механизм включения-выключения высоковольтного выключателя

Формула изобретения

Механизм включения и выключения высоковольтного выключателя, содержащего энергоноситель, систему взведения, рычажный механизм с шарнирно-рычажным кинематическим звеном, в котором система взведения включает механический с использованием зубчатого колеса и электромагнитный взводы, а в рычажном механизме изоляционная тяга, соединенная с подвижным контактом, посредством коленчатого вала связана, по крайней мере, с тремя пружинами отключения и включения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приводам высоковольтных выключателей, и может найти применение в электрических цепях для дистанционного управления приводами.

Известен выключатель высокого напряжения, в котором для обеспечения надежного включения при исчезновении питания на включающем электромагнитном приводе механизм выключателя соединен с механизмом привода с помощью дополнительных пружин, концы которых шарнирно соединены с устройством их натяжения, закрепленным с пружинами с одной стороны и расположенным параллельно им (авт. свид. № СССР 43555, кл. Н 01 H 31|02, 1974).

Недостатком данного устройства является наличие большого количества стыковых соединений пружин с подвесками и рычагом и длительность процесса включения при довольно больших физических нагрузках.

Известен высоковольтный трехполюсный вакуумный выключатель, содержащий рычаги управления подвижными контактами камер и удерживающую защелку, фиксирующую выключатель во включенном положении и снабженную электромагнитом отключения, и привод, связанный с удерживающей защелкой с электромагнитом отключения, и кинематически соединенный посредством системы рычагов и тяг с дополнительной защелкой, связанной с рычагом управления одного из двух других полюсов, а рычаг управления контактом третьего полюса присоединен посредством силового элемента к рычагу одного их двух предыдущих полюсов (авт. свид. СССР №1746420, кл. Н 01 Н 33/66, 1992).

Недостатком данного выключателя является отсутствие механизма свободного расцепления в приводе выключателя, что приводит к высокой инерционности деталей и узлов, связанных с подвижным контактом вакуумной камеры и в результате является причиной снижения скорости движения подвижного контакта при включении и отключении выключателя; достижение необходимых значений скорости движения подвижных контактов может быть обеспечено только за счет увеличения работы электромагнитного привода и усилий отключающей пружины, что отрицательно сказывается на механическом ресурсе выключателя.

Известен высоковольтный вакуумный трехполюсный выключатель с неодновременным размыканием контактов полюсов, содержащий рычаги управления подвижными контактами камер, узел фиксации, удерживающий выключатель во включенном положении, а привод, узел фиксации выполнен в виде двух соосно расположенных и идентичных друг к другу фиксаторов, механически не связанных с приводом, содержащих механизм свободного расцепления. Каждый фиксатор представляет собой втулку с размещенным внутри нее подпружиненным элементом, имеющим форму тела вращения, отделенным от оси тяги зазором, величина которого выбрана в зависимости от величины времени задержки. Концы оси тяги установлены в пазах рычага с возможностью возвратно-поступательного перемещения и контактирования с подпружиненным элементом в процессе движения тяги (RU пат. 2079918, кл. НОН 33/66, 1997).

Данная конструкция сложна в сборке и изготовлении, а наличие фиксаторов с расположенным внутри подпружиненным элементом и отделенным от оси тяги зазором требует постоянной регулировки этого зазора в зависимости от времени задержки включения. Кроме того, данная конструкция выключателя не позволяет осуществлять одновременное размыкание полюсов.

Известен механизм включения-выключения высоковольтного вакуумного выключателя, содержащий энергоноситель, рычажный механизм, включающий рычаг, тягу, кинематическое звено, проходящее через "мертвую точку", состоящее из первого и второго элементов, механизм расцепления с рычагом расцепления и защелкой (авт. свид. № 1552250, кл. Н 01 Н 33/66, 1990).

Это устройство довольно сложно по конструкции.

Известен вакуумный выключатель, содержащий включающий и отключающий электромагниты, включающую, отключающую и контактную пружины, установленные на рычагах, корпус с неподвижным и подвижным контактами, контактную ось и механизм свободного расцепления, причем отключающая пружина и контактная ось расположены на одном рычаге, а подвижный контакт рычага с контактной пружиной связан с рычагом контактной оси, отличающийся тем, что механизм свободного расцепления расположен непосредственно между рычагом с включающей пружиной и рычагом контактной оси (RU пат. № 2081468. кл. Н 01 Н 33/66, 1997).

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является механизм включения-выключения высоковольтного вакуумного выключателя, содержащий энергоноситель, рычажный механизм, включающий рычаг, тягу кинематическое звено, проходящее через "мертвую точку" и состоящее из первого и второго элементов, механизм расцепления с рычагом расцепления и защелкой, при этом звено, проходящее через "мертвую точку", своим общим шарниром соединено тягой с рычагом, а другие концы элементов этого звена шарнирно соединены первый с рычагом на выходном валу, второй с рычагом расцепления, на одной оси с которым установлен кулачок, взаимодействующий с защелкой, а та, в свою очередь, с запорным рычагом.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы механизма включения-выключения высоковольтного вакуумного выключателя, обеспечения высоких скоростей включения и отключения, упрощения и удешевления конструкции.

