УЗЕЛ ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ПРЕРЫВАТЕЛЕМ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК H01H11/00 

Настоящее изобретение относится к узлу вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения.

Известны разные решения узлов вакуумных выключателей с прерывателями среднего и высокого напряжения, в которых использованы две группы с разными командами. Группа отключения и узел включения фактически смонтированы, каждая, на соответствующем вале и затем соединены друг с другом для соответственного срабатывания посредством рычагов и промежуточных соединений.

Наличие обособленных раздельных и соединенных устройств для выключения и прерывания создает определенные неудобства, которые не позволяют устанавливать их в ограниченных пространствах. Кроме того, такое наличие двух отдельных устройств для вакуумного выключателя и прерывателя определяет необходимость действий в последовательности каскадных положений, которые обязательно должны быть осуществлены по отдельности, чтобы дать возможность продолжать всю операцию срабатывания.

Оператор, который работает с этим типом известного устройства, воздействует на приводной вал, который сначала прерывает процесс, чтобы разомкнуть выключатель. Только после размыкания выключателя приводится в действие рычажный механизм, расположенный каскадно и подсоединенный между выключателем и самим прерывателем, который приводит во вращение второй вал, посредством которого срабатывает прерыватель, размыкаясь и переходя в конечное положение.

Вполне очевидно, что этот тип связанного и соединенного расположения вакуумного выключателя и прерывателя включает многочисленные детали и узлы, такие как, например, вышеупомянутые соединительные рычажные механизмы между узлом вакуумного выключателя и прерывателем. Эти детали и узлы вносят свой вклад в стоимость изготовления и сборки, и их наличие также определяет вышеупомянутые трудности.

Сборка этих двух групп с соответствующими валами и соединительными рычажными механизмами также подразумевает, что необходимо обеспечить высокую точность при сборке точное соосное расположение двух вышеупомянутых валов, что вносит соответствующие трудности.

В документе FR 2744284 раскрыт вакуумный выключатель согласно вводной части пункта 1 формулы изобретения.

Общая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить компактный узел вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения, способный устранить недостатки известного уровня техники, указанные выше, исключительно простым, экономичным и работоспособным образом.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить компактный узел вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения, который упрощен с точки зрения числа деталей, которое уменьшено в максимально возможной степени.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить компактный узел вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения, который, за счет минимального числа узлов и деталей, максимально упрощен для сборки и эксплуатации по сравнению с известными.

Вышеизложенные цели достигнуты компактным узлом выключателя и прерывателя среднего напряжения согласно независимому пункту формулы 1 и последующими зависимыми пунктами.

Конструкционные и рабочие характеристики настоящего изобретения и его преимущества в сравнении с известным уровнем техники станут еще более понятны из последующего описания, в котором сделаны ссылки на прилагаемые схематические чертежи, на которых показан один вариант осуществления настоящего изобретения. На чертежах:

- Фиг. 1 - перспективный вид компактного узла вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения и с централизованным приводом согласно настоящему изобретению;

- Фиг. 2 и 3 - вертикальный разрез и поперечный разрез фазы узла вакуумного выключателя с прерывателем, который показан на Фиг. 1, в разомкнутом состоянии;

- Фиг. 4 и 5 - вертикальный разрез и поперечный разрез фазы узла вакуумного выключателя с прерывателем с Фиг. 1 в положении с замкнутым выключателем;

- Фиг. 6 и 7 - вертикальный разрез и поперечный разрез фазы узла вакуумного выключателя с прерывателем с Фиг. 1 в заземленном положении;

- Фиг. 8 и 9 - вертикальный разрез и поперечный разрез фазы узла вакуумного выключателя с прерывателем с замкнутым прерывателем и разомкнутым выключателем;

- Фиг. 10 и 11 - вертикальный разрез и поперечный разрез фазы узла вакуумного выключателя с прерывателем с разомкнутым заземлением и с разомкнутым выключателем;

- Фиг. 12, 13 и 14 - перспективные виды в частичном разрезе положений, показанных на Фиг. 4, 2 и 6; и

- Фиг. 15, 16 и 17 - схемы разных положений узла вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения согласно настоящему изобретению.

