Высоковольтный коммутационный аппарат на большие токи Советский патент 1984 года по МПК H01H33/32 H01H33/00 

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и может быть использовано при создании коммутационных аппаратов для отключения токов нагрузки, токов короткого замыкания и разъединения обесточенных цепей.

Известны коммутационные аппараты на большие номинальные токи с поступательным движением подвижных контактов для встраивания в закрытый пшнопровод. Неподвижный контакт этого аппарата выполнен в виде цилиндров с контактными ламелями, а подвижный - в виде цилиндра 1.

Недостатком контактной системы этого аппарата является повышенная истираемость контактирующих поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому является коммутационный аппарат на- большие токи с поступательным движением ножей (подвижных контактов) и предварительным снятием контактного нажатия. Он содержит токоведущий контур с неподвижными контактами в виде цилиндров и нодвижным контактом, выполненным из нескольких параллельно соединенных и симметрично расположенных контактных шин, снабженных контактными пружинами. Приводное устройство с системой управления связано с подвижным контактом с возможностью сначала поперечного, а затем продольного его перемешения 2.

Контактная система аппарата заключена в кожух, наполпенный сжатым воздухом, что не позволяет встроить его в экранированный токопровод с искусственной вентиляцией внутренней полости. Приводное устройство аппарата имеет малое быстродействие и не позволяет .создать на его базе коммутационные аппараты, встраиваемые в экранированные токопроводы.

Цель изобретения - повышение быстродействия коммутационного аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном коммутационном аппарате На больи не токи, содержашем токоведущий контур с неподвижными контактами в виде цилиндров и подвижным контактом, выполненным по крайней мере из двух параллельно соединенных и сим.метрично расположенных контактных шин, снабженных возвратными пружинами, и приводное устройство с системой управления, связанное с подвижным контактом, которое обеспечивает сначала поперечное, а затем продольное перемещение подвижного контакта относительно неподвижных контактов, приводное устройство выполнено в виде двух связанных между собой механически систем, первая из юоторых содержит пневматический привод двустороннего действия, а вторая - индивидуальный для каждой контактной шины пневматический привод в виде цилиндра, внутри которого расположены возвратная контактная пружина и поршень со штоко.м, механически соединенный с контактной Ц.ШНОЙ, приче.м приводы всех контактных шин объединены обш,им кольцевым корпусом, а подпоршневые пространства - обпдей полостью, связанной с системой управления.

В каждой контактной шине выполнено по крайней мере одно отверстие, а на кольцевом корнусе индивидуальных приводов установлены направляющие стержни, которые входят в эти отверстия.

С двух сторон от поршня привода двустороннего действия расположены буферы (демпферы), причем поршень может быть выполнен кольцевым.

Данный высоковольтный ком.мутационный аппарат может быть использован в качестве разъединителя главной токоведущей системы силового выключателя и выключателя нагрузки, имеюших са.мостоятельные исполнения, а также входящих в аппаратные генераторные комплексы.

Рассмотрим один из вариантов использования анпарата в качестве разъединителя.

На фиг. 1 изображен разъединитель, встраиваемый в экранированный токопровод, во включенном положении с центральным приводом; на фиг. 2 - то же, с обши.м кольцевым приводом всей системы во включенном положении на фиг. 3 - то же, в отключенном положении; на фиг. 4 - сечение А-.Л на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 3.

Разъединитель (фиг. i) состоит из немагнитного .металлического экрана 1, на котором установлены опорные изоляторы 2, поддерживающие токоведущую систему.

Токоведушая систе.ма состоит из неподвижных цилиндрических контактов 3 и 4 и одной или нескольких пар подвижных контактов 5, выполненных из параллельно соединенных и симметрично расположенных шин, связанных с помощью поршневых штоков 6 и контактных пружин 7 в единую пневмо-механическую систему.

Пневмо-механическая система включает в себя приводную часть, выполненную в обшем кольцевом корпусе 8, для радиального движения ножей, представляющую собой несколько цилиндров 9, соединенных отверстиями 10 с общей полостью системы управления и закрыть х сверху крышками 11 с установленными на них направляющими стержнями 12 подвижных контактов 5. С целью исключения вращения кольцевого корпуса 8 На нем закреплена направляюш.ая щпонка 13, двигающаяся поступательно по щпоночной канавке 14 в неподвижном цилиндре привода на длине, необходимой для включения и отключения

контактной системы. Пневмо-механическая система для обеспечения продольного перемещения всей подвижной системы включает в себя пневматический привод, представляющий собой цилиндр 15 с порщнем 16, который одной или несколькими полыми тягами 17 соединен с корпусом цилиндров подвижных контактов 5.

