УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ КОММУТАЦИОННЫМ АППАРАТОМ Советский патент 1970 года по МПК H01H33/28 

Известны устройства для управления высоковольтным коммутационным аппаратом со сжатым газом, например выключателем, содержащие подвижную изоляционную тягу, расположенную в колопке управления и связанную одним концом с контактной системой или промежуточным клапаном, а другим с поршнем, служаишм для взвода механизма привода тяги и связанным с ее фиксирующим приспособлением, выполненным, например, в виде защелки. В таких устройствах изоляционная тяга постоянно находится под действием силы, стремящейся переместить ее в крайнее поло/кение, и перемещается только после освобождения ее конца защелкой, фиксирующей тягу через систему рычагов в одном из положений. Защелка освобождается неносредственно электромагнитом отключения коммутационного аппарата. Возвращение изоляционной тяги в исходное положение (взведение механизма) производится путем подачи сжатого газа под специальный иорнтень и последующего сброса его. Такое выполнение устройства позволяет иолучить очень малое собственное время отключения либо собственное время включения в. зависимости от того, какая операция производится при движении изоляционной тяги. При этом собственное время аппарата, связанное с движением тяги при взведении механизма, вынужденно получается значительно больщим.

а конструкция устройства усложняется вследствие применения спедпальной сложной клапанной системы (щкафа управления) для взвода механизма управления тяги. В предложенном устройстве с целью повыщения быстродействия как при операциях включення, так и при оиерациях отключения аппарата, а такл-се упрощения системы управлепия порщень снабжен дополнительным устройством, подающим сжатый газ иод порщень или сбрасывающим его в атмосферу в зависимости от положеиия коммутационного аппарата, а фиксирующее ирисиособление - дополнительной защелкой, иозволяющей фиксировать изоляциоиную тягу в другом крайнем положении.

Дополнительное устройство быть выполнено либо в виде золотника, состоящего из подвижного полого штока, снабженного отверстиями для сброса и подачи сжатого газа и механически соединенного с изоляционной тягой и порщием, либо в виде клапана, содержащего подпружиненную тарелку с унлотняющим пояском и два седла, одно из которых

неподвижно, а другое нодвижно и выполнено в виде полого щтока, механически соединенного с изоляционной тягой.

Изоляционная тяга 1, пропущенная внутри наполненной слсатым газом нзоляцнонной колонки управления 2, находится постоянно под действием силы F и служит для непосредственного управления подвижными контактами коммутационного аннарата и выхлопным клапаном (на чертеже не показан). Сила F может создаваться пружиной или поршнем (на чертеже не показаны), находяш,имся постоянно под действием сжатого газа, которые расположены в .верхней части колонки управления. Тяга / шарнирно соединеиа с полым штоком 3, проходящим сквозь скользящее уплотнение 4. Полость А внутри колонки 2 постоянно занолнена сжатым газом через трубку 5. Полость внутри штока 5 соединена с открытой в атмосферу полостью Б через отверстия 5 и с иолостью В внутри корпуса 7 через отверстия 8. Полость В уплотняется от атмосферы при помощи скользящих уплотнений. Для соединения полости под поршнем 9 с атмосферой служит отверстие 10. Поршеиь 9 жестко укреплен иа щтоке 11, скользящем в направляющей втулке 12. Шток через ось 13 шарнирно соединен с серьгами 14, которые через ось 15 управляют вращающимся на оси 16 рычагом 17. На закрепленной в рычаге оси 18 вращается ролик 19, который (в показанном на чертеже положении механизма) под действием силы F давит на торец защелки 20, удерживаемой нружиной 21. Торцовая поверхность защелки 20, сонрикасающаяся с роликом 19, вынолнена перпендикулярной к линии, соединяющей центр оси ролика с центром оси 22, вокруг которой вращается защелка 20. Таким образом вращающий момент от силы F на защелку в идеальном случае равен нулю. Установка рычага производится при помощи упора 23 (показан условно), который может быть выполнен регулируемым. Сбивание защелки 20 производится ударом по хвостовику 24 щтоком 25 электромагнита, снабженного нружиной 26, якорем 27 и катушкой возбуждения 28. Симметрично по отношению к линии, проходящей через ось электромагнита и ось 16, расположены защелка 29, упор 30, ось 31 и иружина 32, выполненные аналогично упомянутым и служащие для удержания рычага 17 в верхнем положении. Блок-контакты 33 и 34, нриводнмые в движение роликом 35, вращающимся вокруг оси 36, укрепленной в рычаге 17, служат для обрыва тока в катущке возбуждения 28 электромагнита после освобождения защелки 20 и 29.

