Привод быстродействующего коммутационного аппарата Советский патент 1976 года по МПК H01H3/32 

1

Изобретение может быть использовано в электроэнергетических установках, в частности для привода контактов быстродействующего синхронного выключателя, например вакуумного.

Известны быстродействующие индукционно-динамические приводы, в которых в качестве буферного устройства используется резина или набор металлических колец, масса которых увеличивается в направлении движения 1J. Однако при повышенном быстродействии ( м/с) указанные буферные устройства оказываются неэффективными.

Известен также индукционно-динамический привод синхронного вакуумного выключателя, содержащий два биметаллических спиральных индуктора, между которыми расположен диск из электропроводного материала, жестко закрепленный на штоке, соединенном с подвил ным кантактом выключателя, а торможение подвижных частей осуществляется за счет сил трения при вклинивании конической части штока в отверстие тормозных втулок с прорезями 2. Такое тормозное устройство, с одной стороны, не позволяет полностью устранить ударные нагрузки, а с другой, не обладает стабильностью тормозных характеристик от операции к операции из-за быстрого износа трущихся частей штока и втулок, что может привести к преждевременному выходу аппарата из строя. Кроме того, указанный привод имеет низкий к.п.д., поскольку значительная часть энергии емкостного накопителя расходуется на преодоление усилий тормозных втулок.

Целью изобретения является устранение Здарных нагрузок при коммутации, повыщение к.п.д. привода и увеличение срока службы аппарата. Это достигается тем, что в предлагаемом приводе торможение двил ущихся частей осуществляется за счет давления магнитного поля, для чего индукторы соединены между собой параллельно, так что разряд накопителя происходит на оба индуктора одновременно. Кроме того, привод снабжен быстродействующей управляемой защелкой, состоящей из двух индукционно-динамических механизмов.

Индукционно-динамический механизм выполнен в виде индуктора и диска, л естко соединенного с рабочим зажимом защелки.

Срабатывание защелки обеспечивается при помощи дополнительного или основного накопителя, в последнем случае индукторы защелки включены последовательно с рабочими индукторами привода.

Для обеспечения одновременного срабатывания индукционно-динамических механизмов защелки ее индукторы соединены собой параллельно.

На фиг. 1 изображен описываемый привод, общий вид; на фиг. 2 - схема включения рабочих индукторов; на фиг. 3 - то же с индукторами защелки.

В корпусе 1 привода на кронштейнах 2 при помощи болтов 3 закреплены рабочие индукторы 4 и 5, представляющие собой плоские однослойные многовитковые катущки, выполненные из электропроводного материала, например меди, и залитые эпоксидным компаундом. Между индукторами 4 и 5 на штоке 6 расположен двусторонний биметаллический диск 7, рабочие поверхности 8 которого выполнены из электропроводного материала, например меди, для снижения активных потерь при протекании поверхностных токов в диске, а механическая прочность его обеспечивается легкими материалами, например сплавом алюминия.

Во включенном положении привод удерживается при помощи пружины 9, которая одновременно служит для плотного прижатия диска 7 к индуктору 5, а также создает необходимые усилия для поджатия контактов коммутационного аппарата. Отключение привода происходит при разряде накопителя 10 на индукторы 4 и 5 одновременно (см. фиг. 2). После замыкания ключа 11 создается сильное магнитное поле при протекании через индукторы 4 и 5 тока разряда значительной величины, в результате чего в электропроводных поверхностях 8 диска 7 индуцируются вихревые токи. Направление этих токов противоположно направлению тока в индукторах 4 и 5. Диск 7 плотно прижат к индуктору 5, поэтому эквивалентная индуктивность Ьъл системы индуктор 5 - поверхность 8 меньше индуктивности L4,8 системы индуктор 4 - поверхность 8. В результате этого ток разряда в системе индуктор 4 - поверхность 8 в десятки раз меньше тока разряда в системе индуктор 5 - поверхность 8, поэтому электромагнитная сила, действующая на диск 7 со стороны индуктора 5, в сотни раз больше силы, действующей на диск 7 со стороны индуктора 4. Следовательно, диск 7, а значит, и шток 6, соединенный с подвижным контактом выключателя, отталкиваются от индуктора 5. По мере приближения диска 7 к индуктору 4 эвивалентная индуктивность Ьъ,& увеличивается, а индуктивность L4,8 уменьшается. В результате этого электромагнитное усилие на диск 7 со стороны индуктора 5 уменьшается, а со стороны индуктора 4 увеличивается, за счет последнего и осуществляется торможение движущейся системы. В конце хода шток 6 при помощи конуса 12 устанавливается на защелку 13 и удерживает таким образом контакты выключателя в отключенном положении. Для обеспечения минимального зазора между индукторами 4 и 5 и диском 7, а также необходимой свободы перемещения для срабатывания защелки 13 на штоке 6 по обе стороны от диска 7 установлены пружины 1,4 и 15.