Сначала со ссылкой на Фиг. 1, где показан шкаф 20, в котором собран компактный узел вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения и централизованным приводом согласно изобретению. Герметичный шкаф 20 альтернативно может содержать внутри сухой воздух как среду, чтобы выполнить требования по предотвращению загрязнения окружающей среды газом, или содержать элегаз SF6 как защитную среду.

В показанном примере предусмотрены три вывода, которые с одной стороны соединены с фазами источника электропитания и с другой стороны с соответствующими шинами (не показаны) любого пользователя.

Снова как неограничивающий пример, концевые опоры 11 в шкафу 20 (из которых показана только одна) поддерживают изолированные поперечины 12, введенные в отверстия 13 кожуха, состоящего из двух половин 14, 15, изготовленных из изоляционного материала.

В двух половинах 14, 15 кожуха размещены пары противоположных неподвижных контактов 16, 17, которые могут быть по отдельности связаны с парами врубных контактов 18, по очереди и выборочно поворачиваемых до соприкосновения с одним или другим из двух неподвижных контактов 16, 17.

На противоположных наружных частях каждого врубного контакта 18 расположена плоская пружина 43, которая прижимает врубной контакт 18 к одному из контактов 16, 17, обеспечивая надлежащее электрическое соединение.

Пары врубных контактов 18 могут двигаться в пазах 19, выполненных между двумя половинами 14, 15 кожуха, когда последние соединены друг с другом.

Пары врубных контактов 18 выполнены цельными, например, путем прикрепления заклепками к выступу 24 пластины 21, причем пластина 21 снабжена проходным отверстием 22, например, шестиугольным. В проходном отверстии 22 размещен управляющий вал 23, который также имеет шестиугольное сечение, изготовлен из изоляционного материала, опирается на его концах и поворачивается посредством обычного управляющего рычага (не показан) вручную или механически.

В частности, на этом чертеже можно видеть, что пластина 21 управляет узлом вакуумного выключателя с прерывателем, переводя его в замкнутое и разомкнутое положения посредством кулачкового привода.

В частности, согласно изобретению, этот кулачковый привод расположен в пластине 21. Пластина 21 фактически является пазом 25 для кулачка, в котором подвижно расположен палец 26, опирающийся на два противоположных конца вилки 27. Вилка 27 проходит от стержня 28 подвижного контакта 29 расположенного ниже вакуумного выключателя.

Пластина 21 в ее пазе 25 для кулачка имеет две мертвые точки для пальца 26 на противоположных концах 31, 32. Принудительное перемещение пальца 26 в пазе 25 для кулачка вызывает движение стержня 28 подвижного контакта 29 и, поэтому, этого подвижного контакта 29 по отношению к неподвижному контакту 38.

Пружина 33, расположенная снаружи проставки 34, расположена под вилкой 27 соосно стержню 28. Проставка 34 также расположена в отверстии 35, выполненном в плоской поперечной части вилки 27. На одном из ее концов пружина 33 упирается в вилку 27 и на другом конце лежит на шайбе 36, удерживаемой над стержнем 28 подвижного контакта 29 винтом 37, который ввернут в этот стержень. При таком расположении по меньшей мере один упругий элемент, состоящий из пружины 33 введен между подвижным контактом 29 и пальцем 26.

В то же время проставка 34 может скользить относительно вилки 27 в отверстии 35, когда на пружину 33 оказывает давление вилка 27 при нажатии сверху шайбы 36. Это происходит как конкретный результат поворота вала 23 кулачка, что вызывает поворот пластины 21 под действием паза 25 для кулачка на палец 26 в отсутствие движения стержня 28 подвижного контакта 29.

Подвижный контакт 29 фактически примыкает к неподвижному контакту 38 в расположенном ниже вакуумном выключателе 30.

Захват 40 расположен в фиксированном положении между винтом 37 и проставкой 34 и, когда его верхние концы 41 сложены, создает скользящий контакт по отношению к противоположным боковым стенкам пластины 21.

Следует сказать, что неподвижные контакты 16, 17 на чертежах показаны как один верхний контакт 17, который может быть соединен с шинами пользователя (не показаны). Три неподвижных нижних контакта 16 в данном примере заземлены посредством шины заземления 39. Три выключателя 30 соединены с тремя фазами L1, L2 и L3 источника электропитания. Альтернативно, еще одна последовательность шин (не показана) может быть расположена на стороне шины заземления соответственно нижним контактам 16, что обеспечивает дополнительное замыкание еще одной линии пользователя.

