ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ-РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к низковольтным коммутационным аппаратам, а именно к выключателям-разъединителям, используемым в цепях распределения энергии или в цепях электродвигателей.
Известен выключатель-разъединитель, который содержит неподвижные контакты, дугогасительные камеры, фиксирующий механизм и управляющий вал, в отверстие которого помещены подвижные контакты, при этом на указанном валу между подвижными контактами размещены втулки, имеющие концентрические пазы, в которых установлены пластины-застежки подвижных контактов, а на внешних цилиндрических поверхностях втулок расположены коммутационные полукамеры, перекрывающие их длину в осевом направлении, в которых размещены указанные неподвижные контакты и дугогасительные камеры. Включение и выключение устройства осуществляется рукояткой, которая связана с управляющим валом. Для замыкания электрической цепи вал поворачивается с помощью рукоятки до полного соединения контактов, а для разъединения рукоятку поворачивают в противоположном направлении до упора подвижных контактов в ограничители, расположенные в корпусе (SU №333620, МПК H01H 21/02, опубл. 1972 г.).
Недостатком указанного устройства является невысокая надежность функционирования под высокой электрической нагрузкой и недостаточно высокая стойкость к токам короткого замыкания, вызванная ослаблением контактного нажатия в процессе эксплуатации устройства и быстрым электрическим износом контактов. При этом следует отметить, что выключатели-разъединители указанной конструкции нельзя использовать в качестве выключателей нагрузки в цепях электродвигателей, так как рукоятка не обеспечивает высокую скорость размыкания и замыкания контактов главной цепи.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выключатель-разъединитель, содержащий совокупность неподвижных ножевых контактов с соответствующими дугогасительными камерами, совокупность подвижных контактов, установленных в соответствующих гнездах несущего ползуна, а также орган управления, механически связанный с несущим ползуном посредством механизма мгновенного действия, выполненного с возможностью обеспечения перемещения ползуна, при этом каждый из указанной совокупности подвижных контактов выполнен в виде блока из четырех медных роликов, подпружиненных пластинчатыми пружинами с возможностью их вращения независимо друг от друга и обеспечением предварительно заданного контактного нажатия при коммутации (RU №2257634, H01H 21/02, опубл. 27.07.2005 г.).
Недостатком указанного устройства является невысокая надежность функционирования под высокой электрической нагрузкой и быстрый электрический износ контактов.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении надежности выключателя-разъединителя за счет повышения электроэрозибнной стойкости медных роликов, применяемых в подвижных контактах.
Существующая техническая проблема решается тем, что в известном выключателе-разъединителе, содержащем изоляционный корпус, в верхней части которого выполнена прозрачная крышка, в нижней части указанного корпуса установлены нулевой проводник, совокупность неподвижных ножевых контактов с соответствующими дугогасительными камерами, совокупность подвижных контактов, установленных в соответствующих гнездах несущего ползуна, а также орган управления, механически связанный с несущим ползуном посредством механизма мгновенного действия, выполненного с возможностью обеспечения перемещения ползуна, при этом каждый из указанной совокупности подвижных контактов выполнен в виде четырех медных роликов, подпружиненных пластинчатыми пружинами и сформированных в блок с возможностью вращения указанных роликов независимо друг от друга и обеспечением предварительно заданного контактного нажатия при коммутации, согласно полезной модели на поверхность медных роликов нанесено электроэрозионно-стойкое композиционное покрытие на основе оксида цинка и серебра.
Ролики сформированы в блок посредством Т-образной металлической пластины, проходящей через соответствующие соосные отверстия двух металлических скоб, металлической пластины, а также стопорной металлической пластины, которая фиксируется в соответствующем пазе Т-образной металлической пластины.
Механизм мгновенного действия выполнен в виде двух пружин сжатия, двух скоб и штифта и обеспечивает соединение органа управления с указанными подвижными контактами.
Орган управления выполнен в виде рукоятки с телескопическим валом.
Совокупность ножевых неподвижных контактов содержит шесть ножевых неподвижных контактов, совокупность подвижных контактов содержит три подвижных контакта, при этом каждому неподвижному ножевому контакту соответствует одна дугогасительная камера.
Получаемый технический результат заключается в повышении надежности выключателя-разъединителя за счет повышения электроэрозионной стойкости контактных медных роликов.
Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что в выключателе-разъединителе на поверхность медных роликов нанесено посредством электровзрывного напыления электроэрозионно-стойкое композиционное покрытие на основе оксида цинка и серебра (ZnO-Ag).
2
2
Процесс создания покрытия происходит посредством электрического взрыва композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской серебряной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка оксида цинка массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, 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 композиционного покрытия системы ZnO-Ag и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп.
Технический эффект заключается в повышении надежности работы выключателя-разъединителя за счет исключения отказов, вследствие электрической эрозии контактов и контактных пластин.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид выключателя-разъединителя в изометрии, на фиг. 2 - общий вид подвижного контакта.
