КОЛОНКОВЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
COLUMN HIGH-VOLTAGE CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтному аппаратостроению и, в частности, к колонковым элегазовым высоковольтным выключателям.
Известны колонковые элегазовые выключатели, каждый из полюсов которых содержит привод, по меньшей мере одну пару дугогасительных устройств, установленных на одной полой изоляционной опорной колонне, по меньшей мере одну отключающую пружину и передаточный механизм, передающий движение от привода контактам дугогасительных устройств и отключающей пружине.
Так устроены, например, элегазовые выключатели типа HPLB фирмы ABB или типа ЗАР2 фирмы SIEMENS (см. ЕР 0788126, H01H 33/40; H01H 33/42, опубл. 1997-08-06; DE 19913059, H01H 33/42; H01H 33/44, опубл. 2000-10-05). При этом отключающая пружина полюсов всех этих выключателей находится на потенциале Земли.
Известны также колонковые выключатели, полюсы которых содержат те же функциональные элементы, но с размещением отключающих пружин на уровне высокого потенциала, например выключатели типа GL(X)D французской фирмы AREVA (см. ЕР 0788126, H01H 33/40, H01H 33/42, опубл. 1997-08-06; 43005_Products-L3-GL_314X_GL_318X-71381-V4-RU_loRes.pdf, стр.8, адрес http://www.arevatd.ru/production/hv/hv_catalogue/switches/kolonkovye/).
Размещение отключающей пружины на уровне высокого потенциала позволяет уменьшить требуемую энергоемкость пружины, в ряде случаев (см., например, а.с. №983794, H01H 33/42, опубл. 23.12.1982) выполнить размещенное в колонне изоляционное звено передаточного механизма, связывающее привод с контактами дугогасительных устройств, в виде тяги, испытывающей в процессе работы аппарата только растягивающие усилия, что уменьшает подвижные массы полюса (а следовательно, и мощность привода), упрощает конструкцию, повышает надежность и долговечность работы аппарата.
Недостатком конструкций выключателей с отключающей пружиной, размещенной на уровне высокого потенциала (внутри опорной колонны или в изоляторе дугогасительного устройства) является невозможность регулирования ее предварительной деформации при необходимости корректировки скоростных характеристик отключения полюса, контроля ее состояния в процессе эксплуатации и, тем более - замены без разгерметизации аппарата.
Для замены пружины необходимо произвести отсос элегаза из полюса, частичную разборку его узлов с очисткой деталей от продуктов разложения элегаза, вакуумирование аппарата после установки новой пружины, заполнение свежим элегазом.
В основу изобретения положена задача создания колонкового элегазового выключателя с отключающими пружинами, размещенными на уровне высокого потенциала, но доступными для контроля состояния или для замены без необходимости разгерметизации газовой системы аппарата.
Реализация этой идеи позволит упростить регулировку и настройку аппарата, легко контролировать состояние пружины при его техническом обслуживании, а при необходимости замены пружины - сократить продолжительность и стоимость этой операции.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в колонковом высоковольтном выключателе, каждый полюс которого содержит привод, по меньшей мере одну пару электрически изолированных от земли посредством полой колонны дугогасительных устройств, по меньшей мере одну размещенную на уровне высокого потенциала отключающую пружину и передаточный механизм, связывающий выходной элемент привода с контактами дугогасительных устройств и с отключающей пружиной, отключающая пружина размещена снаружи в отдельном, легко демонтируемом, герметичном и не сообщающимся с заполненными элегазом рабочими полостями полюса кожухе.
Размещение отключающей пружины полюса в отдельном, легко демонтируемом и не сообщающимся с его заполненными элегазом полостями кожухе позволяет проводить регулировку передаточного механизма полюса без пружины, т.е. без нагрузки, что значительно упрощает сборку, а в ходе эксплуатации выключателя позволяет контролировать состояние пружины (а при необходимости, и заменить ее) без разгерметизации аппарата.
Изобретение поясняется фиг.1, на которой представлен пример конструктивного выполнения выключателя согласно заявляемому изобретению, и фиг.2, на которой показан блок его отключающих пружин с характеристикой сил, отключающих полюс.
Выходной элемент привода 1 шарнирно, посредством тяги 2, связан с наружным плечом двуплечего рычага 3 (поворотного механизма передачи), внутреннее плечо которого посредством размещенной в колонне 4 изоляционной тяги 5 также шарнирно связано со штоком 6. Шток 6 посредством установленной на нем с возможностью регулировочого перемещения тарелки 7 связан с основной отключающей пружиной 8, а посредством серег 9, двуплечих рычагов 10 и серег 11 (раздаточного механизма передачи) - с подвижными контактами 12 двух дугогасительных устройств 13, установленных на корпусе 14 раздаточного механизма. Основная отключающая пружина 8 выполнена в виде пружины сжатия. Внутри нее размещена стартовая отключающая пружина 15. Обе пружины установлены на корпусе 14 и герметично закрыты кожухом 16.
Работает полюс выключателя следующим образом.
Включение осуществляется при тянущем воздействии привода 1 на передаточный механизм. Через тягу 2, рычаг 3, тягу 5 и шток 6 движение передается отключающим пружинам и (через звенья 9-11) - подвижным контактам 12 дугогасительнах устройств 13 полюса. В процессе включения вначале сжимается основная отключающая пружина 8, а при подходе подвижных контактов дугогасительных устройств к неподвижным на расстояние, близкое к расчетному, при котором должна погаснуть электрическая дуга, вступает в работу стартовая пружина 15.
Отключение полюса происходит при «снятии с защелки» привода 1. При этом подвижные концы отключающих пружин 8 и 15, освобожденных от сжимающего их усилия со стороны привода, устремляются вверх, увлекая за собой шток 6. Движение штока 6 передается контактам 12 дугогасительных устройств через звенья 9-11. Тяга 5 при этом испытывает только небольшие (растягивающие ее) инерционные нагрузки.
Суммарное усилие стартовой и основной отключающих пружин обеспечивает такое ускорение подвижных контактов дугогасительных устройств, при котором достигается оптимальная средняя скорость расхождения контактов на участке гашения дуги. Далее до полностью отключенного положения контактов дугогасительных устройств работает только пружина 8.
При выполнении операций включения и отключения шток 6 с большой скоростью перемещается относительно своих уплотнений, что со временем может привести к их износу и перетеканию элегаза из рабочих полостей аппарата под кожух 16. Но перетекание прекратится при выравнивании давлений в них. Поскольку объем газа в кожухе 16 весьма небольшой, плотность элегаза в рабочих полостях полюса изменится незначительно.