Трубка 18, входящая во внутреннюю часть полой тяги 17, обеспечивает подачу воздуха от системы управления в цилиндры 9 через штуцер 19, полую тягу 17 и отверстия 10. Для подачи воздуха в привод двустороннего действия имеются штуцеры 20 и 21 соответственно для прямого и обратного хода привода.

Для гашения энергии движущейся подвижной системы в прямом и обратном направлениях применены резиновые буферы 22 и 23 соответственно. В экране коммутационного аппарата против изоляционного воздушного промежутка между неподвижными контактами установлен иллюминатор 24 (фиг. 3) для визуального контроля полного отключения аппарата.

Отключение разъединителя происходит следующим образом.

В цилиндры 9 приводов подается сжатый воздух от системы управления через штуцер 19, трубки 18, полость тяги 17 и отверстия 10, который заставляет поршневые штоки 6 преодолевать давление контактных пружин 7 и приподнимает подвижные контакты 5.

От пневматического привода цилиндра 15 подвижная система получает поступательное движение и обеспечивает необходимый воздушный изоляционный промежуток между неподвижными контактами.

При достижении подвижной системой конечного положения после прекращения подачи в.оздуха в цилиндры 9 пружины 7,

разжи.маясь, фиксируют подвижные контакты в конечном положении, исключая возможность их случайного движения.

Включение системы происходит аналогично отключению, но в обратной последовательности.

При радиальном перемещении шин на расстоянии до 10 мм индивидуальные пневматические приводы контактных шин позволяют обеспечить быстродействие, изме0 ряемое долями миллисекунды. Пневматический привод двустороннего действия при изоляционных расстояниях между неподвижными контактами, определяемых величинами генераторных напряжений (аппарат на большие номинальные токи) и равных 150200 мм, обеспечивает высокое быстродействие при продольно.м перемещении подвижного контакта с временем 50-80 мс.

Выполнение двустороннего пневматического привода с кольцевым поршнем (фиг. 2) обеспечивает воз.можность прохождения вентиляционного воздуха через полость, расположенную по оси аппарата, при принудительно.м охлаждении экранированного токопровода или размещения в упомянутой полости дугогасительного устройства

(выключателя нагрузки).

Высоковольтный коммутационный аппарат на большие токи может иметь принудительное охлаждение воздухом и конструкцию, обеспечивающую встраивание его в токопровод, что дает ему преимущество перед существующими аппаратами такого типа, имеющими охлаждение контактных ножей дистиллированной водой, так как не требуется дополнительных систем для прохождения вентиляционного воздуха, сложной системы охлаждения дистиллированной воды, значительно упрощается конструк ция аппарата.

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ НА БОЛЬШИЕ ТОКИ для встраивания в экранированный токопровод, содержащий токоведущий контур с неподвижными контактами в виде цилиндров и подвижным контактом, выполненым по крайней мере из двух параллельно соединенных и симметрично расположенных контактных шин, снабженных возвратными пружинами, и приводное устройство с системой управления, связанное с подвижным контактом с возможностью сначала поперечного, а зате.м продольного перемещения подвижного контакта токоведущего контура, отличающийся тем, что, с целью повьпиения быстродействия, приводное устройство выполнено в виде двух связанных между собой механически систем, первая из которых содержит пневматический привод двустороннего действия, а вторая - индивидуальный для каждой контактной шины пневматический привод в виде цилиндра, внутри которого расположены возвратная контактная пружина и поршень со штоком, механически соединенный с контактной шиной, причем приводы всех контактных шин объединены общим кольцевым корпусом, а подпоршневые пространства - общей полостью, связанной с системой управо ления. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, в контактной шине выполнено по край(Л ней мере одно отверстие, а на кольцевом корпусе индивидуальных приводов установлены направляющие стержни, которые входят в упомянутые отверстия. 3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пневматический привод двустороннего действия снабжен буферами, установленными с двух сторон от поршня. 4.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что привод двустороннего действия 05 выполнен с кольцевым поршнем. СП CD