отключающий узел для высоковольтных воздушных линий

Формула изобретения

1. Отключающий узел для высоковольтных воздушных линий (14, 15), содержащий, по меньшей мере, один размыкатель (10, 11) цепи, снабженный средствами управления и имеющий практически горизонтальное направление размыкания, по меньшей мере один разъединитель (12, 13) цепи, снабженный средствами управления, и стойку (1), на которой установлены размыкатель цепи и разъединитель цепи, отличающийся тем, что стойка (1) имеет только одно опорное основание (5), имеющее длину, меньшую, чем горизонтальный размер отключающего узла в направлении размыкания.

2. Отключающий узел по п. 1, содержащий дополнительно по меньшей мере одно устройство (17) для измерения тока и один заземляющий выключатель (18, 19), установленные на стойке (1).

3. Отключающий узел по п. 1 или 2, в котором каждый разъединитель (12а, 12b) имеет нижний конец, установленный на соответствующем размыкателе (10а, 11А) цепи и поддерживаемый этим размыкателем.

4. Отключающий узел по одному из пп. 1-3, в котором стойка включает центральный элемент (2а), отходящий практически в вертикальном направлении от опорного основания (5а), разъединитель (12а, 13а) имеет нижний конец, смещенный в боковом направлении от центрального элемента (2а) стойки, а средства управления разъединителя (12а, 13а) содержат удлиненный элемент (36, 37) для передачи движения, проходящий между указанным нижним концом и центральным элементом (2а) стойки и расположенный с наклоном относительно указанного вертикального направления.

5. Отключающий узел по п. 4, в котором указанный элемент для передачи движения выполнен в виде изолятора (36, 37).

6. Отключающий узел по п. 4 или 5, в котором указанный элемент для передачи движения может выполнять по меньшей мере линейное перемещение в своем продольном направлении и поворот относительно этого направления.

7. Отключающий узел по любому из пп. 4-6, в котором указанный элемент для передачи движения является трубчатым и содержит по меньшей мере одно оптическое волокно для передачи сигналов.

8. Отключающий узел по любому из пп. 1-7, в котором опорное основание включает практически горизонтальную опорную плиту (5), имеющую средства (48, 49) регулировки углового положения опорной плиты (5) относительно горизонтальной плоскости и регулировки вертикального положения этой плиты.

9. Отключающий узел по любому из пп. 1-8, в котором стойка включает средства (60, 61) для прикрепления к средствам подъема отключающего устройства.

10. Отключающий узел по любому из пп. 1-9, содержащий разъединители пантографного типа.

11. Отключающий узел по любому из пп. 1-10, в котором каждый разъединитель (12, 13) имеет нижний конец, соединенный с остальной частью узла с возможностью поворота, и верхний конец для примыкания к соответствующей высоковольтной линии, при этом соединительная линия, проходящая между указанными концами по меньшей мере одного из разъединителей при его контакте с высоковольтной линией, составляет с горизонтальной плоскостью угол, равный, как правило, 90^o.

12. Отключающий узел по любому из пп. 1-10, в котором каждый разъединитель (12b, 13b, 12с) имеет нижний конец, соединенный с остальной частью узла с возможностью поворота, и верхний конец для примыкания к соответствующей высоковольтной линии, при этом соединительная линия, проведенная между указанными концами по меньшей мере одного из разъединителей (12b, 12с) при его контакте с высоковольтной линией, составляет с горизонтальной плоскостью угол (,), меньший 90^o.

13. Отключающий узел по любому из пп. 1-12, в котором каждый из разъединителей соединен с одним из размыкателей цепи, размыкатель цепи имеет осесимметричный корпус, а разъединитель выполнен с возможностью перемещения при своем маневрировании в одной плоскости, причем по меньшей мере для одного разъединителя указанная плоскость образует угол, практически равный 90^o, с продольной осью размыкателя цепи.

14. Отключающий узел по любому из пп. 1-12, в котором каждый из разъединителей соединен с одним из размыкателей цепи, размыкатель цепи имеет осесимметричный корпус, а разъединитель выполнен с возможностью перемещения при своем маневрировании в одной плоскости, причем по меньшей мере для одного (13d) разъединителя указанная плоскость образует угол , меньший, чем 90^o, с продольной осью размыкателя цепи.

