ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ
HIGH-VOLTAGE CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, в частности к трехполюсным выключателям нагрузки.
Известны высоковольтные выключатели нагрузки, содержащие основание (раму), три контактные системы из подвижных и неподвижных контактов, установленных на изоляторах, механизмы привода и управления, приводящие контактные системы в положение «Включено» или «Отключено» [1].
Недостатком этого выключателя является низкий механический ресурс контактных систем.
Известен автогазовый выключатель нагрузки, содержащий также основание в виде рамы, контактную систему с рабочими, дугогасительными и дугоприемными подвижными и неподвижными контактами и камерой дугогашения, установленными на основании через опорные изоляторы, привод с блоком управления, приводящий контактную систему в положение «Включено» или «Отключено» [2].
Недостатком такого выключателя являются пониженная надежность контактных систем из-за отсутствия надежного направления главных подвижных контактов в момент включения выключателя, а также низкая долговечность вспомогательных дугоприемных и дугогасительных контактов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный выключатель нагрузки, содержащий также основание в виде рамы, контактную систему с рабочими, дугогасительными и дугоприемными подвижными и неподвижными контактами и камерой дугогашения, установленными на основании через опорные изоляторы, пружинный привод с блоком управления, приводящий контактную систему в положение «Включено» или «Отключено», причем основания подвижных контактов выполнены с рабочими направляющими частями клювообразной формы, расположенными на расстоянии от оси вращения токоведущих пластин подвижных рабочих контактов не менее 1/4 части их длины и входящими между указанными токоведущими пластинами, при этом дугоприемные контакты выполнены в виде прямоугольных симметричных пластин, обеспечивающих последовательное использование каждой из их контактных точек в процессе эксплуатации, дугогасительные контакты, расположенные внутри камер дугогашения, выполнены в виде спаренных прямоугольных пластин, оснащенных дугостойкими элементами с заходными частями и подвижно соединенных на общем основании с зазором между внутренними поверхностями заходной части не более толщины контакта, входящего между ними, и сжатые снаружи пружинами-захватами, концы которых расположены на продольной оси симметрии этих пластин, токоведущие пластины подвижных рабочих контактов имеют дугообразную форму в продольном сечении и усилены плоскими пружинами с защемленными концами, при этом кривизна сопрягаемых поверхностей пружин и токоведущих пластин выбирается таким образом, что обеспечивает зазор между ними в 1-2 толщины пружины [3].
Данный высоковольтный выключатель нагрузки имеет надежную контактную систему и достаточную долговечность вспомогательных дугоприемных и дугогасительных контактов. Однако описанный высоковольтный выключатель является достаточно сложным в изготовлении.
При создании изобретения стояла задача разработки выключателя нагрузки с надежной контактной системой, долговечными дугоприемными и дугогасительными контактами, но более технологичного и простого в изготовлении.
Поставленная задача решается за счет того, что в высоковольтном выключателе, содержащем основание в виде рамы, контактную систему с рабочими, дугогасительными и дугоприемными подвижными и неподвижными контактами и камерой дугогашения, установленными на основание через опорные изоляторы, пружинный привод с блоком управления, приводящие контактную систему в положение “Включено” или “Отключено”, при этом основания подвижных контактов выполнены с рабочими направляющими частями клювообразной формы, расположенными на расстоянии от оси вращения токоведущих пластин подвижных рабочих контактов не менее 1/4 части их длины и входящими между указанными токоведущими пластинами, между рабочими подвижными контактами и дугогасительными контактами установлена пружина растяжения, а между рабочими подвижными контактами установлены винтовые пружины сжатия, регулирующие с помощью стандартного болта усилие сжатия выступа рабочих неподвижных контактов, на основании дугогасительных контактов смонтирован специальный ролик, обеспечивающий скольжение верхней части тягового изолятора, передающего крутящий момент от вала к рабочим подвижным контактам.
Повышение технологичности изготовления высоковольтного выключателя при высокой надежности контактной системы и долговечности вспомогательных дугоприемных и дугогасительных контактов достигается за счет изменения конструктивного исполнения элементов контактной системы, а именно наличием пружины растяжения между рабочими подвижными контактами и дугогасительными контактами, установленной определенным образом, наличием винтовых пружин сжатия, регулирующих с помощью стандартного болта усилие сжатия рабочими подвижными контактами выступа рабочих неподвижных контактов, а также наличием специального ролика, смонтированного на основании, предназначенного для обеспечения скольжения верхней части тягового изолятора. В прототипе [3] между рабочими подвижными контактами и дугогасительными контактами установлена пружина кручения сложной формы, которая является менее надежной, чем пружина растяжения, и менее технологичной, регулирование усилия сжатия выступа рабочих неподвижных контактов в прототипе осуществляется с помощью пластинчатых пружин с использованием спецзаклепок, что приводит к усложнению конструкции, усложнению процесса сборки выключателя, а также отсутствию возможности регулировки усилия сжатия, для передачи крутящего момента от вала к рабочим подвижным контактам и обеспечения скольжения верхней части тягового изолятора в прототипе используется неподвижный выступ, при этом ролик, имеющийся в предлагаемом выключателе, обеспечивает передачу крутящего момента более плавно и с меньшим усилием.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид предлагаемого высоковольтного выключателя.
