ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
VACUUM SWITCH

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтному аппаратостроению, и касается конструкции высоковольтных выключателей с вакуумными дугогасительными камерами.
Известен «Привод высоковольтного выключателя» SU 1775743 [1], содержащий механизм с толкателем, установленный на неподвижном основании, механизм свободного расцепления, включающий в себя ломающийся рычаг, состоящий из двух плеч, шарнирно соединенных между собой, одно из которых связано с рычагом вала выключателя, другое плечо своим концом помещено с возможностью возвратно-поступательного перемещения и с возможностью фиксации крайнего положения защелкой отключения.
Недостатком известной конструкции является высокая сложность конструкции, предусматривающая шесть шарниров. Высокая сложность конструкции приводит к повышенной стоимости и низкой надежности в эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению в области, касающейся электромагнитного привода, является «ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ» RU 2224318 [2], содержащий общий вал и установленные на основании (корпусе) вакуумные дугогасительные камеры, каждая из которых имеет неподвижный контакт и подвижный контакт, соединенный с изоляционным штоком, каждая камера снабжена приводом изоляционного штока, при этом выключатель снабжен общим для всех дугогасительных камер фиксатором замкнутого положения контактов, содержащим "ломающийся" рычаг из двух плеч, один из концов плеча шарнирно соединен с корпусом, другой конец другого плеча шарнирно соединен с общим валом, противоположные указанным концы плеч соединены между собой центральным шарниром.
Недостатком известной конструкции является высокая сложность конструкции, предусматривающая пять шарниров. Высокая сложность конструкции приводит к повышенной стоимости изготовления и низкой надежности в эксплуатации. Кроме того, высокая инерционность механизма, состоящего из четырех подвижных деталей с существенной инерционной массой, приводит к уменьшению времени срабатывания, что ухудшает потребительские свойства вакуумных выключателей. Недостатком также является отсутствие механического выключателя, позволяющего отключить выключатель при выходе из строя электрического механизма отключения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, приводящей к понижению стоимости изготовления и повышению надежности в эксплуатации. Техническим результатом также является уменьшение инерционности, приводящей к понижению времени срабатывания механизма, что весьма актуально для вакуумных выключателей. Дополнительным результатом является получение возможности ручного отключения вакуумного выключателя.
Технический результат достигается тем, что фиксатор «ломающегося» рычага выполнен в виде упоров, расположенных на концах плеч, прилежащих к центральному шарниру.
Наличие упоров в указанном месте позволяет фиксировать положение «ломающегося» рычага в раздвинутом положении без дополнительных механизмов фиксации, что упрощает конструкцию и понижает ее инерционность.
Упоры могут быть выполнены с возможностью прижима друг к другу после пересечения оси центрального шарнира линии, соединяющей шарнир, соединенный с корпусом, и шарнир, соединенный с общим валом. Указанное выполнение упоров позволяет механизму автоматически фиксироваться после пересечения указанной оси, так как механизм проходит точку наибольшего расстояния между шарниром, соединенным с валом, и шарниром, соединенным с корпусом (когда плечи расположены вдоль линии, соединяющей все три шарнира механизма фиксации). Для снятия фиксации (выключения) вакуумного выключателя необходимо приложить усилие для прохода центрального шарнира через указанную точку.
Вакуумный выключатель может содержать электромагнитный толкатель. Электромагнитный толкатель может работать как совместно с приводом общего вала, так и независимо. При независимом применении электромагнитного толкателя он может выполнять функции привода общего вала.
Вакуумный выключатель может дополнительно содержать механизм отключения, воздействующий на область шарнира в сторону пересечения оси центрального шарнира линии, соединяющей шарнир, соединенный с корпусом, и шарнир, соединенный с общим валом. При приложении указанного усилия на область шарнира центральный шарнир проходит точку максимума расстояния между крайними шарнирами и после прохождения ее складывается под воздействием вала. Механизм отключения может быть с электроприводом, механический или комбинированный.
Механизм отключения может представлять собой подпружиненную кнопку. Кнопку в этом случае можно установить в боковую стенку корпуса. Кнопка отключения позволяет отключить вакуумный выключатель вручную, что повышает функциональные возможности вакуумного выключателя.
Предлагаемый вакуумный выключатель в разрезе с использованием ПП 1-4 изображен: состояние «включено» на фиг.1, и состояние «выключено» на фиг.2, где:
1 - вакуумные дугогасительные камеры;
2 - общий вал;
3 - неподвижный контакт;
4 - подвижный контакт;
5 - изоляционный шток;
6 - привод изоляционного штока;
7 - шарнир, соединенный с корпусом;
8 - шарнир, соединенный с общим валом;
9 - центральный шарнир;
10 - упоры;
11 - ось, соединяющая шарнир, установленный на корпусе, и шарнир, соединенный с общим валом;
12 - кнопка отключения;
13 - электромагнитный привод фиксатора;
14 - корпус.
Устройство действует следующим образом. Во включенном состоянии (изображенном на фиг.1) упоры 10 прижимаются друг к другу, предотвращая перемещение общего вала 2 вниз по рисунку. Вал 2 находится в верхнем положении, воздействуя на приводы изоляционных штоков 6, и через изоляционные штоки 5 прижимает подвижные контакты 4 к неподвижным контактам 3. Механическое усилие, направленное вверх по рисунку, последовательно передается от шарнира, соединенного с корпусом 7, через упоры 10 к шарниру, соединенному с общим валом 8, на общий вал 2. Общий вал 2 через приводы изоляционных штоков 6 передает усилия, направленные вверх, на изоляционные штоки 5, изоляционные штоки 5 передают усилия на подвижные контакты 4. Подвижные контакты 4 в состоянии «включено» передают усилия на неподвижные контакты 3, которые, в свою очередь, передают усилия на вакуумные дугогасительные камеры. Вакуумные дугогасительные камеры жестко установлены на корпусе вакуумного выключателя 14, который передает усилия от вакуумных камер на шарнир, соединенный с корпусом 7.
Для выключения вакуумного выключателя необходимо приложить усилие, направленное влево по рисунку к центральной части «ломающегося» рычага, в области центрального шарнира. Усилие может быть приложено, например, электромагнитным приводом выключения (не показан) или механической кнопкой 12, как показано на фиг.1 и фиг.2. При прохождении центрального шарнира 9 оси, соединяющей шарнир, установленный на корпусе 7, и шарнир, соединенный с общим валом 8, на центральный шарнир 9 будет действовать равнодействующая сил от верхнего и нижнего (по рисунку) рычагов, направленная вправо по рисунку. При отсутствии препятствий центральный шарнир переместится вправо по рисунку, при этом общий вал 2 опустится вниз, перемещая через приводы изоляционных штоков 6 изоляционные штоки 5 вниз. Подвижные контакты 4 при этом перемещаются вниз, размыкая электрическую цепь между контактами 3 и 4. Вакуумный выключатель при этом приходит в положение «выключено».
Промышленное применение
Изобретение может быть с успехом применено для производства вакуумных выключателей.