ШКАФ КОМПЛЕКТНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
CUBICLE SWITCHBOARD CABINET

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для работы в электроэнергетических установках трехфазного переменного тока частотой 50 (60) Гц, номинальным напряжением 6 (10) кВ.
Известен шкаф комплектного распределительного устройства /1/ со средним расположением выкатного элемента (ВЭ), состоящий из отсеков выкатного элемента, отсека сборных шин, а также линейного и релейного отсеков. Все отсеки шкафа, кроме релейного, снабжены клапанами сброса избыточного давления, установленными в верхней части шкафа. В конструкции шкафа предусмотрены блокировочные механизмы, предотвращающие возникновение аварийных ситуаций из-за неверных действий обслуживающего персонала.
Недостатками данного шкафа являются его относительно большие габаритные размеры и сложность конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому является шкаф устройства комплектного распределительного типа КРУ /2/, содержащий высоковольтный выключатель на выкатной тележке, расположенной в средней части шкафа. Шкаф разделен перегородками на отсеки выкатного элемента, отсек сборных шин, а также линейный и релейный отсек. Все отсеки шкафа, кроме релейного, снабжены клапанами сброса избыточного давления. При этом клапаны отсека выкатного элемента и отсека сборных шин расположены в верхней части шкафа, а клапан линейного отсека расположен на задней стенке шкафа. Линейный отсек снабжен трансформаторами тока и трансформаторами тока нулевой последовательности, причем трансформаторы тока установлены основанием перпендикулярно задней стенке шкафа. Отсек выкатного элемента снабжен штороподъемным механизмом. Отсеки выкатного элемента и линейный снабжены дверьми с замковыми устройствами и смотровыми окнами. Дверь отсека выкатного элемента снабжена отверстием для ключа перемещения выкатного элемента.
Недостатками данного шкафа являются его относительно большие габаритные размеры и сложность обслуживания.
Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров, повышение безопасности и упрощение обслуживания и конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что в шкафе комплектного распределительного устройства со средним расположением выкатного элемента, состоящем из отсеков выкатного элемента, линейного, релейного и отсека сборных шин и имеющем блокировочные механизмы, при этом отсек выкатного элемента, линейный отсек и отсек сборных шин снабжены клапанами сброса избыточного давления, а клапан сброса избыточного давления линейного отсека расположен в задней части шкафа, отсеки выкатного элемента и линейный снабжены дверьми с замковыми устройствами и смотровыми окнами, дверь отсека выкатного элемента снабжена отверстием для ключа перемещения выкатного элемента, отсек выкатного элемента снабжен штороподъемным механизмом с защитными шторками и дном, а линейный отсек снабжен трансформаторами тока и трансформаторами тока нулевой последовательности, трансформаторы тока в линейном отсеке установлены на дополнительной раме так, что их основания расположены параллельно дну линейного отсека, дно отсека выкатного элемента выполнено быстросъемным, а блокировочные механизмы расположены на этом дне, защитные шторки штороподъемного механизма выполнены в виде единого листа с отверстиями для прохождения контактов выкатного элемента, а сам штороподъемный механизм снабжен дополнительным блокировочным механизмом для обеспечения закрытого состояния двери отсека выкатного элемента при нахождении выкатного элемента во вкаченном положении, отверстие для ключа перемещения в двери выкатного элемента снабжено дополнительной направляющей, смотровые окна дверей снабжены дополнительными металлическими перемещаемыми шторками, фиксация дверей выполняется в нескольких местах и управляется одной ручкой, служащей также для открывания дверей, линия открытия клапанов сброса давления выполнена перфорированной, клапан сброса избыточного давления линейного отсека выполнен изогнутым по линии перфорации в сторону линейного отсека, а релейный отсек выполнен с возможностью установки его вне шкафа комплектного распределительного устройства.
Кроме того, трансформаторы тока нулевой последовательности могут быть вынесены за пределы линейного отсека и установлены на раме, предназначенной для размещения в кабельном приямке.
