Быстродействующий высоковольтный коммутационный аппарат Советский патент 1992 года по МПК H01H33/42 

-г

Ё

Сущность изобретения: в герметичном корпусе на ферромагнитном стержне соос- но установлены неподвижный электромагнит и два подвижных электромагнита. Главные подвижные контакты выполнены в виде металлического кольца и двух изолированных друг от друга полуколец и закрепле- ны на подвижных электромагнитах. Промежуточный мостиковый контакт выполнен в виде контактных элементов, установ- ленных в прорези подпружиненной изоляционной шайбы.1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации высоковольтных электрических цепей.

Известен быстродействующий высоковольтный коммутационный аппарат, содержащий герметичный корпус, заполненный элегазом, неподвижные контакты, подвижный контакт, соединенный изоляционной тягой с приводом отключения вращательного действия, индукционно-динамический привод включения и буферное устройство, при этом изоляционная тяга выполнена гибкой и закреплена одним концом на подвижном контакте, а другим - на дополнительно введенном барабане, соединеннымс приводом отключения вращательного действия.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и сравнительная эксплуатационная ненадежность из-за наличия шестерен, гибкой тяги и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является высоковольтный электромеханический замыкатель, содержащий два электромагнита с установленными на их подвижных элементах контактами, движущи-, мися при срабатывании замыкателя навстречу друг другу и подсоединенными к источнику напряжения, при этом электромагниты выполнены соленоидного типа, установлены соосно, сердечники соленоидов выполнены трубчатыми ферритовыми и внутри них расположены соединительные провода, а контакты установлены на торцах сердечников, обращенных друг к другу, между контактами расположена диэлектрическая перегородка с отверстием, соосным с сердечниками.

Недостатки известного устройства обусловлены низкими коммутационной способностью и надежностью в эксплуатации.

XI Ю СА) СП О XI

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и эффективности коммутации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее герметичный корпус, два соосно установленных внутри указанного корпуса электромагнита соленоидного типа, первый из которых жестко закреплен на корпусе, и систему подвижных контактов, дополнительно введен третий подвижный электромагнит соле ноидного типа, все три электромагнита установлены на дополнительно введенном ферромагнитном стержне с ограничителями хода контактов, закрепленном в корпусе, система контактов выполнена в виде главных подвижных контактов и промежуточного мос- тикового контакта, первый электромагнит жестко закреплен на одном из концов указанного стержня, второй электромагнит свободно установлен на другом конце указанного стержня и упирается с одной стороны в ограничитель хода контактов, а с другой стороны через дополнительно введенную буферную пружину - в крышку корпуса, третий электромагнит установлен свободно с зазором на указанном стержне, главные подвижные контакты выполнены в виде двух изолированных друг от друга полуколец, закрепленных на корпусе второго электромагнита, и металлического кольца, установленного на корпусе третьего электромагнита с помощью дополнительно введенной опорной втулки, промежуточный контакт выполнен в виде изолированной шайбы с контактными элементами, установленными с зазором на стержне и с одной стороны упирающейся в другой из указанных ограничителей хода контактов, а с другой стороны жестко связанной с одним концом дополнительно введенной контактной пружины, которая своим вторым концом упирается во второй электромагнит, причем контактные элементы промежуточного контакта установлены в прорези указанной изоляционной шайбы и выполнены в виде расположенных соосно с главными подвижными контактами двух металлических полуколец, обращенных своими торцовыми поверхностями к соответствующим главным контактам.

На чертеже представлен быстродействующий высоковольтный коммутационный аппарат в отключенном положении, продольный разрез.

Предлагаемый коммутационный аппарат содержит герметичный корпус 1, крышку 2, главные контакты 3 и 4, клеммы 5 и 6 главной цепи, неподвижный электромагнит 7 соленоидного типа, второй 8 и третий 9

подвижные электромагниты соленоидного типа, клеммы 10- 12 катушек электромагнитов, гибкие токоотводы 13-15, промежуточные контакты 16 и 17, главный контакт 18

мостикового типа, буферную пружину 19, опорную шайбу 20, болтовые крепления 21, контактную пружину 22, бронь 23 - 25 соленоидов, изоляционные шайбы 26 - 28. ферромагнитный стержень 29, корпус 30

второго подвижного электромагнита 8, изоляционную шайбу 31, опорную втулку 32 главного контакта 18 мостикового типа, гибкие токоотводы 33 и 34 главной цепи, шайбу 35, установленную между электромагнитом

8 и корпусом 23 этого электромагнита. С помощью болтов 36 опорная втулка 32 прикреплена к броне 22 эелктромагнита 9. Жесткое крепление второго конца стержня 29 обеспечивается тугой посадкой опорной

шайбы 20 в тело крышки 2 (осевому сдвигу препятствует болтовое соединение 21 нижнего конца стержня с корпусом 1).

Электромагниты 7-9 запрессованы соответственно в корпуса 25, 23 и 24, изготовленные из ферромагнитного материала, и герметизированы компаундом и изоляционными шайбами 28, 26 и 27.

Электромагнит 8 имеет ограниченную подвижность, одним основанием он упирается через буферную пружину 19 на опорную шайбу 20, изготовленную из изоляционного материала, а другим опирается через пружину 22 на шайбу 31.

