Высоковольтный газовый выключатель Советский патент 1981 года по МПК H01H33/82 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к высоковольтным газовым выключателям. Известен высоковольтный газовьтй выключатель, содержащий одну или не колько дугогасительных камер, рад,положенных на высоком нотенциале с установленнь1ми на них двухпозиционными клапанами управления, каждый из которых подает сжатый газ в полость управления привода соответствующей дугогасительной камеры fll. К недостаткам указанного выключателя следует отнести то, что велики динамические нагрузки на ymiOTHeirafl при операции отключения, когда поршни управления двухпбзиционными клапанами управления садятся на свои седла, так как в данном случае в ударе о седла принимает участие,поми мо массы указанных поршней, масса всей тяги и поршня, находящегося на потенциале земли. Это является следс вием жесткого крепления поршней на тяге, а также то, что сложна регули- ровка выключателя, так как для обеспечения посадки на седла и ущтотнения обоих поршней управления двухпозици онными клапанами необходимо обеспечить строгое соответствие расстояний ыежку седлами, на которые сладятся поршни, и между самими поршнями, что может быть достигнуто только очень тщательной и сложной регулировкой при постоянном контроле зазоров ыежцу седлами и соответствующими поверхностями поршней, производимом при нагружении тяги растягивающими усилиями, т.е. под давлением ком к ном11нальному рабочему. Наиболее близким к предлагаемому является высоковольтный газовый выключательу содержащий расположенные на высоком потевдиапе одну или несколько дугогасительных камер, механизм каждой из которых снабжен приводом, связанным пневматически с двухпозиционным клапаном управления для подачи сжатого газа в полость управления указанного привода, тягу, состоящую из изоляционных участков, а также металлических участков - што ков, находящихся на потенциале камер на каждом из которых расположен упомянутый двухпозиционный клапан управления .и поршень, одна сторона которого находится под постоянным давлением, а другая выполнена с возможностью при взаимодействии с соответствующим ему седлом отделять полость управления механизма камеры от атмосферы, а на металлическом участке тяги, находящемся на потенциале земли, расположен поршейь привода вьпслю чателя 2 J, Однако в известном устройстве пор ни жестко закреплены на тяге, что обуславливает большие ударные нагруз ки на уплотнения при посадке поршней на свои.седла, что уменьшает срок службы уплотнений и снижает надежность выключателя, а та1сже усложняет регулировку выключателя. Цель изобретения - п6вьш ение надежности выключателя, а также упроще ние его регулировки за счет, ослабления ударных нагрузок на уплотнения поршней управления двухпозиционными клапанами управления механизмов дуго сительных камер при одновременном увеличении быстродействия выключателя. Поставленная цель достигается тем что в высоковольтном газовом выключателе, содержащем расположенные на высоком потенциале одну или несколько дугогасительных камер, механизм каждой из которых снабжен приводом; связанным пневматически с двухпозиционным клапаном управления, подающи сжатый газ в полость управления указанного привода, тягу, состоящую из изоляционных участков, а также из ме .таллических участков - штоков, наход щихся на потенциале камер, на каждом из которых расположен упомянутый дву позиционный клапан управления и поршень, одна сторона которого находится под постоянным давлением, а другая выполнена с возможностью при вза имодействии с соответствующим ему седлом отделять полость управления механизма камеры от атмосферы, а на металлическом участке тяги, находящемся на потенциале земли расположен поршень привода выключателя, поршни управления двухпозиционными клапанами управления установлены на штоках подвижно с возможностью осевого перемещения, причем на указанных штоках со стороны полостей управления приводов механизмов камер выполнены уступы для обеспечения взаимодействия штоков с поршнями до посадки последних на седла, причем ход каждого поршня выбран меньшим, чем ход тяги. Для дальнейшего по.вышения надежности работы выключателя конец тяги со стороны, противоположной приводу выключателя, снабжен демпфером, причем указанный демпфер вьтолнен в виде пневмоцилиндра,поршнем которого является конец тяги. увеличение быстродействия выключателя и дальнейшее повышение его надежности достигается также и тем, что поршень привода выключателя, служащий только для перемещения поршней управления в направлении от своих седел, укрётшен на своем штоке с возможностью осевого .