УЗЕЛ МЕХАНИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ ДЛЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ И ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ
MECHANICAL INTERLOCKING UNIT FOR DISCONNECTOR AND GROUNDING SWITCH

1711095
УЗЕЛ МЕХАНИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ ДЛЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ И ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области узла механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, а также к переключающему устройству, содержащему такой узел механической блокировки.
Уровень техники
Разъединитель представляет собой контактный выключатель для изоляции электрических устройств от линии электропитания, как правило, используемый в условиях высокого напряжения для формирования видимой точки размыкания с целью обеспечения надежной изоляции электрических устройств от линии электропитания, таким образом, чтобы можно было безопасно работать с данными устройствами или выполнять их техобслуживание без нагрузки. Как правило, совместно с разъединителем используется по меньшей мере один заземляющий переключатель для соединения с землей, чтобы избежать возникновения емкостного или индукционного тока, остающегося в изолированных электрических устройствах, и чтобы с ними можно было более безопасно работать или осуществлять их техобслуживание.
Основное требование заключается в том, что разъединитель и соответствующий заземляющий переключатель не должны находиться в замкнутом состоянии одновременно, в противном случае это приведен к аварии с уходом большого тока в землю. Таким образом, необходимо иметь блокирующее устройство между разъединителем и соответствующим заземляющим переключателем, чтобы избежать одновременного замыкания разъединителя и соответствующего заземляющего переключателя из-за неправильной операции вследствие ошибки оператора или в результате отказа исполнительных механизмов разъединителя и соответствующих заземляющих переключателей.
Существующие механические блокирующие устройства между разъединителем (DS) и соответствующими заземляющими переключателями (ES) устанавливаются, как правило, со стороны механизма и на вертикальных передающих штангах. Эти блокирующие устройства должны иметь сварные элементы или шлицевой вал для того, чтобы такие блокирующие устройства можно было устанавливать на вертикальных передающих штангах. Такие конструкции являются очень сложными и дорогими, и, кроме того, их установка и техобслуживание являются довольно трудоемкими. Что касается блокирующих устройств между разъединителем и соответствующими заземляющими переключателями, расположенными на больших расстояниях от разъединителя, такие блокирующие устройства являются еще более сложными и менее надежными, а их эксплуатация связана с большими трудностями при установке и техобслуживании.
Таким образом, необходимо создать блокирующее устройство, устанавливаемое между разъединителем и соответствующими заземляющими переключателями, которое было бы более простым по своей конструкции и обладало бы более высокой надежностью, а также легче устанавливалось и было проще в техобслуживании.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, для устранения одного или нескольких вышеупомянутых недостатков известного уровня техники, одна из задач вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в создании узла механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя.
Согласно одному аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, предлагается первый узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, содержащий: основной блокирующий диск, служащий для приведения в действие подвижного контакта разъединителя, и по меньшей мере один блокирующий диск заземляющего переключателя, служащий для приведения в действие соответствующего подвижного контакта по меньшей мере одного заземляющего переключателя соответственно. Основной блокирующий диск содержит по меньшей мере один первый вырез, а каждый из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя содержит третий вырез, при этом между основным блокирующим диском и каждым из блокирующих дисков заземляющих переключателей установлен подвижный блокировочный стержень соответственно.
По меньшей мере один первый вырез находится на одной прямой с соответствующим блокировочным стержнем, когда подвижный контакт разъединителя находится в разомкнутом положении, таким образом, что каждый из блокирующих дисков заземляющих переключателей может вращаться, перемещая соответствующий блокировочный стержень и заставляя его взаимодействовать по меньшей мере с одним первым вырезом для предотвращения вращения основного блокирующего диска, чтобы заблокировать подвижный контакт разъединителя в разомкнутом положении, в то время как подвижный контакт по меньшей мере одного заземляющего переключателя перемещен в замкнутое положение; и третий вырез на каждом из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя находится на одной прямой с соответствующим блокировочным стержнем, когда подвижный контакт каждого из заземляющих переключателей находится в разомкнутом положении, таким образом, что основной блокирующий диск может вращаться, заставляя соответствующий блокировочный стержень входить в зацепление с третьим вырезом на каждом из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя соответственно для предотвращения вращения каждого из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя, чтобы заблокировать подвижный контакт каждого заземляющего переключателя в разомкнутом положении, в то время как подвижный контакт разъединителя перемещен в замкнутое положение.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, основной блокирующий диск, по меньшей мере один блокирующий диск заземляющего переключателя и соответствующий блокировочный стержень установлены на переключательной опоре, при этом указанная переключательная опора выполнена с возможностью шарнирно поддерживать подвижный контакт одного из первого и второго заземляющих переключателей.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, узел механической блокировки содержит два блокирующих диска заземляющих переключателей, установленных на двух противоположных сторонах переключательной опоры, а основной блокирующий диск расположен на одном конце переключательной опоры между указанными двумя противоположными сторонами, причем на основном блокирующем диске вдоль окружности основного блокирующего диска выполнены два первых выреза.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, каждый из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя содержит рычаг, отходящий от периферии блокирующего диска заземляющего переключателя в радиальном направлении для соединения с рычажным механизмом с целью приведения в действие подвижного контакта соответствующего заземляющего переключателя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, оба конца блокировочного стержня выполнены закругленными.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, основной блокирующий диск дополнительно содержит второй вырез на периферии основного блокирующего диска, который может быть использован для взаимодействия с блокировочной штангой с целью блокировки разъединителя, соединенного с основным блокирующим диском, и дополнительного заземляющего переключателя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, второй вырез расположен на расстоянии от по меньшей мере одного первого выреза в осевом направлении и по окружности.