Для фиксации крайних электромагнитов и шайбы 31 на ферромагнитном стержне 29 выполнены ограничители хода. Стержень крепится к основанию корпуса с помощью болта 21. Главные контакты 3 и 4 выполнены в виде двух изолированных друг от друга

полуколец (сегментов), закрепленных на изоляционном корпусе 30, Главный контакт 18 мостикового типа выполнен в виде сплошного кольца и жестко прикреплен через опорную втулку 32 к броне 24 с помощью болтов 36. Питание электромагнитов 7-9 осуществляется через клеммы 10-12 и гибкие тоководы 13 - 15, Главная цепь составляется через гибкие тоководы 33 и 34 и клеммы 5 и 6.

Корпус 1 и крышка 2 изготовлены из

меди, стекла, керамики, стержень 29 - из электротехнической стали, бронь 23-25 соленоидов - из ферромагнитного материала (например, стали), кольца и сегменты (контакты 3, 4, 16 - 18) - из электроконтактной меди, изоляционные шайбы 26. 27 и 31 - из оргстекла, эбонита, текстолита.

Изоляционная шайба 28 выполнена из эластимера (экапона).

Аппарат работает следующим образом.

В нормальном состоянии, когда соленоиды не обтекаются током, подвижный электромагнит 9 находится в крайнем нижнем положении, соприкасаясь с электромагнитом 7, электромагнит 8 подпружинен со сто- роны верхнего и нижнего оснований буферной пружиной 19 и контактной пружиной 22, промежуточные контакты 16 и 17 с шайбой 31 находятся в разомкнутом состоянии под действием контактной пружины 22 (при этом шайба опирается на ограничитель хода, выполненный-на стержне 29).

Включение главной цепи производится при подаче напряжения на электромагниты 7-9 таким образом, чтобы между электромагнитами 7 и 9 оказалась одноименная магнитная полярность, а между электромагнитами 8 и 9 - разноименная. Тогда электромагнит 9 приходит в состояние поступательного движения, главный контакт 18 мостикового типа входит в соприкосновение с промежуточными контактами 16 и 17, а последние, в свою очередь, - с главными контактами 3 и 4 (при этом преодолевается сопротивление пружин 19 и 22). Магнитное взаимодействие между электромагнитами 8 и 9 после этого может быть значительно уменьшено до величины, необходимой для удержания их в замкнутом состоянии.

Отключение происходит при изменении магнитной полярности между электромагнитами на противоположную, тогда электромагнит 5 приходит в ускоренное поступательное движение в сторону электромагнита 7. Под действием пружины 22 в движение приходит и дугогасящий элемент (с промежуточными контактами 16 и 17), что обеспечивает увеличение скорости разрыва дуги и ее гашение за счет ее дробления, а также за счет охлаждения массой контактов 16 и 17, оказавшихся в зоне дуги и поперечного магнитного дутья, касательного в окружности контактов, образовавшегося за счет.взаимодействия поля дуги и магнитного поля электромагнитов 8 и 9.

По сравнению с известным предлагаемый аппарат обеспечивает за счет улучшения условий дугогашения повышение надежности и эффективности дугогашения и увеличение срока службы деталей и узлов. . Это достигается благодаря введению в устройство дополнительного подвижного электромагнита, ферромагнитного стержня и дугогасящи) промежуточных контактов, при этом усиливается взаимодействие электромагнитных полей, дуга разрывается на

большее количество зон, улучшаются условия охлаждения устройства и т.д.

Формула изобретения

Быстродействующий высоковольтный коммутационный аппарат, содержащий герметичный корпус, два соосно установленных внутри указанного корпуса

электромагнита соленоидного типа, первый из которых жестко закреплен на корпусе, и систему подвижных контактов, отличающийся тем, что, с .целью повышения надежности и эффективности коммутации,

второй из указанных электромагнитов выполнен подвижным, между указанными электромагнитами соосно установлен дополнительно введенный третий подвижный электромагнит соленоидного типа, все три

указанных электромагнита установлены на одном дополнительно введенном ферромагнитном стержне с ограничителями хода контактов, закрепленном в корпусе, система подвижных контактов выполнена .в виде

главных подвижных контактов и промежуточного мостикового контакта, первый электромагнит жестко закреплен на одном из. концов указанного стержня, второй электромагнит свободно установлен с зазором на другом конце указанного стержня и упирается с одной стороны в один из ограничителей хода контактов, а с другой стороны - в один из конусов дополнительно введенной буферной пружины, второй конец которой упирается в

крышку корпуса, третий электромагнит установлен свободно с зазором на указанном стержне, главные подвижные контакты выполнены в виде двух изолированных друг от друга полуколец, закрепленных на корпусе указанного

второго электромагнита, и металлического кольца, установленного на корпусе третьего электромагнита с помощью дополнительно введенной опорной втулки, промежуточный контакт выполнен в виде изолированной шайбы с контактными элементами, установленной

с зазором на указанном стержне и с одной

стороны упирающейся в другой из указанных

ограничителей хода контактов, а с другой стороны жестко связанной с одним концом дополнительно введенной контактной пружины, которая своим вторым концом упирается во второй электромагнит, причем контактные элементы промежуточного контакта установлены в прорези указанной изоляционной шайбы и выполнены в виде расположенных соосно с главными подвижными контактами двух металлических полуколец, обращенных своими торцовыми поверхностями к соответствующим главным контактам.