ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
DISCONNECTOR SWITCH FOR VOLTAGE TRANSFORMER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к блоку разъединителя для установки среднего напряжения, содержащему электропроводную перемычку внутри корпуса, причем электропроводная перемычка является подвижной между рабочим положением, в котором электрический контакт обеспечен между первой и второй клеммой, размещенными внутри корпуса, и разомкнутым положением, в котором электрический контакт отсутствует между первой и второй клеммами.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Публикация патента США US4258410 раскрывает сборку трансформатора напряжения с тремя возможными положениями, соединенную с проводником (рельс или шина), заземленным или свободным от напряжения (разомкнутым). Вся сборка трансформатора напряжения с контактными клеммами вращается с использованием внешней механической сборки для достижения этих положений.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение стремится обеспечить улучшенный приводной механизм для соединения и разъединения трансформаторов напряжения в переключающей установке.
Согласно настоящему изобретению обеспечен блок разъединителя согласно ограничительной части, определенной выше, причем блок разъединителя дополнительно содержит вторую приводную часть, размещенную снаружи корпуса, причем первая приводная часть и вторая приводная часть образуют немеханическую связь через материал корпуса. Такая немеханическая связь или неосязаемая связь может, например, быть связью магнитной силы.
В варианте выполнения первая приводная часть содержит первый магнит и вторая приводная часть содержит второй магнит. Это может эффективно образовывать немеханическую связь. В качестве альтернативы, второй магнит представляет собой электромагнит, который может без проблем питаться энергией, так как он расположен снаружи блока разъединителя.
В дополнительном варианте выполнения немеханическая связь представляет собой магнитную связь с силой притяжения между первой приводной частью и второй приводной частью. В качестве альтернативы, немеханическая связь представляет собой магнитную связь с силой отталкивания между первой приводной частью и второй приводной частью.
В дополнительном варианте выполнения электропроводная перемычка установлена с возможностью поворота на первой или второй клемме. Это обеспечивает вращательное движение электропроводной перемычки с использованием немеханической связи. Электропроводная перемычка может иметь два устойчивых положения, которые обеспечивают надежную работу блока разъединителя с использованием немеханической связи при размещении электропроводной перемычки в одном из двух устойчивых положений. В качестве альтернативы, электропроводная перемычка имеет одно устойчивое положение. Это позволяет иметь электропроводную перемычку с возможностью возвращаться в устойчивое (например, безопасное) положение, даже когда немеханическая связь не действует.
В дополнительном варианте выполнения корпус содержит две симметричные половины, обеспечивая простую сборку блока разъединителя. В альтернативном варианте выполнения корпус содержит цилиндрическую часть и закрывающуюся крышку. Несмотря на то, что такой вариант выполнения требует больше пространства, сборка выполняется очень просто.
В дополнительном варианте выполнения блок разъединителя дополнительно содержит датчик положения снаружи корпуса, обеспечивающий положительную обратную связь состояния блока разъединителя в любое время.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет обсуждено более подробно ниже с использованием нескольких примерных вариантов выполнения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схематический вид в поперечном сечении первого варианта выполнения блока разъединителя согласно настоящему изобретению;
фиг.2 изображает вид в поперечном сечении второго варианта выполнения блока разъединителя согласно настоящему изобретению;
фиг.3 изображает вид в перспективе варианта выполнения на фиг.2 с удаленной частью корпуса;
фиг.4 изображает вид в перспективе внешних элементов варианта выполнения на фиг.2; и
фиг.5 изображает вид в поперечном сечении третьего варианта выполнения блока разъединителя согласно настоящему изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Варианты выполнения настоящего изобретения относятся к решению по обеспечению разъединения трансформаторов напряжения, используемых в переключающих установках или устройствах (среднего напряжения). Трансформаторы напряжения широко используются в переключающих установках в целях контроля, варьируясь в диапазоне от базовых переключательных блоков до сложных переключательных станций.
Переключающая установка может быть подвергнута нескольким типам испытаний в целях обслуживания или в эксплуатационных целях. Одно из таких испытаний представляет собой испытание промышленной частоты, для которого трансформаторы напряжения в переключающей установке необходимо разъединять. Разъединение может, например, быть осуществлено опусканием или поднятием трансформаторов (что является трудной задачей) или использованием вручную или электрически приводимого переключателя разъединителя.