15. Отключающий узел по любому из пп. 1-13, содержащий оптическое устройство (17) для измерения тока.

16. Отключающий узел по любому из пп. 1-15, в котором по меньшей мере один разъединитель (13) электрически соединен с одним размыкателем (11) цепи только в токовой цепи, в которой находится устройство (17) для измерения тока.

17. Отключающий узел по любому из пп. 1-16, выполненный симметричным относительно по меньшей мере каждой из двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостей, проходящих через опорное основание (5).

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к отключающему узлу для высоковольтных воздушных линий типа описанного в ограничительной части пункта 1 формулы.

Отключающие узлы, как правило, имеют конструкцию, в которой на одной стойке установлен либо размыкатель цепи, либо разъединитель цепи, каждый из которых снабжен опорным изолятором. Такая стойка с соответствующими средствами управления имеет, как правило, простую и дешевую конструкцию. Однако в этом случае, когда для выполнения каждой из функций отключающего узла используется отдельная стойка, увеличивается общая площадь, необходимая для размещения коммутационного оборудования в целом, что является недостатком в условиях высоких цен на землю, ограниченности пространства и сложности подготовки установочной площадки. Кроме того, материальные затраты на выполнение фундамента и сборочных работ также весьма велики.

Согласно FR 2662568 размыкатель цепи и разъединитель цепи устанавливают на общей раме, как показано на фиг. 4 этого документа. Однако по ряду причин эта известная конструкция не обеспечивает заметного уменьшения необходимого установочного пространства. Например, размыкатели и разъединители размещены не так, как это было бы выгодным с точки зрения экономии пространства. Кроме того, для такой конструкции нужна стойка с несколькими широко разнесенными местами анкерного крепления. Большая площадь фундамента, необходимая для такой стойки, затрудняет компактную компоновку коммутационного оборудования, особенно если нужно сохранить доступ между рядами стоек для обслуживающих транспортных средств и т. п. Поскольку для стойки, описанной в указанной публикации, требуется несколько точек анкерования, ее использование не приводит к заметному снижению стоимости фундамента. Можно также предположить, что сооружение такой стойки окажется сложным, что повлечет за собой большие затраты на выполнение сборочных работ. Соответствующие конструкции известны также из US-A 4541033 и DE-C 693808, однако и они имеют аналогичные недостатки в отношении установочного пространства.

Целью настоящего изобретения является создание отключающего узла для высоковольтных воздушных линий, для которого требуется меньше установочного пространства и меньше материальных затрат на выполнение сборочных работ. Это позволяет создать экономичное и занимающее меньшую площадь коммутационное оборудование.

Указанная цель достигается тем, что в отключающем узле для высоковольтных воздушных линий, содержащем по меньшей мере один размыкатель цепи, снабженный средствами управления и имеющий практически горизонтальное направление размыкания, по меньшей мере один разъединитель цепи, снабженный средствами управления, и стойку, на которой установлены размыкатель цепи и разъединитель цепи, согласно изобретению стойка имеет только одно опорное основание, имеющее длину, меньшую чем горизонтальный размер отключающего узла в направлении размыкания.

Под направлением размыкания следует понимать направление движения подвижной части размыкателя при осуществлении им размыкания.

Поскольку размыкатель цепи и разъединитель цепи установлены на одной стойке, имеющей одно опорное основание, то по сравнению с известной практикой количество стоек, необходимых для единого коммутационного оборудования, может быть уменьшено до минимума, при этом сам отключающий узел с такой стойкой проще с точки зрения его сооружения и позволяет сэкономить установочное пространство.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения отключающий узел содержит дополнительно по меньшей мере одно устройство для измерения тока и один заземляющий выключатель, установленные на стойке. Это также способствует компактности конструкции.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения каждый разъединитель имеет нижний конец, установленный на соответствующем размыкателе цепи и поддерживаемый этим размыкателем. Это исключает необходимость в отдельных опорных изоляторах и элементах стойки для разъединителей, что дополнительно обеспечивает компактность отключающего узла.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения стойка включает центральный элемент, отходящий практически в вертикальном направлении от анкерного основания, разъединитель имеет нижний конец, смещенный в боковом направлении от центрального элемента стойки, а средства управления разъединителя содержат удлиненный элемент для передачи движения, проходящий между указанным нижним концом и центральным элементом стойки и расположенный с наклоном относительно указанного вертикального направления.

