ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ И СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

1. Устройство для подключения и отключения нагрузки (2-5) к/от линии (7) питания переменного напряжения, содержащее, по меньшей мере, один механический переключатель в токовой цепи, выполненный с возможностью соединения линии питания и нагрузки, а также блок (36-39), выполненный с возможностью управления указанным переключателем для замыкания и размыкания для выполнения включения и выключения соответственно, отличающееся тем, что содержит два первых указанных механических переключателя (60, 61), выполненных с возможностью последовательного соединения в токовой цепи с имеющимися у каждого обходными ветвями, по меньшей мере, с одним элементом (26-28, 32-34) со способностью блокировать прохождение через него тока, по меньшей мере, в направлении блокирования и пропускать через него ток, по меньшей мере, в одном направлении; причем указанный блок выполнен с возможностью управления процедурой выключения синхронно с током в указанной токовой цепи путем размыкания одного из первых переключателей (60, 61), когда указанный, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему, находится в проводящем состоянии для пропускания через него тока и размыкания другого механического переключателя (60, 61, 66, 66', 66”) устройства, подключенного последовательно с указанным, по меньшей мере, одним элементом, упоминавшимся последним, когда этот элемент находится в состоянии блокирования и управления процедурой включения синхронно с напряжением в линии питания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно одному из первых переключателей (60, 61) находится в состоянии блокирования, замыкая другой механический переключатель устройства и замыкая первый переключатель, упомянутый последним, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему, находится в проводящем ток состоянии.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит, кроме двух первых переключателей (60, 61), по меньшей мере, один дополнительный, второй механический переключатель (66, 66', 66”), подключенный последовательно с, по меньшей мере, одним элементом обеих обходных ветвей.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит один второй переключатель (66), причем указанный второй переключатель подключен последовательно с обоими первыми переключателями (60, 61).
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что второй переключатель (66) расположен как средний переключатель между и последовательно с первыми переключателями (60, 61) и с каждым, по меньшей мере, одним элементом (64, 65).
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что второй переключатель (66) расположен на одном конце его последовательного соединения с первыми переключателями (60, 61).
6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит два вторых переключателя (66', 66”), при этом один второй переключатель расположен последовательно с, по меньшей мере, одним элементом (64, 65) в каждой из указанных обходных ветвей.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный другой переключатель является другим первым переключателем, причем устройство имеет только два механических переключателя (60, 61).
8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления процедурой выключения путем запуска из состояния, в котором первые переключатели (60, 61) и второй переключатель (66) являются замкнутыми, для управления одним из первых переключателей для размыкания, когда, по меньшей мере, один элемент (64, 65), связанный с ним, находится в проводящем состоянии, чтобы пропускать через себя ток, и вторым переключателем для размыкания, когда, по меньшей мере, один элемент, упомянутый последним, находится в состоянии блокирования, и чтобы управлять процедурой включения путем управления одним из первых переключателей (60, 61) для замыкания, затем вторым переключателем (66) для замыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, связанный с другим первым переключателем, находится в состоянии блокирования и, наконец, указанным другим первым переключателем для замыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, параллельный ему, находится в проводящем состоянии.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления процедурой выключения путем запуска из состояния, в котором все первые (60, 61) и вторые (66', 66") переключатели являются замкнутыми, для управления одним из первых переключателей для размыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, связанный с ним, находится в проводящем состоянии, чтобы пропускать через себя ток, и указанным вторым переключателем, соединенным последовательно с, по меньшей мере, одним элементом, упомянутым последним, и/или первым и вторым переключателями, связанными с другим, по меньшей мере, одним элементом для размыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, упомянутый первым, находится в состоянии блокирования; а также для управления процедурой включения путем управления одним из указанных первых переключателей (60, 61) для замыкания, а затем вторым переключателем, соединенным параллельно с другим первым переключателем для замыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, в ветви второго переключателя, упомянутого последним, находится в состоянии блокирования, и, наконец, вторым переключателем, упомянутый последним, для замыкания, когда указанный, по меньшей мере, один элемент, параллельный ему, находится в проводящем ток состоянии.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления процедурами включения и выключения, используя проводящее состояние и состояние блокирования, по меньшей мере, одного элемента (64, 65) в одной из обходных ветвей для выполнения процедуры включения, а также состояние блокирования и проводящее состояние указанного, по меньшей мере, одного элемента (64, 65) в других обходных ветвях для выполнения процедуры выключения.
