УСТРОЙСТВО ЗАВОДКИ ПРУЖИНЫ ВОЗДУШНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
DEVICE FOR SETTING SPRING OF COMPRESSED-AIR CIRCUIT BREAKER

[ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ]
Нижеследующее описание относится в целом к устройству заводки пружины воздушного автоматического выключателя, и в частности к устройству заводки пружины воздушного выключателя, которое снабжено, по меньшей мере, одним или более микровыключателями и переключающим рычагом для включения/выключения микровыключателя, способного сжимать соединительную пружину воздушного автоматического выключателя и оповещать о завершении сжатия соединительной пружины, когда заводка завершена.
[ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ]
В общем случае воздушный автоматический выключатель включает неподвижный контактор и подвижный контактор, перемещаемый в соединенное положение для замыкания проводящей цепи путем контактирования с неподвижным контактором и в положение прерывания (расцепления) для размыкания проводящей цепи путем отделения от неподвижного контактора, и обеспечивает постоянное контактирование подвижного и неподвижного контакторов для протекания тока, но при аномальном сверхтоке (сильном токе, вызванном, например, коротким замыканием и замыканием на землю), возникшем в электрической линии, такой как линия электропередачи, распределительная линия и частные трансформаторные установки, подвижный контактор быстро отделяется от неподвижного контактора, чтобы прервать течение тока и таким образом защитить единицы нагрузки, такие как двигатель, трансформатор или электрическая линия, от аномального тока. Воздушный автоматический выключатель также открывает подвижный и неподвижный контакторы для втягивания сжатого воздуха и обнаружения электрической дуги, образующейся при возникновении аномального тока.
Как было отмечено выше, воздушный автоматический выключатель используется для пропускания тока высокого напряжения к электростанции или распределительной станции или для отключения тока от них и устанавливается, при необходимости, с исполнительным устройством для быстрого прерывания или отделения точки контакта между неподвижным контактором и подвижным контактором. Способы приведения в действие исполнительного устройства обычно подразделяются на способ ручного управления, способ управления с помощью соленоида и способ электромеханического управления с помощью пружины.
В воздушном автоматическом выключателе с электромеханическим способом управления с помощью пружины отключающая пружина упруго соединена с одной стороной оси кулачка, собранной с заводным кулачком, соединенным со звеном, которое, в свою очередь, соединено с подвижным контактором; при этом ручное устройство заводки, поворачивающее ось кулачка с использованием ручного рычага, или электрическое устройство заводки, использующее электродвигатель, подсоединяется к оси кулачка. Ось кулачка поворачивается, пока основная энергия с добавленным вращающим моментом максимально накапливается в отключающей пружине с использованием устройства заводки. При необходимости освобождается защелка для поворота оси кулачка с использованием накопленной энергии отключающей пружины, и последовательно зацепленное звено отделяет подвижный контактор от неподвижного контактора для отключения тока.
ФИГ.1 представляет собой общий вид конфигурации типичного воздушного автоматического выключателя, а ФИГ.2а, 2b и 2с представляют собой схематичные изображения, последовательно показывающие рабочее состояние исполнительного механизма.
Согласно ФИГ.1, 2а, 2b и 2с типичный воздушный автоматический выключатель включает соединительную пружину (далее - пружина 11), избирательно отделяющую или соединяющую точку контакта между неподвижным контактором (3) и подвижным контактором (5) для размыкания и замыкания проводящей цепи, исполнительный механизм (1), включающий связь (15), отключающую пружину (21) и ось кулачка (30), приводной электродвигатель (далее - электродвигатель 50), поворачивающий ось кулачка (30), и устройство заводки (40), включающее узел редуктора (60) и вторичную шестерню (70).
Далее со ссылками на ФИГ.2а, 2b и 2с будет описан исполнительный механизм (10) типичного воздушного автоматического выключателя. На ФИГ.2а показано исходное состояние исполнительного механизма (1), в котором точка контакта между неподвижным контактором (3) и подвижным контактором (5) разомкнута.
