Вакуумные выключатели 6-10кВ

Для отключения выключателя на катушки электромагнитных приводов 8, 9 подают напряжение обратной полярности. При этом сила удержания электромагнитных приводов 8, 9 уменьшается. После того как сила удержания станет меньше сил со стороны пружин поджатия 20, 21, 22 и пружин отключения 23, 24, якоря 15 и 16 начинают перемещаться, а контакты в вакуумных дугогасительных камерах размыкаются.

Данный патент имеет следующие преимущества:

1. Высоковольтный выключатель с электромагнитным приводом, содержащий три полюса с вакуумными дугогасительными камерами, установленными на основании, электромагнитное приводное устройство, установленное на том же основании на обратной стороне, причем его подвижная часть соединена с изоляционными тягами вакуумных дугогасительных камер общей тягой, расположенной в плоскости, перпендикулярной осям изоляционных тяг и электромагнитного приводного устройства, отличающийся тем, что электромагнитное приводное устройство содержит два электромагнитных привода, установленных в один ряд с полюсами между средней и крайними изоляционными тягами.

2. Высоковольтный выключатель  с электромагнитным приводом  по п.1, отличающийся тем, что оси  изоляционных тяг и электромагнитных  приводов расположены в одной  плоскости.

3. Высоковольтный выключатель  с электромагнитным приводом  по п.2, отличающийся тем, что общая  тяга расположена в плоскости, проходящей через оси изоляционных  тяг и электромагнитных приводов.

4. Высоковольтный выключатель  с электромагнитным приводом  по п.1, отличающийся тем, что пружины  отключения одеты на штоки  крайних изоляционных тяг, а их  торцы упираются в основание  и общую тягу.

 

 

 

 

 

Вакуумный выключатель

Классификация по МПК: H01H33/666

Патент на изобретение №: 2249874

Автор: Чалый А.М., Червинский О.И.

Патентообладатель: ООО "Промышленная Группа ТЭЛ Таврида Электрик"

Дата публикации: 20 Декабря, 2004

Начало действия патента: 26 Марта, 2003

Изобретение относится к области электротехники. Вакуумный выключатель состоит из фазных модулей, установленных на металлическом основании, внутри которого расположены приводы с магнитной защелкой, синхронизирующий и блокировочный валы, блок контакты. Фазные модули состоят из опорных изоляторов с расположенными внутри вакуумными камерами, контактными терминалами и тяговыми изоляторами. Формы тягового изолятора и неподвижного изоляционного трубчатого фрагмента создают лабиринтный воздушный зазор между контактными терминалами и основанием, повышая электропрочность промежутка. Упругие проводящие спирали при работе выключателя перекатываются в кольцевом зазоре межу терминалом и втулкой подвижного контакта, создавая многоточечный контакт высокой проводимости. Технический результат – уменьшение габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров.

Изобретение решает задачу создания выключателя уменьшенных габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров.

Техническим результатом применения заявленного изобретения являются: уменьшение длины тягового изолятора, снижение сопротивления подвижного токопроводящего элемента, упрощение и удешевление магнитной системы привода, повышение токовых параметров выключателя за счет улучшения охлаждения контактных терминалов, снижение усилия ручного отключения, обеспечении дистанционной механической индикации главных контактов, подключения розеточных контактов и их упрощенного конструктива, облегчение задачи подключения блокировочных механизмов.

Сущность изобретения состоит в том, что вакуумный выключатель содержит основание, вакуумные камеры с контактами, контактные терминалы и токосъем, опорную и тяговую изоляцию, пофазные приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, содержащие статор, якорь и обмотку, и общий синхронизирующий вал, причем статор пофазного привода, обращенный к контактному терминалу подвижного контакта, покрыт неподвижной твердой изоляцией, которая выполнена с трубчатым фрагментом, а часть тяговой изоляции представляет собой изоляционный стакан, внутри которого соосно размещен указанный трубчатый фрагмент неподвижной твердой изоляции.

Предпочтительно в качестве подвижного токосъема использованы упругие проводящие спирали, установленные в зазоре между втулкой подвижного контакта и терминалом подвижного контакта с возможностью перекатывания между их поверхностями, как минимум одна из которых является зубчатой, и зубья ориентированы в направлении движения, причем между зубьями расположены по два витка упомянутых спиралей.