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предусмотрен второй узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, содержащий: основной блокирующий диск, содержащий второй вырез на периферии основного блокирующего диска, служащий для приведения в действие подвижного контакта разъединителя; блокировочную пластину, прикрепленную к шарнирному пальцу подвижного контакта заземляющего переключателя; и блокировочную штангу, подвижно установленную между основным блокирующим диском и блокировочной пластиной. Второй вырез находится на одной прямой с блокировочной штангой, когда подвижный контакт разъединителя находится в разомкнутом положении, таким образом, что блокировочная пластина может вращаться в первом направлении вместе с подвижным контактом заземляющего переключателя, толкая блокировочную штангу и заставляя ее взаимодействовать со вторым вырезом с целью предотвращения вращения основного блокирующего диска, чтобы заблокировать подвижный контакт разъединителя в разомкнутом положении, в то время как подвижный контакт заземляющего переключателя повернут в замкнутое положение; и основной блокирующий диск может вращаться, когда подвижный контакт заземляющего переключателя находится в разомкнутом положении, чтобы вытолкнуть блокировочную штангу и сдвинуть ее к блокировочной пластине с целью предотвращения вращения блокировочной пластины в первом направлении, чтобы заблокировать подвижный контакт заземляющего переключателя в разомкнутом положении, в то время как подвижный контакт разъединителя переведен в замкнутое положение.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, блокировочная пластина содержит первую блокировочную поверхность и вторую блокировочную поверхность, выполненные таким образом, что: расстояние между осью вращения основного блокирующего диска и первой блокировочной поверхностью, когда первая блокировочная поверхность обращена к основному блокирующему диску, больше, чем расстояние между осью вращения основного блокирующего диска и второй блокировочной поверхностью, когда вторая блокировочная поверхность обращена к основному блокирующему диску.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, один конец блокировочной штанги, взаимодействующий со вторым вырезом, выполнен закругленным, а другой конец блокировочной штанги, взаимодействующий с блокировочной пластиной, выполнен плоским.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, блокировочная штанга поддерживается по меньшей мере одним роликом и направляется по меньшей мере одним направляющим элементом.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, основной блокирующий диск установлен на переключательной опоре, при этом указанная переключательная опора выполнена с возможностью шарнирно поддерживать подвижный контакт по меньшей мере одного дополнительного заземляющего переключателя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, узел блокировки дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий диск заземляющего переключателя, служащий для приведения в действие подвижного контакта по меньшей мере одного дополнительного заземляющего переключателя соответственно. Основной блокирующий диск дополнительно содержит по меньшей мере один первый вырез, а каждый из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя содержит третий вырез, при этом между основным блокирующим диском и каждым из блокирующих дисков заземляющих переключателей установлен подвижный блокировочный стержень, служащий соответственно для входа в зацепление с первым вырезом или с третьим вырезом на по меньшей мере одном блокирующем диске заземляющего переключателя с целью блокирования разъединителя и по меньшей мере одного дополнительного заземляющего переключателя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предлагается переключающее устройство, содержащее разъединитель, по меньшей мере один заземляющий переключатель и первый описанный выше узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя. По меньшей мере один заземляющий переключатель соединен с разъединителем на стороне подвижного контакта и/или на стороне неподвижного контакта разъединителя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предусмотрено дополнительное переключающее устройство, содержащее первый разъединитель, имеющий первый подвижный контакт, второй разъединитель, имеющий второй подвижный контакт, по меньшей мере один заземляющий переключатель и второй узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, как описано выше. Один из по меньшей мере одного заземляющего переключателя соединен со стороной общего неподвижного контакта первого и второго разъединителей, а блокировочная пластина узла механической блокировки, как описано выше, прикреплена к шарнирному пальцу подвижного контакта заземляющего переключателя, соединенного со стороной общего неподвижного контакта; при этом основной блокирующий диск второго узла механической блокировки служит для приведения в действие второго подвижного контакта второго разъединителя, таким образом, что второй узел механической блокировки обеспечивает блокирование второго подвижного контакта второго разъединителя и заземляющего переключателя, соединенного со стороной общего неподвижного контакта.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, переключающее устройство дополнительно содержит первый узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, как описано выше. Основной блокирующий диск первого узла механической блокировки служит для приведения в действие первого подвижного контакта первого разъединителя, а один из по меньшей мере одного блокирующего диска заземляющего переключателя первого узла механической блокировки служит для приведения в действие подвижного контакта заземляющего переключателя, соединенного со стороной общего неподвижного контакта, таким образом, что первый узел механической блокировки блокирует первый подвижный контакт первого разъединителя и заземляющего переключателя, соединенного со стороной общего неподвижного контакта.
Узел блокировки согласно настоящему изобретению располагается на переключательной опоре, что устраняет необходимость соединения сложных и дорогостоящих деталей с передаточными валами, и обеспечивает полное использование пространства переключательной опоры, уменьшая, таким образом, общие габариты переключающего устройства. Кроме того, поскольку некоторые детали, например, основной блокирующий диск и заземляющий блокирующий диск, являются существующими элементами для приведения в действие разъединителя и заземляющего переключателя, повторное использование данных элементов для обеспечения функции блокировки обеспечивает еще большее сокращение общего количества деталей переключающего устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительное снижение стоимости узла блокировки. Кроме того, поскольку конструкция узла блокировки является простой, установка и техобслуживание узла является несложной, и надежность блокировки еще более повышается. Узел блокировки является универсальным и может устанавливаться на различных устройствах, содержащих разъединитель и заземляющие переключатели, различными способами, с целью обеспечения блокирования между разъединителем и заземляющими переключателями.