Затем ось кулачка (30) поворачивается посредством приводного электродвигателя (50) или заводной рукоятки (не показана), а приводной рычаг (16) поворачивается за счет поворота заводного кулачка (12), сцепленного с осью кулачка для сжатия соединительной пружины (11) в состояние, изображенное на ФИГ.2b, то есть в состояние завершенной заводки. Заводной кулачок (12) за счет энергии, накопленной пружиной (11), поддерживает равновесие сил благодаря рычагу включения (14), контактирующему с соединительной защелкой (13). Соединительное звено включения (17), контактирующее с соединительным соленоидом (не показан), находится в положении, обеспечивающем поворот рычага включения (14).
Затем, когда пользователь нажимает соединительную кнопку или поворачивает рычаг включения (14), позволяя соединительному соленоиду переместить соединительное звено включения (17) вниз, соединительная защелка (13) освобождает заводной кулачок (12), чтобы передать связи (15) накопленное усилие пружины (11) через приводной рычаг (16). Размыкательно-замыкательная ось (10) поворачивается по часовой стрелке, обеспечивая контактирование точек контакта неподвижного контактора (3) и подвижного контактора (5) посредством размыкательно-замыкательного рычага (20), поворачивающегося в сцеплении с размыкательно-замыкательной осью (10), и растягивая отключающую пружину (21), состояние которой представлено на ФИГ.2с. Контактное состояние точек контакта между неподвижным контактором (3) и подвижным контактором (5), то есть равновесие сил соединенного воздушного автоматического выключателя, поддерживается посредством размыкательного рычага (23) через связь (15) и размыкательную защелку (22).
Затем, когда пользователь нажимает отключающую кнопку (не показана), обнаружив возникновение аномального тока, вызванного сбоем на электрической линии, или размыкательный рычаг (23) поворачивается под действием соленоида расцепления (не показан), размыкательная защелка (22) поворачивается, чтобы освободить связь (15), переключенную в процессе соединения, и повернуть размыкательно-замыкательную ось (10) в соответствии с усилием растяжения отключающей пружины (21), так что точка контакта неподвижного контактора (3) и подвижного контактора (5) размыкается с обеспечением состояния отключения тока, представленного на ФИГ.2а.
В то же время электродвигатель (50) для вращения оси кулачка (30) управляется с помощью микровыключателя (не показан) для управления электродвигателем, обеспеченного на устройстве заводки. Микровыключатель для управления электродвигателем обеспечивает ток в цепи электродвигателя (50) для заводки (сжатия) пружины (11), обеспечивая передачу вращательного усилия электродвигателя (50) на ось кулачка (30). Как показано на ФИГ.2b, после завершения заводки ток в цепи электродвигателя (50) отключается.
В процессе работы воздушного автоматического выключателя возникает необходимость оповещения пользователя (оператора) о завершении заводки. Однако у вышеупомянутого устройства заводки (40) типичного воздушного автоматического выключателя отсутствует отдельное средство оповещения пользователя (оператора) о завершении заводки, показанной на ФИГ.2b. Микровыключатель для управления электродвигателем обычно устроен таким образом, чтобы обеспечивать ток в цепи электродвигателя (50), и, хотя микровыключатель для управления электродвигателем может дополнительно иметь отдельную распределительную цепь для обеспечения оповещения пользователя о завершении заводки, не рекомендуется устанавливать конструкцию с отдельной распределительной цепью на микровыключатель для управления электродвигателем ввиду сложности распределительной цепи и возможной ошибочной работы электродвигателя (50).
[ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ]
Настоящее раскрытие обеспечивается для устранения вышеуказанных недостатков, и целью настоящего раскрытия является обеспечение устройства заводки пружины воздушного автоматического выключателя, в котором устройство заводки пружины снабжено, по меньшей мере, одним или более микровыключателями и переключающим рычагом для включения/выключения микровыключателя, способного сжимать соединительную пружину воздушного автоматического выключателя и оповещать о завершении сжатия соединительной пружины, когда заводка завершена, повышая тем самым эффективность эксплуатации воздушного автоматического выключателя пользователем (оператором).
