Пружинный привод высоковольтного выключателя Советский патент 1985 года по МПК H01H33/40 

2.Привод по п. 1, отличающийся тем, что ведомое звено кулачковой передачи снабжено осью для непосредственного соединения с выходным звеном механизма выключателя.

3.Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения его изготовления

при использовании винтовых пружин сжатия или растяжения в качестве включающих, ведущее звено кулачковой передачи выполнено в виде кривощипа с роликом, а на плече двупле1его рычага, взаимодействующем с ведущим звеном, выполнена плос кая рабочая кулачковая поверхность.

1. ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с включающими пружинами, а ведомое звено передающее движение выходному звену механизма выключателя, - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено. с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируемое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюще-расцепляющего устройства отключения, отличающийся тем, что, с целью повыщения его надежности и быстродействия, ось вращения ведомого звена расположена в средней части поворотного звена, между его осью вращения и точкой воздействия на него удерживающего элемента,а ведомое звено выполнено в виде двуплечего рычага, на одном из плеч которого установлен с возможностью зацепления во включенном положении привода за удерживающий элемент подвижный подпружиненный зуб и упор, ограни 1ивающий движение зуба, а другое плечо рычага снабжено элементом для взаимодействия с ведущим звеном кулачковой i передачи, причем расстояние между цен(Л трами осей вращения поворотного звена и двуплечего рычага выбрано из условия разобщения звеньев кулачковой передачи при освобождении зуба от воздействия удерживающего элемента. 4 СО 00 IsD 00

I

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к приводам высоковольтных выключателей, работающим за счет энергий, запасаемой в пружинном аккумуляторе (пружинным приводом).

Известен пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий кулачковую передачу, ведущее звено которой, связанное с включающими пружинами, выполнено в виде дискового кулака, а ведомое, связанное с отключающими пружинами, - в виде роликового коромысла. Ведомое звено кулачковой передачи этого привода одновременно является его выходным звеном, т.е. элементом, к которому подсоединяется один из элементов механизма выключателя, а также элементом, посредством которого сцепляюще-расцепляющее устройство отключения удерживает механизм привода, а следовательно, и контакты выключателя во включенном положении.

Для этого привода характерно xopoaiee согласование силовой характеристики с силами противодействия включению выключателя, обеспечиваемое профилем кулака, а также высокое быстродействие при отключении, что в значительной мере обусловлено простотой кинематики привода 1.

Однако этот привод не обеспечивает «свободного расцепления, т. е. оперативного отключения выключателя из недовключенного положения. Это обстоятельство требует принятия специальных мер к тому, чтобы начавщийся процесс включения всегда заверщился, в противном случае произойдет авария с той или иной степенью развития. Обычно эти меры сводятся к увеличению запаса мощности привода, повыщению требований к качеству изготовления привода и выключателя.

Наиболее близким к изобретению является пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с

выключающими пружинами, а ведомое звено передающее движение выходному звену механизма выключателя, - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируемое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюще-расцепляющего устройства отключения.

Такая кинематическая схема обеспечивает «складывание механизма, когда подпружиненное поворотное звено, освобожденное от воздействия сцепляюще-расцепляющего устройства отключения, под

действием отключающих пружин отклоняется от своего исходного положения. Складывание механизма, в свою очередь, обеспечивает незав 1симое вращение кулака и выходного рычага привода, т. е. их разобще-. ние или свободное расцепление 2.

Однако придание приводу «свободное расцепление требует введения в механизм дополнительно пяти конструктивных элементов, что снижает быстродействие привода (особенно при отключении), так как приводит к уменьщению жесткости системы, обусловленному наличием люфтов в соединениях этих звеньев. Снижается и надежность привода как за счет увеличения количества конструктивных элементов, так и за счет того, что по крайней мере одна пара звеньев (подпружиненное поворотное звено и одно из звеньев, образующих «коленное соединение) работает вблизи зоны «мертвого положения (для уменьщения мощности отключающего электромагнита), что уже

5 при небольщом изменении сил трения покоя, вызванном, например, снижением температуры, может привести к отказу в отключении выключателя.

