УСТРОЙСТВО КОНТАКТНОГО УЗЛА ЛИНЕЙНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

Настоящая полезная модель относится к конструкции контактного узла, а именно - к устройству контактов линейного выключателя среднего напряжения, имеющему повышенное сопротивление к воздействию электрической дуги. Для целей настоящего применения термин "среднее напряжение" относится к использованию его в диапазоне напряжений от 1 до 52 кВ.
Линейный выключатель среднего напряжения хорошо известен в данной области техники и обычно содержит в каждой фазе контактный узел, имеющий фиксированный контакт и соответствующий подвижный контакт. Имеется дуговая камера с дугогасительными контактами, предназначенная для управления дуговым разрядом и минимизации дуговых эффектов, возникающих во время операций размыкания/замыкания линейного выключателя. Для минимизации дугового воздействия на контакты выключателя предлагались различные решения, эти решения направлены на совершенствование конструкции главных контактов и/или конструкции дуговой камеры с целью увеличения скорости операций размыкания/замыкания.
Тем не менее, и при современном состоянии техники конструкция контактного узла не является полностью удовлетворительной. Действительно, все еще имеет место эрозия контактов - обычно медных контактов с серебряным гальваническим покрытием - вследствие относительно длительного преддугового времени и/или расположения точки основания дуги в соответствии с токоведущими контактами. Это сокращает срок службы устройства и может оказывать отрицательные последствия на работу линейного выключателя.
Поэтому задачей настоящей полезной модели является создание устройства контактного узла линейного выключателя среднего напряжения, в котором вышеуказанные недостатки были бы устранены или, по крайней мере, уменьшены.
Более конкретно, задачей настоящей полезной модели является создание устройства контактного узла линейного выключателя среднего напряжения, в котором эрозия контактов была бы уменьшена.
В качестве дополнительной задачи настоящей полезной модели является создание устройства контактного узла линейного выключателя среднего напряжения, в котором преддуговое время было бы сокращено.
Дополнительной задачей настоящей полезной модели является создание устройства контактного узла линейного выключателя среднего напряжения, в котором горение дуги происходило бы далеко от главных контактов, тем самым предотвращая или значительно снижая эрозию контактов.
Еще одной задачей настоящей полезной модели является создание конструкции контактного узла линейного выключателя среднего напряжения с уменьшенной стоимостью его производства и установки.
Таким образом, настоящая полезная модель относится к устройству контактного узла линейного выключателя среднего напряжения, которое отличается тем, что содержит неподвижный контакт и узел подвижного контакта, оперативно соединяемый с упомянутым неподвижным контактом. В линейном выключателе по настоящей полезной модели узел подвижного контакта содержит первую и вторую по существу плоские контактные полоски, параллельные одна другой, причем упомянутые плоские контактные полоски установлены на оси опоры и имеют возможность поворотного соединения с упомянутым неподвижным контактом. Неподвижный контакт линейного выключателя настоящей полезной модели содержит контактный элемент, имеющий по существу плоское тело, имеющее первую и вторую контактные поверхности, определенные основанием, связанным с контактодержателем, а также первым, вторым, третьим и четвертым сегментами, причем первый сегмент по существу перпендикулярен третьему сегменту, первый и второй сегменты направлены в сторону узла подвижного контакта, второй сегмент соединяет первый сегмент с третьим сегментом и наклонен в сторону четвертого сегмента так, что длина l третьего сегмента короче, чем ширина L по существу плоского тела, измеренная в соответствии с соединительной точкой между первым и вторым сегментами.
Было показано, что благодаря особенной конструкции контактного узла, в частности, неподвижного контакта, преддуговое время значительно сокращено. Следовательно, значительно уменьшена и эрозия контактов.
В целях настоящей полезной модели ширина L плоского тела измеряется вдоль перпендикулярной линии, проведенной от соединительной точки между упомянутыми первым и вторым сегментами к четвертому сегменту.
Линейный выключатель среднего напряжения, содержащий описанное выше устройство контактного узла, также является частью настоящей полезной модели.
Дополнительные характеристики и преимущества настоящей полезной модели станут очевидными из описания предпочтительных, но не исключительных вариантов исполнения конструкции контактного узла линейного выключателя среднего напряжения в соответствии с настоящей полезной моделью, неограничивающие примеры которой представлены на сопроводительных чертежах, на которых:
фиг.1 представляет собой вид сбоку на первый вариант исполнения конструкции контактного узла линейного выключателя по настоящей полезной модели;
фиг.2 представляет собой вид спереди конструкции контактного узла линейного выключателя по фиг.1;
фиг.3 представляет собой иллюстративный вид первого варианта исполнения фиксированного контакта, используемого в конструкции контактного узла линейного выключателя по настоящей полезной модели;
фиг.4 представляет собой вид сбоку неподвижного контакта по фиг.3;
фиг.5 представляет собой вид спереди неподвижного контакта по фиг.3;
фиг.6 представляет собой иллюстративный вид второго варианта исполнения конструкции контактного узла линейного выключателя по настоящей полезной модели.