перемещения и снабжен возвратной пружиной. На чертеже схематично представлен высоковольтный газовый выключатель во включенном положении,, общий вид. Выключатель содержит расположенные на высоком потенциале дугогасительные камеры 1 и 2, постоянно заполненные сжатым воздухом, отделенные одна от другой промежуточным изо- , лятором 3 и установленные на опорном изоляторе 4. В качестве дугогасительного устройства камер в данном случае использовано устройство, в привод механизма 5 которого при отключении, подается сжатый воздух, а при включении сбрасывается из него. На камерах установлены блоки 6 и 7 управления, в корпусах которых находятся двухпозиционные клапаны 8 управления, предназначенные для подачи сжатого воздуха в приводы механизмов 5 дугогасительных устройств и снабжецные возвратными прзгжинами 9, а также поршни 10. На потенциале земли находится поршень I1 привода выключателя, снабженный возвратной пружиной 12, а также клапан 13 включения, электромагнит 14 включения, электромагнит 15 отключения и запирающий механизм, состоящий из защелки 16 и рычага 17, Блоки 6. и 7 управлеьшя механически соединены с поршнем 11 привода выключателя с помощью составной тяги, причем участки 18 тяги выполнены из изоляционного материапа, а участки 19-21 выполнены из металла и служат, ..соответственно, штоками дл поршня 11 и поршней ГО. Поршни 10 ус тановлены на соответствующих им учас ках 20 и 21 подвшхно с возможностью осевого перемещения, причем ход каждого поршня выбран меньшим, чем ход тяги. Участки.18 тяги помещены в тру бы 22, выполненные из изоляционного материала и служащие для постоянной запитки воздухом дугогасительных камер 1 и 2, Конец тяги, находящийся на потенциале земли. По штоку которого до уступа имеет возможность перемещаться поршень 11 привода выключателя, шарнирно соединен с рычагом 17. Участки 20 и 21 выполнены с усту пами 23, служащими для передачи усилий на тягу от поршней 10, до их посадки на свои седла и уступами 24, п предназначенными для передачи усилий от тяги клапанам 8 управления дл их открытия при операции отключения. Конец тяги со стороны, противоположной приводу выключателя, снабжен демпфером, при этом конец штока 21, являющий.ся поршнем пневмоцилиндра и находящийся в блоке 7 управления, помещен в пневмоцилиндр - гильзу 25, один торец которой подягат пружиной 9, а другой опирается на прокладку 26, выполненную из упругого материапа Во включенном положении выключателя тяга испытывает растягивающие усилия от действия давления сжатого воздуха на поршни 10 при фиксации штока 19 ры чагом 17. Устройство работает следующим образом. При отключении выключателя электро магнит 15 отключения своим бойком сбивает защелку 16 с рычага 17, тем самым освобождая тягу, которая под действием усилия от давлеьшя сжатого воздуха, передаваемого тяге поршнем 10 через уступы 23, перемещается ввер Во время движения тяги уступы 24 на штоках 20 и 21 упираются в торцы клапанов 8 управления и продолжая дви гаться, приоткрывают клапаны 8. Порш ни 10, дойдя до своих седел, отсекают связь полостей управления а приводов механизмов 5 дугогасительных камер. 1 и 2 с атмосферой. Одновременно сжатый воздух из резервуаров дугогасительных камер начинает заполйять полости а , Клапаны 8 управления продолжают открываться на некотором участке оставшегося хода вместе с тягой, после чего тяга тормозится за счет действия, воздушной подушки в пневмоцилиндре, образующейся перед торцом ее штока 21, перемещающегося в гильзе 25. Шток 21 выполняет роль, поршня пневматического дeмпфepa a гильза 5 - его цилиндра. Окончательная остановка тяги происходит за счет гашения остатка ее кинематической энергии об упругую прокладку 26. Дальше клапаны 8 управления продолжают свое движение, сжимая пружины 9. за счет образовавшейся разности давлений воздуха, так как полости над этими клапанами содержат в момент их открытия воздух с атмосферным давлением. В конечном открытом положении клапаны находятся до тех пор, пока давление по обе их стороны не выровняется, после чего клапаны под действием своих пружин 9 перемещаются вниз до посадки на уступы 24 штоков 20 и 21. За время открытия и стоянки клапанов 8 в открытом положении происходит срабатывание механизмов 5 дугогасительных камер и размыкание контактов выключателя. При включении выключателя электромагнит 14 включения своим бойком открывает клапан 13 включения, который подает сжатый воздух в полость над поршнем 11 привода выключателя, поршень, сжимая пружину 12, перемещается вниз, упирается на уступ на штоке 19 и перемещает тягу. Уступы 24, опускаясь вниз, дают возможность полностью закрыться клапаном 8. Далее уступы 23 на штоках 20 и 21; продолжая свое перемещение, открывают поршни 10 от своих седел, тем самым восстанавливая связь полостей а с атмосферой, в результате чего происходит срабатыва1аде механизмов 5 дугогасительных камер и смыкание контактов. Одновременно рычаг 17 фиксируется