Краткое описание чертежей
Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием иллюстративных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано переключающее устройство, содержащее узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, согласно одному из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 - узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, установленный в переключающем устройстве, показанном на фиг. 1;
на фиг. 3 - основной блокирующий диск узла механической блокировки согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 - состояние узла механической блокировки, показанного на фиг. 1, когда разъединитель разомкнут и по меньшей мере один заземляющий переключатель разомкнут;
на фиг. 5 - состояние узла механической блокировки, показанного на фиг. 1, когда разъединитель замкнут, а по меньшей мере один заземляющий переключатель разомкнут;
на фиг. 6 - состояние узла механической блокировки, показанного на фиг. 1, когда разъединитель разомкнут, а по меньшей мере один заземляющий переключатель замкнут;
на фиг. 7 - еще одно переключающее устройство, содержащее узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, согласно одному из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 - узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, установленный в показанном на фиг. 7 переключающем устройстве, вид в разрезе;
на фиг. 9 - узел механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя, установленный в показанном на фиг. 7 переключающем устройстве, вид в перспективе;
на фиг. 10 - направляющий элемент в узле механической блокировки, показанном на фиг. 8;
на фиг. 11 - еще один направляющий элемент узла механической блокировки, показанного на фиг. 8;
на фиг. 12 - опорный элемент узла механической блокировки, показанного на фиг. 8;
на фиг. 13 - схема состояния, показанного на фиг. 7 узла механической блокировки с замкнутым разъединителем и разомкнутым заземляющим переключателем;
на фиг. 14 - схема состояния, показанного на фиг. 7 узла механической блокировки с разомкнутым разъединителем и разомкнутым заземляющим переключателем;
на фиг. 15 - схема состояния, показанного на фиг. 7 узла механической блокировки с разомкнутым разъединителем и замкнутым заземляющим переключателем;
на фиг. 16 - схема состояния, показанного на фиг. 7 узла механической блокировки с разомкнутым разъединителем и разомкнутым заземляющим переключателем.
Осуществление изобретения
Приведенное ниже подробное описание изобретения будет произведено путем описания механики и идей настоящего изобретения на примере иллюстративных вариантов его осуществления. Следует иметь в виду, что данные варианты осуществления служат лишь для лучшего понимания специалистами и, в свою очередь, использования ими настоящего изобретения, но никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения подробно рассматриваются и описываются со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен возможный вариант реализации переключающего устройства. Переключающее устройство содержит разъединитель 11, первый соответствующий заземляющий переключатель 12 и второй соответствующий заземляющий переключатель 13. Разъединитель 11 содержит подвижный контакт и неподвижный контакт. Подвижный контакт шарнирно установлен на первой опорной колонне 14 и изолирован от первой опорной колонны 14 изоляционным элементом 16 (например, керамическим изоляционным элементом). Неподвижный контакт установлен на второй опорной колонне 15 и изолирован от второй опорной колонны 15 изоляционным элементом 16. Подвижный контакт и неподвижный контакт разъединителя 11 электрически соединены с двумя концами линии электропитания (такой как токопроводящая шина в системе высокого напряжения) и используются, соответственно, для изоляции одного конца линии электропитания от другого конца линии электропитания видимым образом после размыкания автоматического прерывателя в данной линии электропитания. Подвижный контакт первого заземляющего переключателя 12 шарнирно установлен на первой опорной колонне 14, а подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 шарнирно установлен на второй опорной колонне 15. Неподвижные контакты первого заземляющего переключателя 12 и второго заземляющего переключателя 13 расположены непосредственно над осью вращения соответствующего подвижного контакта первого и второго заземляющих переключателей и не показаны на фиг. 1. Первый заземляющий переключатель 12 электрически подсоединен между одним концом линии электропитания, с которым соединен подвижный контакт разъединителя 11, и землей. Второй заземляющий переключатель 13 электрически подсоединен между другим концом линии электропитания, с которым соединен неподвижный контакт разъединителя 11, и землей.
Как видно из фиг. 1, когда подвижный контакт разъединителя 11 находится в горизонтальном положении, разъединитель 11 находится в замкнутом состоянии и замыкает линию электропитания. В данном случае подвижные контакты первого заземляющего переключателя 12 и второго заземляющего переключателя 13 должны удерживаться в почти горизонтальном положении, чтобы находиться далеко от соответствующих неподвижных контактов заземляющих переключателей, чтобы быть в разомкнутом положении для предотвращения возможности возникновения большого электрического тока в землю. И наоборот, когда подвижные контакты первого заземляющего переключателя 12 и второго заземляющего переключателя 13 находятся в вертикальном положении, первый заземляющий переключатель 12 и второй заземляющий переключатель 13 находятся в замкнутом состоянии, соединяя два конца линии электропитания с землей. В этом случае замыкание разъединителя 11 запрещено, чтобы избежать замыкания линии электропитания при все еще замкнутых заземляющих переключателях.
В целях обеспечения вышеупомянутого функционального соответствия между разъединителем 11 и двумя заземляющими переключателями 12 и 13 в данном переключающем устройстве предусмотрен узел 17 механической блокировки для разъединителя и заземляющего переключателя. Как показано на фиг. 2, узел механической блокировки содержит основной блокирующий диск 172, шарнирно установленный на переключательной опоре 171 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Переключательная опора 171 установлена на первой опорной колонне 14 и используется также в качестве опоры для подвижного контакта первого заземляющего переключателя 12. Основной блокирующий диск 172 поворачивается вращающимся валом 18, приводимым в действие приводным устройством 19, как показано на фиг. 1, и приводит изоляционный элемент 20, который может вращаться таким образом, чтобы задействовать подвижный контакт разъединителя 11 и заставить его повернуться относительно оси вращения с помощью рычажного механизма 21. Таким образом осуществляется замыкание или размыкание разъединителя 11.