На приложенных иллюстрациях устройство контактного узла линейного выключателя среднего напряжения в соответствии с настоящей полезной моделью, обозначенное в целом ссылочной позицией 1, в общем, содержит неподвижный контакт 2 и узел 3 подвижного контакта, который может быть оперативно замкнут или разомкнут с неподвижным контактом 2.
Узел 3 подвижного контакта обычно содержит первую 31 и вторую 32 по существу плоские контактные полоски, которые установлены параллельно друг к другу на некотором расстоянии одна от другой. Плоские контактные полоски 31, 32 установлены на оси опоры (не показана) относительно точки поворота 35. Вращением вокруг точки поворота 35 плоские контактные полоски 31, 32 могут замыкаться или размыкаться с неподвижным контактом 2.
Неподвижный контакт 2 содержит контактный элемент, имеющий по существу плоское тело 20, имеющее первую 21 и вторую 22 контактные поверхности, которые в закрытом положении выключателя взаимодействуют с внутренними поверхностями плоских контактных полосок 31 и 32 на замыкание цепи.
По существу плоское тело 20 определяется основанием 23, которое электрически и механически связано с контактодержателем 24, а также первым 25, вторым 26, третьим 27 и четвертым 28 сегментами, так что имеет особенную форму.
Более подробно, по существу плоское тело 20 расположено таким образом, что первая 21 и вторая 22 контактные поверхности по существу параллельны контактным полоскам 31, 32 узла 3 подвижного контакта, при этом первый 25 и второй 26 сегменты направлены в сторону узла 3 подвижного контакта.
Что касается формы по существу плоского тела 20, то первый 25 сегмент по существу перпендикулярен третьему 27 сегменту, при этом второй 26 сегмент соединяет упомянутый первый 25 сегмент с упомянутым третьим сегментом 27 и наклонен в направлении упомянутого четвертого 28 сегмента так, что длина l третьего 27 сегмента короче, чем ширина L упомянутого по существу плоского тела 20, измеренная относительно соединительной точкой 29 между упомянутыми первым 25 и вторым 26 сегментами.
Другими словами, как показано на приложенных иллюстрациях, по крайней мере участок по существу плоского тела 20 неподвижного контакта 2, в частности, участок, направленный в сторону узла 3 подвижного контакта, обрезан.
Уже говорилось, что в целях настоящей полезной модели ширина L плоского тела 20 рассматривается в качестве расстояния между соединительной точкой 29 и четвертым 28 сегментом, измеренного вдоль линии, проведенной от соединительной точки 29 перпендикулярно четвертому 28 сегменту, как показано на фиг.4.
Благодаря особой форме плоского тела 20 на неподвижном контакте и его положению относительно узла 3 подвижного контакта, в частности, относительно по существу плоских контактных полосок 31 и 32, преддуговое время уменьшено, тем самым значительно минимизируя явление эрозии на неподвижном контакте.
В соответствии с предпочтительными вариантами исполнения контактного узла 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели длина l третьего 27 сегмента находится между 0,75L и 0,85L, более предпочтительно - между 0.77L и 0,83L.
Основание 23 по существу плоского тела 20 предпочтительно по существу параллельно третьему сегменту 27.
Было также показано, что характеристики контактного узла 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели могут быть дополнительно улучшены правильным выбором длины и наклона второго сегмента 26. В частности, в соответствии с предпочтительными вариантами исполнения настоящей полезной модели расстояние d между третьим сегментом 27 и соединительной точкой 29 между первым 25 и вторым 26 сегментами составляет предпочтительно между 0,30D и 0,40D, где D - длина по существу плоского тела 20, измеренная от основания 23 до третьего сегмента 27.
Более предпочтительно, расстояние d между упомянутым третьим сегментом 27 и соединительной точкой 29 между первым 25 и вторым 26 сегментами находится между 0,33D и 0,38D.
В целях настоящей полезной модели и как показано на фиг.4 и 5, расстояние d между упомянутым третьим сегментом 27 и соединительной точкой 29 рассматривается как расстояние между упомянутой соединительной точкой 29 и третьим сегментом 27, измеренное вдоль линии, проведенной из соединительной точки 29 перпендикулярно третьему сегменту 27.
В особенно предпочтительных вариантах исполнения настоящей полезной модели, показанных на приложенных иллюстрациях, первый 25 и четвертый 28 сегменты по существу параллельны друг другу и по существу перпендикулярны третьему сегменту 27. Таким образом, в соответствии с этими вариантами исполнения настоящей полезной модели по существу плоское тело 20 имеет по существу прямоугольную форму с углом, то есть один участок, направленный в сторону узла 3 подвижного контакта, обрезан. В этом случае длина D по существу плоского тела 20 по существу соответствует длине четвертого сегмента 28, притом, что ширина L плоского тела 20 по существу соответствует расстоянию между упомянутыми параллельными первым 25 и четвертым 28 сегментами по их перпендикулярной линии.