Для включения аппарата к обмотке катушки 28 электромагнита прикладывается напряжение через замкнутые блок-контакты 33. Электромагнит срабатывает и своим штоком 25 ударяет но хвостовику 24 защелки 20. Защелка 20 поворачивается и освобождает рычаг 17, который вместе с серьгами 14 и остальными подвижными частями начинает двигаться вверх под действием силы F, нриложенной к изоляционной тяге. При этом ролик 35 освобождает блок-контакт 35, который разрывает

цепь тока катущки 28. В конце перемещения подвижной системы вверх рычаг 17 ролпкол 19 отжимает защелку 29 против действия пружпны 32 и заскакивает за нее, а отверстия 6 в полом штоке 3 переходят через скользящее уплотнение 4 и попадают в полость А. Сжатый газ через отверстпя 6, полый шток 3 и отверстия 8 попадает в полость В. Сила давления сжатого газа на площадь поршня 9 больше

силы F на величину, необходимую для достаточно быстрого перевода подвижной системы в нижнее положение. Однако перемешения подвижиой системы вниз не нроисходит, так как защелка 29, прижимаемая пружипой 32 к регулируемому упору 30, фиксирует рычаг 17 и связанную с ним подвижную систему в верхием положении. При этом ролик 35 удерживает блок-контакты 34 во включенном положении. Таким образом, после прихода рычага 17

в верхнее положение механизм практически (сразу после заполнения полости В сжатым газом) готов к операции отключения. Объем полости В должен быть выбран достаточно больщим, чтобы скопивщегося в нем сжатого

газа с запасом хватило для производства всей операции отключения, так как по мере движения поршня вниз давление в полости корпуса 7 падает. Для отключения аппарата к катущке 28

электромагнита прикладывается напряжение через блок-контакты 34. Электромагнит своим штоком 25 ударяет по защелке 29, которая освобождает рычаг 17. После этого сжатый газ, действующий на порщень 9, переводит

подвижную систему в нижнее положение до фиксации рычага 17 защелкой 20. Отверстия 6 полого штока 3 переходят из полости А через скользящее уплотнение 4 в полость Б, соединенную с атмосферой. Сжатый газ выходит

из нолости В через отверстия 8, полый шток 3 и отверстия 6 в атмосферу, подготавливая ме- ханизм к операции включения.

В другом вариаите выполнення устройства (фиг. 2) сила F, постоянно действующая вверх

вдоль колонки управления, прикладывается через изоляционную тягу / к полому щтоку 3. Полость А внутри изоляционной колонки, а также полость внутри полого щтока 3 постоянно наполнены сжатым газом. Отверстия