Как показано на фиг. 2-3, узел механической блокировки содержит также два блокирующих диска 173 и 173' заземляющих переключателей, установленных на переключательной опоре 171 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Каждый из данных двух блокирующих дисков заземляющих переключателей поворачивается вращающимся валом 18, приводимым в действие приводным устройством 19, и перемещает рычажный механизм 22, чтобы задействовать соответствующие подвижные контакты первого заземляющего переключателя 12 и второго заземляющего переключателя 13, поворачиваемые относительно осей вращения заземляющих переключателей соответственно с помощью рычажного механизма. Таким образом, первый заземляющий переключатель 12 и второй заземляющий переключатель 13 могут быть переведены в замкнутое или разомкнутое положение. Каждый из блокирующих дисков заземляющих переключателей может иметь рычаг 1732, отходящий от окружности блокирующего диска заземляющего переключателя в радиальном направлении для соединения с рычажным механизмом, чтобы задействовать подвижный контакт соответствующего заземляющего переключателя. С помощью выступающего рычага 1732 удлиняется расстояние между соединением с рычажным механизмом и осью вращения блокирующего диска заземляющего переключателя. Таким образом, рычажный механизм может получить большой импульс (количество движения) для поворачивания подвижного контакта заземляющего переключателя в большом диапазоне углов.
В рассматриваемом варианте осуществления изобретения два блокирующих диска 173 и 173' заземляющих переключателей расположены на противоположных сторонах переключательной опоры 171 на первом и втором заземляющих переключателях, установленных с двух противоположных сторон от переключательной опоры 171, в то время как основной блокирующий диск 172 расположен в центре между двумя блокирующими дисками 173 и 173' заземляющих переключателей. Таким образом, основной блокирующий диск 172 образует равнобедренный треугольник с двумя блокирующими дисками 173 и 173' заземляющих переключателей.
Узел механической блокировки содержит также два подвижных блокировочных стержня 174 и 174', расположенных между основным блокирующим диском и каждым соответствующим блокирующим диском заземляющих переключателей. Блокировочные стержни 174 и 174' также подвижно установлены на переключательной опоре 171.
На периферии основного блокирующего диска 172 выполнены два первых выреза 1721 (см. фиг. 3), а на каждом из двух блокирующих дисков заземляющих переключателей выполнен третий вырез 1731 (см. фиг. 2). Длина блокировочных стержней 174 и 174' выбирается таким образом, что: когда первый вырез 1721 основного блокирующего диска 172 и третий вырез 1731 каждого из блокирующих дисков заземляющего переключателя расположены на одной прямой с соответствующим блокировочным стержнем между основным блокирующим диском 172 и соответствующим блокирующим диском заземляющего переключателя, соответствующий блокировочный стержень может входить в первый вырез 1721 основного блокирующего диска 172 и третий вырез 1731 блокирующего диска заземляющего переключателя или выходить из них; и когда любой из первых вырезов 1721 основного блокирующего диска 172 и третий вырез 1731 блокирующего диска заземляющего переключателя не расположены на одной прямой с блокировочным стержнем, блокировочный стержень оказывается запертым в вырезе, который все еще расположен на одной прямой с блокировочным стержнем, и не может выйти из данного выреза, таким образом, что диск, вырез которого находится на одной прямой с блокировочным стержнем, оказывается заблокированным и не может вращаться.
Основной блокирующий диск 172 и блокирующие диски 173 и 173' заземляющих переключателей должны быть соответствующим образом соединены с соответствующим рычажным механизмом разъединителя 11 и первым и вторым блокирующими переключателями 12 и 13 таким образом, чтобы, когда основной блокирующий диск 172 вращается и устанавливается в свое положение блокировки, разъединитель 11 переводился в разомкнутое положение, а когда блокирующие диски 173 и 173' заземляющих переключателей вращаются и устанавливаются в свое положение блокировки, первый и второй заземляющие переключатели 12 и 13 устанавливались в свое разомкнутое положение.
Рассмотрим механику процесса блокировки узла механической блокировки для разъединителя 11 и первого заземляющего переключателя 12 со ссылками на фиг. 4-6. Когда разъединитель 11 и первый заземляющий переключатель 12 оба находятся в разомкнутом состоянии (фиг. 4), первый вырез 1721 на основном блокирующем диске 172 и третий вырез 1731 на блокирующем диске 173 заземляющего переключателя оба находятся на одной прямой с блокировочным стержнем 174, и расстояние между первым вырезом 1721 и третьим вырезом 1731 больше длины блокировочного стержня 174. Таким образом, блокировочный стержень 174 может свободно перемещаться между основным блокирующим диском 172 и блокирующим диском 173 заземляющего переключателя. В этом случае как основной блокирующий диск 172, так и блокирующий диск 173 заземляющего переключателя могут поворачиваться, чтобы привести в действие соответственно разъединитель 11 и первый заземляющий переключатель 12, и не блокируются блокировочным стержнем 174.
Как показано на фиг. 5, в случае, когда первый заземляющий переключатель 12 находится в разомкнутом состоянии, вращающийся вал 18, приводимый в действие приводным устройством 19 и связанный с разъединителем 11, может поворачивать основной блокирующий диск 172 и, в свою очередь, переводить разъединитель 11 в замкнутое состояние. В результате, первый вырез 1721 поворачивается в сторону от положения, в котором он находится на одной прямой с блокировочным стержнем 174, и периферия основного блокирующего диска 172 входит в контакт и толкает блокировочный стержень 174, вводя его в вырез 1731 на блокирующем диске 173 заземляющего переключателя. При этом блокирующий диск 173 заземляющего переключателя блокируется блокировочным стержнем 174 и не может вращаться, чтобы привести в действие первый заземляющий переключатель 12. Таким образом, когда разъединитель 11 замкнут, замыкание первого заземляющего переключателя 12 невозможно.
