НЕПОДВИЖНЫЙ КОНТАКТНЫЙ УЗЕЛ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДУГИ И ЕГО ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
STATIC ARC-STRIKING CONTACT ASSEMBLY AND GROUNDING SWITCH THEREOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к неподвижному контактному узлу возникновения дуги, в частности неподвижному контактному узлу возникновения дуги для высоковольтного переключателя в электроэнергетической системе. Кроме того, настоящее изобретение также относится к заземляющему переключателю, использующему такой неподвижный контактный узел возникновения дуги.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Высоковольтный переключатель в электроэнергетической системе, такой как разъединитель, для передачи и преобразования электрической энергии, имеет заземляющий переключатель, включенный в него. Заземляющий переключатель представляет собой механический переключатель для заземленной части цепи, и должен быть в состоянии выдерживать ток в ненормальных условиях в течение заданного периода времени, но не обязательно выдерживать ток в нормальном режиме работы. Во время ремонта электрического оборудования заземляющий переключатель должен быть замкнут в каждом направлении, в котором электричество может быть передано к оборудованию выключения питания, если существует вероятность того, что оно может произвести наведенное напряжение для того, чтобы предотвратить внезапное возвращение электроэнергии во время ремонта с созданием угрозы для жизни связанного с ним персонала. Обычные заземляющие переключатели не требуют иметь устройство возникновения дуги. Однако, по мере того как разрабатываются электроэнергетические системы, передача и преобразование электроэнергии при сверхвысоких напряжениях энергично популяризируется. Для того чтобы решить проблему вечно недостаточных коридоров передачи и преобразования электроэнергии, часто используются двухконтурные линии передачи электроэнергии. Так как расстояние между токопроводящими проводами в двухконтурной линии передачи электрической энергии очень маленькое, значительная электромагнитная и электростатическая связь существует между токопроводящими проводами и между токопроводящим проводом и землей. Для обеспечения надежности и безопасности при проведении капитального ремонта необходимо, чтобы заземляющие переключатели, используемые на линии, имели возможность переключать наведенный ток, поэтому должно быть предусмотрено устройство возникновения дуги.
Китайский Патент CN201804780 на полезную модель раскрывает устройство возникновения дуги высоковольтного заземляющего переключателя, в котором контакт возникновения дуги установлен ниже заземляющего контакта, и пластина возникновения дуги предусмотрена на заземляющем контактном штыре. Во время замыкания заземляющего переключателя, дуга образуется между контактом возникновения дуги и пластиной возникновения дуги, которые вступают в контакт раньше с заземляющим контактом, а заземляющий контактный штырь вступает в контакт в дальнейшем. Такое устройство возникновения дуги высоковольтного заземляющего переключателя может удовлетворить техническим требованиям при более низких номинальных напряжениях, но в случае более высоких номинальных напряжений, таких как номинальные напряжения около 500 кВ и выше, связанные с этим проблемы, такие как недостаточное изоляционное расстояние, могут иметь место.
СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение неподвижного контактного узла возникновения дуги, который может быть использован для более высоких номинальных напряжений, работает надежно, и имеет низкую стоимость. Такой неподвижный контактный узел возникновения дуги содержит корпус, вал, неподвижный контакт возникновения дуги и пружину, при этом корпус имеет раскрыв. Один конец неподвижного контакта возникновения дуги продолжается в раскрыв и поворотно соединен с корпусом посредством вала. Пружина соединена с корпусом и заставляет неподвижный контакт возникновения дуги отклоняться в направлении одной стороны раскрыва. Такой неподвижный контактный узел возникновения дуги имеет простую конструкцию и низкую стоимость, работает надежно и может быть удобно установлен независимо от главных контактов переключателя, и особенно подходящим для переключателей, имеющих высоковольтные номинальные мощности.
Согласно одному аспекту неподвижного контактного узла возникновения дуги по настоящему изобретению, упомянутый конец неподвижного контакта возникновения дуги закреплен на валу, при этом вал с возможностью вращения соединен с корпусом, а пружина заставляет неподвижный контакт возникновения дуги быть отклоненным в направлении одной стороны раскрыва путем ограничения поворота неподвижного контакта возникновения дуги. Применение усилия к неподвижному контакту возникновения дуги посредством пружины не только гарантирует, что контакты возникновения дуги вступают в контакт раньше главных контактов, но также обеспечивает надежный контакт между ними.
