РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к низковольтным переключателям-разъединителям, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей.
Известен выключатель-разъединитель, (пат. РФ №68179, МПК H01H 21/54, опубл. 10.11.2007 г.), содержащий изоляционные секции корпуса, соединенные попарно так, что они образуют закрытые камеры, в каждой из которой расположены подвижные и неподвижные контакты, управляющий вал, проходящий через изоляционные секции корпуса, имеющие по два паза с установленными в них дугогасительными пластинами, образующими дугогасительные камеры и связанную с управляющим валом рукоятку. Каждая дугогасительная камера снабжена П-образной пружиной с двумя отогнутыми концами, на крайней пластине каждой дугогасительной камеры выполнены по две надрезки, причем П-образная пружина средней частью установлена и зафиксирована в указанных надрезках, а каждый отогнутый конец П-образной пружины установлен в соответствующем пазу изоляционной секции корпуса.
Известен выключатель-разъединитель (пат. РФ №88205, МПК H01H 21/54, опубл. 27/10/2009 г.), состоящий из разъемного изоляционного корпуса, крепежных панелей, присоединенных к торцам корпуса, продольной осесимметричной полости в корпусе, имеющей цилиндрические пояски, вала с цилиндрическими поясками на наружной поверхности, установленного в продольной полости корпуса, имеющего сквозные пазы, перпендикулярные оси вала, количество которых равно числу фаз тока, одного из концов вала, выступающего из корпуса, имеющего форму, приспособленную для установки съемной рукоятки, подвижных контактов, установленных в сквозных пазах вала, с возможностью поворота вместе с валом; неподвижных контактов прямоугольного сечения, имеющих плоскости симметрии, установленных в выемках корпуса перпендикулярно оси полости и с возможностью взаимодействия с подвижными контактами, открытых камер в корпусе в области взаимодействия неподвижных и подвижных контактов, дугогасительных камер, установленных с возможностью фиксации в открытых камерах. Изоляционный корпус имеет плоскость разъема, проходящую через ось вала и плоскости симметрии неподвижных контактов, и делящую корпус на две соединенных между собой части корпуса, одинаковые по форме и симметричные относительно оси, а соединение частей корпуса между собой является резьбовым, перпендикулярным плоскости их разъема.
Недостатками известных выключателей-разъединителей являются низкая технологичность производства, сборки и эксплуатации, невысокие эксплуатационные свойства, надежность, безопасность и недостаточные функциональные возможности, обусловленные отсутствием функции переключения.
Известен выключатель-разъединитель (пат. РФ №52519, МПК H01H 21/02, опубл. 27.09.2005. г.), содержащий многосекционный изоляционный корпус, крепежные панели, стянутые с указанными секциями изоляционного корпуса посредством шпилек, а также установленные в секциях изоляционного корпуса неподвижные контакты, дугогасительные камеры и фиксирующий механизм, а также управляющий вал, связанный с рукояткой, выполненной из новолена, и проходящий через секции изоляционного корпуса, выполненного из премикса, при этом в сквозные отверстия указанного управляющего вала установлены блоки подвижных контактов, каждый из которых выполнен из двух параллельных контактов, подпружиненных пластинчатыми пружинами и собранных в блок посредством стопорной пластины, ограничительной плоской стяжки, а также пластин-застежек.
К недостаткам известного выключателя-разъединителя следует отнести невысокую технологичность производства, сборки и эксплуатации, низкие надежность, безопасность и недостаточные функциональные возможности, обусловленные отсутствием функции переключения
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является взятый за прототип выключатель-разъединитель (пат. РФ №67330, МПК H01H 21/02, опубл. 10/10/2007 г.), содержащий многосекционный изоляционный корпус, установленные в секциях изоляционного корпуса неподвижные контакты, управляющий вал, связанный с рукояткой и проходящий через секции изоляционного корпуса, блоки подвижных контактов, установленные в сквозные отверстия указанного управляющего вала и состоящие из двух параллельных контактов, сжатых цилиндрическими пружинами, и собранных при помощи пластин-застежек и двух перпендикулярно установленных осей. В центральной части каждой оси выполнена канавка, а блоки подвижных контактов снабжены прямоугольной пластиной с пазами, выполненными на противоположных сторонах, при этом прямоугольная пластина установлена между параллельными контактами и двумя осями таким образом, что канавка каждой оси расположена в соответствующем пазу прямоугольной пластины.
