Разъединительный силовой аппарат Советский патент 1990 года по МПК H01H31/00 

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к разъединителям преимущественно для сельских электрос етей.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повыщение надежности и облегчение обслуживания аппарата под напряжением.

На фиг. 1 показан разъединительный силовой аппарат; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3-6 - диаграммы сил в зоне контакта.

Аппарат содержит контактную пару, состоящую из розеточного 1 и шты ревого 2 контактов, соединенных с двумя гибкими разделяемыми участками, например участками провода 3 и 4. Фиксация замкнутого состояния обеспечивается за счет конструкции

контактов 1 и 2, содержащих пружинящие элементы 5 в одном из контактов и выемку 6 с рабочей частью 7 в другом. Для свободного хода пружинящих элементов 5 в розе- точном контакте 1 выполнены пазы 8, где пружинящие элементь с одной из сторон, например 9, закреплены. Фиксация разо.мкну- того состояния аппарата осуществляется при помощи зацепов 10.

Сечение по выемке 6 (фиг. 2) выполнено по закону эллипса (допустимо отклонение от эллипса по овалу). При этом пружинящий элемент 5 опирается рабочей частью 7 на поверхность выемки 6 по .малой оси 1 1 эллипса. Пазы 8 выполнены так, чтобы при повороте щтыревого контакта 2 до совпадения больщой оси эллипса 12 с осью пружиСП

СО

со ел

нящих элементов 5 последние не мешали свободному осевому ходу контактов 1 и 2. Аппарат работает следующим образом. Для включения устройства контакты 1 и 2 сближаются, например, с помощью изолирующей штанги, входят один в другой и за счет наличия пружинящих элементов 5 и выемки 6 происходит их надежная фиксация в замкнутом состоянии.

Наибольшая величина осевого давления при условии постоянства силы давления пружинящих элементов 5 получается, если угол между осью контакта и нормалью к кривой профиля выемки 6 находится в пределах 45-70°, что объясняется следующим образом.

В момент касания контактов в точке касания с криволинейным профилем в рабочей зоне выемки возникает сила давления (фиг. 3), раскладывающаяся на нормальную и касательную составляющие, а нормаль к касательной профиля выемки образует с осью X угол р.

Дальнейшее разложение сил, воздейст- гл ющих на контакт, дает осевую Q и радиальную R составляющие (фиг. 4). Поскольку пружинящие элементы расположены симметрично, то воздействие радиальных сил взаимно компенсируется и в конечной точке (при прижатии) оказывает влияние только осевая составляющая сил Q.

Из анализа возможного взаимодействия сил в рассматриваемом узле при различных углах нормали в точке касания (фиг. 5) следуе 1 , что геометрическим местом концов векторов сил, действующих по нормали (Л ), является полуокружность, опирающаяся на FJCKTOp силы Р как на диаметр. При этом осевая составляющая сил Q, является проекцией вектора . V на ось А . Из диаграммы видно, что наибольшее значение силы Q при . При этом по мере смещения от этого угла в обе стороны составляющая убывает.

Усилие пружинящего элемента тем больше, чем больше отклонепие его от положения свободного состояния. Зависимость этого усилия от отклонения (в данном случае по оси У) представлена на фиг. 6.

(.овместиый анализ зависимостей и графиков (фиг. 5 и 6) показывает, что при работе в .iniir выемки, соответствуюп1,ей углам от. 45 до О, усилия осевого давления Q сни- жимтси как за счет отклонения пружинящего э. 1омг 1та (приб.чижения его к положению своГ)о u iTo (.о тоипия), так и за счет соотношения силами Q и Р. Работа в этой зоне lie гоитг .егствует требуемым условиям. В зоне, с(,,-твующей углам от 90 до 45°, спижеиик) усилия за счет уменьшения силы давления пружинящего элемента Р противостоит возрастание доли усилия в осевом на- 1:р; :)лсияи, IbiecTC с тем работа вблизи точки с угл(1м 90° малоэффективна, так как в этом

зоне мала касательная составляющая сил 5, вызывающая взаимоперемещение контактов. Поэтому в качестве рабочей зоны выбрана часть профиля выемки, соответствую- щая изменению углов в пределах 45 (60-

70)°. .