Согласно другому аспекту неподвижного контактного узла возникновения дуги по настоящему изобретению, корпус состоит из двух полу оболочек с двумя распорными блоками, предусмотренными между двумя полу оболочками, а две полу оболочки прикрепляются к двум распорным блокам. Сочетание этих двух полу оболочек и распорных блоков облегчает сборку неподвижного контактного узла возникновения дуги.
Согласно другому аспекту неподвижного контактного узла возникновения дуги по настоящему изобретению, шаровая головка прикреплена к другому концу неподвижного контакта возникновения дуги. Шарообразная головка помогает уменьшить или устранить эффект разряда от возможного заостренного конца на нормальную работу переключателя.
Согласно еще одному аспекту неподвижного контактного узла возникновения дуги по настоящему изобретению, неподвижный контактный узел возникновения дуги дополнительно содержит изолирующую втулку, прикрепленную к неподвижному контакту возникновения дуги. Изолирующая втулка гарантирует, что ток больше не протекает через подвижный контакт возникновения дуги и неподвижный контакт возникновения дуги, когда главные контакты соединены.
Согласно другому аспекту неподвижного контактного узла возникновения дуги по настоящему изобретению, заземляющий переключатель дополнительно содержит токопроводящую оплетку, которая соединяет корпус и неподвижный контакт возникновения дуги электрически. Токопроводящая оплетка помогает осуществить электрическое соединение между корпусом и неподвижным контактом возникновения дуги надежным.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение заземляющего переключателя, который может быть использован для более высокого номинального напряжения, работает надежно, и имеет низкую стоимость. Такой заземляющий переключатель содержит изолятор, зажим для проводки, неподвижный контакт, подвижный контакт, подвижный контакт возникновения дуги, два уравнительных кольца и неподвижный контактный узел возникновения дуги, как описано выше, при этом зажим для проводки прикреплен к верхней части изолятора. Неподвижный контактный узел возникновения дуги соединен между одной стороной зажима для проводки и одним из уравнительных колец, а другое из уравнительных колец соединено с другой стороной зажима для проводки. Неподвижный контакт соединен между зажимом для проводки и неподвижным контактным узлом возникновения дуги, при этом положения подвижного контакта и подвижного контакта возникновения дуги соответствуют неподвижному контакту и неподвижному контактному узлу возникновения дуги, соответственно. Во время замыкания заземляющего переключателя, подвижный контакт возникновения дуги и неподвижный контактный узел возникновения дуги вступают в контакт раньше неподвижного контакта и подвижного контакта. Во время размыкания заземляющего переключателя, подвижный контакт возникновения дуги и неподвижный контактный узел возникновения дуги размыкаются после неподвижного контакта и подвижного контакта. Зажим для проводки и неподвижный контактный узел возникновения дуги такого заземляющего переключателя имеют простую конструкцию и низкую стоимость, и надежно работают, а неподвижный контактный узел возникновения дуги может быть легко установлен независимо от главных контактов переключателя, и особенно подходит для переключателей, имеющих высоковольтную номинальную мощность.
Согласно одному аспекту заземляющего переключателя по настоящему изобретению, положение изолирующей втулки устанавливается таким образом, что во время замыкания заземляющего переключателя, подвижный контакт возникновения дуги скользит вдоль поверхности неподвижного контакта возникновения дуги после вхождения в контакт с неподвижным контактом возникновения дуги пока неподвижный контакт и подвижный контакт не вступят в надлежащий контакт, а затем подвижный контакт возникновения дуги остается на изолирующей втулке; когда начинается процесс размыкания заземляющего переключателя, подвижный контакт возникновения дуги и неподвижный контакт возникновения дуги немедленно повторно устанавливают контакт, и только разъединяются когда неподвижный контакт и подвижный контакт полностью разъединены. Установка положения изолирующей втулки, таким образом, гарантирует, что ток больше не течет через контакты возникновения дуги, когда главные контакты соединены.
Согласное еще одному аспекту заземляющего переключателя по настоящему изобретению, зажим для проводки содержит соединительный рычаг, монтажную пластину и опорную плиту, при этом соединительный рычаг закрепляется между монтажной пластиной и опорной плитой, при этом один конец соединительного рычага соединяется с неподвижным контактным узлом возникновения дуги, неподвижный контакт закрепляется к соединительному рычагу и располагается близко к неподвижному контактному узлу возникновения дуги, а опорная плита закрепляется к изолятору. Опорная плита помогает обеспечить расстояние утечки между изолятором и другими частями переключателя.
