ПРЕРЫВАТЕЛЬ-РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ-ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ В СБОРЕ

Область техники, к которой относится полезная модель
Данная полезная модель относится к прерывателю-разъединителю-заземляющему переключателю в сборе, содержащему корпус, выполненный из диэлектрического материала, в котором располагается узел «разъединитель-заземляющий переключатель» и узел вакуумного прерывателя, подключенные друг к другу по последовательной схеме.
Уровень техники
Объединение вакуумного прерывателя и узла «разъединитель-заземляющий переключатель» для образования указанного выше прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе известно из предшествующего уровня техники.
Например, такой прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе раскрыт в публикации WO0133593A1, и он содержит разъединитель, который размещен в среде, защищенной газом SF6, и который выполняет функцию линейного/заземляющего переключателя на два направления, и вакуумный прерыватель, который последовательно подключен к разъединителю, и который может быть использован в качестве как линейного автомата для защиты линии, так и заземляющего переключателя с возможностью замыкания.
Раскрытие полезной модели
Задача, решаемая настоящей полезной моделью, состоит в том, чтобы предложить инновационный альтернативный прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе, который обладал бы относительно простой, но надежной конструкцией.
Согласно предложенной полезной модели предложен прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе, тип которого указан вначале, который содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала, где располагается узел «разъединитель-заземляющий переключатель» и узел вакуумного прерывателя, подключенные друг к другу по последовательной схеме, и который отличается тем, что прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе содержит узел поворотного электрического стыка, образующий электрическое последовательное соединение между узлом «разъединитель-заземляющий переключатель» и узлом вакуумного прерывателя, причем узел «разъединитель-заземляющий переключатель» содержит:
– камеру, в которой располагается поворотный стержень, выполненный из диэлектрического материала, причем ось вращения поворотного стержня совпадает с осью вращения узла поворотного электрического стыка;
– поворотный токопроводящий соединительный элемент, расположенный в камере и в поворотном стержне, и с одного своего конца электрически соединенный посредством первого осевого контакта с узлом поворотного электрического стыка, а с другого своего конца снабженный вторым радиальным поворотным контактом, отходящим от поворотного стержня в направлении, непараллельном оси вращения поворотного стержня;
– по меньшей мере, две изоляционные перегородки, которые выполнены из диэлектрического материала и отходят от поворотного стержня, охватывая и отделяя второй радиальный поворотный контакт в плоскости, перпендикулярной оси вращения поворотного стержня, причем на стороне второго радиального поворотного контакта изоляционные перегородки задают между собой выступающий угол, который в предпочтительном варианте не превышает 110°;
– зубчатое колесо, предпочтительно червячное зубчатое колесо, соединенное с поворотным стержнем и выполненное с возможностью вращения вокруг оси вращения поворотного стержня;
– приемный выходной контакт и заземляющий контакт, отходящие внутрь от внутренней поверхности камеры в плоскости вращения второго радиального поворотного контакта поворотного токопроводящего соединительного элемента и выполненные с возможностью соединения со вторым радиальным поворотным контактом в конкретных угловых положениях этого поворотного контакта;
– электрический приемный вывод и электрический заземляющий вывод, которые соединены, соответственно, с приемным выходным контактом и заземляющим контактом.
В предпочтительном варианте диэлектрический поворотный стержень может содержать радиальный выступ, отходящий от его боковой поверхности, от которого отходит второй радиальный поворотный контакт.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления данной полезной модели каждый контакт из числа приемного выходного контакта и/или заземляющего контакта может содержать два компонентных контакта, причем между компонентными контактами вставляется второй радиальный поворотный контакт в направлении оси вращения поворотного стержня.
Узел поворотного электрического стыка прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе может предпочтительно содержать токопроводящий промежуточный элемент, электрически соединенный с неподвижным контактом узла вакуумного прерывателя и содержащий отверстие, расположенное концентрически относительно оси вращения поворотного стержня и снабженное радиальной кольцевой канавкой, причем в радиальной кольцевой канавке располагается токопроводящая спиральная пружина, которая входит в контакт с поверхностью радиальной кольцевой канавки, а также в контакт с первым осевым контактом поворотного токопроводящего соединительного элемента, расположенным в отверстии токопроводящего промежуточного элемента.