11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно имеет для формирования указанных переключателей разнесенный, с одной стороны фиксированный первый главный контакт (14-16), выполненный с возможностью подключения к одной из линии питания и нагрузки и, с другой стороны, фиксированный второй главный контакт (17, 19) выполненный с возможностью подключения к другой из линии питания и нагрузки, при этом в зазоре между главными контактами находятся, с одной стороны фиксированный первый контакт (23-25) элемента, подключенный к первому главному контакту посредством первого, по меньшей мере, одного элемента (26-28), а с другой стороны - фиксированный второй контакт элемента, подключенный к второму главному контакту (29-31) посредством второго, по меньшей мере, одного элемента (32-34), и подвижный контакт (20-22), имеющий возможность перемещаться между замыкающей позицией, в которой он соединяет первый главный контакт с вторым главным контактом и, таким образом, линию питания с нагрузкой и размыкающей позицией, в которой формируется зазор между главными контактами, при этом указанные контакты элемента располагаются вдоль выступающей части подвижного контакта, таким образом, что в замыкающей позиции подвижный контакт (20-22) создает контакт с контактами (23-25, 29-31) элемента, для формирования соединения между первым главным контактом и первым контактом элемента, а также между вторым главным контактом и вторым контактом элемента, с одной стороны через подвижный контакт, а с другой стороны, через, по меньшей мере, один элемент, параллельный ему; при этом блок (36-39) выполнен с возможностью управления процедурой выключения с помощью синхронизации перемещения подвижного контакта (20-22) с током в линии питания для разделения первого главного контакта (14-16) с подвижным контактом, когда первый, по меньшей мере, один элемент (26-28) находится в проводящем ток состоянии, для передачи через него тока, а также разделения первого контакта (23-25) элемента с подвижным контактом, когда первый, по меньшей мере, один элемент, в следующий раз находится в блокирующем состоянии; и процедурой включения с помощью синхронизации перемещения подвижного контакта с напряжением линии питания, в которой подвижный контакт начинает перемещение из позиции, в которой он имеет контакт с первым главным контактом (14-16) и первым контактом (23-25) элемента, чтобы образовать контакт со вторым контактом (29-31) элемента, когда второй, по меньшей мере, один элемент (32-34) находится в блокирующем состоянии, и образовать контакт с вторым главным контактом (17-19), и, тем самым, замыкая цепь между первым и вторым главными контактами, когда второй, по меньшей мере, один элемент находится в следующий раз в проводящем состоянии.
12. Устройство по любому из пп.1-9 и 11, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подключать и отключать нагрузку к/от линии питания трехфазного переменного напряжения, причем устройство имеет один набор механических переключателей и обходных ветвей с, по меньшей мере, одним элементом для каждой указанной фазы (I, II, III).
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подключать и отключать нагрузку к/от линии питания трехфазного переменного напряжения, причем устройство имеет один набор механических переключателей и обходных ветвей с, по меньшей мере, одним элементом для каждой указанной фазы (I, II, III).
14. Устройство по любому из пп.11 и 13, отличающееся тем, что указанные три подвижных контакта (20-22) являются фиксировано соединенными для выполнения их перемещений, и благодаря этому включение и выключение трех фаз зависит друг от друга.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что соотношение длин указанных подвижных контактов (20-22) и/или позиционирование фиксированных контактов (14-16, 17-19, 23-25, 29-31) каждой фазы регулируются для получения механического сдвига, приводящего в результате к определенной временной задержке между фазами во время операций включения и выключения.
16. Устройство по любому из пп.11, 13, 15, отличающееся тем, что указанный блок содержит электрический двигатель (36), при этом подвижные контакты/контакт (20-22) присоединены к выходному валу (35) указанного двигателя.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что подвижные контакты/контакт (20-22) имеют дугообразную форму с центром дуги, совпадающим с валом (35) двигателя.
