ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к высоковольтному оборудованию, в частности к коммутационным аппаратам комбинированного типа с возможностью заземления, и может быть применена в электрических сетях высокого напряжения для создания видимого разрыва электрической цепи.
Известен разъединитель линейный качающегося типа. В известном устройстве имеется два неподвижных изолятора и один подвижный, расположенный на оси вращения, а также один или два подвижных ножа заземления. Оси вращения подвижного изолятора и, по крайней мере, одного ножа заземления механически связаны таким образом, что при размыкании главных контактов одновременно происходит включение ножа заземления в неподвижный контакт заземления на верхнем конце неподвижного изолятора, при этом на верхнем фланце одного из неподвижных изоляторов закреплен контактный вывод, главный нож и неподвижный контакт заземления, а на верхнем фланце подвижного изолятора закреплен основной контакт с гибкой связью, которая электрически соединена с другим контактным выводом и неподвижным контактом заземления, закрепленным на верхнем фланце второго неподвижного изолятора (RU №130450, H01H 31/00, опубл.20.07.2013 г.).
Недостатком известного устройства является несоосность контактной группы, вследствие чего появляется большой люфт осей ножей - деформация изгиба ножей разъединителей. Это приводит к низкой геометрической точности изготовления разъединителя.
Наиболее близким по конструкции к заявляемой полезной модели является высоковольтный разъединитель, включающий раму, на которой в одной фазе установлены неподвижные и тяговый изоляторы с главными, заземляющим и главным подвижным контактами, поворотный вал с заземляющим контактом, рама которого состоит из выполненных из листовой стали гнутоштампованных профилей (RU №200089, H01H 31/00, опубл. 06.10.2020 г.).
Недостатком известного высоковольтного разъединителя является невысокая надежность, вызванная электроэрозионным износом главных и главных подвижных контактов, через которые в процессе работы проходит электрический ток.
2
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении надежности высоковольтного разъединителя, посредством выполнения главных и главных подвижных контактов медными, с нанесенным на их контактные поверхности электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N, образованной фазами серебра, молибдена, нитрида молибдена MoN, карбидов молибдена МоС, МоС и углерода.
2
Существующая проблема решается тем, что в известном высоковольтном разъединителе, содержащем раму, состоящую из выполненных из листовой стали гнутоштампованных профилей, на которой в одной фазе установлены неподвижные и тяговый изоляторы с главными, заземляющим и главным подвижным контактами, поворотный вал с заземляющим контактом, согласно полезной модели, главные и главные подвижные контакты выполнены медными с нанесенным на их контактные поверхности посредством электровзрывного напыления с последующим азотированием и импульсно-периодической электронно-пучковой обработкой электроэрозионно-стойким покрытием системы МоС-Ag-N, образованной фазами серебра, молибдена, нитрида молибдена MoN, карбидов молибдена МоС, МоС и углерода.
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в увеличении надежности высоковольтного разъединителя за счет увеличения электроэрозионной стойкости главных и главных подвижных контактов, выполненных из меди и имеющих покрытие системы MoC-Ag-N, нанесенное посредствам электровзрывного напыления с последующим азотированием и импульсно-периодической электронно-пучковой обработкой.
2
2
Процесс создания покрытия включает электрический взрыв трехслойного композиционного электрически взрываемого проводника, один из слоев которого состоит из серебряной фольги массой 60-360 мг, второй слой - из молибденовой, равной 0,5-2,0 массы первого слоя, а третий слой - из углеграфитового волокна, равного 0,5-1,0 массы первого слоя, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м, осаждение на поверхность продуктов взрыва и формирование на ней покрытия системы Mo-C-Ag, азотирование в течение 3-5 часов при температуре 500-600°С и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве 10-30 импульсов.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлен высоковольтный разъединитель во включенном положении (главные контакты замкнуты, заземляющие контакты отключены - положение «Включено»).