В представленной полезной модели предпочтительно, чтобы поворотный стержень содержал изолирующее воротниковое кольцо, выполненное из диэлектрического материала и охватывающее по окружности узел поворотного электрического стыка.
В предпочтительном варианте ось вращения поворотного стержня прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе совпадает с продольной осью контактов узла вакуумного прерывателя.
В предпочтительном варианте зубчатое колесо образует монолитный элемент вместе с поворотным стержнем и располагается в камере узла «разъединитель-заземляющий переключатель».
В предпочтительном варианте корпус прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе может быть снабжен каналом, в котором располагается приводной червяк, сцепляемый с зубчатым колесом, предпочтительно червячным зубчатым колесом, поворотного стержня.
В предпочтительном варианте камера узла «разъединитель-заземляющий переключатель» снабжена выпускным отверстием на той своей стороне, которая противоположна узлу вакуумного прерывателя, причем в предпочтительном варианте указанное выпускное отверстие закрыто крышкой, предпочтительно поворачивающейся крышкой.
В предпочтительном варианте корпус прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе может содержать монолитное тело, выполненное из электроизоляционной смолы, предпочтительно из эпоксидной смолы, а в более предпочтительном варианте – из двухкомпонентной эпоксидной смолы, такой как, например, доступная на рынке двухкомпонентная эпоксидная смола Huntsman CW229-3/HW229-1.
6
Прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе предложенной полезной модели характеризуется простой и надежной конструкцией, простотой эксплуатации и технического обслуживания, и он не требует использования изоляции SF. Узлы данной полезной модели, представленные в разном количестве (например, в количестве трех узлов), могут быть без труда размещены на общем монтажном основании, образуя тем самым интегрированные многофазные (например, трехфазные) блоки прерывателей-разъединителей-заземляющих переключателей. Зубчатые колеса всех прерывателей-разъединителей-заземляющих переключателей в сборе представленной полезной модели, образующих такое интегрированное устройство, могут приводиться в действие с помощью одного общего приводного червяка.
Перечень фигур чертежей
Полезная модель будет описана и раскрыта ниже в привязке к вариантам своего осуществления, проиллюстрированным на прилагаемых чертежах, где:
На фиг. 1 представлено аксонометрическое изображение первого варианта осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе данной полезной модели;
На фиг. 2 представлено аксонометрическое изображение в поперечном разрезе первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 3 представлено продольное сечение первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 4 представлено поперечное сечение первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в плоскости P1-P1, показанной на фиг. 3, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 5 представлено поперечное сечение первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в плоскости P2-P2, показанной на фиг. 3, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 6 представлено поперечное сечение первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в плоскости P2-P2, показанной на фиг. 3, в нейтральном положении, в котором токопроводящий соединительный элемент полностью отключен;
На фиг. 7 представлено поперечное сечение первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1, в плоскости P2-P2, показанной на фиг. 3, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с приемным выходным контактом;
На фиг. 8 представлено продольное сечение второго варианта осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе предложенной полезной модели в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 9 представлено поперечное сечение второго варианта осуществления, показанного на фиг. 8, в плоскости P1-P1, показанной на фиг. 8, в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом;
На фиг. 10 показано продольное сечение третьего варианта осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе предложенной полезной модели в положении соединения токопроводящего соединительного элемента с заземляющим контактом.