Только когда основной блокирующий диск 172 повернется обратно, чтобы перевести разъединитель 11 в разомкнутое состояние, и первый вырез 1721 возвратится в положение, в котором он находится на одной прямой с блокировочным стержнем 174, как это показано на фиг. 4, для блокировочного стержня 174 появляется место, чтобы выйти из третьего выреза 1731 с целью разомкнуть первый заземляющий переключатель 12. При этом вращающийся вал 18, приводимый в действие приводным устройством 19 и соединенный с первым заземляющим переключателем 12, может повернуть блокирующий диск 173 заземляющего переключателя таким образом, что блокирующий диск 173 заземляющего переключателя может толкнуть блокировочный стержень 174, выводя его из третьего выреза 1731 и вводя в первый вырез 1721 на основном блокирующем диске 172 (см. фиг. 5), при этом первый заземляющий переключатель 12 переводится в замкнутое состояние. В результате, основной блокирующий диск 172 блокируется блокировочным стержнем 174 и не может вращаться, чтобы приводить в действие разъединитель 11. Таким образом, когда блокирующий диск 173 заземляющего переключателя замкнут, замыкание разъединителя 11 невозможно.
Для того чтобы основной блокирующий диск 172 мог легко выталкивать блокировочные стержни 174 и 174' из первого выреза 1721, а блокирующие диски 173 и 173' заземляющих переключателей могли без осложнений выводить блокировочные стержни 174 и 174' из третьего выреза 1731, предпочтительно, чтобы оба конца блокировочных стержней 174 и 174' были выполнены закругленными (например, образовывали полусферическую или полуэллиптическую поверхность), чтобы предотвратить зажимание концов блокировочных стержней 174 и 174' первым вырезом 1721 или третьим вырезом 1731 при вращении основного блокирующего диска или блокирующего диска заземляющего переключателя. Однако поперечное сечение блокировочных стержней 174 и 174' может быть любой подходящей формы, например, круглой или квадратной.
Как правило, к работе второго заземляющего переключателя 13 предъявляются такие же требования, что и к работе первого заземляющего переключателя 12. Таким образом, операции блокирования и разблокирования для второго заземляющего переключателя 13 на фиг. 4-6 происходят синхронно с аналогичными операциями для первого заземляющего переключателя 12, и они не будут подробно рассмотрены.
Хотя в рассмотренных выше вариантах осуществления изобретения узел блокировки показан с двумя заземляющими переключателями 12 и 13, разумеется, узел блокировки может быть выполнен для осуществления блокировки между разъединителем 11 и только одним заземляющим переключателем. В этом случае неактивный диск заземляющего переключателя не соединяется с заземляющим переключателем или вращающимся валом, или неактивный диск заземляющего переключателя и неактивный блокировочный стержень просто могут не включаться в конструкцию.
На фиг. 7 показано другое переключающее устройство. Это переключающее устройство содержит два разъединителя 11 и 11', установленных, соответственно, в двух параллельных линиях электропитания. Это общеизвестная схема, используемая обычно для размыкания одной линии электропитания для техобслуживания при сохранении другой линии в замкнутом состоянии. Конструкция первого разъединителя 11 такая же, как конструкция разъединителя 11 на фиг. 1; она также смонтирована на первой опорной колонне 14 и второй опорной колонне 15 и также может быть связана с заземляющими переключателями 12 и 13 и узлом блокировки 17 для блокирования первого разъединителя 11 и двух заземляющих переключателей 12 и 13.
Второй разъединитель 11' установлен между третьей опорной колонной 23 и второй опорной колонной 15. Подвижный контакт второго разъединителя 11' установлен на третьей опорной колонне 23 с использованием изоляционного элемента 16, а неподвижный контакт второго разъединителя 11' также установлен на второй опорной колонне 15 и электрически соединен с неподвижным контактом первого разъединителя 11. Третий заземляющий переключатель 24 электрически подсоединен между стороной подвижного контакта второго разъединителя 11' и землей. В данном устройстве второй заземляющий переключатель 13 электрически подсоединен между стороной общего неподвижного контакта первого и второго разъединителей и землей и выполняет функцию общего заземляющего переключателя для первого и второго разъединителей. Исполнительные механизмы для второго заземляющего переключателя 24 те же самые, что и для первого разъединителя 11 и первого и второго заземляющих переключателей соответственно.
В данной конфигурации также требуется блокировка между первым разъединителем 11 и первым и вторым заземляющими переключателями 12, 13, и такая блокировка осуществляется узлом 17 блокировки, показанным на фиг. 1-6. Кроме того, также необходима блокировка между вторым разъединителем 11' и третьим и вторым заземляющими переключателями 24 и 13, чтобы третий и второй заземляющие переключатели находились в разомкнутом состоянии, когда второй разъединитель 11' замкнут, а второй разъединитель 11' был разомкнут, когда третий или второй заземляющий переключатель замкнут.
Для блокировки второго разъединителя 11' и третьего и второго заземляющих переключателей 24 и 13 предусмотрен второй узел 25 блокировки. Как показано на фиг. 8-9, этот второй узел 25 блокировки также содержит основной блокирующий диск 252, шарнирно установленный на переключательной опоре 251 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. На переключательной опоре 251 шарнирно установлен третий заземляющий переключатель 24. Основной блокирующий диск 252 поворачивается вращающимся валом, приводимым в действие приводным устройством, чтобы привести в действие подвижный контакт второго разъединителя. На периферии основного блокирующего диска 252 выполнен второй вырез 2522. Второй узел 25 блокировки дополнительно содержит блокировочную пластину 255, прикрепленную к шарнирному пальцу 131 подвижного контакта второго заземляющего переключателя 13, например, с помощью U-образного винта таким образом, что блокировочная пластина 255 может поворачиваться при вращении подвижного контакта второго заземляющего переключателя 13.