В общем аспекте устройство заводки пружины воздушного автоматического выключателя содержит: первую и вторую пластины, соединенные множеством стержней на заданном расстоянии одна от другой; приводной электродвигатель, закрепленный на первой пластине; вторичную шестерню, выполненную с заданной выемкой на периферической поверхности и закрепленную на второй пластине для соединения с осью кулачка для заводки соединительной пружины; узел редуктора, соединяющий приводной электродвигатель с вторичной шестерней для передачи вращательного усилия приводного электродвигателя на вторичную шестерню; микровыключатель для управления приводным электродвигателем, закрепленный на одной стороне второй пластины; первый микровыключатель, закрепленный со стороны внешней поверхности микровыключателя для управления приводным электродвигателем; средство отображения, электрически соединенное с первым микровыключателем, и переключающий рычаг, выполненный с передаточным контактором, имеющим на одном его конце выступ, контактирующий с периферической поверхностью вторичной шестерни, шарнирный узел, отклоненный от другого конца передаточного контактора и имеющий на своем удаленном конце шарнирное сквозное отверстие, и с нажимным переключателем, расположенным перпендикулярно передаточному контактору и шарнирному узлу, при этом переключающий рычаг установлен с возможностью поворота на второй пластине посредством шарнирной оси, вставленной в шарнирное сквозное отверстие.
Примеры осуществления данного аспекта могут включать один или более следующих признаков.
Нажимной переключатель может иметь увеличивающуюся толщину по мере удаления от передаточного контактора, чтобы опустить нижнюю поверхность, избирательно контактирующую с микровыключателями.
Нажимной переключатель может иметь первый выступ для увеличения усилия нажатия на первый микровыключатель.
Переключающий рычаг может дополнительно содержать первое ребро для предотвращения изгиба нажимного переключателя за счет того, что оно выполнено в одной плоскости с нажимным переключателем и простирается от него для соединения с шарнирным узлом.
Переключающий рычаг дополнительно может быть выполнен со вторым ребром для предотвращения изгиба нажимного переключателя за счет того, что оно выполнено перпендикулярно нажимному переключателю и простирается от него для соединения с передаточным контактором.
Первый микровыключатель со стороны его верхней поверхности дополнительно может быть выполнен со вторым микровыключателем, соединенным с отдельным средством отображения, причем нажимной переключатель может быть выполнен со вторым выступом для увеличения усилия нажатия на второй микровыключатель.
Между второй пластиной и микровыключателем для управления приводным электродвигателем может быть расположена изоляционная пластина.
Между первым микровыключателем и микровыключателем для управления приводным электродвигателем может быть расположена изоляционная пластина.
Между первым микровыключателем и вторым микровыключателем может быть расположена изоляционная пластина.
[ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ]
Преимущество устройства заводки пружины воздушного автоматического выключателя состоит в том, что устройство заводки пружины снабжается, по меньшей мере, одним или более микровыключателями и переключающим рычагом для включения/выключения микровыключателя, способного сжимать соединительную пружину воздушного автоматического выключателя и оповещать о завершении сжатия пружины, когда заводка завершена, повышая тем самым эффективность эксплуатации воздушного автоматического выключателя пользователем (оператором).
[ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ]
ФИГ.1 представляет собой общий вид типичного воздушного автоматического выключателя.
ФИГ.2а, 2b и 2с представляют собой схематичные изображения, на которых последовательно раскрываются конструкция и рабочее состояние исполнительного механизма, показанного на ФИГ.1.
ФИГ.3 представляет собой общий вид устройства заводки соединительной пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с примером осуществления.