Указанный элемент для передачи движения может быть выполнен в виде изолятора.

Указанный элемент для передачи движения может выполнять по меньшей мере линейное перемещение в своем продольном направлении и поворот относительно этого направления.

Указанный элемент для передачи движения может являться трубчатым и содержать по меньшей мере одно оптическое волокно для передачи сигналов.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения опорное основание включает практически горизонтальную опорную плиту, имеющую средства регулировки углового положения опорной плиты относительно горизонтальной плоскости и регулировки вертикального положения этой плиты. Это позволяет легко выравнивать отключающий узел относительно высоковольтных воздушных линий.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения стойка включает средства для прикрепления к средствам подъема отключающего устройства.

Разъединители могут быть пантографного типа и могут находиться в заданных угловых положениях относительно остальных частей отключающего узла, чем достигается высокая гибкость конфигурации коммутационного оборудования.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения каждый разъединитель имеет нижний конец, соединенный с остальной частью узла с возможностью поворота, и верхний конец для примыкания к соответствующей высоковольтной линии, при этом соединительная линия, проходящая между указанными концами по меньшей мере одного из разъединителей при его контакте с высоковольтной линией, составляет с горизонтальной плоскостью угол, равный, как правило, 90^o.

Согласно другому варианту выполнения изобретения каждый разъединитель имеет нижний конец, соединенный с остальной частью узла с возможностью поворота, и верхний конец для примыкания к соответствующей высоковольтной линии, при этом соединительная линия, проведенная между указанными концами по меньшей мере одного из разъединителей при его контакте с высоковольтной линией, составляет с горизонтальной плоскостью угол , , меньший 90^o.

Согласно следующему варианту осуществления изобретения каждый из разъединителей соединен с одним из размыкателей цепи, размыкатель цепи имеет осесимметричный корпус, а разъединитель выполнен с возможностью перемещения при своем маневрировании в одной плоскости, причем по меньшей мере для одного разъединителя указанная плоскость образует угол, практически равный 90^o, с продольной осью размыкателя цепи.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения каждый из разъединителей соединен с одним из размыкателей цепи, размыкатель цепи имеет осесимметричный корпус, а разъединитель выполнен с возможностью перемещения при своем маневрировании в одной плоскости, причем по меньшей мере для одного разъединителя указанная плоскость образует угол , меньший, чем 90^o, с продольной осью размыкателя цепи.

Целесообразно, чтобы отключающий узел содержал оптическое устройство для измерения тока.

Также целесообразно, чтобы по меньшей мере один разъединитель был электрически соединен с одним размыкателем цепи только в токовой цепи, в которой находится устройство для измерения тока.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения отключающий узел выполнен симметричным относительно по меньшей мере каждой из двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостей, проходящих через опорное основание.

Далее изобретение будет описано более подробно на примере предпочтительных вариантов его выполнения со ссылками на сопровождающие схематичные чертежи, на которых

фиг. 1 показывает вид сбоку первого варианта выполнения предлагаемого отключающего узла,

фиг. 2 показывает вид сбоку второго варианта выполнения предлагаемого отключающего узла,

фиг. 3 показывает вид сбоку третьего варианта выполнения предлагаемого отключающего узла,

фиг. 4 показывает вид спереди отключающего узла, показанного на фиг. 3,

фиг. 5 показывает вид спереди отключающего узла, подобный фиг. 4, но относящийся к четвертому варианту его выполнения,

фиг. 6 схематично показывает пятый вариант выполнения предлагаемого отключающего узла, вид сверху,

фиг. 7 показывает основание, на котором установлена стойка отключающего узла,

фиг. 8 подробно показывает часть основания, изображенного на фиг. 7,

фиг. 9 показывает вид сбоку, иллюстрирующий соединение размыкателя цепи и разъединителя в одном из вариантов выполнения предлагаемого отключающего узла и

фиг. 10 показывает разрез по линии X-X на фиг. 9.

Изобретение схематично иллюстрируется на чертежах, при этом для упрощения чертежей элементы, не имеющие отношения к изобретению, не показаны.