Поскольку подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 может поворачиваться в вертикальной плоскости, перпендикулярной поверхности земли, блокировочная пластина 255 также поворачивается в вертикальной плоскости, которая также перпендикулярна горизонтальной плоскости вращения основного блокирующего диска 252. Траектория вращения блокировочной пластины 255 показана пунктиром на фиг. 13. Блокировочная пластина 255 содержит первую блокировочную поверхность 2551 и вторую блокировочную поверхность 2552 (см. фиг. 13), которые, как правило, расположены перпендикулярно друг другу. Первая блокировочная поверхность 2551 и вторая блокировочная поверхность 2552 выполнены таким образом, что расстояние между осью вращения основного блокирующего диска 252 и первой блокировочной поверхностью 2551, когда первая блокировочная поверхность 2551 обращена к основному блокирующему диску 252, больше, чем расстояние между осью вращения основного блокирующего диска 252 и второй блокировочной поверхностью 2552, когда вторая блокировочная поверхность 2552 обращена к основному блокирующему диску 252. Следует отметить, что положения первой блокировочной поверхности 2551 и второй блокировочной поверхности 2552, в которых первая блокировочная поверхность 2551 и вторая блокировочная поверхность 2552 обращены к основному блокирующему диску 252, как было указано выше, являются положениями, в которых первая или вторая блокировочные поверхности расположены вертикально, перпендикулярно поверхности земли, и обращены к основному блокирующему диску 252.
Второй узел 25 блокировки содержит также блокировочную штангу 256, подвижно установленную между основным блокирующим диском 252 и блокировочной пластиной 255. Блокировочная штанга 256 смонтирована на переключательной опоре 251 и также может поддерживаться другим опорным элементом 27, установленным на балке 26 между второй опорной колонной 15 и третьей опорной колонной 23. В качестве опорных элементов 27 могут использоваться ролики 27 (фиг. 12) для уменьшения трения блокировочной штанги 256 при ее перемещении. Блокировочная штанга 256 расположена практически параллельно балке 26 и может быть спрятана под балкой 26. Блокировочная штанга 256 может также направляться с помощью направляющих элементов 28 и 29 (фиг. 10-11), устанавливаемых на переключательной опоре 251 и другой переключательной опоре 151 на второй опорной колонне 15. Благодаря опорным и направляющим элементам, расположенным по длине блокировочной штанги 256, блокировочная штанга 256 может иметь большую длину между переключательной опорой 251 и другой переключательной опорой 151 без возникновения какого-либо значительного изгиба.
Функция блокировочной штанги 256 аналогична функции, выполняемой блокировочным стержнем 174. Длина блокировочной штанги 256 выбирается таким образом, что: когда второй вырез 2522 на основном блокирующем диске 252 находится на одной прямой с блокировочной штангой 256, и первая блокировочная поверхность 2551 блокировочной пластины 255 обращена к основному блокирующему диску 252, блокировочная штанга 256 может войти во второй вырез 2522 или выйти из него, и ее можно подвинуть, чтобы ввести в контакт или вывести из контакта с первой блокировочной поверхностью 2551; и когда второй вырез 2522 не находится на одной прямой с блокировочной штангой 256, или вторая блокировочная поверхность 2552 обращена к основному блокирующему диску 252, блокировочная штанга 256 оказывается заблокированной между основным блокирующим диском 252 и блокировочной пластиной 255 и не может перемещаться, так что основной блокирующий диск 252 или блокировочная пластина 255 не могут поворачиваться.
Основной блокирующий диск 252 и блокировочная пластина 255 должны быть соответствующим образом соединены с рычажным механизмом второго разъединителя 11' и шарнирного пальца 131 второго заземляющего переключателя 13 соответственно таким образом, чтобы когда основной блокирующий диск 252 поворачивается и устанавливается в свое положение блокировки, второй разъединитель 11' переводился в разомкнутое положение, и когда вторая блокировочная поверхность 2552 блокировочной пластины 255 поворачивается и устанавливается в свое положение блокировки, второй заземляющий переключатель 13 находился в разомкнутом положении.
Рассмотрим механику процесса блокировки второго узла механической блокировки для второго разъединителя 11' и второго заземляющего переключателя 13 со ссылками на фиг. 13-16. Следует отметить, что на фиг. 13-16 основной блокирующий диск 252 изображен на виде сверху, чтобы лучше показать положение второго выреза 2522, в то время как остальные элементы изображены на виде спереди. Когда второй разъединитель 11' находится в замкнутом состоянии (фиг. 13), второй вырез 2522 на основном блокирующем диске 252 не находится на одной прямой с блокировочной штангой 256, и периферия основного блокирующего диска 252 толкает блокировочную штангу 256, заставляя ее взаимодействовать с первой блокировочной поверхностью 2551 блокировочной пластины 255. В этом положении подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 разомкнут, как показано на фиг. 7. Если подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 требуется перевести в замкнутое состояние, подвижный контакт и соответствующий шарнирный палец 131 необходимо будет повернуть в направлении против часовой стрелки, как показано на фиг. 13. Однако, поскольку блокировочная штанга 256 прижимается основным блокирующим диском 252 к первой блокировочной поверхности 2551, перемещение против часовой стрелки блокировочной пластины 255 и соответствующего шарнирного пальца 131 и подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 прекращены. В результате, второй заземляющий переключатель 13 оказывается заблокированным в разомкнутом положении, когда второй разъединитель 11' находится в замкнутом положении.
