однопоршневой трехполюсный выключатель нагрузки

Формула изобретения

ОДНОПОРШНЕВОЙ ТРЕХПОЛЮСНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ с гашением электрической дуги потоком воздуха, непосредственно создаваемого при отключении, содержащий дугогасительные камеры, подвижные и неподвижные контакты, поршневой цилиндр с поршнем нагнетания воздуха, отличающийся тем, что поршневой цилиндр с поршнем нагнетания воздуха является общим для трех полюсов, расположенных вокруг него и помещенных в одном корпусе с поршневым цилиндром, дугогасительные камеры каждого полюса примыкают к поршневому цилиндру, и полости дугогасительных камер сообщаются с полостью поршневого цилиндра, подвижные контакты трех полюсов закреплены на общей изоляционной траверсе, связанной с поршнем посредством штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коммутационным аппаратам среднего напряжения, например к трехполюсным автопневма- тическим или автокомпрессионным выключателям нагрузки с гашением электрической дуги потоком воздуха, создаваемого непосредственно при отключении, однако может быть применено и в качестве коммутационного аппарата высокого или низкого напряжения.

Известны автокомпрессионные трехполюсные высоковольтные выключатели переменного тока, в которых гашение дуги осуществляется дутьем на нее газом, сжимаемым под поршнем в цилиндре в процессе отключения выключателя. Такое дутьевое устройство с механизмом движения поршня содержится в каждом из трех полюсов выключателя [1] Одновременно с движением поршневого цилиндра, связанный с ним подвижный контакт отходит от неподвижного контакта. Дуга, образованная между расходящимися контактами, гасится потоком сжатого газа, вытекающего из дугогасительного сопла этого цилиндра при выходе из сопла неподвижного контакта.

Недостатком такой конструкции выключателя является весьма значительная масса подвижного поршневого цилиндра каждого полюса. С увеличением масс подвижных частей затрудняются возможности увеличения скорости отключения и включения выключателя, тем самым ухудшаются временные характеристики аппарата. Кроме того, затрудняется возможность торможения этих масс в конце хода движения механизма.

Известен ряд трехполюсных выключателей нагрузки, в которых каждый полюс имеет дугогасительную камеру, поршневой цилиндр с поршнем, подвижный и неподвижный контакты, и гашение возникающей между контактами дуги производится описанным выше путем. Так элегазовый выключатель нагрузки [2] для КРУЭ, способный отключать относительно небольшие токи, но при повышенном восстанавливающемся напряжении; выключатель нагрузки [3] в котором гашение дуги происходит путем дутья элегаза в верхней части камеры; выключатель нагрузки с поворотным ножом [4] расположенный в корпусе, заполненном элегазом; автопневматический выключатель нагрузки [5] трехполюсный автопневматический выключатель нагрузки фирмы ASEA [6] имеющий сложную конструкцию и большие габариты.

Общим недостатком перечисленных автопневматических и автокомпрессионных трехполюсных коммутационных аппаратов является необходимость для каждого полюса наличия своего поршневого устройства и кинематически связанных с ними механизмов движения. Это снижает надежность работы, усложняет конструкцию и значительно удорожает аппарат в целом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автопневматический выключатель нагрузки [7] Выключатель имеет общую для трех полюсов металлическую раму, к которой прикреплены верхний и нижний изоляторы. Верхний изолятор каждого полюса содержит неподвижный контакт с главными токонесущими ламелями и подпружиненный дугогасительный контактный стержень. Нижний изолятор содержит корпус, несущий металлический подвижный поршневой цилиндр, заканчивающийся вверху дугогасительным соплом, и неподвижный поршень, удерживающийся с помощью штока на рейке. Перемещение поршневого цилиндра осуществляется с помощью рычага с серьгой, который связан с валом привода. При размыкании контактов и выходе дугогасительного контакта из сопла дуга гасится потоком сжатого под поршнем воздуха.

Недостатком такой конструкции является наличие поршневого устройства для каждого полюса и двух изоляторов, что требует большой металлоемкости, усложняет конструкцию и повышает стоимость аппарата. Кроме того, соосное и последовательное (один над другим) расположение неподвижного контактного устройства с поршневым устройством и рычажной системой, а также горизонтальное расположение изоляторов приводит к необходимости увеличения габаритов аппарата.