Согласно другому аспекту заземляющего переключателя по настоящему изобретению, соединительный рычаг приварен к монтажной пластине, а монтажная пластина прикреплена к опорной плите посредством, по меньшей мере, одной втулки, при этом упомянутый один конец соединительного рычага соединяется с одним из уравнительных колец посредством неподвижного контактного узла возникновения дуги, а другой конец соединительного рычага соединяется с другим из уравнительных колец. Приваренные и подсоединенные зажимы для проводки имеют более низкую стоимость и действуют надежно.
Вышеприведенное объяснение является всего лишь кратким обзором технического решения по настоящему изобретению. Предпочтительные варианты осуществления приведены ниже и подробно описаны в сочетании с прилагаемыми чертежами, для того, чтобы технический подход по настоящему изобретению был более понятен и осуществлен в соответствии с содержанием описания, и для того, чтобы вышеупомянутые другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения были более очевидны и легко поняты.
ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, чтобы дать специалистам в данной области техники более четкое понимание вышеупомянутых и других признаков и преимуществ настоящего изобретения. Конкретно:
Фиг.1 представляет собой трехмерное схематичное изображение заземляющего переключателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой покомпонентный схематический чертеж заземляющего переключателя по фиг.1;
Фиг.3 представляет собой покомпонентный схематический чертеж зажима для проводки по фиг.1;
Фиг.4 представляет собой покомпонентный схематический чертеж неподвижного контактного узла возникновения дуги по фиг.1;
Фиг.5 дополнительно отображает неподвижный контактный узел возникновения дуги по фиг.4.
Разъяснение к обозначениям на прилагаемых чертежах:
Таблица:
1
Заземляющий переключатель
13
Зажим для проводки
11
Неподвижный контактный узел возникновения дуги
1311, 1312
Концы соединительного рычага
111
Корпус
132
Монтажная пластина
112
Вал
1322
Отверстие
113
Неподвижный контакт возникновения дуги
133
Опорная плита
114
Пружина
134
Втулка
115
Распорный блок
14
Штырь
116
Шаровая головка
141
Подвижный контакт возникновения дуги
1111, 1112
Отверстия
142
Подвижный контакт
12
Неподвижный контакт
143
Соединительная деталь подвижного контакта возникновения дуги
121
Тело неподвижного контакта
151, 152
Уравнительное кольцо
122
Соединительная деталь неподвижного контакта
153
Изолятор
131
Соединительный рычаг
117
Токопроводящая оплетка
118
Изолирующая втулка
КОНКРЕТНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение объясняется более подробно ниже в виде вариантов осуществления для разъяснения его задачи, технического решения и преимуществ.
Фигуры 1 и 2 отображают заземляющий переключатель 1 по настоящему изобретению, который имеет неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги, который представлен на фигурах 4 и 5. Неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги содержит корпус 111, вал 112, неподвижный контакт 113 возникновения дуги и пружину 114, при этом корпус 111 имеет раскрыв. Один конец неподвижного контакта 113 возникновения дуги продолжается в раскрыв и с возможностью поворота соединен с корпусом 111 посредством вала 112. Шарообразная головка 116 прикреплена к другому концу неподвижного контакта 113 возникновения дуги. Шарообразная головка 116, в целом, изготовлена из металла и помогает уменьшить или устранить эффект разряда от возможного заостренного конца на нормальную работу переключателя. Кроме того, специалистам в данной области техники будет понятно, что тот же или аналогичный эффект также может быть достигнут путем установки формы другого конца неподвижного контакта 113 возникновения дуги, а не посредством шарообразной головки 116. Пружина 114 соединена с корпусом 111 и заставляет неподвижный контакт 113 возникновения дуги быть отклоненным в направлении одной стороны раскрыва.
