(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ
Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к электрическим высоковольтным коммутационным аппаратам напряжением до 10 кВ, и может быть использовано в устройствах автоматического быстродействующего замыкания фазы на землю, применяемого для обеспечения благот лучного исхода электротравмы в случае прикосновения человека к токоведущей части электроустановки, в качестве исполнительного силового коммутационного аппарата для замлкания на землю поврежденной фазы электроустановки .
Устройства автоматического замыкания фазы на землю должны иметь достаточное быстродействие порядка 5-7 мс. Известно, что при указанном быстродействии достигается высокая вероятность предотвращения фибрилляции сердца и других тяжелых последствий для организма человека, оказавшегося под воздействием высокого напряжения С1.
Это имеет большое значение для обеспечения безопасности обслуживания электроустановок, в особенности при Нсшичии в них условий повышенной опасности или особо опасных.
В связи с этим в качестве силовых исполнительных коммутационных органов в .устройствах за№1кания фазы используются известные быстродейству ие коммутационные аппараты.
Известны тиристорные замыкатели, состоя1цие из последовательно-парешлельно и встречно соединенных тиристоров, КС-цепочек, блока управле10ния Г2 . .
Известен вакуумный выключатель, включшощий вакуумную дугогасительную камеру, расположенные в ней подвиж. ный и неподвижный контакты и элек- тромагнитный привод 3.
Извебтен электромагнитный контактор, содержащий дугогасителЬную камеру, систему силовых и вспомогательных контактов и электромагнит20ный привод t4 3. .
Недостс1тком этих коммутационных аппаратов является то, что они выполнены однофазными и поэтому при осуществлении автоматического замы25кания фазы в трехфазных электроустановках в каждую фазу приходится устанавливать отдельный коммутационный аппарат. А так как устройство должно обеспечить искусственное
30 замыкание на землю только одной повреждениой-фазы, т.е. фазы, к которо прикоснулся человек, то для исключения возможного срабатывания двух или трех однофазных аппаратов применяются различные схемы блокировки Однако при этом.усложняется электри ческая схема соединений, снижается надежность электроустановки из-за случайного отказа блокировки, увеличивается общее время срабатывания При однофазных коммутационных аппаратах, например тиристорных, существует реальная опасность одновременного срабатывания двух или трех из них из-за неправильной работы схемы блокировки, выбора поврежденной фазы или управления тиристорами. При самом тщательном выполнении указанной cxeNfci все же не может быть полной гарантии невозмож ности ее неправильной работы вследствие изменения характеристик, вход щих в ее состав полупроводниковых приборов, нарушений исправности мон тажа и т.п. Неправильная работа это схемы приводит к двухфазному или трехфазному замыка.нию на землю и еще более утяжеляет последствия электротравмы, так как человек оказывается включенным между двумя фа3 ами. Кроме того, при практическом выполнении устройства на силовых тири торах для установок напряжением 6-10 кВ возникают затруднения связанные с тем, что тиристоры выпускаются На.меньшие номинальные напря жения, их приходится соединять последовательно, принимать меры к рав номерному распределению напряжений и т.д. Это требует значительного усложнения всего устройства и сопро вождается дополнительным снижением его надежности. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является трехфазный баковый масляный выключатель типа ВМЗ-б, который предназначен для выполнения коммутаций в сетях 6-10 КБ. Этот выключатель состоит из бака, .наполненного трансформаторным маслом, трех неподвижны и трех подвижных контактов, соедине ных с выводами для присоединения к фазам электрической сети Г5}. Однако известный выключатель нел зя или точнее нецелесообразно испол зовать в качестве силового коммутационного аппарата в устройствах автоматического заземления фазы, так как в выключателе осуществляется од новременное замыкание контактов тре фаз. Кроме того, если допустить, что контакты одного выключателя электри чески можно соединить и использоват как один, для устройства потребуетс три выключателя и в этой случае появляется необходимость в междуфазной блокировке, от одновременного включения выключателей на разных фазах, как и в случае с аналогами. Недостаток такого включения заключается в том, что система из трех выключателей является слишком громоздкой. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов коммутационного аппарата путем создания замыкателя, в котором должна быть конструктивно полностью исключена возможность одновременного замыкания на землю двух или трех разноименных фаз и должно обеспечиваться надежное и достаточно быстродействующее замыкание на землю только одной поврежденной фазы. С этой целью данный коммутационный аппарат должен иметь механическую самоблокировку, позволяющую замкнуться на землю только одному из числа трех контактов, соединенных с разноименными фазами сети.. Указанная цель достигается тем, что в выключателе, имеющем бак, наполненный дугогасящей жидкостью, неподвижные и подвижные контакты, привод внутри бака, на изоляционном расстоянии от днища в плоскости, перпендикулярной к оси бака, и соосно с ним жестко установлен фиксатор подвижного контакта., имеквдий три направляющие прорези, расположенные в виде cим eтpичнoй трехлучевой звезды, подвижньзй контакт выполнен в виде штока, представляющего собой двуплечий рычаг. Крепление штока осуществлено в крышке по оси бака при помощи шарового шарнира. При этом конец его нижнего плеча, несущий наконечник подвижного контакта, в отключенном состоянии замыкателя зафиксирован в центре трехлучевой звезды прорезей,а при неподвижных контакта разноименных фаз установлены соответственно напротив каждой прорези. Действие устройства осуществляется по следующей схеме. Под воздействием привода шток совершает двухтактное качательное движение. Первый такт - при включении, нижний конец штока, на котором укреплен подвижный контакт, движется из фиксированного положения в центре в радиальном направлении по одной из трех прорезей (в зависимости от управляющего сигнала) к ее концу и замыкается с одним неподвижным контактом. Второй такт - при отключении, шток совершает обратное движение, размыкаясь Cs неподвижным контактом, и фиксируется в центре трехлучевой звезды прорезей. На фиг, 1 показан высоковольтный коммутационный аппарат, разрез; на фиг. 2 дано сечение Л-А на фиг.1; на фиг. 3 - показан-аппарат, вкц сверху. Коммутационный аппарат имеет три Неподвижных контакта 1, соединенные шинами 2 с токопроводящими стержнями 3, изолированными от бака 4с крышкой 5 проходными изоляторами б, вертикальный шток 7 с подвижным контактом 8. В отверстии крышки бака 4 установлен шаровый шарнир 9 для кре ления подвижного штока. Подвижный шток 7 соединен гибким проводником 10 с выводом 11, предназначенным для присоединения к устройству заземления. Внутри бака 4 к токоведущим стержням 3 трех фаз при пЬмощи шин 2 крепится монтажная плата 12, на которой установлен фиксатор 13, имеющий три прорези, расположенные в виде трехлучевой звезды. Фиксатор 13 имеет три Г-образные пластины 14, поджатые пружинами 15, 16 и имеющие возможность поворота на небольшой угол вокруг осей 17. На пластинах :14 установлены три фиксирующих пальца 18, прижимаемых к подвижному штоку 7 пружинами 19. Подвижный шток 7 выполняется из токопроводящего материала, например, дюралюминия. Монтажная плата 12 может быть изготовлена из твердого изоляционного материала, например, текстолита. Привод 20, например, электромагнитный, состоит их трех пар электромагнитов Содин включающий и один отключающий на каждую Фазу. Технико-экономическая эффективность предлагаемого заъмкателя фазы на землю в сравнении с известньпии разработками заключается в том, что замыкатель фазы выполнен трехфазным вместе с тем обеспечивает заьикание на землю только одной поврежденной фазы, одновременно осуществляя.механическое блокирование от включения контактов двух других неповрежденных фаз. Таким образом, использование заи«лкателя в устройстве быстродействую щего замыкания фазы на землю исключает возможность возникновения двухфазного или трехфазного замыкания на землю из-за неисправности в схеме блокировки замыкателя, что повышает надежность работы как устройства так и в целом электроустановки. Трехфазный замыкатель фазы на ;землю, в сравнении с известными, является компактным, достаточно прос тым, несложным в монтаже. Следовательно, устройства, снабженные предлагаемом загллкателем, могут найти широкое применение в сетях 1,14-10 кВ промышленных предприятий с повышенной электроопасностью и особо опасных, например, открытых карьерах горнорудных разработок. Фактический эффект от применения изобретения будет заключаться в значительном повышении надежности действия устройств заьфлкания фазы. Формула изобретения Высоковольтный коммутационный аппарат, содержащий бак с дугогасящей жидкостью, подвихшый и неподвижные контакты, привод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и уменьшения габаритных размеров закыкателя путем обеспечения при срабатывании закыкания на землю контакта только одной фазы и одновременного блокирования от замыкания контактов двух других фаз, он снабжен фиксатором подвижного контакта с тремя направляющими прорезями, расположенными в виде симметричной трехлучевой звезды, жестко установленным соосно внутри бака, подвижный контакт выполнен в виде штока, представляющего собой двуплечий рычаг, установленного на шарнире вертикально по оси бака, при этом его нижний конец зафиксирован в центре прорезей, а три неподвижных контакта разноименных фаз установлены соответственно напротив каждой прорези. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сирота И.М. и Назаров В.В. Автоматическая коммутация поврежденной фазы в сетях с изолированной нейтралью. - Электричество, 1980, № 8, с. 13-19. 2.Назаров В.В. и Сирота И.М. Быстродействующее автоматическое за мыкание на землю поврежденной фазы в некомпенсированных сетях напряжением до 10 кВ. , Препринт ИЭД АН УССР, 197J. 3.Авторское свидетельство СССР № 524244, кл. Н 01 И 33/66, 1976. 4..Табата Ясуки. Устройство для предотвращения поражений электрическим током в.распределительных устройствах. - Ohm, 1979, 66, № 2, с. 81-84 (Япония). 5.Электротехнический справочник. Под ред. Чи; икина М.Г. М. , Энергия, т. I, 5-е изд. 1975, с.610. / 9 П Фие.1 .
V