Размещение трансформаторов тока в линейном отсеке на дополнительной раме так, что их основания оказываются расположенными параллельно дну линейного отсека, упрощает обслуживание этих трансформаторов.
Выполнение дна отсека выкатного элемента быстросъемным с установкой блокировочных механизмов на этом дне позволяет выполнить быстрый демонтаж шкафа и ремонт или регулировку блокировочных механизмов при возникновении нештатных ситуаций.
Выполнение защитных шторок штороподъемного механизма в виде единого листа с отверстиями для прохождения контактов выкатного элемента упрощает конструкцию этого механизма и, следовательно, облегчает его обслуживание и ремонт.
Снабжение штороподъемного механизма дополнительным блокировочным механизмом для обеспечения закрытого состояния двери отсека выкатного элемента при нахождении выкатного элемента во вкаченном положении служит дополнительной защитой от ошибочных действий обслуживающего персонала и, следовательно, повышает безопасность обслуживания.
Снабжение отверстия в двери для ключа перемещения выкатного элемента дополнительной направляющей упрощает оперирование этим ключом.
Снабжение смотровых окон дверей дополнительными металлическими перемещаемыми шторками дополнительно защищает обслуживающий персонал при возникновении аварийных ситуаций внутри отсеков.
Выполнение фиксации дверей в нескольких местах при обеспечении управления одной ручкой, служащей также для открывания дверей, дополнительно защищает обслуживающий персонал при возникновении аварийных ситуаций внутри отсеков и упрощает манипулирование этими дверями.
Выполнение линии открытия клапанов сброса давления перфорированной позволяет избавиться от дополнительных элементов (дверных петель), что упрощает конструкцию шкафа.
Выполнение клапана сброса избыточного давления линейного отсека изогнутым по линии перфорации в сторону линейного отсека способствует уменьшению габаритных размеров шкафа.
Возможность установки релейного отсека вне шкафа комплектного распределительного устройства позволяет производить операции с релейной аппаратурой и управлять шкафом КРУ на удалении от него, что повышает безопасность обслуживающего персонала при возникновении аварийных ситуаций внутри шкафа КРУ.
Вынесение трансформаторов тока нулевой последовательности за пределы линейного отсека и установка их на раме в кабельном приямке увеличивает свободный объем линейного отсека и тем самым облегчает монтаж и обслуживание вводных и отходящих силовых кабелей.
На фиг.1 представлен общий вид шкафа КРУ (верхний чертеж - вид сбоку, нижний чертеж - вид спереди), при этом релейный отсек вынесен за пределы шкафа.
На фиг.2 представлен линейный отсек шкафа КРУ с трансформаторами тока, установленными на раме так, что их основания расположены параллельно дну отсека.
На фиг.3 представлено съемное дно отсека выкатного элемента с установленными на нем блокировочными устройствами и заземляющим устройством.
На фиг.4 представлен отсек выкатного элемента со штокоподъемным механизмом и защитной шторкой, выполненной в виде единого листа с отверстиями для прохождения контактов выкатного элемента.
На фиг.5 представлен дополнительный блокировочный механизм для обеспечения закрытого состояния двери отсека выкатного элемента при нахождении выкатного элемента во вкаченном положении.
На фиг.6 представлено отверстие в двери отсека выкатного элемента для ключа перемещения выкатного элемента с дополнительной направляющей.
На фиг.7 представлены смотровые окна дверей линейного отсека и отсека выкатного элемента, снабженные дополнительными металлическими перемещаемыми шторками.
На фиг.8 представлен механизм фиксации дверей линейного отсека и отсека выкатного элемента, обеспечивающий их запирание в нескольких местах при обеспечении управления одной ручкой, служащей также для открывания дверей.
На фиг.9 представлены клапаны сброса давления из отсеков сборных шин и отсека выкатного элемента (верхний чертеж), и из линейного отсека (нижний чертеж) с перфорированными линиями отгиба, т.е. линиями, по которым происходит открытие клапанов при возникновении в них аварийных режимов. При этом для линейного отсека перфорация проходит по линии конструктивного сгиба листа клапана.