ФИГ.4 представляет собой отдельный общий вид определенным образом организованной взаимосвязи вторичной шестерни, переключающего рычага и микровыключателя приводного электродвигателя, показанной на ФИГ.3.
ФИГ.5а и ФИГ.5b представляют собой общий вид переключающего рычага, показанного на ФИГ.4.
ФИГ.5с представляет собой вид сбоку переключающего рычага, показанного на ФИГ.5а.
ФИГ.6а и 6b представляют собой изображения конструкции в рабочих положениях, на которых последовательно показано рабочее состояние устройства заводки соединительной пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с примером осуществления.
[ПРИНЦИП РАБОТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ]
Примеры осуществления устройства заводки пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с настоящим новым принципом будут описаны подробно со ссылкой на приложенные чертежи.
ФИГ.3 представляет собой общий вид устройства заводки соединительной пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с примером осуществления, а ФИГ.4 представляет собой отдельный общий вид определенным образом организованной взаимосвязи вторичной шестерни, переключающего рычага и микровыключателя приводного электродвигателя, показанной на ФИГ.3.
Согласно ФИГ.3 и 4 устройство заводки (100) пружины воздушного автоматического выключателя включает первую и вторую пластины (111, 112), соединенные множеством стержней на заданном расстоянии одна от другой.
Первая пластина (111) снабжена приводным электродвигателем (120, далее - электродвигатель) для обеспечения вращательного усилия для оси кулачка (30) с целью сжатия соединительной пружины (11, далее - пружина, см. ФИГ.2а, 2b и 2с).
Вторая пластина (112), выполненная с выемкой (132), выполненной на периферической поверхности (131), и выступающим элементом (133), выполненным выдающимся с одной стороны периферической поверхности (131), снабжена вторичной шестерней (130) для соединения с осью кулачка (30). Не раскрытая на ФИГ.4 позиция 135 обозначает выемку для вставки оси кулачка, в которую вставляется ось кулачка (30).
Между первой и второй пластинами (111, 112) расположен узел редуктора (190, см. ФИГ.6а), соединяющий электродвигатель (120) с вторичной шестерней (130) для передачи вращательного усилия электродвигателя (120) на вторичную шестерню (130).
Вторая пластина (112) снабжена на одной из сторон микровыключателем (150) для управления электродвигателем, управляющим работой электродвигателя (120) путем подачи тока в цепь электродвигателя (120) или его отключения под действием переключающего рычага (140, см. ниже). Между микровыключателем (150) для управления электродвигателем и второй пластиной (112) расположена изоляционная пластина (180) для изоляции микровыключателя (150) управления электродвигателем.
Микровыключатель (150) для управления электродвигателем снабжен снаружи первым микровыключателем (160), который включается/выключается под действием переключающего рычага (140) для оповещения пользователя о завершении заводки путем подачи тока в цепь средства отображения (не показано), например зуммера или лампы, когда пружина (11) сжата для завершения заводки. Между первым микровыключателем (160) и микровыключателем (150) для управления электродвигателем расположена изоляционная пластина (180) для изолирования первого микровыключателя (160).
Первый микровыключатель (160) может быть дополнительно снабжен снаружи вторым микровыключателем (170). Подобно первому микровыключателю (160), второй микровыключатель (170) включается/выключается под действием переключающего рычага (140).
Когда в системе, в которой для эффективной работы воздушного автоматического выключателя с ним работает множество пользователей (операторов), пружина (11) сжимается для завершения заводки, как показано на ФИГ.2b, второй микровыключатель может быть подключен к другому средству отображения (не показано), такому как зуммер или лампа, обеспеченному отдельно от средства отображения (не показано), такого как зуммер или лампа, соединенного с первым микровыключателем (160), для оповещения второго пользователя (оператора) о завершении заводки, или может быть подключен к другому оператору в системе воздушного автоматического выключателя, например к соединительному соленоиду для подключения автоматического выключателя после завершения заводки, как показано на ФИГ.2b.