Предотвращение таких отказов значительно повыщает требования к качеств изготовления, сборки и обслуживания привода.

Целью изобретения является повыщение надежности и быстродействия привода путем упрощения его конструкции при сохранении функции «свободного расцепления. Цель достигается тем, что в приводе, содержащем кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с включающими пружинами, а ведомое - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируемое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюще-расцепляющего устройства отключения, ось вращения ведомого звена кулачковой передачи расположена в средней части подпружиненного поворотного звена, между его осью вращения и точкой воздействия на него удерживающего элемента, а ведомое звено кулачковой передачи выполнено в виде двуплечего рычага, на одном из плеч которого установлены подвижный подпружиненный зуб для зацепления во включенном положении привода за удерживающий элемент сцепляюще-расцепляющего устройства и упор, ограничивающий движение зуба, а другое плечо рычага снабжено элементом для взаимодействия с ведущим звеном кулачковой передачи, причем расстояние между центрами осей вращения подпружиненного поворотного звена и двуплечего рычага выбрано из условия обеспечения разобщения звеньев кулачковой передачи при освобождении зуба от воздействия удерживающего элемента сцепляюще-расцепляющего устройства. Кроме того, ведомое звено кулачковой передачи может быть снабжено осью для непосредственного соединения с выходным звеном механизма выключателя. С целью упрощения изготовления привода, в особенности с винтовыми включающими пружинами, работающими на растяжение или сжатие, ведущее звено кулачковой передачи может быть выполнено в виде кривощипа с роликом, а на плече двуплечего рычага, взаимодействующем с ведущим звеном, выполнена плоская рабочая кулачковая поверхность. Предлагаемое выполнение привода иск 1ючает звенья, работающие вблизи зоны «мертвого положения, что возможно благодаря изменению места установки оси вращения ведомого звена кулачковой передачи в подпружиненном поворотном звене и выполнениюсцепляющеграсцепляющим устройством отключения функции удержания не только этого звена, но и непосредственно ведомого звена кулачковой передачи (во включенном положении), для чего последнее снабжено подвижным подпружиненным зубом и ограничивающим его движение упором. Исключение звеньев механизма, работающих вблизи зоны «мертвого положения, значительно повышает надежность отключения привода, поскольку основная причина отказов в отключении вхождение действуюцХих в механизме сил в круг трения (что может иметь место лишь при близком подходе к «мертвому положению - устраняется. Размещение на ведомом звене кулачковой передачи оси для соединения его с выходным элементом механизма выключателя возлагает на это звено функции выходного рычага привода, благодаря чему сокращается количество конструктивных элементов механизма привода - исключаются звенья «коленного соединения. Сокращение количества конструктивных элементов привода, составляющих его кинематическую цепь, повышает надежность привода, поскольку каждый элемент любой конструкции несет в себе какую-то вероятность отказа, а также повыщает быстродействие за счет увеличения жесткости системы, обусловленного сокращением количества шарнирных соединений, а следовательно, и характерных для них люфтов. При меньшем количестве звеньев система быстрее реагирует на изменение величин и направления действующих на нее сил, что в данном случае обеспечивает сокращение времени включения и особенно отключенияСледствием сокращения количества звеньев механизма привода с такими значительны.