Кроме того, в частных случаях исполнения магнитные системы приводов представляют собой две чашки из магнитотвердого материала с расположенной внутри катушкой, причем одна чашка закреплена к основанию выключателя, а другая – к тяговому изолятору, контактные терминалы изготовлены из алюминиевого сплава экструзионным способом с последующей механической обработкой.

Одновременно выключатель снабжен генератором ручного отключения, представляющим собой замкнутую магнитную систему с возможностью механического размыкания ее, включающую постоянный магнит и катушку, электрически соединенную с катушками приводов выключателя, а кнопка ручного отключения жестко соединена с якорем магнитной системы указанного генератора так, что направление оперирования соответствует направлению размыкания его магнитной системы, а также снабжен выносным индикатором состояния выключателя, связанным с механизмом синхронизирующего вала выключателя посредством гибкой связи в виде тросика в оболочке, снабжен розеточными контактами с сепараторами из алюминиевого сплава, изготовленными методом экструзии, и снабжен блокировочным валом с кулачком механического размыкания и блокирования привода в отключенном положении и рычагом электрической блокировки.

Данный патент имеет следующие преимущества:

1) В заявленном выключателе тяговая изоляция реализована так, что детали, находящиеся под разным потенциалом, покрыты изоляцией. При этом тяговый изолятор и неподвижный изоляционный трубчатый фрагмент реализуют лабиринтный воздушный зазор между высоким потенциалом и землей таким образом, что путь пробоя по воздуху имеет участки, направленные встречно действию электрического поля, что существенно увеличивает электрическую прочность

2)Спиральные токопроводящие элементы, перекатывающиеся при работе выключателя между подвижной и неподвижной поверхностями, создают постоянный многоточечный контакт, так как каждый полувиток является отдельным проводником, что позволяет достичь низких значений переходного сопротивления.

3)Магнитная система приводов, состоящая из двух чашеобразных деталей из магнитотвердого материала, позволяет реализовывать простой и надежный привод с магнитной защелкой.

4)Изготовление контактных терминалов методом экструзии с последующим отрезанием от профиля фрагментов необходимой длины значительно снижает стоимость конечного изделия по сравнению с другими способами получения деталей, например литья.

5)Применение генератора ручного отключения облегчает проектирование распред. устройств, так как генератор механически не связан с выключателем и может быть установлен в любом удобном месте, как и выносной индикатор положения главных контактов.

На Рисунке 2 изображен общий вид выключателя, на рисунке 2 – осевой разрез модуля одной из фаз во включенном и в отключенном положении выключателя;

Рисунок 1 – Общий вид выключателя.

 

Рисунок 2 – Осевые разрезы модуля одной из фаз выключателя во включенном и в отключенном положении.

Выключатель состоит из фазных модулей, установленных на металлическом основании 1, внутри которого расположены приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, состоящие из статора 2, якоря 3 и катушки 4, а также пружина отключения 5, синхронизирующий и блокировочный валы 6, 7, соответственно, блок контактов. На конце блокировочного вала 7 расположен кулачок 8. Фазные модули состоят из опорных изоляторов 9 с расположенными внутри вакуумными камерами 10, залитыми в силиконовую резину, контактными терминалами 11, 12, пружиной 13 поджатия и тяговыми изоляторами 14.

Статор привода 2, обращенный к контактному терминалу 11, покрыт твердой изоляцией 15. Спиральные токопроводящие элементы 17 расположены в зазоре между контактным терминалом 11 и втулкой 18 подвижного контакта. Индикатор 19 положения контактов выключателя (“Вкл.” или “Откл.”) соединен с синхронизирующим валом 6 посредством тросика в оболочке

Устройство работает следующим образом. При подаче импульса тока на катушки приводов 4 происходит замыкание статора 2 и якоря 3, сопровождающееся сжатием пружин отключения 5 и поджатия 13 и собственно замыкание контактов вакуумных камер 10. Статор 2 и якорь 3 могут оставаться в замкнутом положении сколь угодно долго, так как они изготовлены из магнитотвердого материала и в них имеется остаточный магнитный поток. При подаче на катушки 4 импульса тока обратной последовательности происходит “сброс” привода с магнитной защелки и под действием пружин 5 и 13 привод возвращается в положение, изображенное на рисунке 3, контакты вакуумных камер 10 размыкаются. В процессе оперирования приводов синхронизирующий вал поворачивается на определенный угол, перемещая индикатор 19 из одного положения в другое. Кроме того, поворот вала вызывает срабатывание блок контактов (на рисунке не показаны). При перемещении подвижных контактов вакуумных камер 10 и втулок 18 происходит перекатывание спиральных токопроводящих элементов 17 между элементами 18 и 11, обеспечивая постоянный контакт между ними. На фиг.3 стрелками показаны усилия контактных нажатий витков упругих спиральных токопроводящих элементов в случаях одной (а) или двух (б) зубчатых поверхностей.