Для достижения указанного технического результата в механизме включения и выключения высоковольтного выключателя, содержащего энергоноситель, систему взведения, рычажный механизм с шарнирно-рычажным кинематическим звеном, система взведения включает механический с использованием зубчатого колеса и электромагнитный взводы, а в рычажном механизме изоляционная тяга, соединенная с подвижным контактом, посредством коленчатого вала связана, по крайней мере, с тремя пружинами отключения и включения.

Отличительными признаками предлагаемого механизма включения и выключения высоковольтного выключателя является совмещение в блоке взвода механического и электромагнитного привода, а в рычажном механизме наличие коленчатого вала, посредством которого группа пружин связана с изоляционной тягой, соединенной с подвижным контактом.

В основу принципа работы механизма выключателя положена передача энергии группы пружин растяжения посредством коленчатого вала изоляционным тягам (рычагам), соединенным с подвижным контактом.

Наличие в блоке взведения зубчатого колеса в совокупности с взводной ручкой и двух подпружиненных упоров и электромагнита позволяет при отсутствии напряжения на трансформаторе собственных нужд произвести операцию взведения включения и отключения в ручном режиме.

Предлагаемый механизм включения - выключения высоковольтных выключателей иллюстрируется чертежами, представленными фиг.1-5.

На фиг.1 показана схема взаимодействия коленчатого вала с рычажным механизмом включения - выключения, где 1 - камера дугогасительная вакуумная, 2 - тяга изоляционная, 3 - пружина отключения, 4 - вал коленчатый, 5 - пружина включения, 6 - колесо зубчатое, 7 - ручка взводная.

На фиг.2 показана схема блока взведения, где 4 - коленчатый вал, 6 - зубчатое колесо, 7 - взводная ручка, 9 - подпружиненные упоры, 10 - электромагнит взведения.

На фиг.3 показана схема механизма включения-выключения в статике, где 2 - изоляционная тяга, 3 - пружины отключения, 5 - пружины включения, 8 - кулак коленчатого вала, 11, 12 - подвижные контакты.

На фиг.4 показана схема подготовки механизма включения-выключения в стадии подготовке к включению, где 5 - группа пружин включения, 13 - упор коленчатого вала, 14 - защелка механизма включения.

На фиг.5 показана схема механизма включения-выключения в включенном состоянии, где 5 - пружины включения, 2 - изоляционная тяга, 11, 12 - подвижные контакты, 16 - система поджатия контактов, 8 - кулак коленчатого вала, 18 - кнопка включения.

Блок взведения (фиг.2) механизма включения - выключения высоковольтных выключателей содержит коленчатый вал - 4, зубчатое колесо - 6, взводную ручку - 7, подпружиненные упоры - 9, электромагнит - 10.

Рычажной механизм (фиг.3) включает изоляционную тягу - 2, кулак коленчатого вала - 8, группу пружин включения - 5, группу пружин отключения - 3, подвижные контакты 11, 12.

При подготовке к включению механизма включения - выключения поворотное усилие системой взводная ручка 7 - зубчатое колесо - 6 передается коленчатому валу - 4, при этом группа пружин включения - 5 растягивается. Коленчатый вал - 4 устанавливается на защелке включения - 14 (фиг.4).

Включение осуществляется далее следующим образом. Получив команду на включение, нажатием кнопки включения 18 (фиг.5) упор коленчатого вала 13 освобождается от защелки 14 механизма включения, при этом коленчатый вал 4 под действием силы растянутых пружин включения 5 проворачивается до упора отключения 15, нажимая на изоляционные тяги 2. Под давлением кулаков коленчатого вала 8 замыкаются контакты 11, 12. Ход изоляционных тяг 2 превышает ход подвижного контакта 11, 12, что позволяет применить систему поджатия контактов 16, препятствующих дребезгу контактов внутри, например, дугогасительной вакуумной камеры.

При отключении высоковольтного выключателя при нажатии кнопки отключения 19 опускается упор отключения, освобождая коленчатый вал 4. Под действием группы пружин отключения 3 вал 4 снова принимает исходное положение, отпуская изоляционные тяги 2. Изоляционные тяги в этот момент под действием группы пружин отключения 3 размыкают контакты 11, 12.

При использовании предлагаемого механизма включения-выключения в составе КРУ предусмотрена блокировка от включения в промежуточном положении (между рабочим и нерабочим) выкатного элемента и возможного перемещения выключателя во включенном положении.

Предлагаемый механизм включения-выключения высоковольтных выключателей за счет применения группы пружин включения и отключения в количестве по крайней мере трех позволяет повысить надежность работы механизма, снижая растягивание усилия на одну пружину и сохраняя работоспособность механизма при выходе из строя одной из пружин в группе, добиться высоких скоростей включения и отключения.

Применение коленчатого вала позволяет синхронизировать работу рычагов привода, упрощает реализацию блокировок и индексации режимов работы, уменьшает габариты выключателя, удешевляет конструкцию, позволяет производить ремонт и настройку выключения в «полевых условиях» специалистами низкой квалификации с применением простейших инструментов.