Как показано на фиг. 14-15, при поворачивании основного блокирующего диска 252, для перевода подвижного контакта второго разъединителя 11' в разомкнутое положение, основной блокирующий диск 252 необходимо повернуть так, чтобы второй вырез 2522 находился на одной прямой с блокировочной штангой 256. В этом случае подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 может быть переведен в замкнутое положение путем поворачивания шарнирного пальца 131 и блокировочной пластины 255 в направлении против часовой стрелки, чтобы толкнуть блокировочную штангу 256 и ввести ее во второй вырез 2522, до тех пор, пока вторая блокировочная поверхность 2552 блокировочной пластины 255 не встанет в вертикальное положение. Поскольку вторая блокировочная поверхность 2552 блокировочной пластины 255 запирает блокировочную штангу 256 во втором вырезе 2522, основной блокирующий диск 252 не может повернуться, чтобы перевести подвижный контакт второго разъединителя 11' в замкнутое положение, когда второй заземляющий переключатель 13 находится в замкнутом положении.
Как показано на фиг. 16, если второй заземляющий переключатель 13 переводится в разомкнутое положение, блокировочную пластину 255 и шарнирный палец 131 необходимо повернуть по часовой стрелке вместе с подвижным контактом второго заземляющего переключателя 13. Таким образом, вторая блокировочная поверхность 2552 при поворачивании отходит в сторону от блокировочной штанги 256, а первая блокировочная поверхность 2551 переходит в свое вертикальное положение, при этом имеется пространство между блокировочной штангой 256 и второй блокировочной поверхностью 2551. В этом случае основной блокирующий диск 252 может повернуться, чтобы вытолкнуть блокировочную штангу 256 из второго выреза 2522 и ввести ее в контакт с первой блокировочной поверхностью 2551. В результате, подвижный контакт второго разъединителя 11' переводится основным блокирующим диском 252 в замкнутое положение, и узел блокировки возвращается в состояние, показанное на фиг. 13, в котором вращение против часовой стрелки блокировочной пластины 255 и соответствующего шарнирного пальца 131 невозможны и подвижный контакт второго заземляющего переключателя 13 зафиксирован. Таким образом, второй заземляющий переключатель 13 снова заблокирован в разомкнутом положении.
Для того чтобы основной блокирующий диск 252 мог легко выталкивать блокировочную штангу 256 из второго выреза 2522, предпочтительно, чтобы конец блокировочной штанги 256, взаимодействующий со вторым вырезом 2522, также был закругленным (например, имел полусферическую или полуэллиптическую форму), чтобы предотвратить зажимание конца блокировочной штанги 256 вторым вырезом 2522 при вращении основного блокирующего диска 252.
Предпочтительно, чтобы другой конец блокировочной штанги 256, взаимодействующий с блокировочной пластиной 255, имел плоский торец, или имел какую-либо другую форму, совпадающую по форме с первой блокировочной поверхностью 2551 и второй блокировочной поверхностью 2552, чтобы увеличить площадь торцевой поверхности с целью обеспечения надежного взаимодействия между торцом блокировочной штанги и первой и второй блокировочными поверхностями блокировочной пластины 255. Предпочтительно, большинство частей блокировочной штанги 256 имеет круглую форму поперечного сечения, и только к концу блокировочной штанги 256, взаимодействующему с блокировочной пластиной 255, прикреплен участок с квадратной формой поперечного сечения. В таком случае направляющий элемент 28 (фиг. 10) на переключательной опоре 251 имеет круглое отверстие, в которое вставляется конец блокировочной штанги 256, имеющий цилиндрическую форму, а направляющий элемент 29 (фиг. 11) на другой переключательной опоре 151 содержит отверстие квадратной формы, в которое вставляется участок блокировочной штанги 256 с квадратной формой поперечного сечения. Направляющие элементы 28 и 29 дополнительно ограничивают вибрацию и изгиб блокировочной штанги 256 при ее перемещении в продольном направлении, что делается с целью повышения надежности работы узла блокировки. Понятно, однако, что блокировочная штанга 256 может иметь практически любую форму поперечного сечения, и единственным неизменным требованием остается закругленность конца блокировочной штанги 256, взаимодействующего со вторым вырезом 2522.
Кроме того, второй узел 25 блокировки может дополнительно содержать конструкции, аналогичные имеющимся в узле 17 блокировки, для обеспечения возможности блокировки между вторым разъединителем 11' и третьим заземляющим переключателем 24. В частности, второй узел 25 блокировки может дополнительно содержать блокирующий диск заземляющего переключателя и блокировочный стержень, описанные выше и показанные на фиг. 1-6. Этот блокирующий диск заземляющего переключателя соединен с вращающимся валом, приводимым в действие приводным устройством, для приведения в действие третьего заземляющего переключателя.
Основной блокирующий диск 252 может также использоваться для взаимодействия с блокировочным стержнем с целью осуществления блокировки между вторым разъединителем 11' и третьим заземляющим переключателем 24. Для этого на основном блокирующем диске 252 может быть предусмотрен как первый вырез 1721, так и второй вырез 2522. Для того чтобы облегчить взаимодействие основного блокирующего диска 252 с блокировочной штангой 256 и блокировочным стержнем, второй вырез 2522 смещен относительно первого выреза 1721 в осевом направлении и по окружности, как это показано на фиг. 3. Иными словами, второй вырез 2522 и первый вырез 1721 расположены на разных уровнях и на расстоянии друг от друга по окружности. Таким образом, при вращении основного блокирующего диска 252 блокировочная штанга 256 и блокировочный стержень могут синхронно входить в зацепление или выходить из зацепления соответственно со вторым вырезом 2522 и первым вырезом 1721, не мешая друг другу. Таким образом, когда второй разъединитель 11' замкнут, второй заземляющий переключатель 13 и третий заземляющий переключатель 24 могут быть синхронно заблокированы в открытом положении.
