмя блоками (6) прерывателей, установленными вдоль общей продольной оси (12) друг за другом, в частности, включены электрически последовательно, причем продольная ось (12), в частности, по существу, параллельна фундаменту, и/или указанный несущий элемент (4, 5) одного соответствующего переключающего блока (2, 3) установлен по центру этого переключающего блока (2, 3), в частности, с одинаковым числом блоков (6) прерывателей на обеих сторонах этого несущего элемента (4, 5) соответствующего переключающего блока (2, 3).

7. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что эта система (1) представляет собой контактную систему с четырехкратным разрывом цепи по типу силового выключателя, с четырьмя включенными последовательно, в частности, установленными вдоль одной общей продольной оси (12) блоками (6) прерывателей, причем каждые два блока (6) прерывателей размещены на одном несущем элементе (4, 5), и эти несущие элементы (4, 5) механически соединены друг с другом посредством по меньшей мере одного элемента (10) связи, выполненного, в частности, по типу перемычки и установленного продольной осью (13) этого элемента (10) связи, по существу, параллельно общей продольной оси (12) блоков (6) прерывателей, и/или в частности, один общий привод (8) блоков (6) прерывателей установлен на элементе (10) связи, в частности, по центру на этом элементе (10) связи.

8. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что в ней предусмотрены элементы кинематической цепи (7) для передачи коммутационного движения от по меньшей мере одного привода (8) на блоки (6) прерывателей указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3), в частности, по элементам кинематических цепей (7) на элементе связи (10) или в нем и/или по элементам кинематических цепей (7) на несущих элементах (4, 5) или в них.

9. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущие элементы (4, 5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) содержат изоляторы, в частности изоляторы из кремнийорганического полимера, композитных материалов и/или керамики, и/или что эти несущие элементы (4, 5) указанных по меньшей мере двух переключающих блоков (2, 3) содержат металлические держатели, в частности, из алюминия и/или стали, и/или что эти несущие элементы (4, 5) собраны из элементов изоляторов и/или металлических держателей изоляторов.

10. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит электроизоляционную текучую среду, в частности жидкость и/или газ, в частности SF₆, азот, сухой воздух, двуокись углерода, фторкетон, и/или фторнитрил, и/или что указанный по меньшей мере один изолятор (10) и/или блоки (6) прерывателей заполнены электроизоляционной текучей средой, в частности жидкостью и/или газом, в частности SF₆, азотом, сухим воздухом, двуокисью углерода, фторкетоном, и/или фторнитрилом.

11. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что расстояние по элементам кинематической цепи (7) от привода (8) до по меньшей мере двух, в частности всех, блоков (6) прерывателей одинаково, в частности, при соответственно одинаковом количестве одинаково выполненных элементов кинематической цепи (7) от привода (8) до каждого блока (6) прерывателя, в частности с одним общим приводом (8) для всех блоков (6) прерывателей, установленным по центру между по меньшей мере двумя переключающими блоками (2, 3) на элементе (10) связи.

12. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущие элементы (4, 5) имеют разную длину, в частности, для компенсации различий по высоте фундамента, и/или что этот по меньшей мере один элемент (10) связи установлен на несущих элементах (4, 5) таким образом, что расстояние от привода (8) до переключающих блоков (2, 3) по элементам кинематических цепей (7) одинаково, в частности, при различии в высоте фундамента с одинаково длинными расстояниями от переключающих блоков (2, 3) до точек крепления указанного по меньшей мере одного элемента (10) связи к этим переключающим блокам (2, 3).

13. Способ коммутирования системы (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при запуске коммутационного процесса энергия движения обеспечивается только одним приводом (8), в частности одним пружинным приводом, и эта энергия движения по элементам кинематических цепей (7) передается на по меньшей мере два переключающих блока (2, 3), в частности на четыре блока (6) прерывателей, в частности, выполненных по типу силового выключателя, и причем указанные два переключающих блока (2, 3) и/или четыре блока (6) прерывателей включаются электрически последовательно, и причем каждый переключающий блок (2, 3) установлен на одном несущем элементе (4, 5), и причем эти по меньшей мере два несущих элемента (4, 5) соединены посредством одного общего элемента (10) связи, и причем энергия движения передается по элементам кинематических цепей (7) в несущие элементы (4, 5) или на них, и/или на элемент (10) связи.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при процессе включения синхронный ход всех блоков (6) прерывателей лежит в пределах одной шестой одного цикла колебания напряжения, приложенного к этой системе (1), в частности, при периодически повторяющемся колебании, в частности синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц.

15. Способ по любому из пп. 13 или 14, отличающийся тем, что при процессе выключения синхронный ход всех блоков (6) прерывателей лежит в пределах одной восьмой одного цикла колебаний напряжения, приложенного к системе (1), в частности, при периодически повторяющемся колебании, в частности синусоидальном колебании с периодом 50 или 60 Гц.