Разные положения, показанные в последовательности на чертежах, иллюстрируют, как работает вакуумный выключатель с прерывателем среднего напряжения согласно изобретению.

В частности, можно перейти из положения, показанного на Фиг. 1, 2 и 3, узла вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения в разомкнутом положении в замкнутое положение.

Для этого вал 23 поворачивают в замкнутое положение, показанное на Фиг. 4 и 5, чтобы подать электропитание потребителю.

Поворот вала 23 вызывает поворот пластины 21 с последующим изменением положения паза 25 для кулачка.

Поворот пластины 21 заставляет палец 26 скользить в пазе 25 для кулачка до достижения мертвой точки 32.

Следует сказать, что в конечной части этого прохода пальца 26 в пазе 25 для кулачка сама пластина 21 заставляет палец 26 двигаться вниз. Это движение возможно из-за того, что вилка 27 в плоской поперечной части имеет отверстие 35, которое позволяет проставке 34 скользить в нем. Этот сдвиг приводит к сжатию пружины 33 посредством вилки 27 над шайбой 36 до достижения положения, показанного на Фиг. 4 и 5.

В результате достигается стабильный и плотный контакт между подвижными контактами 29 и неподвижным контактом 38 выключателя.

Как уже сказано, в этом положении контакты 29 и 38 выключателя 30 вводятся в контакт друг с другом за счет положения мертвой точки 32 пальца 26 в пазе 25 для кулачка и за счет сжатия пружины 33.

Перед достижением этого положения необходимо выйти из положения разъединения замкнутого состояния, показанного на Фиг. 8 и 9, причем это положение показано только для облегчения понимания, но в действительности не является одним из трех возможных положений узла вакуумного выключателя с прерывателем согласно изобретению.

Замыкание прерывателя было осуществлено в этом виртуальном промежуточном положении до замыкания выключателя 30.

Если, с другой стороны, необходимо обеспечить заземленную схему узла вакуумного выключателя с прерывателем, необходимо осуществлять пуск, например, из разомкнутого промежуточного положения (Фиг. 1, 2 и 3), чтобы повернуть вал 23 в направлении, противоположном предшествующему, чтобы получить конечное заземленное положение, показанное на Фиг. 6 и 7, при замкнутом выключателе 30.

Перед тем как достигнуть этого положения, необходимо выйти из заземленного положения разъединения замкнутого состояния, когда выключатель 30 еще разомкнут, как показано на Фиг. 10 и 11, причем это положение приведено только для облегчения понимания, но в действительности, как сказано выше, не является одним из трех возможных положений узла вакуумного выключателя с прерывателем согласно изобретению.

На Фиг. 12, 13 и 14 показан перспективный вид трех эффективных состояний замкнутого, разомкнутого и заземленного положений, показанных на Фиг. 4, 2 и 6.

На Фиг. 15, 16 и 17 показаны электрические схемы узла настоящего изобретения в замкнутом, разомкнутом и заземленном положениях.

Все описанное выше и показанное на чертежах показывает, что вакуумный выключатель с прерывателем согласно изобретению по существу компактный и не включает какие-либо соединительные рычажные механизмы между выключателем и прерывателем. Это стало возможным благодаря тому, что предусмотрен только один вал, который управляет как прерывателем, так и выключателем.

Этот один вал позволяет осуществлять центральное управление, что делает весь узел особенно простым.

Также необходимо сказать, что наличие одного управляющего вала придает узлу повышенную надежность. Фактически, это именно один вал, который не позволяет совершать неправильные действия на разных фазах эксплуатации и позволяет не использовать блокировки, присутствующие в известных узлах.

Также необходимо сказать, что шкаф 20 показан на Фиг. 1 пунктирными линиями, чтобы специально подчеркнуть тот факт, что он может иметь любой размер и форму. Таким образом, узел изобретения не является субъективным, т.е., его надлежащая работа не зависит от типа и качества конструкции, в которую он установлен.

Как сказано выше, также можно снабжать электропитанием не одного, а двух пользователей благодаря тому, что второй контакт 16 также может быть соединен с шинами (не показаны) вместо заземления.

На схематических чертежах не показаны пружины, выполненные как одно целое с подвижными контактами и работающие обычным образом для надлежащей работы всего узла.

