КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ 110, 220 КВ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям контактных устройств бакового выключателя, который используется в сетях переменного тока частотой 50, 60 Гц с номинальным напряжением 110, 20 кВ.
Известно контактное устройство выключателя ВЭБ-220 производства ЗАО Энергомаш, Екатеринбург. В выключателе ВЭБ-220 главные контакты изготовляют из набора ламелей. Сами ламели получают методом порошковой металлургии. Как видно из руководства по эксплуатации бакового выключателя ВЭБ-220, в местах контакта они имеют сферическую форму. При включении выключателя происходит замыкание главных контактов. При этом с достаточно большой скоростью, несколько метров в секунду происходит соприкосновение контактов. При применении ламелей из порошковой металлургии прочность материала составляет примерно 0,9 от прочности основного материала. Поскольку соприкосновение контактов происходит между сферической частью ламели и цилиндрической ответной частью, происходит своеобразный удар по контактам, в результате происходит сильное истирание контактов и, как следствие увеличение переходного сопротивления. При увеличении переходного сопротивления происходит увеличение температуры в зоне контакта, что негативно сказывается на работе выключателя. Кроме того температура контактных соединений нормируется ГОСТом 15150, и в какой то момент возможно превышение температуры в зоне контакта. Помимо этого возрастает усилие на приводе, что может приводить к не стабильности характеристик привода.
Такая конструкция требует применения отдельного узла на каждую ламель, для обеспечения контакта. Как правило, устанавливают на каждую ламель свою пружину. Эти все меры приводит к усложнению конструкции узла, увеличению его размеров. Большое количество деталей усложняет сборку.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является контактное устройство выключателя, описанное в патенте №2396629, опубл. 10.08.2010 г. В дугогасительном устройстве высоковольтного газонаполненного выключателя на общей оси расположены подвижный и неподвижный контакты. В подвижном контакте приемником тока служит главный контакт, выполненный с цилиндрической заходной частью и завальцованным торцем, в неподвижном контакте главный контакт выполнен в виде цилиндра.
Недостатком данной конструкции является:
- обеспечение контакта происходит по линии, поскольку один главный контакт выполнен в виде втулки с завальцованным торцем, так и другой контакт выполнен в виде подобной втулки;
- необходимость очень точного изготовления главных контактов, для обеспечения необходимого контакта;
- нестабильность переходного сопротивления, поскольку при размыкании контактов происходит некоторое искрение и горит небольшая дуга, при этом поверхность контактов ухудшается и уменьшается площадь контактирования, как известно при меньшей площади контакта необходимо увеличивать силу нажатия;
- главные контакты служат одновременно и экранами для выравнивания электрического поля, поскольку во время работы выключателя происходит постепенное истирание контактов, то шероховатость наружной поверхности контактов ухудшается, что может приводить к электрическим пробоям.
Вышеуказанные недостатки снижают ресурс работы устройства, повышение которого определено заявителем в качестве технической задачи.
Технический результат - обеспечение надежного контактного усилия главных контактов, дополнительный технический результат - снижение «заходного» сопротивления при включении выключателя, в части главных контактов.
Технический результат достигается тем, что контактное устройство выключателя, содержит расположенные на общей оси подвижный и неподвижный контакты с соответствующими главными контактами, главный контакт подвижного контакта выполнен в виде цилиндрической заходной части с завальцованным торцем, причем главный контакт неподвижного контакта выполнен в виде усеченного конуса разрезанного по образующей на ламели и имеющей отогнутую часть в виде заходной фаски.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- главный контакт неподвижного контакта выполнен в виде усеченного конуса разрезанного по образующей на ламели;
- усеченный конус имеет отогнутую часть в виде заходной фаски.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг. 1 показано заявляемое устройство, на Фиг. 2 показан профиль ламели.
На общей оси расположены подвижный контакт поз. 1 и неподвижный контакт поз. 2. В подвижном контакте приемником тока служит главный контакт поз. 3 с дальнейшим переходом тока на трубу поз 5. Главный контакт поз. 3 выполнен цилиндрическим с завальцованным торцем. В неподвижном контакте приемником тока служит главный контакт поз. 4, который выполнен в виде усеченного конуса и разрезан по образующей на ламели поз. 7 (Фиг. 2). Цилиндрическая часть поз. 8 главного контакта поз. 4 закреплена на выводном фланце поз. 9.
Контактное устройство работает следующим образом. Как уже и говорилось ранее, включение выключателя происходит «ударом», для снижения ударного эффекта и более плавного включения главных контактов используется заходная фаска поз. 6 на главном контакте поз. 4 неподвижного контакта поз. 2. Для надежной работы выключателя обеспечивается хорошее контактное нажатие в цепи главных контактов (поз. 3 и поз. 4). Контактное усилие обеспечивается за счет пружинистых свойств материала главного контакта поз. 4. Для этой цели применяется медно-хромово-цирконевый сплав. На каждую отдельную ламель поз.7 нормируется определенное усилие и его деформация. Все перемещения ламелей, которые бывают во время срабатывания выключателя, происходят в пределах упругости металла, в связи, с чем нет деформации контактов.
Поскольку идеально точно подогнать две контактные поверхности достаточно сложно, то главный контакт 4 изготавливают «многоконтактным». Это позволяет обеспечить одновременный поток тока через все ламели.
Испытания заявляемой полезной модели показали, что конструкция обеспечивает снижение заходного сопротивления, и соответственно более стабильную нагрузку на привод. Заявляемая полезная модель также обеспечивает необходимое контактное нажатие за счет упругих свойств самого материала неподвижного контакта, тем самым не изменяются характеристики выключателя, конструкция позволяет снизить себестоимость узла главных контактов за счет уменьшения числа элементов участвующих в цепи контакта, поэтому требует меньше затрат на его производство и сборку. В целом заявляемое устройство обладает большим ресурсом работы.