Высоковольтный разъединитель включает раму 1, которая состоит из выполненных из листовой стали гнутоштампованных профилей. В одной фазе на раме установлены керамические неподвижные изоляторы 2, на которых закреплены медные главные контакты 3 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N и заземляющий контакт 4. На изоляторе через кронштейн 5 закреплен медный главный подвижный контакт 6 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N, связанный с валом управления 7 посредством тягового изолятора 8, установленного в шарнире 9. На раме 1 установлен поворотный вал 10, на котором жестко закреплен, например, сваркой эксцентрик 11. На раме 1 установлен блокиратор 12. Ограничение хода блокиратора 12 осуществляется с помощью кулачка 13, который установлен на валу управления 7 главными контактами. На поворотном валу 10 установлены заземляющие контакты 14.
Пример 1.
2
2
Обработке подвергали контактные поверхности главных контактов 3 и подвижного главного контакта 6. Использовали трехслойный композиционный электрически взрываемый проводник, один из слоев которого состоял из серебряной фольги массой 60 мг, второй слой - из молибденовой фольги массой 30 мг, а третий слой - из углеграфитового волокна массой 30 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5 ГВт/м и формировали на ней электровзрывное покрытие системы Mo-C-Ag. Азотирование проводили в течение 3 часов при температуре 500°С. Последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия проводили при поверхностной плотности энергии 40 Дж/см, длительности импульсов - 150 мкс, количестве импульсов - 10 имп. Азотирование и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку проводили на установке «КОМПЛЕКС» (объект инфраструктуры зарегистрирован на сайте http://www.ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu/unikuum/03_06.html).
Пример 2.
2
Обработке подвергали контактные поверхности главных контактов 3 и подвижного главного контакта 6. Использовали трехслойный композиционный электрически взрываемый проводник, один из слоев которого состоял из серебряной фольги массой 360 мг, второй слой - из молибденовой фольги массой 720 мг, а третий слой - из углеграфитового волокна массой 360 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли медную электроконтактную поверхность контактов пускателей марки ПВИ-320А при поглощаемой плотности мощности 6,5 ГВт/м и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы Mo-C-Ag. Азотирование проводили в течение 5 часов при температуре 600°С.
2
Последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия проводили при поверхностной плотности энергии 60 Дж/см, длительности импульсов - 200 мкс, количестве импульсов - 30 имп. Азотирование и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку проводили на установке «КОМПЛЕКС» (объект инфраструктуры зарегистрирован на сайте http://www.ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu/unikuum/03_06.html).
Высоковольтный разъединитель работает следующим образом.
Исходным положением разъединителя является положение «Отключено». При повороте вала управления 7 приводятся в движение установленные в шарнирах 9 тяговые изоляторы 8, в свою очередь, приводящие главные подвижные контакты 6, которые, поворачиваясь в кронштейне 5, закрепленном на неподвижном изоляторе 2, устанавливаются параллельно плоскости рамы 1. При этом происходит замыкание главных контактов 3, которые также установлены на неподвижных изоляторах 2. В этой позиции кулачок 13 повернут в положение, блокирующее движение блокиратора 12, который, в свою очередь, посредством эксцентрика 11 не дает поворачиваться валу 10. Разъединитель переведен в положение «Включено». В этом положении замыкание заземляющих контактов 4 и 14 невозможно из-за механической блокировки.
Перевод разъединителя в положение «Заземлено» из положения «Включено» при необходимости производится следующим образом. Сначала разъединитель переводится в исходное положение «Отключено» посредством поворота вала управления 7. При этом тяговые изоляторы 8 приводят в движение главные подвижные контакты 6. При этом происходит разрыв электрической связи между главными контактами 3. Электрическая цепь размыкается. Кулачок 13 в этом положении разблокирует движение блокиратора 12 и поворот эксцентрика 11, жестко закрепленного на валу 10.
Разъединитель переведен в положение «Отключено».
В этом положении возможен поворот вала 10. При повороте вала происходит замыкание контактов 14 и 4, обеспечивающее надежное электрическое заземление. В этом положении эксцентрик 11 выдвигает блокиратор 12. Выдвинутый блокиратор попадает в прорез кулачка 13 и, соответственно, блокирует перемещение главных подвижных контактов, посредством блокировки поворота вала 7. Разъединитель переведен в положение «Заземлено».
Использование предлагаемого технического решения позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность разъединителя высоковольтного за счет исключения отказов, вследствие электрической эрозии главных и главных подвижных контактов.