В вариантах выполнения настоящего изобретения разъединение трансформаторов напряжения осуществляется с использованием полностью изолированного блока 10 разъединителя с немеханическим (например, магнитным) приводом, осуществляемым с помощью окружающего корпуса 8, т.е. без механической связи, проникающей в корпус через определенный вид физического отверстия. Таким образом, блок 10 разъединителя полностью изолирован и не предоставляет проблем, относящихся к высоким напряжениям, при этом его конструкция может быть простой и компактной.
Фиг.1 показывает схематический вид в поперечном сечении блока 10 разъединителя согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения. На верхней части чертежа показан соединительный кабель 1 с проводником 2, который соединен с частью переключающей установки, где необходимо измерять напряжение, такой как рельс или шина. Проводник 2 обеспечен первой контактной клеммой 3.
На нижней части чертежа кабель 4 показан с проводником 5, который соединен (проводом) с трансформатором 25 напряжения. Проводник 5 обеспечен второй контактной клеммой 6. Обеспечена электропроводная перемычка 7, которая является подвижной между рабочим положением, в котором электрический контакт обеспечен между первой контактной клеммой 3 и второй контактной клеммой 6 (для того, чтобы соединять трансформатор 25 напряжения для измерений напряжения), и разомкнутым положением, в котором электрический контакт отсутствует между первой и второй клеммами 3, 6. В показанном варианте выполнения электропроводная перемычка 7 соединена со второй контактной клеммой 6 с использованием шарнирного соединения.
Изолирующий окружающий корпус 8 обеспечен между соединительным кабелем 1 и кабелем 4 с использованием уплотнения 9 на верхней части и на нижней части корпуса 8 для того, чтобы обеспечивать воздухонепроницаемость, чистую и изолированную среду внутри изолирующего корпуса 8. Изолирующий корпус 8, например, изготовлен из изоляционного материала, такого как поликарбонат, который обеспечивает простое изготовление с использованием, например, технологий (литьевого) формования. Поликарбонат имеет преимущество в том, что он является прозрачным, позволяя проводить тем самым визуальную проверку режима или статуса блока 10 разъединителя.
В показанном варианте выполнения электропроводная перемычка 7 прикреплена ко второй контактной клемме 6 поворотным образом. Изолирующий корпус 8 обеспечен продолжающейся частью (представленной перпендикулярно оси кабеля 1 и кабеля 4), обеспечивая поворот электропроводной перемычки 7 на угол α. Это будет обеспечивать достаточное отделение между электропроводной перемычкой 7 и первой клеммой 3 в высоконапряженной среде (например, 10-15 см). Обеспечена пружина 12, которая предварительно натягивает электропроводную перемычку 7, приводя в контакт с первой контактной клеммой 3. Электропроводная перемычка 7 содержит первую приводную часть внутри корпуса, в этом варианте выполнения содержащую первый магнит, прикрепленный к электропроводной перемычке 7.
Снаружи изолирующего корпуса 8 приводной узел обеспечен в форме второй приводной части, содержащей поворотную пластину 15 (закрепленную в точке 18 поворота снаружи корпуса 8) и приводную пластину 16, которая, например, выступает от передней стороны переключающей установки, обеспечивая ручное приведение в действие блока 10 разъединителя. И поворотная пластина 15, и приводная пластина 16, например, изготовлены из изоляционного материала, такого как пластиковый материал.
Электропроводная перемычка 7 обеспечена первым магнитом 11 на первом расстоянии от второй контактной клеммы 6. Первый магнит 11 размещен близко к внутренней стенке изолирующего корпуса 8 в одном частном варианте выполнения, например, с использованием удлиненного элемента 11a, прикрепленного к электропроводной перемычке 7 (см. также вариант выполнения на фиг.2-4 ниже).
Поворотная пластина 15 обеспечена вторым магнитом 17 на втором расстоянии от соответственной точки 18 поворота, при этом первое и второе расстояния по существу равны. В дополнительном варианте выполнения второй магнит 17 может быть реализован в качестве электромагнита, который может питаться энергией снаружи изолирующего корпуса 8.