Высоковольтный выключатель, представленный на чертеже, состоит из основания в виде рамы 1, на котором установлен привод выключателя 2, шесть опорных изоляторов 3, на которых установлена контактная система, состоящая из рабочих подвижных контактов 4, установленных попарно на каждом изоляторе 3 и стянутых регулировочными винтовыми пружинами сжатия 5 с помощью стандартного болта 6, дугогасительных контактов 7, рабочих неподвижных контактов 8, дугоприемных контактов 9, дугогасительных камер 10, имеющих вкладыши 11. Рабочие подвижные контакты 4 совместно с дугогасительными контактами 7 шарнирно крепятся на трех опорных изоляторах 3, расположенных в нижней части основания 1. Дугогасительные контакты 7 связаны с помощью пружины растяжения 12 с рабочими подвижными контактами 4. Рабочие неподвижные контакты 8, дугоприемные контакты 9 и дугогасительная камера 10 жестко закреплены на опорных изоляторах 3, расположенных в верхней части основания 1. Вкладыши 11, изготовленные из полиметилметакрилата, и подпружиненные дугоприемные контакты 9 установлены внутри дугогасительной камеры 10, изготовленной из полиамида. Дугогасительная камера 10 и вкладыши 11 имеют дугообразную форму, что дает возможность входить в них дугогасительным контактам 7. Пружинный привод 2 обеспечивает включение и отключение выключателя. Рабочие подвижные контакты 4 с помощью тягового изолятора 13 соединены с валом выключателя 14. Дополнительно имеются заземляющие ножи 15, представляющие собой узел, состоящий из вала с приваренными к нему попарно пластинами, к которым приклепаны медные контакты. Заземляющие ножи 15 закреплены на раме заземления 16, которая с помощью болтового соединения скреплена с основанием 1. Заземляющие ножи 15 управляются с помощью вала 17 и муфты 18 тягой, которая не входит в комплект поставки.
Для предотвращения включения рабочих подвижных контактов 4 при включенных заземляющих ножах 15 предназначены ограничители 19, для передачи крутящего момента от внешнего привода через привод выключателя 2 к валу выключателя 14 предназначена муфта 20.
На основании дугогасительных контактов 7 смонтирован специальный ролик 21, обеспечивающий скольжение верхней части тягового изолятора 13, передающего крутящий момент от вала выключателя 14 к рабочим подвижным контактам 4.
Высоковольтный выключатель нагрузки предназначен для коммутации под нагрузкой цепей трехфазного тока частотой 50 Гц напряжением 6 (10) кВ в шкафах комплектных распределительных устройств и комплектных трансформаторных подстанциях.
Принцип работы высоковольтного выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании подвижных дугогасительных контактов 7 потоком газа, образующегося в результате воздействия высокой температуры на полиметилметакрилат, из которого выполнен вкладыш 11 дугогасительной камеры 10. При включении выключателя сначала замыкаются рабочие подвижные контакты 4 с рабочими неподвижными контактами 8, а затем - дугогасительные контакты 7 с дугоприемными контактами 9, при отключении выключателя сначала размыкаются рабочие неподвижные контакты 8, а затем - дугоприемные контакты 9. В процессе включения или отключения рабочих подвижных контактов 4 ролик 21 скользит по выступу тягового изолятора 13, что позволяет менять угол наклона дугогасительных контактов 7. Это влияет на скорость разрыва электрической дуги. Кроме того, ролик 21 служит и для смягчения удара, возникающего при отключении выключателя. Включение заземляющих ножей 15 благодаря ограничителям 19 возможно только при разомкнутых подвижных контактах 4. Включение осуществляется с помощью привода и тяги, которые не входят в комплект поставки, через муфту 18 и вал 17.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Высоковольтный выключатель нагрузки ТУ16-674.087-87.
2. Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНЦ-М1-10/630-20, ТУ 16-94 ИБЦЖ.674212.001ТУ.
3. Патент на изобретение №2136073, кл. МПК H01H 33/76, опубл. 27.08.1999.