Конец неподвижного контакта 113 возникновения дуги, который продолжается в раскрыв, может быть закреплен на валу 112, например, крепиться к средней части вала 112 посредством защелкивающегося соединения или резьбового соединения (например, путем установки гайки на резьбу на неподвижном контакте 113 возникновения дуги) с валом 112, с возможностью поворота соединяющимся с корпусом 111, например, если два конца вала, как показано на фиг.5 имеют выступы для вставки в отверстия 1112 в корпусе 111, то осевое перемещение вала 112 может быть ограничено после установки без необходимости какого-либо дополнительного компонента. Пружина 114 заставляет неподвижный контакт возникновения дуги быть отклоненным к одной стороне раскрыва путем ограничения поворота неподвижного контакта 113 возникновения дуги, но способ (не показан) ограничения вращения вала 112 также может быть использован, чтобы заставить неподвижный контакт 113 возникновения дуги быть отклоненным к одной стороне раскрыва. Пружина 114 может быть торсионной пружиной, но может также быть другой пружиной, способной реализовать ту же самую функцию. Как представляет фиг.4, корпус 111 состоит из двух полу оболочек с двумя распорными блоками 115, предусмотренными между двумя полу оболочками, причем две полу оболочки прикреплены к двум распорным блокам 115 посредством болтов или винтов (не показаны), проходящих через отверстия 1111 в полу оболочках, а в случае необходимости дополнительно закрепляются к одному концу 1311 соединительного рычага 131 зажима 13 для проводки на заземляющем переключателе 1. Полу оболочки и распорные блоки являются все из металлического материала. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, который не показан, корпус 111 может также принимать другую форму, например, цельного элемента, образованного путем отливки таким образом, чтобы включать в себя полу оболочки и распорные блоки.
Неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги может дополнительно содержать изолирующую втулку 118. Изолирующая втулка 118 прикреплена к неподвижному контакту 113 возникновения дуги и используется для осуществления изоляции между подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактом 113 возникновения дуги, когда неподвижный контакт 12 и подвижный контакт 142 находятся в надлежащем контакте с тем, чтобы гарантировать, что ток больше не протекает через подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контакт 113 возникновения дуги когда главные контакты соединены, но изолирующая втулка 118 не является необходимой.
Фигуры 1 и 2 представляют заземляющий переключатель 1. Заземляющий переключатель 1 содержит изолятор 153, зажим 13 для проводки, неподвижный контакт 12, подвижный контакт 142, подвижный контакт 141 возникновения дуги, два уравнительных кольца 151 и 152, а также неподвижный контактный узел 11, как описано выше, в котором зажим 13 для проводки прикреплен к верхней части изолятора 153.
Неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги соединен между одной стороной зажима 13 для проводки и уравнительным кольцом 151, а более конкретно, соединяется между одним концом 1311 соединительного рычага 131 и уравнительным кольцом 151 посредством отверстий 1111 в корпусе 111, а уравнительное кольцо 152 соединено с другой стороной зажима 13 для проводки. Подвижный контакт 141 возникновения дуги прикреплен к штырю 14 посредством соединительной части 143 подвижного контакта возникновения дуги и удерживается на соответствующем расстоянии от подвижного контакта 142. Неподвижный контакт 12 соединен между зажимом 13 для проводки и неподвижным контактным узлом 11 возникновения дуги. Положения подвижного контакта 142 и подвижного контакта 141 возникновения дуги соответствуют неподвижному контакту 12 и неподвижному контактному узлу 11 возникновения дуги, соответственно. Во время замыкания заземляющего переключателя, подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги вступают в контакт раньше неподвижного контакта 12 и подвижного контакта 142. Во время размыкания заземляющего переключателя 1, подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги разделяются после неподвижного контакта 12 и подвижного контакта 142. Поскольку пружина 114 заставляет неподвижный контакт 113 возникновения дуги быть отклоненным к стороне раскрыва, которая обращена к подвижному контакту 141 возникновения дуги, расстояние между подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактным узлом 11 возникновения дуги является меньше, чем расстояние между неподвижным контактом 12 и подвижным контактом 142, поэтому при замыкании заземляющего переключателя подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги вступают в контакт раньше относительно неподвижного контакта 12 и подвижного контакта 142, но разделяются позже во время размыкания заземляющего переключателя, что позволяет избежать абляции неподвижного контакта 12 и подвижного контакта 142 посредством дуги во время этого процесса. К тому же, так как расстояние сохраняется между контактами возникновения дуги (т.е. подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактом 113 возникновения дуги) и главными контактами (т.е. неподвижным контактом 12 и подвижным контактом 142), разрушения и/или абляции между ними можно избежать в максимально возможной степени.