0
0
0
0
0
18. Устройство по любому из пп.11 и 13, отличающееся тем, что указанный блок (36-39) выполнен с возможностью управления процедурой выключения путем управления подвижным контактом (20) первой фазы, для отделения от первого главного контакта (14) этой фазы в момент времени Т, и подвижным контактом (22) третьей фазы, находящейся на 240 электрических градусов после первой фазы, для отделения от первого главного контакта (16) этой фазы около Т/6 после Т, и подвижным контактом (21) второй фазы, находящейся на 120 электрических градусов после первой фазы, для отделения от первого главного контакта (15) этой фазы около Т/3 после Т для прохождения тока соответствующей фазы через соответствующий первый, по меньшей мере, один элемент (26-28) этой фазы, и подвижными контактами для продолжения перемещения для разделения подвижного контакта (20) первой фазы с первым контактом (23) элемента около Т/2 после Т, и подвижными контактами (21, 22) второй и третьей фаз для одновременного отделения от первого диодного элемента (24, 25) этих фаз около 3Т/4 после Т, чтобы начать создание зазора, когда никакой ток не протекает в соответствующей фазе, Т в этом случае является периодом переменного напряжения.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления подвижными контактами (20-22) для отделения от соответствующего первого главного контакта (14-16) с задержкой относительно пересечения током нулевого значения в соответствующей фазе для гарантирования того, что первый, по меньшей мере, один элемент (26-28) находится в проводящем ток состоянии при отделении подвижного контакта от соответствующего первого главного контакта.
20 Устройство по п.19, отличающееся тем, что указанная задержка составляет, по меньшей мере, Т/40 и короче, чем Т/4, предпочтительно короче, чем Т/8,
21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанный блок выполнен с возможностью управления подвижным контактом (20-22) соответствующей фазы, для отделения от соответствующего первого контакта (23-25) элемента <Т/4, предпочтительно <Т/8 после того, как соответствующий первый, по меньшей мере, один элемент (26-28) принял состояние блокирования.
0
0
0
0
22. Устройство по любому из пп.11 и 13, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления подвижными контактами (20-22) каждой фазы в процедуре включения путем образования контакта с указанным вторым контактом (30-31) элемента для второй и третьей фазы находящейся через 120 электрических градусов после второй фазы одновременно в момент времени t, когда второй, по меньшей мере, один элемент (33, 34) в этих фазах находится в состоянии блокирования и образует контакт с вторым главным контактом (18, 19) этих двух фаз одновременно около Т/2 после t, когда указанный второй, по меньшей мере, один элемент находится в проводящем состоянии для пропускания тока в цепь от первого главного контакта (15, 16) ко второму главному контакту (18, 19) и подвижному контакту (20) первой фазы, находящейся на 120 электрических градусов раньше относительно второй фазы, чтобы образовать контакт со вторым контактом (29) элемента этой фазы около 3Т/4 после t, и создавая контакт с вторым главным контактом (17) первой фазы около 5Т/4 после t, Т является периодом переменного напряжения.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления подвижным контактом (20-22) соответствующей фазы, чтобы создавать контакт с вторым контактом (29-31) элемента с задержкой по отношению к точке пересечения нулевого напряжения в соответствующей фазе, таким образом, гарантируя, что второй, по меньшей мере, один элемент находится в состоянии блокирования, когда создается указанный контакт.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что указанная задержка составляет, по меньшей мере, Т/40 и короче, чем Т/4, предпочтительно короче, чем Т/8.
25. Устройство по п.22, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления подвижными контактами (20-22), чтобы начать создавать контакт с вторым главным контактом (17-19) с задержкой после того, как второй, по меньшей мере, один элемент (32-34) начал проводить ток, таким образом, гарантируя, что эти элементы фаз находятся в это время в проводящем состоянии.
26. Устройство по любому из пп.23 и 24, отличающееся тем, что блок (36-39) выполнен с возможностью управления подвижными контактами (20-22), чтобы начать создавать контакт с вторым главным контактом (17-19) с задержкой после того, как второй, по меньшей мере, один элемент (32-34) начал проводить ток, таким образом, гарантируя, что эти элементы фаз находятся в это время в проводящем состоянии.
