РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и предназначено для создания видимого разрыва, отделяющего выведенное из работы оборудование от токопроводящих частей, находящихся под напряжением, и может быть использовано для включения и отключения электрических цепей при отсутствии тока нагрузки и находящихся только под напряжением или даже без напряжения.
Известен разъединитель, например, серии PB (Электротехника СССР, Разъединители переменного тока высокого напряжения серий PB, РВО, РЛВОМ, РВЗ, РВФ3 и приводы серии ПР. Информэлектро), состоящий из трех, скомплектованных на общей сварной металлической раме, однополюсных разъединителей. Каждый из них состоит из двух опорных изоляторов и контактной системы, в которую входят неподвижный контакт и подвижный контактный нож, укрепленные на изоляторах. При этом неподвижный контакт выполнен в виде изогнутой под углом 90° металлической пластины с образованием горизонтальной полочки для крепления к изолятору и вертикальной контактной стойки, боковые поверхности которой являются контактными. Контактный нож, поворачивающийся вокруг оси, выполнен из двух или нескольких (четырех, шести и более) металлических полос, охватывающих с помощью образующейся между ними прорези неподвижные контактные стойки. Необходимое давление в контактах создают пружины. Положение контактного ножа ограничивается тягой с изолятором.
Разъединитель этого типа отвечает всем требованиям, предъявляемым к разъединителям с точки зрения обслуживания их оперативным персоналом, а именно: позволяют создавать видимый разрыв цепи, снабжены устройством жесткой фиксации ножей в каждом из двух оперативных положений - включенном и отключенном, содержит упоры, ограничивающие поворот ножей больше заданного и пр.
Данная конструкция разъединителя является наиболее близкой по технической сущности заявленному техническому решению, поэтому она принята авторами за прототип полезной модели.
Недостатки ее состоят в следующем:
- небольшая контактная поверхность, ограниченная величиной боковых поверхностей контактной стойки неподвижных контактов;
- удары в конце хода контактного ножа в результате столкновения его с предплечиками контактной стойки;
- уменьшение величины контактной поверхности за счет перекоса ее в результате того, что подпружинивающие устройства ножа установлены не по центру контактных поверхностей, а на некотором расстоянии от них, вне контактных поверхностей.
- ударные нагрузки в конце хода ножа отражаются на целостности тяг, приводят к поломке фарфоровых изоляторов и неисправности тяг, что влечет за собой рассогласованность кинематики работы тяг и ведет к бессмысленности применения этого узла.
- высоки требования к профессиональным навыкам обслуживающего персонала в связи со сложностью гладкого безаварийного включения-отключения разъединителей.
Цель предлагаемого технического решения состоит в увеличении площади контактирующих поверхностей и обеспечении лучших, более эффективных и комфортных условий создания контакта между подвижным контактным ножом и неподвижным контактом путем:
- увеличения площади контакта;
- предотвращения перекоса контактных поверхностей;
- более плотного прилегания друг к другу контактных поверхностей;
- предупреждения ударов в конце хода контактного ножа;
- предупреждения поломок фарфорового изолятора и тяги в целом;
- ограничения угла отклонения ножа при отключении.
Технический результат заявленного устройства разъединителя достигается тем, что разъединитель включает контактную систему, состоящую из подвижного, поворачивающегося вокруг оси контактного ножа, выполненного из металлических подпружиненных полос с промежутком между ними, равным расстоянию между контактными плоскостями, и неподвижного контакта, выполненного в виде металлической полосы, изогнутой под углом 90° с образованием горизонтальной полочки для крепления на изоляторе и вертикальной контактной стойки с контактными поверхностями. Разъединитель включает также тягу с фарфоровым изолятором для ограничения и фиксации положения контактного ножа в отключенном состоянии разъединителя.
Предлагаемая конструкция разъединителя отличается тем, что контактная стойка неподвижного контакта выполнена в виде вертикальной полочки, повернутой по вертикали винтообразно на угол 90° в горизонтальной плоскости с образованием контактных поверхностей, расположенных параллельно прорези контактного ножа и сопряженных с ней.
Предлагаемая конструкция разъединителя отличается также тем, что контактная стойка неподвижного контакта снабжена сверху посредине контактных поверхностей прорезью для проникновения в нее оси устройства подпружинивания полос контактного ножа при замыкании контактов.
Предлагаемая конструкция разъединителя отличается еще тем, что тяга с фарфоровым изолятором в месте ее сопряжения с элементами рамы снабжена дополнительно пружиной, упирающейся в корончатую гайку. Кроме того, на оси тяги со стороны крепления ее к ножу установлен элемент с предплечиками, обеспечивающий возможность упора в подвижный контакт с тем, чтобы предотвратить его отклонение при отключении на угол более 120°.
Предлагаемая конструкция разъединителя позволяет получить следующий положительный эффект:
- увеличить величину контактной поверхности приблизительно в 3,8 раза;
- предотвратить перекос контактных поверхностей ножа относительно контактных поверхностей неподвижного контакта, а, следовательно, обеспечить стопроцентное использование контактных поверхностей, благодаря тому, что подпружинивание металлических пластин ножа осуществляется по центру контактных поверхностей;
- предотвратить удары в конце хода контактного ножа за счет более мягкого насаживания его на контактную стойку неподвижного контакта;
- обеспечить более мягкое скольжение контактирующих поверхностей ножа, позволяющее предотвратить удары и снизить динамические нагрузки, в результате чего предотвращаются поломки всех узлов разъединителя и, в первую очередь, тяги с фарфоровым изолятором;
- упростить обслуживание работы разъединителей при их включении-отключении, снизить требования к классу подготовки обслуживающего персонала.