Первый и/или второй магниты 11, 17 могут быть изготовлены из современных магнитных материалов (например, содержащих композитные материалы и/или редкоземельные материалы, такие как самариево-кобальтовый материал, неодимовый ферробор и т.д.), обеспечивающих высокую силу притяжения на существенном расстоянии между первым и вторым магнитами 11, 17.
В результате первая приводная часть (первый магнит 11) и вторая приводная часть (второй магнит 17) образуют немеханическую связь.
Приведением в действие приводной пластины 16 поворотная пластина 15 поворачивается вокруг точки 18 поворота. Когда второй магнит 17 расположен близко к первому магниту 11, они будут притягиваться друг к другу, создавая магнитную (немеханическую) связь между поворотной пластиной 15 и электропроводной перемычкой 7. В примерном варианте выполнения минимальное расстояние между первым магнитом 11 и вторым магнитом 17 составляет около 0,5 см. Это позволяет поворачивать электропроводную перемычку 7 от первой контактной клеммы 3 перемещением приводной пластины 16. Когда электропроводная перемычка 7 электрически соединена с трансформатором 25 напряжения, через электропроводную перемычку 7 будет течь только ограниченный ток (например, менее 1 А) при работе, обеспечивая отделение электропроводной перемычки 7 и первой контактной клеммы 3 с использованием небольших сил, которые могут быть обеспечены с использованием магнитной связи.
Фиг.2 показывает схематический вид в поперечном сечении блока 10 разъединителя согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, показывающий внутренние элементы блока 10 разъединителя, т.е. элементы внутри корпуса 8. Фиг.3 показывает вид в перспективе блока 10 разъединителя на фиг.2 с удаленной частью корпуса 8, но также показывает элементы снаружи корпуса 8. Фиг.4 показывает внешний вид блока 10 разъединителя на фиг.2 и 3.
В этом варианте выполнения корпус 8 имеет симметричную форму, и в показанном варианте выполнения и кабель 1, и трансформатор 25 напряжения размещены ниже корпуса 8. Электропроводная перемычка 7 установлена с возможностью поворота на второй контактной клемме 6 и приводится в одно из двух устойчивых положений пружиной 12, т.е. либо напротив верхней части корпуса 8, либо напротив нижней части корпуса, т.е. первой контактной клеммы 3. Для того чтобы обеспечивать подходящее перемещение электропроводной перемычки 7 внутри корпуса, перемычка 7 обеспечена направляющей частью 14 на примерно половине перемычки 7.
В дополнительном варианте выполнения электропроводная перемычка 7 не обеспечена пружиной 12 и основана, например, на гравитации для обеспечения одного устойчивого положения (т.е. в контакте с первой контактной клеммой 3).
На фиг.3 также показаны внешние элементы, т.е. приводная пластина 16 (здесь в форме балки, перемещающейся в вертикальном направлении на чертеже) и поворотная пластина 15. Поворотная пластина 15 установлена в точке 18 поворота, совпадающей с точкой поворота второй контактной клеммы 6 внутри корпуса. Второй магнит 17 обеспечен на конце поворотной пластины 15 на расстоянии от его точки 18 поворота, подобном расстоянию между первым магнитом 11 и его соответственной точкой поворота (на второй клемме 6).
На виде в перспективе на фиг.1 ясно показан удлиненный элемент 11a, который обеспечивает первый магнит 11 максимально близко к корпусу.
На виде в перспективе на фиг.4 составной корпус 8 этого варианта выполнения показан более ясно содержащим две части 8а и 8b корпуса, которые представляют собой две симметричные половины. Корпус 8 в этом варианте выполнения является плоским, так как для перемещения электропроводной перемычки 7 между двумя крайними положениями, которые обсуждаются выше, обеспечено единственное пространство. Однако необходимо проявлять осторожность в том, что две части 8а и 8b корпуса устанавливаются вместе достаточным для выдерживания высоконапряженной среды образом, например с использованием зеркальной сварки или склеивания.