27. Устройство по п.25, отличающееся тем, что указанная задержка составляет, по меньшей мере, Т/40 и короче, чем Т/4, предпочтительно короче чем Т/8.
28. Устройство по любому из пп.1-9, 11, 13, 15, 17, 19-21, 23-25, 27, отличающееся тем, что первый (28) и второй, по меньшей мере, один элемент (34), связанный с третьей фазой, находящейся на 240 электрических градусов после первой фазы и на 120 электрических градусов после второй фазы противоположно направлены относительно соответствующего вышеуказанного первого и второго, по меньшей мере, одного элемента (26, 27 и 32, 33) в первой и второй фазах.
29. Устройство по п.10, отличающееся тем, что количество, по меньшей мере, одного элемента (32-34), выполненного с возможностью использования в процедуре включения, больше, чем количество, по меньшей мере, одного элемента (26-28), выполненного с возможностью использования в процедуре выключения.
30. Устройство по любому из пп.1-9, 11, 13, 15, 17, 19-21, 23-25, 27, 29, отличающееся тем, что множество указанных элементов соединены последовательно в каждой указанной обходной ветви.
31. Устройство по любому из пп.1-9, 11, 13, 15, 17, 19-21, 23-25, 27, 29, отличающееся тем, что содержит кожух (45) для каждой вышеуказанной обходной ветви, вмещающий в себя все указанные, по меньшей мере, один элементы, принадлежащие указанной ветви.
32. Устройство по любому из пп.1-9, 11, 13, 15, 17, 19-21, 23-25, 27, 29, отличающееся тем, что каждый, указанный, по меньшей мере один, элемент является диодом.
33. Устройство по п.11, отличающееся тем, что указанные фиксированные контакты (14-16, 17-19, 23-25, 29-31) сконструированы таким образом, чтобы частично обхватывать подвижные контакты (20-22) и подшипник, расположенный по окружности вокруг него.
34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что главные контакты (14-16, 17-19) сконструированы таким образом, чтобы окружать и нажимать, в основном, на большую часть окружности соответствующего подвижного контакта (20-22), чем контактные элементы (23-25, 29-31).
35. Устройство по любому из пп.17 и 33, отличающееся тем, что фиксированные контакты (14-16, 17-19, 23-25, 29-31) расположены, в основном, с внешней стороны от подвижных контактов (20-22) относительно центра дуги.
36. Устройство по любому из пп.33 и 34, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из фиксированных контактов (14-16, 17-19, 23-25, 29-31) снабжен спиральной пружиной, расположенной таким образом, чтобы давить на подвижный контакт, приспосабливая его для использования в качестве элемента для пропускания тока.
37. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подключения к нагрузке в виде одного или более конденсаторов (2-5).
38. Устройство по любому из пп.1-9, 11, 13, 15, 17, 19-21, 23-25, 27, 29, 33, 34, 37, отличающееся тем, что указанный, по меньшей мере, один элемент (64) одной обходной ветви имеет относительно токовой цепи противоположное направление блокирования, чем у, по меньшей мере, одного элемента (65) другой обходной ветви, соединенной последовательно с обходной ветвью, упоминавшейся первой.
39. Применение устройства по п.1, для подключения и отключения одного или более конденсаторов (2-5) к линии (7) питания трехфазного переменного напряжения для компенсации реактивной мощности.
40. Применение устройства по п.37, для электроснабжения внутри промышленного помещения или в распределительных или передающих сетях.
41. Применение устройства по п.1 для подключения и отключения нагрузки (2-5) к/от линии (7) питания трехфазного переменного напряжения, выполненной с возможностью работы с напряжением 1-52 кВ.
42. Применение устройства по п.1 для подключения и отключения нагрузки (2-5) к/от линии (7) питания трехфазного переменного напряжения, для пропускания тока между вышеуказанной линией питания и нагрузкой, составляющего 100А-2кА.