Шкаф комплектного распределительного устройства (далее КРУ, фиг.1) состоит из отсека сборных шин 1, снабженного клапаном сброса избыточного давления 5, отсека выкатного элемента 2, расположенного в средней части шкафа КРУ и содержащего коммутационный аппарат (например, вакуумный выключатель) 6 или прочее электротехническое оборудование. Это оборудование установлено на выкатной тележке. Кроме указанного выше шкаф КРУ содержит линейный отсек 3, снабженный трансформаторами тока 7, которые установлены на дополнительной раме. Кроме того, линейный отсек может быть снабжен трансформаторами тока нулевой последовательности 8, которые могут быть установлены как в самом отсеке, так и на дополнительной раме 10 в кабельном приямке. Отсек выкатного элемента 2 содержит клапан сброса избыточного давления 4 и с фасадной стороны снабжен дверью 8, которая снабжена смотровым окном 11. Линейный отсек 3 также снабжен клапаном сброса избыточного давления (на фиг.1 не показан) и дверью 9, которая снабжена смотровым окном 12. Релейный отсек шкафа КРУ на фиг.3 не показан (предполагается, что он вынесен в отдельное помещение).
Для коммутации внешней электрической силовой цепи выкатной элемент с выключателем 6 следует переместить из контрольного положения (представлено на фиг.1) в рабочее (силовые контакты выключателя сопряжены с ответными частями шкафа КРУ) и включить выключатель 6.
На фиг.2 представлен линейный отсек с трансформаторами тока 1, установленными на дополнительной раме 2. Такая компоновка существенно упрощает обслуживание указанных трансформаторов 1, а высота рамы 2 выбирается из условия удобства подключения и обслуживания силового кабеля к отпайкам 3 упомянутых трансформаторов, что упрощает обслуживание линейного отсека.
На фиг.3 представлено съемное дно 1 отсека выкатного элемента со смонтированными на нем блокировочными устройствами 2 и заземляющим устройством 3 (верхний чертеж - вид сверху, нижний чертеж - вид снизу). Такое компоновочное решение позволяет производить сборку и наладку данного узла отдельно от остального шкафа, что существенно упрощает технологический процесс сборки шкафа в целом. Кроме того, простота демонтажа дна 1 в процессе эксплуатации облегчает доступ к обслуживаемым элементам шкафа и сокращает время обслуживания этого шкафа в целом.
На фиг.4 представлен отсек выкатного элемента со штокоподъемным механизмом 3 и защитной шторкой 1, выполненной в виде единого листа с отверстиями 2 для прохождения контактов выкатного элемента (левая и верхняя стенки отсека условно не показаны). При перемещении выкатного элемента из контрольного положения в рабочее лист с отверстиями 2 перемещается вверх, открывая доступ к ответным частям силовой цепи шкафа КРУ (на фиг.4 не показаны). Такое компоновочное решение упрощает процесс изготовления и сборки штокоподъемного механизма, обеспечивает более четкую работу его кинематических узлов и упрощает его обслуживание в процессе эксплуатации.
На фиг.5 представлен дополнительный блокировочный механизм 5, 7 для обеспечения закрытого состояния двери отсека выкатного элемента при нахождении этого выкатного элемента 1 во вкаченном (рабочем) положении. Сущность функционирования этого механизма заключается в следующем. При перемещении из контрольного положения в рабочее выкатной элемент 1 воздействует своим элементом 2 на коромысло 3 штороподъемного механизма, которое установлено на стенке шкафа (на фиг.5 условно не показана) с возможностью вращения относительно оси 4. При этом тяги 10 и шторка 6 перемещаются вверх, открывая доступ к ответным частям силовой цепи шкафа КРУ, а тяга 5 дополнительного блокировочного механизма обеспечивает вращение против часовой стрелки зацепа 7 относительно своей оси 9, установленной на стенке шкафа (на фиг.5 не показана). Зацеп 7 входит в зацепление с элементом 8 закрытой двери отсека выкатного элемента и не позволяет открыть эту дверь до тех пор, пока выкатной элемент не будет перемещен обратно в контрольное положение. Такой технический прием дополнительно повышает безопасность обслуживающего персонала.