На виде в поперечном сечении на фиг.5 показан третий вариант выполнения настоящего изобретения. Проводник 2, проводящий измеряемое напряжение, и трансформатор 25 напряжения соединены на верхней части корпуса 8 блока 10 разъединителя. Корпус 8 в этом варианте выполнения имеет форму цилиндрической части или чаши, которая закрывается закрывающей крышкой 8c на нижней части с использованием уплотнения 9 на (трех) границах между крышкой 8c, проводником 2, кабелем 4 трансформатора 25 напряжения и корпусом 8.
В этом варианте выполнения электропроводная перемычка 7 установлена поворотным образом на второй клемме 6 проводника 5 (т.е. электропроводная перемычка 7 способна поворачиваться в направлении, обозначенном на фиг.5). На коротком расстоянии от второй клеммы 6 в электропроводной перемычке 7 обеспечена вторая точка 31 поворота, с которой соединена приводная часть 30. В приводной части обеспечен первый магнит 11. Корпус 8 обеспечен направляющим каналом 32, позволяющим приводной части 30 перемещаться только вверх и вниз, т.е. прямолинейное перемещение. В варианте выполнения, показанном на фиг.5, в точке поворота вблизи второй клеммы 6 обеспечена пружина 12, приводящая электропроводную перемычку 7 в контакт с первой клеммой 3. В этом варианте выполнения электропроводная перемычка 7 блока 10 разъединителя имеет два устойчивых положения.
Крышка 8c корпуса 8 обеспечена дополнительным направляющим каналом 33, являющимся доступным при работе снаружи корпуса 8, который обеспечивает пространство для второго магнита 17. Когда второй магнит 17 подводится ближе к первому магниту 11, создается магнитодвижущая сила, и приводная часть 30 прижимается книзу. В результате электропроводная перемычка 7 перемещается в нерабочее положение, при этом конец электропроводной перемычки 7 находится на расстоянии от первой клеммы 3, которое является достаточным в высоконапряженной среде.
В альтернативном варианте выполнения на фиг.5 сила отталкивания между первым магнитом 11 и вторым магнитом 17 используется для приведения в действие блока 10 разъединителя с немеханической или неосязаемой связью. В этом случае предварительно нагруженная пружина 12 не обеспечена, в результате чего электропроводная перемычка 7 находится в нерабочем положении, когда первый и второй магниты 11, 17 находятся вне их взаимного диапазона влияния. Другими словами, в этом варианте выполнения электропроводная перемычка 7 имеет одно устойчивое положение. Когда второй магнит 17 перемещается ближе к первому магниту 11, создается сила отталкивания, приводящая в движение приводную часть 30 и в результате электропроводную перемычку 7 в ее рабочее положение, т.е. вверх в контакт с первой клеммой 3 проводника 2.
Перемещение второго магнита 17 в этих вариантах выполнения может быть выполнено с использованием прямолинейного приводного стержня 34.
В уже дополнительных вариантах выполнения электропроводная перемычка 7 может быть реализована в качестве смещаемой перемычки, например, с использованием рельса или других направляющих средств, обеспеченных внутри изолирующего корпуса 8. Перемещение привода далее может быть, например, прямолинейным перемещением электропроводной перемычки 7 между разомкнутым положением и рабочим положением. Приводной механизм снаружи изолирующего корпуса 8 дополнительно также может быть реализован в качестве линейного привода (например, обеспечением второго магнита 17 непосредственно на приводной пластине 16).
С целью (удаленной) подачи сигналов положение электропроводной перемычки 7 в нерабочем положении может быть обнаружено с использованием датчика положения. Датчик положения может быть выполнен в виде дополнительного магнита 21 на электропроводной перемычке 7 в совокупности с язычковым датчиком 22, размещенным на соответствующем месте снаружи изолирующего корпуса 8, как показано в вариантах выполнения на фиг.1-4. Такой удаленный датчик также может быть применен в варианте выполнения на фиг.5. В альтернативных вариантах выполнения датчик положения может быть основан на оптическом измерении, например, с помощью прозрачного изолирующего корпуса 8.
Варианты выполнения настоящего изобретения описаны выше со ссылкой на несколько примерных вариантов выполнения, которые показаны на чертежах. Преобразования и альтернативные варианты выполнения определенных частей или элементов возможны и включены в объем охраны, который определен в приложенной формуле изобретения.