защёлкой 16, после чего происходит закрытие клапана 13 за счет снятия команды с электромагнита 14. Поршень 11 под действием пружины 12 перемещаете вверх. На этом операция включения заканчивается. Вьшолнениге высоковольтного газового выключателя с подвижно установлеными поршнями 10 и выполнение на штоах 20 и 21 соответствующих уступов 23 для обеспечения взаимодействия штоков с поршнями до посадки последних на седла тяги обеспечивает возможность уступу 23 каждого штока заходить за полость седла и тем самым при посадке каждого поршня на со ответствующее седло между уступом 23 и поршнем образуется - гарантированный зазор. Это исключает участие ине ционных масс тяги и порпзня привода выключателя в ударе поршней управления о свои седла, что облегчает режи работы уплотнений, тем самым повышается надежность и срок службы уплотнений. Гарантированные зазоры меж ду уступами на штоках и соответствую щими поршнями позволяет также облегчить регулировку выключателя, так как величина -меньшего из этих зазоров определяет точность, с которой должно быть выдержано соответствие расстояний между указанными поршнями и соответствующими им седлами. Выполнение поршня привода выключа теля 11 с возможностью осевого перемещения по своему штоку и снабжение его возвратной пружиной позволяет, учитывая, что поршень привода выключателя служит только для перемещения поршней управления в направлении от своих, седел, повысить быстродействие устройства при отключении. Дей ствительно, nojimeHb 11 дривода выклю чателя при своем перемещении при включении выключателя, упираясь в ус туп своего штока, перемещает тягу с укрепленными на ней поршнями. При прохождении всего хода в указанном направлении и фиксации тяги механизм защелки, после снятия давлений над поршнем привода за.счет применения возвратной пружины, поршень возвращается по штоку в исходное положение вьпсодя из соприкосновения с уступом на своем штоке. Таким образом, при отпускании тяги она имеет возможност беспрепятственно перемещаться, не воздействуя на поршень привода ыключа теля которьш в противном случае мешал бы ее перемещению как своей инер ционной массой, так и воздушной подушкой, создаваемой перед ним во вре мя движения. Кроме того , в данном случае инерционная масса поршня не участвует в ударе тяги при ее торможении. Таким образом, применение предлагаемого выключателя позволяет по- 98 высить надежность и срок его службы за счет ослабления ударных нагрузок на уплотнения поршней управления двухпозиционными клапанами управления механизмов дугогасительных камер, упростить регулировку выключателя при одновременном повьш1ении быстродействия выключателя. Формула изобретения 1.Высоковольтный газовый выключатель, содержащий расположенные на высоком потенциале, по крайней мере одну дугогасительнзпо камеру, механизм каждой из которых снабжен приводом, связанным пневматически с двухпози- ционным клапаном управления для подачи сжатого газа в полость управления указанного привода, тягу, состоящую из изоляционных участков, а также из металлических участков - штоков,. находящихся на потенциале камер, на каждом из которыхрасположен упомянутый двзпкпозиционный клапан управления и поршень, одна сторона которого находится под постоянным давлением, а другая выполнена с возможностью при взаимодействии с соответствующим ему седлом отделять полость управления механизма камеры от атмосферы, а на металлическом участке тяги - штоке, находящемся на потенциале земли, расположен поршень при- . вода выключателя, отличающийся тем, что, с целью повьшзения надежности выключателя, а также упрощениярегулировки выключателя, порщни управления двухпозиционными клапанами управления установлены на штоках подвижно с возможностью осевого перемещения, причем на указан1а1х штоках со стороны полостей управления приводов механизмов камер выполнены уступы, для обеспечения взаимодействия штоков с поршнями до посадки последних на, свои седла, причем ход каждого гГоршн выбран меньшим, чем ход тяги. 2.Выключатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что, с целью дальнейшего повьш1ения надежности аботы выключателя, конец тяги со стороны, противоположной приводу выключателя, снабжен демпфером. 3.Выключатель по п. 2, о т л ичающийся тем, что, с целью

упрощения конструкции, демпфер вы полнен в виде пневмоцшшндра, поршнем которого является конец тяги, 4. Выключатель по пп. 1, 2 и 3 отличающийся тем, что, с целью повышения надёжности выклю чателя, а также повьшения его быстродействия при отключении, порщень привода выключателя выполнен с возможностью осевого перемещения по штоку и снабжен возвратной пружиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 282474, кл. Н 01 Н 33/82, 1968.

2,Патент Великобритании № 971294, кл. Н 2 В, 1969(прототип),