В одном варианте осуществления, в котором неподвижный контактный узел 11 возникновения дуги содержит изолирующую втулку 118, положение изолирующей втулки 118 установлено таким образом, что во время замыкания заземляющего переключателя 1, подвижный контакт 141 возникновения дуги скользит вдоль поверхности неподвижного контакта 113 возникновения дуги после вступления в контакт с неподвижным контактом 113 возникновения дуги, а когда неподвижный контакт 12 и подвижный контакт 142 вступят в надлежащий контакт, остается на изолирующей втулке 118. Когда начинается процесс размыкания заземляющего переключателя 1, подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контакт 113 возникновения дуги немедленно повторно устанавливают контакт, и разъединяются только тогда, когда неподвижный контакт 12 и подвижный контакт 142 полностью разъединены. Таким образом, это гарантирует, что ток больше не течет через контакты возникновения дуги, когда главные контакты соединены. Поскольку пружина 114 заставляет неподвижный контакт 113 возникновения дуги быть отклоненным в направлении стороны раскрыва, которая обращена к подвижному контакту 141 возникновения дуги, всегда существует сила действия/реакции пары между подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактом 113 возникновения дуги на протяжении всего процесса контакта между подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактом 113 возникновения дуги, так, что надежный контакт обеспечивается между подвижным контактом 141 возникновения дуги и неподвижным контактом 113 возникновения дуги.
Фиг.3 дополнительно отображает зажим 13 для проводки. Зажим 13 для проводки содержит соединительный рычаг 131, монтажную пластину 132 и опорную плиту 133, при этом соединительный рычаг 131 и монтажная пластина могут быть изготовлены из алюминия, в то время как опорная плита 133 может быть изготовлена из стали. Отверстия 1322 в монтажной пластине 132 используются для дополнительной проводки зажима 13 для проводки. Соединительный рычаг 131 прикреплен между монтажной пластиной 132 и опорной плитой 133, в то время как опорная плита закреплена к изолятору 153 посредством болтов (не показаны). Один конец 1311 соединительного рычага 131 соединен с неподвижным контактным узлом 11 возникновения дуги. Тело 121 неподвижного контакта 12 закреплено к соединительному рычагу 131 посредством соединительной детали 122 неподвижного контакта и расположенной близко к неподвижному контактному узлу 11 возникновения дуги. Соединительный рычаг 131 может быть соединен к монтажной пластине 132 посредством сварки, но может также быть приклепан или соединен болтами. Монтажная пластина 132 может быть закреплена к опорной плите болтами (не показаны), проходящими через четыре втулки 134, как представлено на фиг.3, или в варианте осуществления, который не представлен, закреплена посредством одной втулки, имеющей несколько отверстий; предпочтительно, соединительный рычаг и монтажная пластина и опорная плита могут быть изготовлены как один отлитый как одно целое компонент, но сварной или соединенный зажим для проводки имеет более низкую стоимость и может быть установлен с большей приспособляемостью и удобством. Один конец 1311 соединительного рычага 131 соединен с уравнительным кольцом 151 посредством неподвижного контактного узла 11 возникновения дуги, в то время как другой конец 1312 соединительного рычага 131 соединен с уравнительным кольцом 152 непосредственно.
Во время замыкания заземляющего переключателя согласно настоящему изобретению, подвижный контакт 141 возникновения дуги, который прикреплен к подвижному контакту 142, приближается к неподвижному контакту 113 возникновения дуги неподвижного контактного узла 11 возникновения дуги раньше, так что подвижный контакт 142 только входит в контакт с неподвижным контактом 12, когда подвижный контакт 141 возникновения дуги вступил в контакт с неподвижным контактом 113 возникновения дуги. Во время размыкания заземляющего переключателя согласно настоящему изобретению, подвижный контакт 142 разрывает контакт с неподвижным контактом 12 раньше, а подвижный контакт 141 возникновения дуги разрывает контакт с неподвижным контактом 113 возникновения дуги, когда подвижный контакт 142 достигает некоторого расстояния от неподвижного контакта 12; прежде чем подвижный контакт 141 возникновения дуги и неподвижный контакт 113 возникновения дуги полностью разъединятся, дуга образуется между ними. Заземляющий переключатель согласно настоящему изобретению имеет простую конструкцию и надежно работает, и тем самым реализует надежное замыкание и размыкание заземляющего переключателя при низких затратах, избегая абляцию подвижного контакта и неподвижного контакта посредством дуги.
Приведенные выше варианты осуществления являются только предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые не предназначены для его ограничения. Любые изменения, эквивалентные замены или усовершенствования и т.д., выполненные в пределах сущности и принципов настоящего изобретения, должны быть включены в сферу его защиты.