43. Способ для подключения и отключения нагрузки (2-5) к/от линии (7) питания трехфазного переменного напряжения, в котором, по меньшей мере, один механический переключатель расположен в токовой цепи, выполненной с возможностью соединения линии питания и нагрузки, отличающийся тем, что он выполняется для переключающего устройства, содержащего два первых механических переключателя (60, 61), соединенных последовательно в токовой цепи, и каждый из них имеет обходную ветвь, по меньшей мере, с одним элементом (64, 65), имеющим способность блокировать ток через него, по меньшей мере, в направлении блокирования и проводить через него ток, по меньшей мере, в одном направлении, причем процедура выключения производится синхронно с током в токовой цепи с помощью размыкания одного из первых переключателей (60, 61), когда, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему, находится в проводящем состоянии для прохождения тока через него, и размыкания другого механического переключателя (60, 61, 66, 66', 66”) устройства, расположенного последовательно с, по меньшей мере, одним элементом, упомянутым последним, когда этот элемент находится в блокирующем состоянии; а процедура включения выполняется синхронно с напряжением в токовой цепи, когда, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно одному из первых переключателей (60, 61), находится в блокирующем состоянии, замыкая другой механический переключатель устройства и замыкая первый переключатель, упомянутый последним, когда, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему, находится в проводящем состоянии.
44. Способ по п.43, отличающийся тем, что он выполняется для включения и отключения нагрузки к/от линии питания трехфазного переменного напряжения с помощью управления указанным устройством, имеющим один набор механических переключателей и обходных ветвей с указанным, по меньшей мере, одним элементом для каждой указанной фазы (I, II, III).
45. Способ по п.44, отличающийся тем, что он выполняется для переключающего устройства, имеющего для каждой фазы с одной стороны фиксированный первый главный контакт (14-16), выполненный с возможностью подсоединения к одной из линии питания и нагрузке, а с другой стороны - фиксированный второй главный контакт (17-19), выполненный с возможностью подсоединения к другой из линии питания и нагрузке, при этом в зазоре между главными контактами с одной стороны имеется фиксированный первый контакт (23-25) элемента, подключенный к первому главному контакту с помощью первого, по меньшей мере, одного элемента (26-28), а с другой стороны имеется фиксированный второй контакт (29-31) элемента, подключенный к второму главному контакту с помощью второго, по меньшей мере, одного элемента (32-34) и подвижного контакта (20-22), способного перемещаться между замыкающей позицией, в которой он соединяет первый главный контакт с вторым главным контактом и, таким образом, линию питания с нагрузкой, и размыкающей позицией, в которой между главными контактами формируется зазор, при этом указанные контакты элемента расположены по линии, вдоль которой вытянут подвижный контакт, для того чтобы в замыкающей позиции подвижные контакты (20-22) создавали контакт с контактами (23-25, 29-31) элемента для формирования соединения между первым главным контактом и первым контактом элемента, а также вторым главным контактом и вторым контактом элемента с одной стороны через подвижный контакт, а с другой стороны через, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему; при этом процедура выключения выполняется путем синхронизации перемещения подвижного контакта (20-22) каждой фазы с током в соответствующей фазе линии питания для разделения первого главного контакта (14-16) с подвижным контактом, когда первый, по меньшей мере, один элемент (26-28) находится в проводящем состоянии для пропускания тока через него, и после разделения первого контакта (23-25) элемента с подвижным контактом, когда первый, по меньшей мере, один элемент в следующий раз находится в блокирующем состоянии, а процедура включения выполняется путем синхронизации перемещения подвижного контакта каждой фазы с напряжением соответствующей фазы линии питания, в которой подвижный контакт начинает перемещение из позиции, в которой он создает контакт с первым главным контактом (14-16) и первым контактом (23-25) элемента, чтобы создать контакт со вторым контактом (29-31) элемента, когда второй (32-34), по меньшей мере, один элемент находится в блокирующем состоянии, и чтобы создать контакт с вторым главным контактом (17-19), и с помощью этого замкнуть цепь между первым и вторым главными контактами, когда второй, по меньшей мере, один элемент в следующий раз находится в проводящем состоянии.