Вакуумный выключатель Советский патент 1981 года по МПК H01H33/666 

1

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроснию, касается конструктивного выполнения вакуумного выключателя, и может быть исполь- j зовано как для выключателей внутренней, так и наружной установки.

Известны вакуумные выключатели, содержащие вакуумные дугогасительные камеры с изоляционной оболочкой, заполненной газом под избыточным давлением, содержащие привод для управления выключателем, расположенный снаружи оболочки, механизм, размещенный внутри оболочки и соединительный элемент для передачи движения 15 от привода к механизму. В связи с тем, что соединительный элемент проходит из зоны атмосферного давления воздуха в зону избыточного давления газа и совершает при этом перемещение 20 относительно стенок корпуса механизма, для обеспечения надежной работы выключателя требуется установка уплотняющих устройств, предотвращающих выход газа из оболочки в атмосферу. При решении проблемы уплотнения газа в вакуумном выключателе необходимо учитывать требования обеспечения высокого механического ресурса - до 50 тыс. операций и более, 30

большого срока службы в эксплуатации, а также воздействие окружающей среды с диапазоном температур от ч-90с до -40° С 1.

Однако комплекс этих требований с учетом того,, что резиновые или иные материалы, применяемые для уплотняющих устройств, в процессе длительной эксплуатации, в особенности при низких температурах, теряют свою эластичность и упругость, приводит к необходимости выполнения сложной конструкции узлов уплотнения. В связи с тем, что соединительный элемент совершает перемещение относительно стеиок корпуса механизма, указанные узлы уплотнения не обеспечивсцот требуемой надежности работы выключателя в течение всего срока службы, и, как следствие, возникает необходимость проведения периодических ревизий выключателя.

Необходимость ревизий обуславливается также и тем, что в процессе длительной эксплуатации происходит высыхание и изменение свойств смазки в узлах вращения и в особенности в листах уплотнения.