На фиг.6 представлено отверстие 1 с дополнительной направляющей в двери отсека выкатного элемента. Это отверстие предназначено для ключа перемещения выкатного элемента. Отверстие 1 с дополнительной направляющей обеспечивает фиксированное положение ключа перемещения выкатного элемента при манипулировании этим ключом и, следовательно, упрощает манипулирование с выкатным элементом и обслуживание шкафа в целом.
На фиг.7 представлены смотровые окна дверей линейного отсека и отсека выкатного элемента, снабженные дополнительными металлическими перемещаемыми шторками 2. Смотровые окна дверей состоят из ряда смотровых отверстий 1, выполненных в этих дверях. Дополнительные металлические шторки 2 также содержат смотровые отверстия 3, закрытые с задней части пластиной из прозрачного материала. Эти шторки 2 имеют возможность перемещения в горизонтальном направлении путем управления ими с помощью ручки 4. В рабочем положении отверстия 1 в дверях перекрыты металлическими элементами дополнительной шторки 2 (как показано на фиг.7), что дополнительно защищает обслуживающий персонал от нештатных режимов работы оборудования. Для осуществления визуального контроля состояния оборудования линейного отсека и отсека выкатного элемента дополнительную шторку 2 следует перевести в правое положение путем воздействия на ручку 4. При этом отверстия в дверях 1 совместятся с отверстиями в дополнительных шторках 2, обеспечивая тем самым визуальный контроль за оборудованием отсеков.
На фиг.8 представлен механизм фиксации 2, 3, 4 дверей линейного отсека и отсека выкатного элемента, обеспечивающий их запирание в нескольких местах при обеспечении управления одной ручкой 1, служащей также для открывания дверей. Механизм содержит элементы 2 (конструктивно аналогичные элементу 8, представленному на фиг.5), принадлежащие двери и управляемые ручкой 1, установленной с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Для фиксации двери в закрытом положении ручку 1 следует перевести в крайнее верхнее положение, закрыть дверь и опустить ручку 1 в крайнее нижнее положение. При этом элементы 2 дверей входят в зацепление с элементами 3 и 4, являющимися принадлежностями каркаса шкафа, двери надежно фиксируются в закрытом состоянии и не имеют возможности открыться при возникновении аварийных режимов в работе оборудования. Открывание дверей происходит в обратном порядке. Зацепы 5 являются элементами дополнительной блокировки, представленной на фиг.5, и дополнительно фиксируют дверь отсека выкатного элемента в закрытом состоянии при нахождении этого выкатного элемента в рабочем (вкаченном) положении.
На фиг.9 представлены клапаны сброса давления 2 и 3 из отсека сборных шин и отсека выкатного элемента (верхний чертеж), и из линейного отсека 4 (нижний чертеж) с перфорированными линиями отгиба 1. При возникновении в отсеках аварийных режимов открытие клапанов происходит по линиям перфорации. Относительно небольшие токи короткого замыкания приводят к открытию клапанов по линиям перфорации, расположенным в средней части этих клапанов. Более значительные токи короткого замыкания приводят к открытию клапанов по линиям перфорации, расположенным у мест закрепления клапанов.
Предложенная компоновка способствует упрощению конструкции клапанов.
Предложенная конфигурация клапана линейного отсека и выполнение линии перфорации по линии конструктивного сгиба листа клапана способствуют уменьшению габаритных размеров шкафа в целом и позволяют, в отличие от известных устройств, расположить его практически вплотную к стене помещения распредустройства при одностороннем варианте обслуживания.
Список использованных источников
1. А.Попов. UNIGEAR ZS1 в России. «Новости электротехники», №1 (25), 2004.
2. С.Н.Усачев, В.Г.Комов. Свидетельство на полезную модель №26692, 08.08.2002. «Шкаф устройств комплектных распределительных типа КРУ».