Высоковольтный вакуумный выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к приводам вакуумных выключателей.

Известны вакуумные выключатели, содержащие вакуумные камеры и приводное устройство, которое с помощью приводных элементов и нажимных пружин соединяется с подвижным контактным стержнем, помещенным в дугогасительной вакуумной камере.

Общим недостатком указанных устройств высоковольтных вакуумных выключателей является то, что подвижный контактный стержень, помещенный в дугогасительной вакуумной камере, не может перемещаться строго по осевой линии последней. Это обусловлено тем, что подвижный контактный стержень сочленен через приводные элементы с рычагом приводного устройства с помощью осевых соединений. Поскольку рычаг приводного устройства совершает криволинейное движение по дуге окружности, то связанные с ним приводные элементы (вилка, тяга, приводной контактный стержень) совершают возвратно-поступательное отклонение в плоскости, перпендикулярной осевой линии дугогасительной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий дугога- сительные камеры, привод, механизм поджатия, выполненный в виде вилки, втулки, пружины поджатия и соединительной оси, причем вилка соединена с втулкой с помощью дополнительно введенной оси, пропущенной в продольном пазу, выполненном в вилке, а втулка соединена с приводом с помощью указанной соединительной оси, установленной в диаметральном пазу во втулке.

Недостаток устройства указанного высоковольтного вакуумного выключателя заключается в том, что в кинематической схеме механизма поджатия на осевой линии между рычагом привода и конусной частью контактодержателя подвижного контакта дугогасительной камеры находятся осевые соединения. При этом ось, соединяющая рычаг вала привода с тягой, движется по радиусу, что неизбежно приводит к отклонеЁ

VJ

СО

ел ю со ю

нию от осевой линии механизм поджатия. В такой конструкции всегда будет иметь место изгибающий момент в плоскости выхода резьбы вилки из конусной части контакто- держателя подвижного контакта, что приво- дит последний к перекосу и затиранию во время его движения, уменьшая механическую и коммутационную износостойкость дугогасительной камеры. Кроме того, в моменты включения и отключения осевые сое- динения в связи с наличием люфтов в системе вал-отверстие подвергаются динамическим нагрузкам, что приводит к увеличению механического износа деталей и изменению контролируемых параметров хода подвижных контактов дугогасительной камеры.

Цель изобретения - повышение надежности в работе и увеличение износостойкости выключателя.

Поставленная цель достигается тем, что толкатель установлен в дополнительно введенной направляющей втулке, а в механизме поджатия и размыкания контактов опорный фланец выполнен в виде полого цилиндра с наружной и внутренней отбор- товками, закрепленного на конце шпильки с помощью фигурной гайки, размещенной во внутренней полости опорного фланца, коаксиально с указанной пружиной уста- новлена дополнительно введенная пружина, между опорным фланцем и изоляционным толкателем установлен дополнительно введенный изоляционный стакан с отбортовкой, отогнутой в направлении дна стакана, а наружная поверхность дна стакана выполнена с полусферическим выступом, причем внешняя из коаксиальных пружин упирается в наружную отбортовку опорного фланца, внутренняя из коаксиаль- ных пружин упирается во внутреннюю отбортовку опорного фланца, а толкатель выполнен с полусферическим углублением, шарнирно сопряженным с полусферическим выступом на поверхности дна изоля- ционного стакана.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, отключенное положение; на фиг. 2 - то же, включенное положение.

Высоковольтный вакуумный выключатель содержит дугогасительную камеру 1 с подвижными и неподвижным контактами (внутренняя часть дугогасительной камеры не показана). На конусную часть контакте- держателя 2 подвижного контакта дугогасительной вакуумной камеры 1 установлен токосъемник 3, имеющий коническое посадочное отверстие. В торец контактодержа- теля 2 ввернута шпилька 4, на которую

установлены шайба 5, гайка 6 и контргайка 7, с помощью которых обеспечивается надежный контакт между коническими поверхностями контактодержателя 2 и токосъемника 3. На шпильку надета пружина 8 поджатия контактов, расположенная между шайбой 5 и внутренней отбортовкой опорного фланца 9. Коаксиально пружине 8 установлена пружина 10 размыкания контактов, расположенная между наружной отбортовкой опорного фланца 9 и фигурной (тарельчатой) шайбой 11, которая упирается в изоляционный корпус 12 выключателя. Внутренний диаметр отверстия шайбы 11 превышает наружный диаметр токосъемника 3. Опорный фланец 9 закреплен на конце шпильки 4 с помощью фигурной гайки 13. Изоляционный толкатель 14 установлен в направляющей втулке 15. Между толкателем 14 и внешней частью наружной отбор- товки опорного фланца 9 установлен изоляционный стакан 16с отбортовкой, отогнутой в направлении дна стакана. Толкатель 14 и стакан 16 шарнирно сопряжены с помощью полусферического углубления на толкателе 14 и полусферического выступа на стакане 16.