На фиг. 1 показан отключающий узел, имеющий стойку 1, которая включает центральный элемент 2 и два наклонных элемента 3 и 4. Эти элементы стойки являются обычными стальными решетчатыми конструкциями, идущими от нижнего конца центрального элемента стойки к опорному основанию 5 в виде фундаментной плиты, анкерованной к грунтовому основанию 6. Верхняя часть стойки 1 включает опорные изоляторы, а именно центральный опорный изолятор 7, соединенный с центральным элементом 2 стойки, и два опорных изолятора 8 и 9, расположенных по обеим сторонам от центрального опорного изолятора 7 и соединенных с соответствующими наклонными элементами 3 и 4 стойки. На центральном опорном изоляторе 7 на Т-образной опоре установлен двухэлементный размыкатель цепи, имеющий два размыкающих элемента 10 и 11. На наружном конце каждого элемента 10, 11 размыкателя установлен соответствующий разъединитель 12 и 13 цепи, поддерживаемый боковыми опорными изоляторами 8 и 9. Разъединители 12, 13, представляющие собой разъединители пантографного типа, показаны в соединенном положении, в котором они имеют контакт с соответствующими изолированными проводами высоковольтной линии. Опорные изоляторы обычно изготавливают из фарфора или полимерного материала. Разъединитель 12, показанный на фиг. 1 слева, электрически соединен посредством проводника 16 с соответствующим элементом 10 размыкателя цепи, а в соответствующем проводнике (на чертеже не показан), идущем к правому разъединителю цепи, установлен измеритель 17 тока. С каждым из разъединителей 12, 13 соединен соответствующий заземляющий выключатель 18, 19.

Отключающий узел содержит средства управления и средства передачи электрических сигналов, причем средства управления, взаимодействующие с элементами 10 и 11 размыкателя цепи, расположены внутри центрального опорного изолятора 7 и проходят вниз к блоку 20 маневрирования размыкателя цепи, закрепленному на центральном элементе 2 стойки 1. Средства управления каждого разъединителя 12, 13 содержат соответствующий управляющий выключатель 21 и 22, соединенный с блоком маневрирования соответствующего разъединителя через подвижные изоляторы (не показаны), и рычаги 23, 24, проходящие параллельно соответствующим опорным изоляторам 8, 9. Маневрирование разъединителя осуществляется путем поворота его нижнего конца (подвижного конца) вокруг геометрической линии, проходящей в продольном по отношению к размыкателю направлении так, что разъединитель поворачивается в плоскости, перпендикулярной к плоскости чертежа, и сгибается в своих поворотных точках 27 и 28 соответственно, что приводит к размыканию контакта между верхним концом разъединителя (контактным концом) и соответствующим проводом 14 и 15 линии.

Измеритель 17 тока предпочтительно является оптическим измерителем. Средство 29 передачи сигнала, содержащее оптические волокна, проходит к нижней части стойки 1. Управление заземляющим выключателем 18, 19 производится от заземляющих блоков 30 и 31 через соответствующие средства 32, 33 и 34, 35 передачи движения.

Стойка 1 снабжена подъемными приспособлениями 60, 61, позволяющими осуществлять ее подъем. На фиг. 1 эти приспособления выполнены в виде элементов, образованных полыми стержнями, имеющими размеры и взаимное расположение, соответствующие вильчатому захвату автопогрузчика. В другом варианте выполнения подъемные приспособления могут иметь конструкцию, специально предназначенную для взаимодействия со вспомогательной тележкой, служащей для этой цели.

На фиг. 1 хорошо видно, что в плоскости чертежа отключающий узел в целом симметричен относительно вертикальной линии, проведенной через фундаментную плиту 5 и центральный элемент 2 стойки 1. Кроме того, отключающий узел практически симметричен относительно плоскости чертежа. Таким образом, центр тяжести узла расположен посредине над фундаментной плитой 5, что обеспечивает оптимальную устойчивость узла и облегчает его подъем и транспортировку.