6 щтока 3 служат для постоянного соединения нолости внутри штока 3 с полостью А, скользящее уплотнение 4 - для отделения полости А от атмосферы. Шток 3 через ось 37, серьгу 38 и ось 39 соединен с рычагом 40, вращающимся вокруг неподвижной оси 41. Через скользящее уплотнение 42 щток 3 проходит в камеру 43, в которой скользит неподвижно закрепленный на штоке норщень 44 со скользящ,им уплотнением 45, а затем через скользящее уплотнение 46 - в камеру 47, сообщающуюся с атмосферой через кольцевой зазор а, образуемый между полым штоком и горловиной 48. Кланан 49, скользящий своим штоком 50 в направляющей 51, прижимается пружи3, либо к кольцевой горловине 4S в зависимости от иоложения механизма. Полость виутри камеры 47 соединена с полостью внутри камеры 48 трубкой 53, а иолость под поршнем 44 (в ноказанном на фиг. 2 положении механизма) - с атмосферой через трубку 53, камеру 47 и кольцевой зазор а. После нодачи импульса на электромагнит 54 защелка 20 освобождает рычаг 40 и подвижная система начннает перемещаться вверх под действием силы F. При этом клапан 49 сначала следует за торцом штока 3, а после посадки на горловину 48 отсекает полость внутри камеры 47 от атмосферы и открывает торец штока. Сжатый газ поступает из полости Л через отверстия 6 и полость внутри штока 3 в камеру 47, а оттуда через трубку 55 в камеру 43 нод поршень 44. Площадь поршня 44 выбирается такой, чтобы сила давления сжатого газа на поршень 44 превосходила силу F. Таким образом, в конце движения, после того как защелка 29 зафиксировала механизм в верхнем положении, сжатый газ начинает давить на поршень 44 и механизм оказывается подготовленным к переводу его в нижнее положение. Для этого импульс напряжения подается на электромагнит 54, который, ударяя по защелке 29, освобождает рычаг 40. Под действнем силы давления воздуха на поршень 44 подвижная система движется вниз. При этом в ходе движения полый шток 3 отжимает клапан 49 от горловины 48. Сжатый газ выходит из-под поршня 44 через трубку 53, камеру 47 и кольцевой зазор а в атмосферу. Таким образом, к концу движения вниз после фиксации рычага 40 защелкой 20 механизм уже готов к последующей операции, переводящей подвижную систему вверх. Скорость вытекания воздуха из камеры 43 и скорость нанолнения ее должны быть достаточно малыми, чтобы обеспечить время, необходимое для перемещения подвижной системы из одного фиксированного положения в другое. Для регулирования скорости перетекания газа в трубку 53 может быть встроен дросселирующий клапан на чертеже не показан. (На чертеже не показаны также блокконтакты, необходимые для достаточно быстрого обесточивапия электромагнита 54 после освобождения защелки 20 или 29), В зависимости от исполнения контактной системы, находящейся вверху колонки управления, перемещение подвижной системы вверх может приводить либо к замыканию, либо к размыканию управляемых контактов. Предложенное устройство может также использоваться для управления главным клапаном, находящимся на высоком потенциале. Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено с любым другим не связанным механически с подвижной системой клапаном, обеспечивающим подачу или сброс сжатого газа из цилиндра поршня привода в зависимости от положения коммутационного аппарата до подачи электрической команды на электромагнит его отключения (или включения), а также с любым другим фиксирующим механизмом, обеспечивающим фиксацию подвижной системы устройства в двух крайних положениях. Предмет изобретения 1. Устройство для управления высоковольтным коммутационным аппаратом со сл-сатым газом, содерл ащее подвижную изоляционную тягу, расположенную в колонке управления и связанную одним концом с контактной системой или промежуточным клапаном, а другим с норщнем, служащим для взвода механизма привода тяги и связанным с фиксирующим приспособлением тяги, выполненным, например, в виде защелки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия как при операциях включения, так и при операциях отключения аппарата, а также упрощения системы управления, поршень снабл :ен дополнительным устройством, подающнм сжатый газ под поршень или сбрасывающим его в атмосферу в зависимости от положения коммутационного аппарата, а фиксирующее приспособление - дополнительной защелкой, позволяющей фиксировать изоляционную тягу в другом крайнем полол ении. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительное устройство выполнено в виде золотника, состоящего из подвил ;ного полого щтока, снабженного отверстиями для сброса и подачи сл атого газа и механически соединенного с изоляционной тягой и поршнем. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительное устройство выполнено в виде клапана, содерл ащего подпружиненную тарелку с уплотняющим пояском и два седла, одно из которых неподвил но, а другое подвижно и выполнено в виде полого штока, механически соединенного с изоляционной тягой.