ми размерами, какие необходимы звеньям «коленного соединения для выполнения их функций, является снижение трудоемкости изготовления привода, его материалоемкости и габаритов. В варианте исполнения привода с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кривошипа, что целесообразно при использовании пружин сжатия или растяжения в качестве включающих, передающих движение кривошипу на угле его поворота менее 180°, упрощается изготовление кулака, так как в этом случае рабочая поверхность кулака может быть плоской, а согласование силовой характеристики привода с силами противодействия включению выключателя может обеспечиваться за счет выбора взаимного расположения осей вращения кривошипа и выходного рычага привода при исходном положении поворотного звена. На фиг. 1 представлен привод с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кулака; на фиг. 2 - привод с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кривошипа с роликом. Привод содержит кулачковую передачу, ведущее звено 1 которой, выполненное в виде кулака, связано с включающей пружиной 2. Ведомое звено этой передачи - двуплечий рычаг 3 с роликом 4 на одном плече и подпружиненным зубом 5 с упором 6 на другом плече, на котором, кроме того, установлена ось 7 тяги 8 выключателя, находящейся под воздействием отключающей пружины 9. Для осуществления «свободного расцепления ось 10 вращения рычага 3 установлена в средней части поворотного, снабженного пружиной 11, звена 12, на одном конце которого установлена ось 13 его вращения относительно корпуса привода. Другой конец звена 12 служит для его фиксации в исходном положении посредством сцепляюще-расцепляющего устройства отключения с удерживающим элементом 14 и электромагнитом 15. Привод работает следующим образом. При подаче команды на включение срабатывает сцепляюще-расцепляющее устройство включения (не показано) и кулак 1 под действием включающей пружины 2 поворачивается по часовой стрелке. Через ролик 4 движение передается рычагу 3, который через ось 7 приводит в движение тягу 8 выключателя и, преодолевая сопротивление отключающей пружины 9, включает вык/1ючатель. При подходе механизма к положению, соответствующему включенному положению выключателя, зуб 5 рычага 3 своей наклонной боковой поверхностью встречает удерживающий элемент 14, отклоняется, сжимая свою пружину, и при дальнейщем повороте рычага 3 заскакивает за удерживающий элемент 14, возвращаясь в свое исходное положение, определяемое упором 6. Выключатель включен. В это время кулак 1 вышел из контакта с роликом 4 и не препятствует возвращению рычага 3 в исходное положение. Подача команды на отключающий электромагнит 15 обеспечивает поворот удерживающего элемента 14 и освобождение поворотного звена 12 и рычага 3. Последний под действием отключающей пружины 9 возвращается в исходное положение, позволяя выключателю отключиться. Звено 12 под действием той же отключающей пружины 9 поворачивается по ходу часовой стрелки на некоторый угол, достаточный для выхода ролика 4 из контакта с кулачком 1, а затем, по заверщении отключения, под действием пружины 11 возвращается в свое исходное положение и фиксируется удерживающим элементом 14. Если команда на отключающий электромагнит 15 поступает до момента западания зуба 5 за удерживающий элемент 14, и, следовательно, до нарушения контакта кулака 1 с роликом 4 (например, при включении выключателя на короткое замыкание в сети), то поворот удерживающего элемента 14 освобождает звено 12. Этого также достаточно для обеспечения отключения выключателя (путем свободного расцепления), так как рычаг 11 под действием отключающей пружины 9 отклоняется настолько, что точка подсоединения тяги выключателя (ось 7) перемещается в отключенное положение. После отключения выключателя звено 12 вновь возвращается в исходное положение под действием пружины 11, подготовив привод к следующему включению выключателя. Для исключения поворота удерживающего элемента 14 при возврате звена 12 в исходное положение (если это необходимо из условия выполнения сцепляюще-расцепляющего устройства отключения) звено 12 может быть снабжено таким же подпружиненным зубом, как и рычаг 3. В приводе (фиг. 2 ведущее звено 1 кулачковой пары может быть выполнено в виде кривощипа, в качестве включающий пружины 2 используется винтовая пружина (пружины) растяжения, ведущее звено 1 снабжено роликом 4, а на плече ведомого звена, взаимодействующем с роликом 4, выполнена плоская рабочая поверхность А. Такой привод работает аналогично описанному, Предполагаемое выполнение привода позволяет повысить надежность и быстродействие при отключении управляемого выключателя как из полностью отключенного, так и из недовключенного положений за счет значительного сокращения количества участвующих в отключении звеньев механизма. Кроме того, существенно уменьшается трудоемкость изготовления.