Шкаф комплексного распределительного устройства Советский патент 1991 года по МПК H02B13/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при сооруже- нии комплектных распределительных устройств (КРУ) напряжением 6-110 кВ.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение условий эксплуатации.

На фиг.1 показан шкаф распределительного устройства, разрез; на фиг.2 - механический датчик давления, фиксирующий возникновение электрической дуги короткого замыкания (КЗ) внутри шкафа, вид сзади; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 и 5 - сечение Б-Б соответственно в исходном и в сработавшем положении (на фиг.2).

Устройство (фиг. 1) содержит металлический корпус 1, в котором размещены отсеки: кабельный 2, сборных шин 3, шкаф релейной автоматики 4 и отсек выключателя 5. На стенке корпуса шкафа установлен датчик давления (датчик дуги) 6. Он расположен выше токоведущих фаз (шин 3) и кабельной муфты 7.

В кабельном отсеке 2 смонтирован трансформатор тока (ТТ) 8, штатный клапан электрической дуги КЗ 9 с конечным выключателем 10. Над отсеком выключателя может располагаться штатный клапан дуги 11, снабженный конечным выключателем 12. На датчике 6 позицией 13 показано расположение чувствительного элемента-крышки (лопатки) в исходном положении. Пунктирная линия внутри датчика 6 изображает положение лопатки в сработавшем положении.

Как правило, кабельный отсек 2 от отсека выключателя 5 отделяется сплошной переборкой 14. В переборке выполняется продольная щель для прохождения токоведущих электродов 15 от выключателя к кабелю. На фиг.2 датчик давления 6 изображен со стороны корпуса 1. Он состоит из металлического корпуса (основания) 16, чувствительного -элемента 13. и механизма кинематической связи между чувствительИ

О

со о

ным элементом и конечным выключателем 17.

Крышка вращается на оси 18. Последняя закреплена в подшипниках 19. Крышка 13 собой закрывает отверстие в корпусе 16 (изображено пунктиром) и плотно прилегает к нему за счет прижатого рычага 20 механизма кинематической связи, жестко закрепленного на валу 21, вращающемся в подшипниках 22 и 23. На этом валу установлен эксцентрик 24, который своей выступающей стороной утапливает (вжимает) внутрь конечного выключателя 17 его подвижный шток (ролик) 25. Шток 25 обеспечивает размыкание и замыкание контактов, расположенных в цепи подачи оперативного тока из отключения силового выключателя, через который подается электрическая энергия в шкаф распределительного устройства. Как правило, им является выключатель 5 ввода секции сборных шин 3.

За счет выемки (выточки) 26 (см.фиг.3) шток 25 фиксируется на эксцентрике 24. Это способствует предотвращению ложных срабатываний, например при вибрациях шкафов КРУ. На фиг.4 показано взаимодействие рычага 20 с чувствительным элементом 13. За счет усилий пружины штока 25 конечного выключателя 17 рычаг 20 удерживает чувствительный элемент 13 в положении прижатия к корпусу 16. При этом чувствительный элемент 13 полностью перекрывает собой отверстие 27, вырезанное в корпусе 16. Через него осуществляется сообщение полости внутри датчика 6 с полостью шкафа КРУ. Контуры отверстия 27 показаны пунктиром под чувствительным элементом 13.

Корпус 16 датчика устанавливается на винтах на металлическом корпусе 1 шкафа. Позицией 28 показаны отверстия под винты. Для повышения чувствительности датчика давления (для снижения токового порога отключения) в корпусе 1 выполнены отверстия, через которые осуществляется связь полости датчика 6 с окружающим пространством вокруг шкафа. Площадь отверстий в каждом конкретном случае определяется условием работы датчика. Наличие отверстий исключает компрессию со стороны полости датчика в момент отклонения лопатки 13.

Для избежания продува раскаленных газов за пределы шкафа рычаг 20 может оснащаться штоком 29, шарнирно соединенным с рычагом 20 и проходящим противоположным концом 30 через отверстие в корпусе 1. Шток имеет крышку 31, возвратную пружину 32. Крышка может перекрывать отверстия 33, вырезанные в корпусе 1.

Шарнир 34 обеспечивает штоку 29 необходимую степень свободы при повороте рычага 20 в направлении стрелки (фиг.5).

Устройство работает следующим образом.