Хотя второй узел 25 блокировки в переключающем устройстве изображен с двумя разъединителями, включенными параллельно, разумеется, он может также использоваться в другом переключающем устройстве, для которого также необходима блокировка между разъединителем и соответствующим заземляющим переключателем. Это особенно выгодно для конфигурации, в которой соответствующий заземляющий переключатель расположен на удалении от разъединителя, поскольку длинная блокировочная штанга 256 может обеспечить блокировку между двумя переключателями, находящимися на расстоянии друг от друга.
Предпочтительно, за исключением блокировочной штанги 256 и блокировочной пластины 255, второй узел 25 блокировки может быть выполнен в виде универсальной конструкции, аналогичной первому узлу 17 блокировки, так что полученный узел блокировки может подходить для любого варианта осуществления настоящего изобретения. В этом случае переключательная опора может иметь такую же конструкцию, как показанная на фиг. 2, с основным блокирующим диском 172, двумя блокирующими дисками 173 и 173' заземляющих переключателей, и блокировочными стержнями 174 и 174', установленными на переключательной опоре. Для универсальной конструкции основной блокирующий диск 172 содержит два первых выреза 1721 и один второй вырез 2522, как показано на фиг. 3. Второй вырез 2522 расположен на другом уровне относительно двух первых вырезов 1721, и находится посередине между двумя первыми вырезами 1721 в направлении по окружности. Переключательная опора 171 для универсальной конструкции содержит также опорные отверстия 175, чтобы проходящая сквозь них блокировочная штанга 256 входила в зацепление с основным блокирующим диском 172.
При использовании такой универсальной конструкции для вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 1-6, второй вырез 2522 основного блокирующего диска 172 не задействуется, и блокировочная штанга 256 не проходит сквозь опорные отверстия 175, а при использовании такой универсальной конструкции для вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 7-16, один из двух первых вырезов 1721 может не задействоваться, и блокировочная штанга 256 проходит сквозь опорные отверстия 175 для взаимодействия с основным блокирующим диском 172.
Поскольку большинство деталей для первого узла 17 блокировки и второго узла 25 блокировки образует универсальную конструкцию, удобно собирать конкретный узел блокировки для различных устройств, содержащий разъединитель и заземляющий переключатель с универсальной конструкцией и несколькими дополнительными деталями. Это уменьшает общее количество деталей блокирующего устройства для различных систем, упрощает конструкцию блокирующего устройства и повышает универсальность блокирующего устройства.
Следует отметить, что некоторые заземляющие переключатели могут оказаться ненужными в определенных вариантах осуществления изобретения, в зависимости от различий по требованиям, предъявляемым к устройству разъединителя. В таком случае узел блокировки не нуждается в какой-либо значительной модификации, и единственное, что необходимо сделать - это отсоединить лишний заземляющий переключатель от соответствующего блокирующего диска или блокировочной пластины, оставив активной функцию блокировки для остальных заземляющих переключателей.
Во всех описанных вариантах осуществления настоящего изобретения узел блокировки располагается на переключательной опоре, что устраняет необходимость соединения сложных и дорогостоящих деталей с передаточными валами, и обеспечивает полное использование пространства переключательной опоры, уменьшая, таким образом, общие габариты устройства. Кроме того, поскольку некоторые детали, например, основной блокирующий диск и заземляющий блокирующий диск, являются существующими элементами для приведения в действие разъединителя и заземляющего переключателя, повторное использование данных элементов для обеспечения функции блокировки обеспечивает еще большее сокращение общего количества деталей устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительное снижение стоимости узла блокировки. Кроме того, поскольку конструкция узла блокировки является простой, установка и техобслуживание узла является несложной, и надежность блокировки еще более повышается.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения в данном описании были рассмотрены в целях иллюстрации, настоящее изобретение никоим образом не исчерпывается и не ограничивается данными вариантами. Специалистам среднего уровня будет очевидно множество модификаций и изменений, осуществить которые можно без отступления от существа и выхода за границы объема настоящего изобретения. Используемая в настоящем описании терминология выбиралась так, чтобы наилучшим образом объяснить принципы вариантов осуществления изобретения, практического применения или технического усовершенствования доступных на рынке технологий, или обеспечить наилучшее понимание специалистами среднего уровня принципов, раскрываемых в данном описании вариантов осуществления.
Путем изучения прилагаемых чертежей, описания вариантов осуществления изобретения и формулы настоящего изобретения специалисту в данной области при внедрении настоящего изобретения станут понятными и другие возможные модификации раскрываемых вариантов его осуществления. Используемый в формуле изобретения термин "содержащий" не исключает каких-либо других элементов или операций, а неопределенный артикль "a" или числительное "один" не исключают возможности множественного числа. Простой факт иллюстрации конкретных элементов в зависимых пунктах, взаимно отличающихся друг от друга, не говорит о том, что не может быть эффективно использована комбинация данных элементов. Обозначения на чертежах и в пунктах формулы изобретения не должны толковаться как ограничивающие их область применения или объем.
Хотя настоящее изобретение было описано на примере рассмотренных вариантов его осуществления, следует иметь в виду, что оно не ограничивается раскрытыми вариантами. Наоборот, настоящее изобретение охватывает различные модификации и эквивалентные решения, находящиеся в пределах существа и объема притязаний согласно прилагаемой формуле изобретения. Объем притязаний в прилагаемой формуле изобретения раскрывается наиболее широким образом и охватывает все вышеупомянутые модификации и эквивалентные решения, конструкции и функции.