На фиг. 2 показан другой вариант выполнения изобретения, основное отличие которого от варианта, показанного на фиг. 1, заключается в том, что каждый разъединитель 12a, 13a поддерживается соответствующим размыкающим элементом 10a, 11a, а также их центральным опорным изолятором 7a и центральным элементом 2a стойки 1. Этот вариант является следующим усовершенствованием в направлении достижения максимальной компактности отключающего узла. С этой целью из узла исключены боковые элементы 3, 4 стойки 1 и опорные изоляторы 8, 9 для поддерживания разъединителей, показанные на фиг. 1 в первом варианте выполнения изобретения. Маневрирование разъединителей 12a, 13a осуществляется с помощью подвижных изоляторов 36, 37, проходящих наклонно вниз от соответствующих разъединителей к центральному элементу 2a стойки. В изоляторах 36, 37 расположены средства передачи движения, соединенные с соответствующими блоками 40, 41 маневрирования разъединителей через проводящие рычаги 38, 39. В подвижном изоляторе находятся также оптические волокна для передачи сигналов от измерителей тока. Управление заземляющими выключателями 42, 43 производится от блоков 46, 47 через указанные рычаги 44, 45. Таким образом, все необходимые для работы отключающего узла управляющие блоки и блоки приема сигналов сосредоточены на центральном элементе 2a стойки.

На фиг. 3 показан вариант выполнения отключающего узла, имеющий небольшие отличия от варианта согласно фиг. 2, при этом некоторые элементы не показаны. В отличие от фиг. 2, здесь разъединитель 12b расположен под углом к горизонтальной плоскости, в то время как в ранее описанных вариантах выполнения узла он был перпендикулярен к этой плоскости. Разъединитель 12b изображен в двух положениях: в сложенном, разъединенном положении - сплошными линиями, и в развернутом положении - пунктирными линиями. На фиг. 3 угол лежит в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось элементов 10b, 11b размыкателя, т. е. в плоскости чертежа. В другом возможном варианте выполнения узла этот угол может лежать в плоскости, перпендикулярной к плоскости чертежа. На фиг. 4 показан вид сбоку отключающего узла, изображенного на фиг. 3. Разъединитель 13b находится в развернутом положении, в контакте с высоковольтной линией, а разъединитель 12b - в сложенном, разъединенном положении.

На фиг. 5 показан еще один вариант выполнения изобретения, в котором разъединитель 12b расположен под углом в плоскости, перпендикулярной к той плоскости, в которой он наклонен на фиг. 3. В другом модифицированном варианте выполнения узла разъединитель может иметь наклон в обеих указанных плоскостях, т. е. иметь наклон под углами и , отличными от 90^o.

Все указанные угловые положения, в которые может быть установлен разъединитель, допускают его маневрирование в направлении, лежащем в плоскости, перпендикулярной к плоскости чертежа на фиг. 3. В модифицированном варианте выполнения изобретения направление перемещения может лежать в плоскости, расположенной под углом , отличным от 90^o, к плоскости чертежа на фиг. 3. Этот вариант схематично показан на фиг. 6, изображающей размыкатель цепи на виде сверху, а разъединитель 13d - в сложенном положении, в котором видна только одна его часть. Плоскость перемещения разъединителя расположена под углом к линии, проходящей через центр размыкателя цепи.

На фиг. 7 подробно показана фундаментная плита 5 опорного основания 6. Эта плита прочно закреплена на опорном основании с помощью нескольких шпилек 48, заформованных в нем и обеспечивающих возможность регулировки положения плиты 5 по вертикали и по углу ее наклона. Из фиг. 8 видно, как достигается такая регулировка. Вертикальное положение опорной плиты регулируется путем ввинчивания в нее или вывинчивания из нее втулки 49 с наружной резьбой, после чего опорную плиту фиксируют в заданном положении путем затягивания гайки 50.

На фиг. 9 и 10 показано более подробно соединение между разъединителем и связанным с ним размыкающим элементом 10a в варианте выполнения изобретения, в котором разъединитель установлен на размыкателе. К концевому зажиму 52 размыкающего элемента 10a с помощью соединения 54 жестко присоединена токопроводящая шина 53, которая также прочно прикреплена к управляющему выключателю 21 разъединителя через изолирующую прокладку 56 и электрически соединена с одним концом измерителя 17 тока. Другой конец измерителя тока электрически соединен с второй токопроводящей шиной 55, соединенной с управляющим выключателем 21 разъединителя и самим разъединителем. Таким образом, токопроводящие шины 53, 55 выполняют двойную функцию, а именно подводят ток к размыкателю и разъединителю через измеритель тока, а также служат опорными элементами для разъединителя и измерителя тока.