Основными недостатками прототипа являются низкая технологичность производства, сборки и эксплуатации, невысокие эксплуатационные свойства, надежность, безопасность и недостаточные функциональные возможности, обусловленные отсутствием функции переключения.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание разъединителя-переключателя для коммутации низковольтных электрических силовых цепей, обладающего высокой технологичностью производства, сборки и эксплуатации, высокими эксплуатационными свойствами, надежностью, безопасностью и широкими функциональными возможностями.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении технологичности производства, сборки и эксплуатации путем полной унификации контактных модулей и крышек, снабженных замковыми соединениями, в обеспечении высоких эксплуатационных свойств путем обеспечения высокой коммутационной способности за счет обеспечения стабильного контактного нажатия и применения механизма фиксации, в повышении надежности и безопасности путем выполнения контактов с высокими коммутационными характеристиками, а разъединителя-переключателя пыле-влагозащищенным, в расширении функциональных возможностей путем обеспечения функции переключения цепей.
Технический результат достигается тем, что в разъединителе-переключателе, содержащем многосекционный изоляционный корпус, установленные в секциях изоляционного корпуса неподвижные контакты, связанный с рукояткой управляющий вал, проходящий через секции изоляционного корпуса, подвижные контакты и крышки, каждая секция изоляционного корпуса выполнена в виде контактого модуля, содержащего три неподвижных контакта, выполненных в виде контакт-деталей, расположенных радиально и подвижную часть с установленными на ней подвижным контактом ножевого типа, а разъединитель-переключатель снабжен механизмом фиксации.
Оптимально в разъединителе-переключателе контактные модули выполнить в виде цилиндра и снабдить внешними приливами и сквозными радиальными проемами в месте расположения внешних приливов для крепления и фиксации контакт-деталей.
Рационально в разъединителе-переключателе контактные модули снабдить внутренними приливами со сквозными отверстиями для прохождения стягивающих шпилек.
Целесообразно в разъединителе-переключателе одну из торцевых поверхностей каждого контактного модуля и одну из крышек снабдить проточками замкового соединения, а другую торцевую поверхность и другую крышку снабдить цилиндрическими выступами в соответствии с размерами проточек.
Рекомендуется в разъединителе-переключателе контакт-детали выполнить в виде трех скрепленных между собой пластин, две крайние из которых образуют губки врубного контакта, а средняя имеет меньшую длину по сравнению с крайними пластинами.
Рекомендуется в разъединителе-переключателе контакт-детали снабдить пружинами, выполненными в форме разрезанного кольца, установленными в сквозные отверстия контакт-детали с возможностью прижима губок.
Целесообразно в контактном модуле разъединителя-переключателя одну из контакт-деталей снабдить круговым сегментом и установить диаметрально по отношению к другим контакт - деталям.
Рационально в контактном модуле разъединителя-переключателя подвижную часть выполнить в виде цилиндра, снабженного сквозным профильным отверстием, в котором размещен управляющий вал, а подвижный контакт выполнить в виде запрессованного в цилиндр медного кольца с диаметрально выступающими ножами, снабженными боковыми заточками.
Рекомендуется в разъединителе-переключателе механизм фиксации выполнить в виде насаженной на управляющий вал звездочки с закругленными вершинами и впадинами и подпружиненных кулачков, расположенных радиально на неподвижной части одного из модулей.
Оптимально в разъединителе-переключателе контакт-детали и подвижные контакты выполнить из меди или сплава с малым удельным сопротивлением.
Целесообразно в разъединителе-переключателе подвижные контакты компаундировать премиксом.
Рационально разъединитель-переключатель выполнить пыле-влагозащищенным.
Повышение технологичности производства, сборки и эксплуатации достигается путем применения модульной конструкции, унификации контактных модулей и крышек, выполнения торцевых поверхностей каждого контактного модуля и одной из крышек с проточками замкового соединения, а других торцевых поверхностей и другой крышки с цилиндрическими выступами в соответствии с размерами проточек, путем применения пружин в форме разрезанного кольца для прижима внешних пластин контакт-деталей.
Высокие эксплуатационные свойства достигаются путем обеспечения высокой коммутационной способности контактов в результате обеспечения стабильного контактного нажатия прижимом внешних пластин контакт-деталей кольцевыми пружинами и за счет применения механизма фиксации.
Повышение надежности и безопасности достигается путем выполнения контакт-деталей в виде трех скрепленных между собой пластин, две крайние из которых образуют губки контакта ножевого типа, снабженного пружинами в форме разрезанного кольца, осуществляющими прижим внешних пластин, путем выполнения подвижных контактов в виде запрессованного в цилиндр медного кольца с диаметрально выступающими ножами, снабженными боковыми заточками и путем выполнения разъединителя-переключателя пыле-влагозащищенным.
Расширение функциональных возможностей достигается путем обеспечения функции переключения цепей.