В целом, все это приводит к повышению эффективности работы всех электроустановок, зависимых от работы разъединителя, снижению капитальных и эксплуатационных затрат.
Сущность изобретения представлена на чертежах, где
Фиг. 1 - Разъединитель (вид сбоку);
Фиг. 2 - Разъединитель (вид сверху);
Фиг. 3 - Узел контакта с подпружиниванием контактного ножа и контактной стойки неподвижного контакта (вид сбоку);
Фиг. 4 - То же (вид со стороны контактных поверхностей);
Фиг. 5 - Тяга с фарфоровым амортизатором (вид сбоку);
Фиг. 6 - То же (вид по A-A).
Разъединитель состоит из двух опорных изоляторов 1, 2 установленных на сварной металлической раме 3 и контактной системы [Фиг. 1, 2].
Контактная система включает неподвижный контакт 4 и подвижный контактный нож 5, укрепленных на опорных изоляторах 1, 2 [Фиг. 1, 2].
Неподвижный контакт 4 выполнен в виде металлической пластины шириной «В» и толщиной «b», изогнутой под углом 90° с образованием горизонтальной полочки 6 для крепления на изоляторе 1 и вертикальной полочки - контактной стойки 7 с контактными поверхностями [Фиг. 1, 2, 3, 4]. При этом вертикальная полочка неподвижного контакта повернута по вертикали винтообразно на угол 90° в горизонтальной плоскости с образованием контактной стойки 7, имеющей контактные поверхности, равные по ширине пластины «B», расположенные параллельно прорези контактного ножа 5 и сопряженные с ней.
Контактный нож 5 выполнен с возможностью поворота вокруг оси 8 в крепежном элементе 9 и состоит из двух (четырех, шести и более в зависимости от величины тока) металлических полос, скрепленных между собой с образованием прорези между ними шириной, равной толщине «b» контактной стойки 7 [1, 2, 3, 4]. При этом полосы подпружинены относительно друг друга с использованием амортизационного узла с пружиной 10 [Фиг. 2, 3].
Для обеспечения равномерного контакта контактирующих поверхностей подвижного ножа 5 и контактной стойки 7 неподвижного ножа 4 посредине последней сверху вдоль контактных поверхностей проделана прорезь шириной «c», большей диаметра «d» осевого штыря пружинного узла 10. При этом длина «l» прорези должна быть равна l=1/2h+5 мм [Фиг. 3, 4].
1
Описанная конструкция узла взаимодействия контактных поверхностей подвижного ножа 5 и контактной стойки 7 неподвижного контакта 4 позволяет обеспечить величину суммарной контактной поверхности S=2(B×h-1/2h×d+4 мм) и увеличить ее по сравнению с прототипом, где S=2(h×b), более, чем в 3,8 раза.
Крепежный элемент 8 по форме и размерам выполнен подобно неподвижному контакту 4; его вертикальная полочка 12 также повернута по вертикали винтообразно на угол 90° в горизонтальном положении и имеет отверстие для крепления контактного ножа 5 (с подпружиниванием) [Фиг. 1, 2].
Для ограничения движения контактного ножа 5 служит тяга 13, снабженная фарфоровым изолятором 14 [Фиг. 1, 5]. В узле ее крепления к раме 2 тяга снабжена пружиной 15, упирающейся в корончатую гайку 16 [Фиг. 5, 6]. С другого конца (в узле крепления тяги с подвижным ножом 5) тяга 13 снабжена элементом 17 с предплечиками. Этот узел позволяет предотвратить отклонение ножа 5 на угол более 120°.
Разъединитель работает следующим образом.
При установке разъединителя в корпус электротехнического аппарата (ячейка шахтная высоковольтного аппарата) переключающий кулачок 18 сопрягается с переключающим элементом привода включения (отключения) аппарата. При включении (отключении) аппарата кулачок 18, поворачиваясь вместе с валом 19 с помощью системы рычагов, закрепленных на валу 19, сжимает переключающую пружину 20 на штоке 21. При прохождении штоком 21 точки равновесия пружина 20 резко распрямляется и вал 19 с рычагом, воздействуя на тягу 13 с насаженными на нее пружиной 15 и фарфоровым изолятором 14, производит мгновенное включение (отключение) разъединителя путем насаживания контактного ножа 5 на контактную стойку 7 неподвижного контакта 4 (или снятия контактного ножа 5 с контактной стойки 7 при отключении). При этом пружина 15 обеспечивает амортизацию контактного ножа 5 и предотвращает разрушение фарфорового изолятора 14.
В работе приведено описание одного комплекта разъединителя. Он может быть использован как в серии однополюсных разъединителей РВО, так и в составе серии трехполюсных разъединителей PB. Принцип конструкции предлагаемого разъединителя может быть использован также и в других сериях разъединителей.
Работа ведется на стадии изготовления полупромышленного образца.