Включение привода осуществляется при разряде накопителя на индукторы 16 и 17 защелки 13. При этом диски 18 и 19, жестко соединенные с рабочими зажимами 20, отталкиваются от индукторов 16 и 17, соответственно, и рабочие зажимы 20 освобождают конус 12 штока 6. Под действием пружины 9 шток 6, соединенный с подвижным контактом аппарата, перемещается и замыкает контакты выключателя. В этом случае привод снабжается дополнительным накопителем, служащим для срабатывания управляемой защелки 13, или срабатывание ее обеспечивается от основного накопителя.

В случае необходимости быстродействующего синхронного включения индукторы 16 и 17 защелки 13 соединяют последовательно с индукторами 4 и 5 и включение аппарата происходит при разряде накопителя 10 на индукторы 16, 17, 4 и 5 одновременно (см. фиг. 3). Поскольку масса дисков 18 и 19 в несколько раз меньще массы подвижной системы шток 6 - диск 7 - контакт аппарата, защелка 13 срабатывает до того, как диск 7 начинает перемещаться, т. е. щток 6 успевает освободиться из зажимов 20 к моменту срабатывания индукционно-динамического привода. Для обеспечения одновременного срабатывания обоих индукционно-динамических механизмов защелки 13 индукторы 16 и 17 соединены между собой параллельно (см. фиг. 3). При этом, если один из дисков, например диск 18, перемещается с больщей скоростью,

то он оказывается на большем расстоянии от индуктора 16 , чем диск 19 от индуктора 17. В результате этого индуктивность системы Lie-ig больше индуктивности системы Ln-ig, поэтому ток в индукционно-динамическом механизме с диском 18 и индуктором 16 становится меньше тока в индукционно-динамическом механизме с диском 19 и индуктором 17. Следовательно, диск 19 начинает перемещаться с большей скоростью по сравнению с диском

18, тем самым осуществляется синхронность срабатывания обоих индукционно-динамических механизмов защелки 13. Регулирование времени срабатывания защелки 13 производится путем изменения противодействующих

усилий при помощи паправляющих 21 и пружин 22. Пружины 22 одновременно служат для прижатия дисков 18 и 19 к индукторам 16 и 17 и обеспечивают надежное удерживание штока 6 при помощи зажимов 20 и конуса 12 в отключенном положении.

Использование предлагаемого привода высоковольтного выключателя обеспечивает возмолшость устранения ударных нагрузок на узлы и детали аппарата при включении и отключении, а также позволяет повысить к.п.д. и увеличить срок службы аппарата.

Формула изобретения

I. Привод быстродействующего коммутационного аппарата, содержащий два спиральных однослойных индуктора, между которыми расположен диск из электропроводного материала, закрепленный на штоке, соединенном с подвижным контактом аппарата, и накопитель энергии, подключенный к индуктору, отличающийся тем, что, с целью . устранения з дарных нагрузок при коммутации, повышения к.п.д. и увеличения срока службы, он снабжен быстродействуюш,ей управляемой защелкой, выполненной в виде двух индукцнонно-динамических механизмов, а индукторы привода соединены между собой параллельно.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что индукцнонно-динамический механизм защелки выполнен в виде индуктора и диска, жестко соединенного с рабочим зажимом.

3.Привод по п. 1, отличающийся тем, что индукторы защелки включены последовательно с индукторами привода.

4.Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одновременного срабатывания индукционно-динамических механизмов защелки, ее индукторы соединены меледу собой параллельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 339977, М. Кл.2 П 01Н 1/54, 1970.

2.Патент США № 3723922, кл. 335-68, 1969.

Риг.1