Устройство работает следующим образом.

В отключенном положении выключателя пружина 8 поджатия и пружина 10 размыкания контактов находятся в состоянии предварительного сжатия, которое осуществляется с помощью фигурной гайки 13 путем поджатия опорного фланца 9. При включении выключателя рычаг 17 привода перемещает вверх по направляющей втулке 15 толкатель 14. Через шарнирное самоустанавливающееся и предварительно поджатое пружиной 10 сопряжение толкатель 14 перемещает вверх изоляционный стакан 16. Последний наружной отбортовкой опорного фланца 9 сжимает пружину 10 размыкания контактов. Под воздействием атмосферного давления кон та кто держатель 2 подвижного контакта перемещается вверх до момента замыкания подвижного и неподвижного контактов в вакуумной дугогасительной камере 1. После замыкания контактов изоляционный стакан 16 продолжает, двигаться вверх, сжимая внутренней отбортовкой опорного фланца 9 пружину 8 поджатия контактов до заданной величины усилия поджатия контактов. При этом фигурная гайка 13, навернутая на шпильку 4, после замыкания контактов остается неподвижной. На этом включение выключателя заканчивается. Во включенном положении между фигурной гайкой 13 и внутренней отбортовкой опорного фланца 9 имеется зазор

18, свидетельствующий о наличии дополнительного поджатия контактодержателя 2 подвижного контакта. Отключение происходит в обратной последовательности. Рычаг 17 привода, двигаясь вниз, дает возможность пружинам 9 и 10 разжиматься. Пружина 8 разжимается до исчезновения зазора 18, т. е. до упора внутренней отбор- товки опорного фланца 9 в фигурную гайку 13. С момента исчезновения зазора 18 начинается размыкание подвижного и неподвижного контактов в дугогасительной камере 1. Пружина 10, продолжая разжиматься, через наружную и внутреннюю от- бортовки опорного фланца 9, фигурную гайку 13 и шпильку 4 перемещает контакто- держатель 2 подвижного контакта до достижения заданного зазора между подвижным и неподвижным контактами в дугогасительной камере при отключенном состоянии выключателя. Одновременно с указанным процессом размыкания контактов пружина 10 через наружную отбортовку опорного фланца 9 перемещает изоляционный стакан 16 и толкатель 14 в исходное положение перед следующим включением. При этом наружная отбортовка опорного фланца 9, изоляционный стакан 16, толкатель 14 находятся в состоянии постоянного поджатия между пружиной 10 и рычагом 17 привода, что устраняет люфты в соединениях (сопряжениях) между указанными элементами и исключает динамические удары в процессе включения-отключения.

Использование изобретения позволяет повысить надежность в работе выключателя путем устранения изгибающего момента в плоскости выхода резьбы шпильки из конусной части контактодержателя подвижного контакта и увеличить износостойкость вакуумной дугогасительной камеры, так как устраняются перекосы и затирания при движении контактодержателя подвижного контакта. Устранение люфтов и исключение динамических ударов при включении-отключении позволит значительно повысить

срок службы механизма поджатия и дугога- сительных камер.

Формула изобретения

Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, установленными на контактодержателях, привод, механизм поджатия и размыкания

контактов, состоящий из шпильки, закрепленной на контактодержателе подвижного контакта, на которую надета пружина, расположенная между опорным фланцем и указанным контактодержателем, изоляционный толкатель, соединяющий привод с контактодержателем подвижного контакта через указанный механизм поджатия и размыкания контактов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и

увеличения ресурса, толкатель установлен в дополнительно введенной направляющей втулке, а в механизме поджатия и размыкания контактов опорный фланец выполнен в виде полого цилиндра с наружной и внутренней отбортовками, закрепленного на конце указанной шпильки с помощью дополнительно введенной фигурной гайки, размещенной во внутренней полости указанного опорного фланца, коаксиально с

указанной пружиной установлена дополнительно введенная пружина, между опорным фланцем и изоляционным толкателем установлен дополнительно введенной изоляционный стакан с отбортовкой, отогнутой в

направлении дна стакана, а наружная поверхность дна стакана выполнена с полусферическим выступом, причем внешняя из указанных коаксиальных пружин упирается в наружную отбортовку опорного фланЦа,

внутренняя из указанных коаксиальных пружин упирается во внутреннюю отбортовку указанного опорного фланца, а толкатель выполнен с полусферическим углублением, шарнирно сопряженным с указанным полусферическим выступом на поверхности дна указанного изоляционного стакана.

17

Фиа.1

15

/

17

Существо: места сочленения рычага привода, толкателя и стакана механизма поджатия и размыкания контактов выполнены в виде самоустанавливающихся шарниров, а радиальное перемещение рычага привода преобразовано в возвратно-поступательное движение толкателя. 2 ил.