В момент возникновения дугового КЗ, например в отсеке выключателя 5 (фиг,1) происходит резкое повышение давления газов, расположенных вокруг столба электрической дуги, Волна повышенного давления распространяется во все стороны, в том числе и в сторону датчиков 6,9 и 11 давления. Если ток короткого замыкания ниже 5 кА, то штатные датчики 9 и 11 не срабатывают,

Рост давления газов обеспечивает появление силы, действующей на чувствительный элемент 13 датчика 6. Чувствительный элемент 13 отклоняется и перемещается в направлении корпуса 1. Он занимает

положение, показанное пунктиром (см. фиг.1). На фиг.5 показан датчик 6 в сработавшем положении. При этом чувствительный элемент (лопатка) 13 под воздействием газов отклонился вправо (в направлении

стрелки), рычаг 20 повернулся по часовой стрелке, повернув и вал 21. При повороте вала 21 произошел поворот эксцентрика 24. Вследствие этого из выточки 26 высвободился ролик 25 и соскользнул во впадину на

эксцентрике 24. За счет пружины, размещенной внутри конечного выключателя 17, контакты внутри выключателя 5 замкнулись и на катушку отключения питающего силового выключателя неселективно (мгновенно) поступил сигнал на отключение.

При отсутствии штатных клапанов (датчиков) 9 и 11 электрической дуги целесообразно пользоваться одним датчиком 6

давления (фиг.1). При этом для повышения чувствительности целесообразно полость датчика 6 и окружающую среду вокруг шкафа соединить, например, с помощью отверстий 33. Наличие отверстий устраняет

противодавление со стороны воздуха, заключенного в полости датчика, т.е. давление со стороны ликвидирует компрессию, препятствующую отклонению чувствительного элемента 13 вправо При монтаже датчик 6

(фиг.1) следует располагать поверх шин 15 и щели, выполненной в переборке 14. Это повышает чувствительность датчика, так как раскаленные газы от дуги КЗ. как расположенной в кабельном отсеке, так и при КЗ в

отсеке выключателя 5, устремляются вверх за счет теплового расширения нагретого газа и в этом случае неиболее эффективно воздействуют на чувствительный элемент 13, чем в случае, когда датчик 6 установлен внизу кабельного отсека 2.

При средних токах КЗ, во избежание поражения обслуживающего персонала, отверстие 33 целесообразно закрывать и предотвращать выброс газов наружу после срабатывания датчика. Для этого рычаг 20 оснащается штоком 29, имеющим с ним шарнирное соединение в точке 34. На шток 29 надета крышка 31, и при необходимости, установлена возвратная пружина 32. Шток 29 и крышка 31 позволяют закрыть отвер- стия 33 и предотвратить продув раскаленных газов за пределы шкафа КЗУ. Прижатие тем сильнее, чем больше давление (ток КЗ), внутри шкафа. С исчезновением давления рычаг 20, шток 29 и крышка 31 могут возврэ- щаться в исходное положение.

При установке шкафа на линии электропередачи с большими токами КЗ выполнение отверстий 33 в корпусе 1 нецелесообразно. В этом случае давление газов, возникшее вследствие появления дугового короткого замыкания в любой точке пространства шкафа, достаточно, чтобы вызвать срабатывание чувствительного элемента 13, несмотря на компрессию в полости датчика 6, препятствующую отклонению чувствительного элемента 13. Введение датчика в работу производится рукояткой 35.

Изобретение позволяет унифицировать защиту шкафов КРУ 6/10 кВ, повысить заводскую готовность датчиков к установке. Использование датчика дает возможность отказаться от выполнения клапанов 9 и 11 (фиг.1) заводского изготовления.

J

9 ю

Формула изобретения

1.Шкаф комплектного распределительного устройства, содержащий металлический корпус. электротехническое оборудование, блок релейной автоматики и датчик электрической дуги, выполненный в виде полого основания, смонтированного на корпусе шкафа, снабженный чувствительным элементом и исполнительным элементом - блок-контактом, установленным в цепи отключения выключателя, выполненным с подпружиненным подвижным штоком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения условий эксплуатации, чувствительный элемент выполнен в виде вертикальной пластины, установленной с возможностью поворота в направлении корпуса шкафа, и снабжен прижимным рычагом, закрепленным на валу, на котором смонтирован эксцентрик с возможностью взаимодействия своей большей стороной с подпружиненным подвижным штоком, а в полом основании со стороны полости шкафа выполнено отверстие, закрытое с внутренней стороны полого основания чувствительным элементом.

2.Шкаф поп.1,отличающийся тем что в корпусе шкафа, напротив полого основания, выполнены отверстия.

3.Шкаф по пп. 1 и2,отличающий- с я тем, что, с целью повышения безопасности, прижимный рычаг снабжен штоком, пропущенным через полость основания, а на штоке между прижимным рычагом и отверстиями в корпусе установлена крышка.

12 11 li

I I

Фиг.1

от -J -t

CJ

о

13

/ss/y/j/////////////////

2121

Фиг. 5

Б-Б

JJ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при сооружении комплектных распределительных устройств (КРУ). Цель изобретения - повышение надежности и улучшение условий эксплуатации. Шкаф КРУ содержит корпус, электрооборудование, датчик электрической дуги, выполненный в виде полого основания. Чувствительный элемент датчика выполнен в виде вертикальной пластины, установленной на валу с возможностью поворота с эксцентриком, имеющим возможность взаимодействия со штоком, соединенным с блок-контактом в цепи отключения выключателя. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.