Полезная модель поясняется рисунками, где
на фиг. 1 представлен общий вид разъединителя-переключателя;
на фиг. 2 показан разъединитель-переключатель в разрезе;
на фиг. 3 приведена конструкция контактного модуля;
на фиг. 4 представлена конструкция контакт-детали;
на фиг. 5 показан вид механизма фиксации.
Разъединитель-переключатель (фиг. 1, 2) состоит из сочленяющихся между собой контактных модулей 3 (фиг. 3), двух примыкающих к ним крышек 2, 4, двух кронштейнов 1, 6, со стягивающими шпильками 5, вала 7 и механизма фиксации (фиг. 5).
Каждый контактный модуль (фиг. 3) состоит из неподвижной части с установленными на ней контакт-деталями 9, 11 из меди и подвижной части 12 с медными подвижными ножевыми контактами 10, снабженными боковыми заточками. Корпус и подвижные части контактных модулей 3 выполнены из изоляционного материала.
Корпус каждого контактного модуля 3 имеет форму цилиндра (фиг. 2), одна торцевая поверхность которого снабжена проточками замкового соединения 19, а другая торцевая поверхность - цилиндрическим выступом 20 в соответствии с размерами проточки 19. Аналогичными выступами и проточками снабжены крышка 2 и крышка 4. Корпус контактного модуля 3 снабжен внутренними 21 и внешними 22 приливами (фиг.3). Через сквозные отверстия внутренних приливов 21 проходят стягивающие шпильки 5, а внешние приливы снабжены впрессованными латунными резьбовыми вкладышами. На корпусе каждого контактного модуля в месте расположения внешних приливов 22 выполнены проемы по ширине контакт-деталей 9, 11 для фиксации их и устранения радиальных и тангенциальных перемещений. Крепление контакт-деталей 9, 11 в корпусе контактного модуля осуществляется винтами 8 (фиг. 3), ввинчиваемыми в латунные вкладыши.
Каждая контакт-деталь 9, 11 (фиг. 3, 4) состоит из трех скрепленных между собой медных пластин 14 одинаковой толщины. Средняя пластина имеет меньшую длину по сравнению с крайними пластинами и установлена со сдвигом к внешнему торцу. В результате крайние пластины образуют губки контакта ножевого типа, между которыми входит подвижный ножевой контакт 10. Контактные поверхности губок внешних пластин выполнены с выступающими площадками, что уменьшает зазор между ними и обеспечивает достаточную площадь контакта подвижных контакт-деталей и ножевого контакта 10 и необходимое контактное нажатие. Для создания дополнительного контактного нажатия и компенсации износа контактных поверхностей каждая контакт-деталь снабжена кольцевыми пружинами 13. Кольцевые пружины 13 выполнены по форме разрезанного кольца и вставлены в сквозные отверстия контакт-деталей 9, 11 так, что свободными концами упираются в выдавленные площадки внешних пластин. Противоположные концы контакт-деталей 9, 11 снабжены сквозными отверстиями для закрепления при помощи болтовых соединений токопроводящих проводов. Такая конструкция с самоочищающимся контактом ножевого типа позволяет компенсировать износ контактных поверхностей и значительно снизить трудоемкость при изготовлении и сборке контакт-деталей.
Одна из трех неподвижных контакт-детатей 11 каждого контактного модуля снабжена круговым сегментом, контактные поверхности которого образуют центральный угол 60 градусов (фиг. 3). Две другие контакт-детали 9 установлены на корпусе контактного модуля 3 диаметрально по отношению к контактным поверхностям кругового сегмента контакт-детали 11, который снабжен двумя кольцевыми пружинами 13 по одной на каждой губке.
Подвижная часть 12 контактных модулей 3 представляет собой цельную втулку в виде трех сочлененных между собой цилиндров, каждый из которых с одного торца снабжен внутренней расточкой, а с другого торца круговым выступом соответствующих размеров. При сборке торцевые части цилиндров круговыми выступами стыкуются с внутренними расточками и соответствующими выступами и расточками крышки 2 и втулки механизма фиксации. Подвижная часть 12 каждого контактного модуля снабжена сквозным профильным отверстием для прохода вала 7 разъединителя.
Подвижный контакт выполнен в виде медного кольца с двумя диаметрально выступающими ножевыми контактами 10, впрессованными в подвижную часть 12 контактного модуля, что обеспечивает его жесткое закрепление и прочную электрическую изоляцию относительно вала 7. Боковые грани ножевого контакта 10 снабжены заточками для лучшего входа между губками контакт-деталей 9, 11. Подвижный ножевой контакт компаундирован премиксом, что обеспечивает высокую электрическую прочность подвижной части разъединителя-переключателя.