В этом случае между первым микровыключателем (160) и вторым микровыключателем (170) может быть расположена изоляционная пластина (180) для изолирования второго микровыключателя (170).
Далее будет подробно описан переключающий рычаг (140) со ссылкой на приложенные чертежи.
ФИГ.5а и ФИГ.5b представляют собой общий вид переключающего рычага, показанного на ФИГ.4, а ФИГ.5с представляет собой вид сбоку переключающего рычага, показанного на ФИГ.5а.
Согласно ФИГ.4, 5а, 5b и 5с переключающий рычаг (140) выполнен с передаточным контактором (141), имеющим на одном его конце выступ (141а), контактирующий с периферической поверхностью (131) вторичной шестерни (130), шарнирный узел (143), отклоняющийся от другого конца передаточного контактора (141) и имеющий на своем удаленном конце сквозное шарнирное отверстие (143а), и с нажимным переключателем (145), расположенным перпендикулярно передаточному контактору (141) и шарнирному узлу (143), при этом переключающий рычаг (140) установлен с возможностью поворота на второй пластине (112) посредством шарнирной оси (113), обеспеченной на одной стороне второй пластины (112).
Нажимной переключатель (145) может нажимать на каждую кнопку (не показаны) микровыключателя (150) для управления электродвигателем и первого микровыключателя (160), тогда как выступ (141a) на передаточном контакторе (141) переключающего рычага (140) контактирует с периферической поверхностью (131) вторичной шестерни (130). При определенных обстоятельствах нажимной переключатель (145) может нажимать на кнопки (не показаны) второго микровыключателя (170), так что сила нажатия на каждую кнопку микровыключателей (150, 160, 170) может уменьшаться по мере удаления от передаточного контактора (141). Для поддержания уменьшающейся силы нажатия увеличивают толщину нажимного переключателя (145) по мере удаления от передаточного контактора (141), как показано на ФИГ.5с, чтобы опустить нижнюю поверхность, контактирующую с каждой кнопкой микровыключателей (150, 160, 170).
Нажимной переключатель (145) может быть дополнительно выполнен со вторым выступом (145b), нажимающим на второй микровыключатель (170), и первым выступом (145а), нажимающим на первый микровыключатель (160), тогда как выступ (141а), имеющийся на передаточном контакторе (141) переключающего рычага (140), упирается в периферическую поверхность (131) вторичной шестерни (130).
Как показано выше, нажимной переключатель (145) нажимает на микровыключатель (150) для управления электродвигателем и на каждую кнопку первого микровыключателя (160), а в некоторых случаях нажимает и на кнопки второго микровыключателя (170), так что нажимной переключатель (145) в процессе работы стремится изогнуться по мере удаления от передаточного контактора (141). Чтобы предотвратить изгиб нажимного переключателя (145) в процессе работы, переключающий рычаг (140) выполняется с первым ребром (146), выполненным в одной плоскости с нажимным переключателем (145) и простирающимся от него для соединения с шарнирным узлом (143), и вторым ребром (147), выполненным перпендикулярно нажимному переключателю (145) и простирающимся от него для соединения с передаточным контактором (141).
Далее будет подробно описано рабочее состояние устройства заводки пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с работой вышеуказанных микровыключателей (150, 160, 170) и со ссылками на ФИГ.6а и 6b.
ФИГ.6а и 6b представляют собой изображения конструкции в рабочих положениях, на которых последовательно показано рабочее состояние устройства заводки пружины воздушного автоматического выключателя в соответствии с примером осуществления.
На ФИГ.6а показано состояние, в котором электродвигатель (120) приводится в действие для поворота вторичной шестерни (130) по часовой стрелке, посредством чего осуществляется поворот оси кулачка (30) для заводки пружины (11, см. ФИГ.2а). Другими словами, на ФИГ.6а показано состояние, в котором выступ (141а), имеющийся на передаточном контакторе (141) переключающего рычага (140), входит в контакт с периферической поверхностью (131) вторичной шестерни (130), и левый удаленный конец нажимного переключателя (145) нажимает на кнопку микровыключателя (150) для управления электродвигателем, чтобы микровыключатель (150) управления электродвигателем обеспечил подачу тока в цепь электродвигателя (120), посредством которого вторичная шестерня (130) поворачивается по часовой стрелке, как показано на ФИГ.5а.