Формы конструкций для изготовления компактного узла вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения и с централизованным приводом согласно изобретению, а также материалы и порядок сборки, очевидно, могут отличаться от показанных только для иллюстративных и не ограничивающих целей на чертежах.

Поэтому достигнута цель изобретения, заявленная во вводной части описания.

Объем охраны настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к узлу вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения, включающему шкаф (20), в котором расположены опоры (11) для каждого вывода, кожух, состоящий из двух половин (14, 15), изготовленных из изоляционного материала, каждая из которых содержит пары противоположных неподвижных контактов (16, 17), которые могут быть по отдельности связаны с парами врубных контактов (18), при этом врубные контакты (18) поочередно и выборочно поворачиваются до соприкосновения с одним или другим из двух неподвижных контактов (16, 17), соединенных по меньшей мере с одним пользователем или с заземлением, в замкнутое и разомкнутое положения, при этом врубные контакты (18) расположены на пластине (21), которая поворачивается посредством управляющего вала и на которой расположен кулачковый привод, который, с одной стороны, обеспечивает замкнутое и разомкнутое положение неподвижных контактов (16, 17) и врубных контактов (18) и, с другой стороны, обеспечивает соединение или разъединение подвижного и неподвижного контактов вакуумного выключателя (30). Техническим результатом является повышение точности при сборке, упрощение сборки и эксплуатации. 8 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Узел вакуумного выключателя с прерывателем среднего напряжения, включающий шкаф (20), в котором расположены опоры (11) для каждого вывода, пары противоположных неподвижных контактов (16, 17), которые могут быть по отдельности связаны с врубными контактами (18), причем врубные контакты (18) поочередно и выборочно поворачиваются до соприкосновения с одним или другим из двух неподвижных контактов (16, 17), соединенных по меньшей мере с одним пользователем или с заземлением, в замкнутое и разомкнутое положения, причем врубные контакты (18) поворачиваются посредством кулачкового привода (25, 26), который, с одной стороны, обеспечивает замкнутое и разомкнутое положения неподвижных контактов (16, 17) и врубных контактов (18) и, с другой стороны, соединение или разъединение подвижного (29) и неподвижного (38) контактов вакуумного выключателя (30), отличающийся тем, что врубные контакты (18) расположены на пластине (21), которая расположена непосредственно на управляющем вале (23), посредством которого она поворачивается, причем на пластине (21) также расположен кулачковый привод (25, 26), при этом каждый вывод снабжен кожухом, состоящим из двух половин (14, 15), изготовленных из изоляционного материала и содержащих упомянутые пары неподвижных контактов (16, 17), и при этом врубные контакты (18) являются парами врубных контактов.

2. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый кулачковый привод пластины (21) включает паз (25) для кулачка, выполненный в пластине (21), и скользящий палец (26) в пазе (25) для кулачка, выполненный как одно целое с концом подвижного контакта (29) вакуумного выключателя (30).

3. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один упругий элемент (33) введен между подвижным контактом (29) и пальцем (26).

4. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 3, отличающийся тем, что упомянутый упругий элемент состоит из пружины (33), расположенной между вилкой, на которую опирается палец (26), и шайбой (36), удерживаемой над стержнем (28) подвижного контакта (29) посредством винта (37).

5. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 4, отличающийся тем, что вилка (27) в центральной плоской части снабжена отверстием (35), в котором расположена проставка (34), установленная соосно внутри пружины (33).

6. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 2, отличающийся тем, что паз (25) для кулачка имеет две противоположные мертвые точки (31, 32) для пальца (26).

7. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по п. 1, отличающийся тем, что управляющий вал (23) имеет шестиугольное сечение и введен в шестиугольное проходное отверстие (22), выполненное в пластине (21), причем управляющий вал (23) поворачивают вручную или посредством механизированного рычажного органа управления.

8. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по одному или нескольким из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на наружных противоположных частях каждого врубного контакта (18) расположена плоская пружина (43), которая прижимает врубной контакт (18) к одному контакту (16, 17), обеспечивая надлежащий электрический контакт.

9. Узел вакуумного выключателя с прерывателем по одному или нескольким из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутые пары врубных контактов (18) движутся в пазах (19), выполненных между двумя половинами (14, 15) кожуха, когда они соединены друг с другом.