Требуемый профиль рабочей зоны выемки определяется на основе решения дифференциальных уравнений работы механизма с учетом указанных условий оптимизации на основе зависимостей

psir. rgp,

что соответствует дифференциальным урав- 5 нениям

IK CfV

-g/ x с/у

((dyr

Q

У-У,

к

с&

У( cfy

На основе решения этих дифференциальных уравнений, пренебрегая относительно 0 малыми составляющими под знаком логарифма, приближенная зависимость описывается формулой

РК,

(У-Ус.)

5

sma

где Y, У - Р - К 0

35

0

текущие координаты профиля выемки;

требуемое усилие нажатия контактов;

коэффициент, обратный жесткости пружинящего элемента; угол конусности контактов; У,-;,, - минимальное расстояние от оси контактов до контактной точки пружинящего элемента в свободном состоянии.

Профиль поперечного сечения выемки выбран исходя из следующих требований. Соотношение между малой и большой осями должно соответствовать крайним рабочим положениям пружинящего элемента. Для обеспечения самонастраивающегося фиксирования замкнутого состояния контактов необходимо, чтобы крутизна вблизи малого диаметра была наибольшей. Сечение контактов в зоне поднутрения.должно быть наибольшим. Для выполнения указанных требова- с НИИ необходимо, чтобы больший диаметр сов- надал с основной осевой образующей, а малый соответствовал наибольщей глубине выемки с учетом его продольного профиля с углом касательной около 45° (по.указанным условиям). Кроме того, необходимо, чтобы 50 профиль был плавным и крутым, чему в наибольшей степени соответствует овал или эллипс.

Использование изобретения позватяет упростить конструкцию за счет исключения опорных конструкций, изоляторов каждого ввода и вывода, изоляторов связи с приводом и самого привода. Кроме того, уменьшаются габариты и вес самих контактных пар. В результате уменьшается число

55

отказов и, соответственно, повышается надежность работы не только самого устройства, но и сети, в которой это устройство используется. Появляется возможность более простого и доступного обслуживания устройства при проведении ремонтных работ самого устройства и обслуживание сети методами работы под напряжением.

Формула изобретения

. Разъединительный силовой аппарат,содержащий контактную пару, соединенную с разделяемыми участками цепи по крайней мере одной гибкой связью, устройство фиксации контактов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции аппарата, повышения его надежности и облегчения обслуживания аппарата под напряжением, контактная пара выполнена с фиксацией замкнутого состояния, причем один из контактов выполнен с выемкой в средней части и симметрично расположенными пружинящими элементами, входящими в зону

выемки, при этом угол между осью контакта и нормальную к точке касания пружинящего элемента к рабочей зоне выемки изменяется от 45 до 70°, а профиль выемки в рабочей с зоне выполнен согласно зависимости

(.,

sma

где X,Y - текущие координаты профиля i5i

емки;

0 УС, - минимальное расстояние от оси контактов до контактной точки пружинящего элемента в свободном состоянии

Р - требуемое усилие нажатия контактов;

К. - коэффициент, обратный жесткости пружинящего элемента; sma - угол конусности контактов; 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение выемки выполнено по за- 0 кону овала или эллипса, одна из осей которого совпадает с основной осевой образующей.

5

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в качестве коммутационного бестокового аппарата в силовых сетях высоких напряжений, для разъединения электрических цепей с созданием видимого разрыва цепи. Цель изобретения - упрощение конструкции аппарата, повышение его надежности и облегчение обслуживания аппарата под напряжением. Аппарат содержит контактную пару, присоединенную по крайней мере к одному гибкому токопроводу, и устройство фиксации замкнутого и разомкнутого состояний аппарата, причем контактная пара выполнена самонесущей, один из контактов выполнен с поднутрением в средней части с симметрично расположенными пружинящими элементами, входящими в зону поднутрения. Для стабилизации осевого давления рабочая зона поднутрения выполнена в пределах заданных углов по заданному профилю. Самонастройка фиксирования замкнутого положения контактов и свободное их размыкание обеспечиваются профилем поперечного сечения контакта в зоне поднутрения, а разомкнутое положение контактов фиксируется наличием зацепов на каждой из ответных частей контактной пары. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

А

12

А

7 6

N S -pcoS фиг.З

Фие.5

X

A rc7S ; / / /st/7j6 фигЛ

У

Ус8 Р- Фиг. 6