Углы между вторым 26 и третьим 27 сегментами и между упомянутым третьим 27 и четвертым 28 сегментами, предпочтительно, скруглены. В этом случае длина l третьего сегмента 27 рассматривается как расстояние между точками 81 и 82, то есть расстояние между точкой 81 пересечения продолжения четвертого 28 и третьего 27 сегментов и точкой 82 пересечения продолжения второго 26 и третьего 27 сегментов. На фиг.4 показано, как измеряется длина l в конкретном варианте исполнения настоящей полезной модели.
В соответствии с предпочтительными вариантами исполнения устройства контактного узла 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели кромки по существу плоского тела 20, определенные первым 25, вторым 26, третьим 27 и четвертым 28 сегментами, скруглены. Другими словами, упомянутые кромки, предпочтительно, не образованы плоскими поверхностями, перпендикулярно соединенными с контактными поверхностями 21 и 22, а имеют, по крайней мере, частично скругленный профиль.
В особенно предпочтительном варианте исполнения настоящей полезной модели длина l третьего сегмента 27 составляет от 0.77L до 0,83L, расстояние d между третьим 27 сегментом и соединительной точкой 29 между первым 25 и вторым 26 сегментами лежит между 0.33D и 0,38D, первый 25 и четвертый 28 сегменты по существу параллельны друг другу и по существу перпендикулярны третьему сегменту 27, углы между вторым 26 и третьим 27 сегментами, а также между третьим 27 и четвертым 28 сегментами скруглены, кромки по существу плоского тела 20, определенные первым 25, вторым 26, третьим 27 и четвертым 28 сегментами, также скруглены.
Конструкция контактного узла 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели включает в себя также дуговую камеру 5. Эта дуговая камера 5 содержит опорный элемент 51, который прикреплен к неподвижному контакту 2 и продолжается в направлении узла 3 подвижного контакта. С этой целью в плоском теле 20 неподвижного контакта 2 может быть выполнено отверстие, причем опорный элемент закреплен в этом отверстии крепежным средством (на иллюстрациях не показан), то есть винтовым средством. Возможны также другие схемы крепления.
Эта дуговая камера 5 дополнительно содержит множество пластинок 52, имеющих первый конец 53, оперативно соединенный с опорным элементом 51, и второй конец 54, который имеет по существу U-образную форму и определяет проход упомянутых первой 31 и второй 32 плоских контактных полосок узла 3 подвижного контакта. Как показано на фиг.2, конец U-образной формы может быть получен использованием двух по существу параллельных плеч 541 и 542, выступающих из тела пластины 52. Возможны также другие конфигурации дуговой камеры 5, которая сама по себе хорошо известна в данной области техники.
В соответствии с конкретным вариантом исполнения, показанным на фиг.6, контактный узел 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели включает в себя дуговой электрод 55, который расположен на опорном элементе 51 дуговой камеры 5. Этот дуговой электрод 55, предпочтительно, расположен в соответствии с соединительной точкой 29 между упомянутыми первым 25 и вторым 26 сегментами и выступает в направлении упомянутого узла 3 подвижного контакта таким образом, что он находится близко над первой 31 и второй 32 плоскими контактными полосками узла 3 подвижного контакта, когда полоски 31 и 32 расположены вблизи по существу плоского тела 20 неподвижного контакта 2.
Было показано, что использование дугового электрода 55 способствует повышению характеристик конструкции контактного узла 1 линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели. В частности, благодаря присутствию дугового электрода 55 зажигание дуги происходит не на неподвижном контакте 2, а на этом дуговом электроде 55. Следовательно, дуга горит далеко от неподвижного контакта, тем самым исключая или, по крайней мере, минимизируя проблемы эрозии контактов из-за дуги.
Из вышеприведенного описания видно, что контактный узел линейного выключателя среднего напряжения по настоящей полезной модели имеет ряд преимуществ по сравнению с линейными выключателями, оснащенными обычными контактными узлами. Например, благодаря особенной форме и положению неподвижного контакта преддуговое время значительно сокращено, тем самым уменьшено и явление эрозии неподвижного контакта.
Можно также сделать так, чтобы зажигание дуги происходило не на главном неподвижном контакте, а на расположенном должным образом дополнительном дуговом электроде, что еще более уменьшит проблемы контактной эрозии главного неподвижного контакта.
Сконструированная таким образом конструкция контактного узла линейного выключателя среднего напряжения может быть подвергнута многочисленным изменениям, в результате чего может получиться в нескольких вариантах, каждый их которых соответствует объему настоящей патентоспособной концепции. Более того, все описанные здесь составляющие ее части могут быть заменены другими техническими эквивалентами. На практике материалы компонентов и размеры данного устройства могут иметь любую природу в соответствии с необходимостью и современными возможностями.