Внутренняя цепь микровыключателя (150) для управления электродвигателем в нормальных условиях поддерживает разомкнутое состояние точки контакта, но изменяет состояние точки контакта на замкнутое при подаче тока в цепь электродвигателя (120) за счет обеспечения возможности нажатия кнопки левым удаленным концом нажимного переключателя (145).
В то же время внутренняя цепь первого и второго микровыключателей (160, 170), расположенных на одной оси с микровыключателем (150) для управления двигателем, поддерживает замкнутое состояние точки контакта в нормальных условиях, но изменяет состояние точки контакта на разомкнутое для отключения тока, поступающего на соленоид, который соединяет средство отображения, например зуммер или лампу, за счет того, что состояние точки контакта изменяется на разомкнутое, когда на каждую кнопку нажимают нажимной переключатель (145) либо первый или второй выступы (145а, 145b), имеющиеся на нажимном переключателе (145).
Затем, когда электродвигатель (120) продолжает вращать вторичную шестерню (130) по часовой стрелке, а выступ (141а), имеющийся на передаточном контакторе (141) переключающего рычага (140), находится в положении вставки в выемку (132), выполненную на периферической поверхности (131) вторичной шестерни (130), как показано на ФИГ.6b, на нажимной переключатель (145) действует восстанавливающая сила кнопок микровыключателей (150, 160, 170), чтобы заставить выступ (141а), имеющийся на передаточном контакторе (141) переключающего рычага (140), войти в выемку (132) на периферической поверхности (131) вторичной шестерни (130). Это состояние является завершенным состоянием заводки пружины, как показано на ФИГ.2b.
При этом кнопки микровыключателя (150) для управления электродвигателем освобождаются, чтобы обеспечить переход внутренней цепи в состояние разомкнутой точки контакта, посредством чего отключается ток в цепи электродвигателя (120), чтобы остановить действие электродвигателя (120). В результате прекращается передача вращательного усилия, чтобы остановить вторичную шестерню (130), и ось кулачка (30) перестает поворачиваться. В этот момент выступающий элемент (133), выполненный на периферической поверхности (131) вторичной шестерни (130), сцепляется со стопором (114), имеющимся на второй пластине (112), вследствие чего исключается возможность поворота вторичной шестерни (130) только действовавшим вращательным усилием.
В то же время каждая кнопка первого и второго микровыключателей (160, 170), расположенных на одной оси с микровыключателем (150) для управления электродвигателем, освобождается от сжатия, и внутренняя цепь первого и второго микровыключателей (160, 170) переходит в состояние замкнутой точки контакта, обеспечивая поступление тока к средству отображения, например зуммеру или лампе, с помощью которых пользователь (оператор) оповещается о завершении заводки, либо обеспечивая поступление тока к соленоиду, тем самым подсоединяя автоматический выключатель, как показано на ФИГ.2с.
[ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ]
Как отмечено выше, устройство заводки пружины воздушного автоматического выключателя снабжается, по меньшей мере, одним или более микровыключателями (160, 170) и переключающим рычагом (140) для включения/выключения микровыключателей (160, 170), способных сжимать пружину и оповещать о завершении сжатия пружины, когда заводка завершена, посредством чего повышается эффективность эксплуатации воздушного автоматического выключателя пользователем (оператором).
Несмотря на то что настоящее изобретение показано и описано только на примерах его осуществления, общий принцип изобретения не ограничивается вышеизложенными примерами осуществления. Специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны разнообразные изменения формы и деталей в нем без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, определенного в следующей формуле изобретения.