Выключатель - разъединитель содержит выполненный из изоляционного материала закрытый корпус, состоящий из нижней части 1 и верхней части 2, в которой выполнена прозрачная крышка 3, в пазы нижней части 1 установлены ножевые неподвижные контакты 4, указанных контактов может быть, например, шесть, как вариант реализации настоящего выключателя-разъединителя при использовании трехполюсного выключателя-разъединителя. Каждому неподвижному ножевому контакту 4 соответствует одна установленная дугогасительная камера 5. В нижней части 1 корпуса установлен несущий ползун 6 с установленными в его гнездах подвижными контактами 7, при этом как вариант реализации изобретения рассматривается наличие трех подвижных контактов 7 при установке шести неподвижных ножевых контактов 4, но количество указанных подвижных контактов может изменяться в зависимости от типа выключателя-разъединителя. На нижней части 1 корпуса установлен нулевой проводник 8, крепежные скобы 9. Механизм мгновенного действия состоит из скобы 10, штифта 11, двух пластин 12, из двух рабочих пружин сжатия 13, и скобы 14 и установлен в корпусе выключателя-разъединителя посредством втулок 15. Орган управления выполнен в виде рукоятки 16 с телескопическим валом 17, при этом нижняя и верхняя части корпуса 1, 2 стянуты винтами 18 с втулками 19 и формируют закрытый корпус (не обозначен), позицией 20 обозначена табличка с маркировкой.
Подвижный контакт 7 выполнен в виде блока, который состоит из четырех медных роликов 21 с электроэрозионно-стойким композиционным покрытием оксида цинка и серебра (системы ZnO-Ag), подпружиненных пластинчатыми пружинами 22, при этом посредством Т-образной металлической пластины 23, проходящей через соответствующие соосные отверстия двух металлических скоб 25, металлической пластины 24, и стопорной металлической пластины 26, которая фиксируется в пазе Т-образной металлической пластины 23 поворотом вокруг своей оси.
Пример 1.
2
2
Обработке подвергали поверхности медных роликов 21. Использовали композиционный электрически взрываемый проводник, состоящий из оболочки и сердечника в виде порошка ZnO, при этом оболочка состояла из двух слоев электрически взрываемой плоской серебряной фольги массой 60 мг, а масса сердечника составляла 30 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5 ГВт/м и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы ZnO-Ag. После самозакалки покрытия при теплоотводе в объем основы медного контакта осуществляли импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку (ЭПО) поверхности электровзрывного покрытия при поверхностной плотности энергии 40 Дж/см, длительности импульсов - 150 мкс, количестве импульсов - 10 имп.
Пример 2.
2
2
Обработке подвергали поверхности медных роликов 21. Использовали композиционный электрически взрываемый проводник, состоящий из оболочки и сердечника в виде порошка ZnO, при этом оболочка состояла из двух слоев электрически взрываемой плоской серебряной фольги массой 360 мг, а масса сердечника составляла 720 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 6,5 ГВт/м и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы ZnO-Ag. После самозакалки покрытия при теплоотводе в объем подложки медного контакта осуществляли импульсно-периодическую ЭПО электровзрывного покрытия при поверхностной плотности энергии 60 Дж/см, длительности импульсов - 200 мкс, количестве импульсов - 30 имп.
Заявленная полезная модель осуществляется следующим образом. Отключение выключателя-разъединителя производится под воздействием внешнего управляющего усилия, приложенного к рукоятке 16, телескопический вал 17 поворачивает скобу 10, обеспечивая сжатие пружин 13, механизм мгновенного действия из своего крайнего правого положения относительно телескопического вала 17 начинает перемещаться влево, при этом ползун 6 остается неподвижным. В момент прохождения механизмом мгновенного действия нейтральной (мертвой) точки направление действия усилия пружин 13 меняется на противоположное, механизм мгновенно перемещается в свое крайнее левое положение относительно телескопического вала 17 и осуществляет быстрое перемещение несущего ползуна 6 с подвижными контактами 7 в направлении, параллельном плоскости монтажа выключателя-разъединителя, при этом происходит мгновенное размыкание подвижных и неподвижных контактов.
При включении выключателя-разъединителя срабатывание механизма мгновенного действия и перемещение несущего ползуна 6 с подвижными контактами 7 происходит в обратном направлении. Особенностью заявленной полезной модели является конструкция подвижного контакта, выполненная в виде блока, состоящего из четырех медных роликов, покрытых электроэрозионно-стойким композиционным покрытием системы ZnO-Ag 21, подпружиненных пластинчатыми пружинами 22 и из Т-образной металлической пластины 23 и металлической пластины 24, двух металлических скоб 25 и стопорной металлической пластины 26. Указанная конструкция подвижного контакта обеспечивает заданное регулирование пластинчатыми пружинами 22 контактного нажатия роликами 21 и поверхностью ножевых неподвижных контактов 4 таким образом, что во время движения, осуществляемого при коммутационных операциях, ролики зачищают рабочую поверхность неподвижных ножевых контактов, разрушая окисную пленку.
При возникновении токов короткого замыкания, при котором обычно возникает приваривание контактов, увеличивается скрепление роликовых и ножевых поверхностей, однако благодаря возможности роликов вращаться независимо друг от друга, при повороте роликов размыкаются участки, близкие к привариванию, тем самым предотвращается сваривание контактов, уменьшается время горения дуги и таким образом повышается коммутационная способность и коммутационная износостойкость. Кроме того, процесс отключения выключателя-разъединителя делится на два отключающих момента в каждой фазе, тем самым равномерно распределяется токовая нагрузка, в результате также снижается время горения дуги и обгорания контактов и повышается износостойкость контактов.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность работы выключателя-разъединителя за счет исключения отказов, вследствие электрической эрозии медных роликов, применяемых в подвижных контактах.