Цель изобретения упрощение конструкции, уменьшение габаритов, повышение надежности работы автопневматического (автокомпрессионного) коммутационного аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в известном автопневматическом трехполюсном выключателе нагрузки с гашением электрической дуги потоком воздуха, непосредственно создаваемого при отключении, содержащем дугогасительные камеры, подвижные и неподвижные контакты, поршневой цилиндр с поршнем нагнетания воздуха, поршневой цилиндр с поршнем нагнетания воздуха является общим для трех полюсов, расположенных вокруг него и помещенных в одном корпусе с поршневым цилиндром; дугогасительные камеры каждого полюса примыкают к поршневому цилиндру, и полости дугогасительных камер сообщаются с полостью поршневого цилиндра; подвижные контакты трех полюсов закреплены на общей изоляционной траверсе, связанной с поршнем посредством штока.

Выполнения трехполюсного выключателя с одним общим для трех полюсов поршнем, позволяет значительно сократить габариты аппарата, уменьшить число подвижных частей, тем самым увеличить надежность работы выключателя.

Расположение подвижных токонесущих контактов трех полюсов на одной общей траверсе связанной с поршнем посредством штока, позволяет также сократить значительно габариты аппарата и повысить надежность его работы.

Выполнение поршня и траверсы с закрепленными на ней подвижными контактами трех полюсов, на одном штоке, связанном с приводом, позволяет наиболее просто достичь одновременности замыкания и размыкания контактов трех полюсов, так как подвижные контакты жестко связаны с одной общей траверсой, что исключает возможность разновременности их перемещения (в соответствии с ГОСТ 687-78 разновременность размыкания или замыкания контактов не должна превышать 0,01 с).

На фиг.1 изображен предлагаемый выключатель, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (справа показано включенное положение выключателя, а на разрезе слева отключенное).

Однопоршневой трехполюсный выключатель нагрузки имеет изоляционный поршневой цилиндр 1 с поршнем 2, примыкающий к дугогасительным камерам 3 трех полюсов. В каждой камере 3 имеется стакан 4 с подпружиненными токонесущими контактами 5 и дугоулавливающим кольцом 6, выполненным из тугоплавкого металла. Камеры сообщаются с атмосферой (с окружающей выключатель средой, например воздухом или другим электроизоляционным газом) через соплообразные отверстия 7, а также через щель 8 с полостью цилиндра 1. Шток 9, проходящий через отверстия в дне цилиндра 1, соединен с поршнем 2, с изоляционной траверсой 10 и с приводом. При включении выключателя подвижный контакт 11 охвачен подпружиненными скользящими контактами 5 и 12, соединенными с токоотводами-шинопроводами 13 и 14 через стакан 4.

При необходимости выключатель может быть помещен в бак, наполненный электроизоляционным дугогасительным газом. При этом шток 9, соединяющий поршень 2 и траверсу 10 с приводом, может либо выступать наружу через отверстие в дне поршневого цилиндра 1 с сальниковым уплотнением, либо может быть соединен посредством рычага с валом, также выступающим наружу для соединения с приводом.

Выключатель работает следующим образом. Включение и отключение выключателя производится посредством привода, к которому подсоединен шток 9. При включении выключателя шток 9, поршень 2 и траверса 10, закрепленные на штоке 9, и подвижные контакты 11 трех полюсов выключателя, закрепленные на траверсе 10, перемещаются вверх во включенное положение. При этом контакты 11 и 5 замыкаются, поршень 2 находится в крайнем верхнем положении в поршневом цилиндре 1. При отключении выключателя шток 9 опускается вниз вместе с закрепленными на нем поршнем 2 и траверсой 10. При этом контакты 5 и 11 размыкаются. Между контактами возникает электрическая дуга. Когда подвижные контакты 11 выходят из сопла 7, дуга, образованная между расходящимися контактами, гасится потоком сжимаемого поршнем 2 в цилиндре 1 и вытекающего через канал 8 из сопла 7 воздуха (газа).

Предлагаемая конструкция однопоршневого трехполюсного выключателя нагрузки позволяет весьма значительно уменьшить металлоемкость, массу и стоимость аппарата, упростить конструкцию, предельно сократить разновременность замыкания и размыкания контактов, повысить эффективность, надежность и срок службы аппарата.

Выполнение одного общего для трех полюсов поршня позволяет выполнить аппарат значительно более компактным, а также упростить конструкцию путем сведения числа ее деталей практически до минимума.