Высокая коммутационная способность контактов, достигаемая путем прижима внешних пластин 14 контакт-деталей кольцевыми пружинами 13 (фиг. 4), и применение механизма фиксации обеспечивают высокие эксплуатационные свойства разъединителя-переключателя.
Механизм фиксации (фиг. 5) разъединителя-переключателя состоит из звездочки 16 и двух кулачков 17, поджатых пружинами 18. Звездочка 16 имеет закругленные вершины и впадины и сквозное профильное отверстие для прохода вала 7. Одна торцевая часть звездочки снабжена расточкой, а другая торцевая часть - кольцевым выступом, которыми звездочка 16 стыкуется при сборке с кольцевым выступом подвижной части 12 и проточкой крышки 4. Кулачки 17 и пружины 18 установлены в ступицы 15, расположенные диаметрально на корпусе контактного модуля 3. Торцы кулачков 17, обращенные к звездочке 16, выполнены с закруглениями для облегчения скольжения по поверхности звездочки при повороте вала 7. Фиксация подвижной части 12 происходит в тех положениях вала 7, когда кулачки 17 находятся в углублениях звездочки 16.
Крышки 2 и 4 разъединителя-переключателя (фиг. 1, 2) снабжены отверстиями для стягивающих шпилек 5. Крышка 4 выполнена заглушенной и стыкуется с крайним контактным модулем 3 и механизмом фиксации. Крышка 2 снабжена сквозным отверстием для прохода вала 7 и стыкуется с противоположным крайним контактным модулем 3. Внешняя сторона крышки 2 снабжена кольцевым выступом для центрирования кронштейна 1 со стороны выходного конца вала 7, а другой кронштейн 6 присоединен к крышке 4 разъединителя-переключателя. Все контактные модули 3, крышки 2 и 4, кронштейны 1 и 6 стягиваются шпильками 5, образуя конструкцию устройства. Закрепление разъединителя-переключателя на монтажной панели осуществляется при помощи кронштейнов 1 и 6.
Модульная конструкция разъединителя-переключателя, унификация контактных модулей 3 и крышек 2, 4, выполнение каждого контактного модуля и крышек с проточками 19 и выступами 20 замкового соединения, применение пружин 13 в форме разрезанного кольца для прижима внешних пластин 14 контакт-деталей 9, 11, обеспечивает высокую технологичность изделия и выполнение его с различным числом полюсов.
Выполнение каждого контактного модуля и крышек с проточками 19 и выступами 20 замкового соединения обеспечивают пыле-влагозащищенность разъединителя- переключателя, выполнение контакт-деталей в виде трех скрепленных между собой пластин 14, две крайние из которых образуют губки контакта ножевого типа, снабженного пружинами 13, выполнение подвижных контактов 10 в виде запрессованного в цилиндр медного кольца с диаметрально выступающими ножами, снабженными боковыми заточками, позволяет значительно повысить надежность и безопасность разъединителя-переключателя.
Работает разъединитель-переключатель следующим образом.
После закрепления разъединителя-переключателя на монтажной панели при помощи кронштейнов 1 и 6, к контакт-деталям 9 и 11 при помощи болтовых соединений производится подключение проводов коммутируемых цепей, а на вал 7 закрепляется рукоятка (на рисунках не показана). При повороте рукоятки и вала 7 закругленными зубцами звездочки 16 кулачки 17 механизма фиксации отжимаются и осуществляется поворот подвижной части и ножевых контактов 10 в одно из рабочих положений. Механизм фиксации обеспечивает фиксацию подвижной части разъединителя-переключателя в трех положениях:
«позиция 0» - нейтральная, когда контакты коммутационных модулей разомкнуты;
«позиция 1» - когда контакт-деталь 11 с круговым сегментом при помощи подвижного ножевого контакта 10 замкнута с одной из противолежащих контакт-деталей 9;
«позиция 2» - когда контакт-деталь 11 с круговым сегментом при помощи подвижного ножевого контакта 10 замкнута с другой противолежащей контакт-деталью 9;
Таким образом, при повороте вала от нейтрального положения по часовой стрелке происходит соединение контакт-детали с круговым сегментом с первой токоведущей цепью, а при повороте вала от нейтрали против часовой стрелки осуществляется соединение со второй токоведущей цепью, чем и обеспечивается функция переключения. Функции разъединения соответствует «позиция 0».
Предлагаемая полезная модель позволяет создать разъединитель-переключатель для коммутации низковольтных электрических силовых цепей, обладающий высокой технологичностью производства, сборки и эксплуатации, высокими эксплуатационными свойствами, надежностью, безопасностью и широкими функциональными возможностями.