Принцип лабиринтной изоляции показан на рисунке 2, где стрелками обозначен возможный путь пробоя по воздуху между терминалом 11 и деталями, находящимися под потенциалом земли.

Ручное отключение может быть произведено механическим размыканием статора 2 и якоря 3 поворотом блокировочного вала 7, который своим кулачком 8 отрывает якорь 3 от статора 2. Поворот блокировочного вала 7 производится на 90° и его конструкция реализована таким образом, что он может находиться только в одном из двух стабильных положений. Перещелкивание блокировочного вала 7 из положения на рисунке 2 в положение на рисунке 3 сопровождается размыканием цепей приводов (электрическая блокировка не показана), механическим размыканием приводов, если они были замкнуты, механическим блокированием приводов от включения, на случай выхода из строя электрической блокировки.

Данный патент имеет следующие преимущества:

1) В заявленном выключателе тяговая изоляция реализована так, что детали, находящиеся под разным потенциалом, покрыты изоляцией. При этом тяговый изолятор и неподвижный изоляционный трубчатый фрагмент реализуют лабиринтный воздушный зазор между высоким потенциалом и землей таким образом, что путь пробоя по воздуху имеет участки, направленные встречно действию электрического поля, что существенно увеличивает электрическую прочность

2)Спиральные токопроводящие элементы, перекатывающиеся при работе выключателя между подвижной и неподвижной поверхностями, создают постоянный многоточечный контакт, так как каждый полувиток является отдельным проводником, что позволяет достичь низких значений переходного сопротивления.

3)Магнитная система приводов, состоящая из двух чашеобразных деталей из магнитотвердого материала, позволяет реализовывать простой и надежный привод с магнитной защелкой.

4)Изготовление контактных терминалов методом экструзии с последующим отрезанием от профиля фрагментов необходимой длины значительно снижает стоимость конечного изделия по сравнению с другими способами получения деталей, например литья.

5)Применение  генератора ручного отключения  облегчает проектирование распред. устройств, так как генератор механически не связан с выключателем и может быть установлен в любом удобном месте, как и выносной индикатор положения главных контактов.

6) Экструзионный метод изготовления деталей 11, 12, 26 сложной пространственной формы позволяет значительно снизить стоимость заявленного выключателя. Контактные терминалы 11 и 12 являются также радиаторами естественного конвекционного охлаждения выключателя, что позволяет повысить предел номинального тока.

7) Многоконтактный спиральный токосъем 17 позволяет получить низкие значения переходного сопротивления, недостижимые для других конструкций подобных габаритов.

8) Применение блокировочного вала позволяет проектировать простые и надежные системы блокировки для любого типа комплектных распределительных устройств.

Таким образом, в результате изобретения создан выключатель уменьшенных габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров.

1. Вакуумный выключатель, содержащий основание, вакуумные камеры с контактами, контактные терминалы и токосъем, опорную и тяговую изоляцию, пофазные приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, содержащие статор, якорь и обмотку, и общий синхронизирующий вал, отличающийся тем, что статор пофазного привода, обращенный к контактному терминалу подвижного контакта, покрыт неподвижной твердой изоляцией, которая выполнена с трубчатым фрагментом, а часть тяговой изоляции представляет собой изоляционный стакан, внутри которого соосно размещен указанный трубчатый фрагмент неподвижной твердой изоляции.

2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве подвижного токосъема использованы упругие проводящие спирали, установленные в зазоре между втулкой подвижного контакта и терминалом подвижного контакта с возможностью перекатывания между их поверхностями, как минимум одна из которых является зубчатой, и зубья ориентированы в направлении движения, причем между зубьями расположены по два витка упомянутых спиралей.

3. Выключатель по любому  из пп.1, 2, отличающийся тем, что  магнитные системы приводов представляют  собой две чашки из магнитотвердого  материала с расположенной внутри  катушкой, причем одна чашка закреплена к основанию выключателя, а другая – к тяговому изолятору.