Цель изобретения - повышение надежности работы выключателя путем улучшения герметизации в особенности при диапазоне рабочих температур окружающего воздуха до , упрощение конструкции, узла уплотнений и увеличение срока службы между ревизиями. Поставленная цель достигается за счет того,что корпус механизма выключа теля заполняется жидкостью, вязкость которой стабильна в пределах рабочих температур окружающего воздуха, причем уровень жидкости выше сквозных отверстий в корпусе, через которые йроходит соедительный элемент, передающий движение от привода к механизму. Указанный соединительный элемент выполнен в виде вала, а в качестве заполняющей жидкости может быть применена жидкая смазка. В зоне жидкости размещен гидравлический демпфер для поглощения избытка кинетической энергии в конце процесса включения или отключения, причем полость демпфера сообщается с указанной жидкостью. Заполнение корпуса механизма жидкостью выше уровня отверстий обеспе чивает в зоне размещения уплотняющих устройств жидкую среду, которая иск лючает возможность утечки сжатого газа из оболочки, обеспечивая надежную его герметизацию. При таком выполнении вакуумного выключателя проблема обеспечения надежного упло нения газа заменяется проблемой уплотнения жидкости. Эта задача реша ется применением широко распространенных простых по конструкции уплотняющих устройств для жидкости в вид манжет, колец, прокладок , шайб и ДР. которые обеспечивают надежное уплот нение жидкости в месте выхода соеди нительного элемента в зону атмосферы Кроме того, в случае повреждения уплотняющих устройств легко может быть обнаружено место, где произошл нарушение уплотнения. Обнаружение места утечки газа в известных конструкциях выключателей, при эксплуа тации определить очень трудно. Для того, чтобы обеспечить посто янство скоростных характеристик при различных температурах окружающего воздуха в процессе включения и отклю чения, выбрана такая жидкость, что во всем диапазоне температур окружаю щего воздуха сохраняется стабильност ее вязкости. Несмотря на то, что при низких температурах происходит значительное изменение свойств уплотняющих материалов (резины и др что в известных выключателях приводит к утечке газа, в предлагаемом выключателе обеспечивается требуемая надежность уплотнения благодаря тому, что указанные узлы помещены в лидкую среду. Это позволяет расширить нижний предел рабочей температуры окружающего воздуха до . При выполнении соединительного элемента в виде веша достигается упрощение узла уплотнения, так как при этом могут быть применены известные уплотнения для поворотных элементов, в то время как уплотнение поступательно движущихся соединительных элементов очень сложно вследствие их перекоса при движении. ,Целесообразно в качестве запол(няющей жидкости применять жидкую смазку. Тогда все узлы вращения механизма автоматически будут смазываться в процессе работы, обеспечивая увеличение срока службы выключателя. Это позволит отказаться от необходимости дополнительной смазки в течение всего срока службы выключателя и повысить механический рескрс механизма до 50 тыс. операций и более. При размещении в указанной жидкости гидравлических демпферов обеспечивается их надежная работа в течение всего периода эксплуатации, так как после каждого срабатывания демпфера вновь происходит заполнение его полости жидкостью из корпуса механизма, что позволит значительно увеличить срок службы выключателя между ревизиями либо отказаться от ревизии механизма в эксплуатации, гак как не требуется проводить доливку жидкость в демпферы. В выключателях на высокие напряжения целесообразно применять жидкость с высокой диэлектрической прочностью. В этом случае значительно возрастает электрическая прочность по поверхности изоляционной тяги, соединяющей механизм выключателя с вакуумной дугогасительной камерой (ВДК), так как часть тяги помещена в указанную жидкость. При этом достигается также уменьшение габаритов по высоте выключателя. На чертеже показан полюс вакуумного выключателя, разрез. Внутри, изоляционной оболочки 1 размещены вакуумные дугогасительные камеры 2. Внутренняя полость 3 оболочки заполнена газом под избыточным давлением, например воздухом под избыточным давлением 0,1 МПа. Снаружи оболочки находится привод 4, а в корпусе 5, сообщающемся с полостью 3 - механизм G для управления камерами посредством изоляционной тяги 7. Через сквозные отверстия 8 в стенке корпуса механизма проходит соединительный элемент-вал 9, соединенный с приводом 4, для передачи движения к механизму б. Корпус 5 механизма заполнен жидкостью, например маслом приборным МВП. В корпусе предусмотрено отверстие 10, в котором установлено устройство для контроля давления газа. Уровень жидкости 11 вьиле сквозных отверстий 8 и 10, в которых установлены уплотняющие уст ройства манжеты 12. В корпусе механизма размещен гидравлический демпфер 13 для поглощения избыточной ки нетической энергии механизма. Верхняя часть изоляционной тяги 7 находится в зоне сжатого газа, а нижняя может находиться в зоне жидкости. При включении и отключении выклю чателя движение от привода 14 к мех низму передается посредством вала 9 совершающего поворотное движение. Герметизация залитой в корпус механизма жидкости осуществляется посредством уплотняющих манжет 12, установленных в местах, где вал пос ходит через стенки корпуса. При это жидкость одновременно выполняет роль смазки узлов вращения звеньев механизма, которые помещены ниже уровня жидкости. Изыбток кинематиче кой энергии в конце процесса включения или отключения поглощается гидравлическим демпфером. Нгшежная работа демпфера в течение всего сро эксплуатации достигается тем, что внутренний объем его сообщается с жидкостью в корпусе, обеспечивая заполнение полости демпфера. Использование изобретения позвол значительно улучшить герметичность, а следовательно, повысить надежност работы вакуумных выключателей в экс луатации, расширить диапазон применения вакуумных выключателей при температуре окружающего воздуха до -60°С, т.е. применять их для районо с холодным климатом, а также значительно увеличить ресурс работы меха низма до 50-100 тыс. операций и сро службы между ревизиями до 15-25 лет При этом достигается также упроще ние конструкции и снижение затрат в эксплуатации, поскольку срок службы между ревизиями возрастет по сравне нию с известными выключателями, заполненными газом под давлением в 2,5 раза. Формула изобретения 1. Вакуумный выключатель, содержащий вакуумные дугогасительныё камеры, размещенные в изоляционной оболочке, заполненной газом под избыточным давлением, привод выключателя, расположенный снаружи оболочки, механизм управления камерами размещенный в корпусе, сообщающемся с оболочкой, и соединительный элемент, проходящий через отверстие в корпусе для передачи движения от привода к механизму, отлич ающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения герметизации, корпус механизма управления камерами заполнен жидкостью, вязкость которой стабильна в пределах рабочих температур окружакяцего воздуха, причем уровень жидкости ,« выше отверстий в корпусе, через которые проходит соединительный элемент. 2.Выключатель по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения срока службы между ревизиями, в качестве заполняющей жидкости применена жидкая смазка. 3.Выключатель по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции,, соединительный элемент выполнен с возможностью вращательного движения, например в виде вала. 4.Выключатель по п.1, отличающийся тем, что, с целью повыиения механического ресурса, в корпусе механизма управления камерами введен гидравлический демпфер для поглощения избыточной кинетической энергии механизма, размещенный ниже уровня жидкости, причем внутренний объем демпфера сорбщается с указанной жидкостью. 5.Выключатель по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов в качестве эаполнякшей жидкЬсти применена жидкость с электрической прочностью не ниже, чем у заполняющего оболочку газа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии 1095741, кл. Н 2 В, 1965.

j