Осуществление полезной модели
Первый вариант осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе предложенной полезной модели, который проиллюстрирован на фиг. 1-7, содержит корпус 2, выполненный из диэлектрического материала в виде монолитного тела, изготовленного из электроизоляционной смолы (например, эпоксидной смолы, такой как доступная на рынке двухкомпонентная эпоксидная смола Huntsman CW229-3/HW229-1), в котором располагается узел 3 «разъединитель-заземляющий переключатель» и узел 4 вакуумного прерывателя, подключенные друг к другу по последовательной схеме. Узел 4 вакуумного прерывателя полностью заделан в материал смолы тела 21 корпуса 2, причем соединительные концы неподвижного контакта 41 и подвижного контакта 42 выступают наружу тела 21 корпуса 2. Узел 4 вакуумного прерывателя своим неподвижным контактом 41 и через узел 5 поворотного электрического стыка электрически соединен с узлом 3 «разъединитель-заземляющий переключатель» по последовательной схеме. Подвижный контакт 42 выполнен с возможностью перемещения относительно неподвижного контакта 41 вдоль продольной оси O4 узла 4 вакуумного прерывателя. Узел 3 «разъединитель-заземляющий переключатель» содержит камеру 31, где располагается поворотный токопроводящий соединительный элемент 33, и соединяет в своих конкретных угловых положениях неподвижный контакт 41 узла 4 вакуумного прерывателя с приемным выходным контактом 61, соединенным с электрическим приемным выводом 63 или, в альтернативном варианте, с заземляющим контактом 62, соединенным с электрическим заземляющим выводом 64. Поворотный токопроводящий соединительный элемент 33 вделан в поворотный стержень 32, выполненный из диэлектрического материала, причем первый осевой контакт 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 отходит от поворотного стержня 32 вдоль его продольной оси O32, а второй радиальный поворотный контакт 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 отходит от радиального выступа поворотного стержня 32 в направлении, непараллельном оси O32 вращения поворотного стержня 32. Первый осевой контакт 331 и второй радиальный поворотный контакт 332 составляют противоположные концевые части поворотного токопроводящего соединительного элемента 33. Первый осевой контакт 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 электрически соединен с узлом 5 поворотного электрического стыка проводящим образом. При этом второй радиальный поворотный контакт 332 перемещается по кругу в результате вращения поворотного стержня 32 с поворотным токопроводящим соединительным элементом 33 вокруг оси O32 вращения. При таком перемещении по кругу второй радиальный поворотный контакт 332 может быть переведен в положение электрического контакта с приемным выходным контактом 61 и в другое положение электрического контакта с заземляющим контактом 62, причем контакты 61 и 62 отходят внутрь друг против друга от внутренней поверхности камеры 31 в плоскости P1-P1 вращения второго радиального поворотного контакта 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33. Каждый контакт из числа приемного выходного контакта 61 и заземляющего контакта 62 содержит два компонентных контакта 611, 621, причем между компонентными контактами 611, 621 вставляется второй радиальный поворотный контакт 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 в направлении оси O32 вращения поворотного стержня 32. В этом первом варианте осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя в сборе ось O32 вращения поворотного стержня 32 с поворотным токопроводящим соединительным элементом 33 совпадает с продольной осью O4 контактов 41, 42 узла 4 вакуумного прерывателя. Узел 5 поворотного электрического стыка содержит токопроводящий промежуточный элемент 51, который с одной стороны электрически соединен с неподвижным контактом узла 4 вакуумного прерывателя, а с другой стороны электрически соединен с первым осевым контактом 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33. Электрическое соединение токопроводящего промежуточного элемента 51 с неподвижным контактом 41 узла 4 вакуумного прерывателя реализовано за счет обеспечения прямого контакта этих элементов друг с другом с помощью винтового соединения. При этом электрическое соединение токопроводящего промежуточного элемента 51 с первым осевым контактом 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 реализовано посредством токопроводящей спиральной пружины 53, расположенной в радиальной кольцевой канавке 521, сформированной в отверстии 52, которое выполнено в токопроводящем промежуточном элементе 51. Отверстие 52 с радиальной кольцевой канавкой 521 располагается концентрически относительно оси O32 вращения поворотного стержня 32, и в это отверстие 52 заходит первый осевой контакт 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 таким образом, что спиральная пружина 53, располагающаяся в радиальной кольцевой канавке 521, проводящим образом входит своей внутренней стороной в электрический контакт с этим первым осевым контактом 331 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33, а своей наружной стороной она проводящим образом входит в электрический контакт с поверхностью радиальной кольцевой канавки 521. Благодаря этому ось O32 вращения поворотного стержня 32 и поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 совпадает с осью O5 вращения узла 5 поворотного электрического стыка. Две продольные изоляционные перегородки 321, выполненные из диэлектрического материала, отходят в радиальных направлениях от поворотного стержня 32 и проходят вдоль оси поворотного стержня 32, охватывая и отделяя второй радиальный поворотный контакт 332 в плоскости P1-P1, которая проходит перпендикулярно оси O32 вращения поворотного стержня 32. Эти две продольные изоляционные перегородки 321 на стороне второго радиального поворотного контакта 332 задают между собой выступающий угол, который в предпочтительном варианте не превышает 110°. Кроме того, узел 3 «разъединитель-заземляющий переключатель» содержит червячное зубчатое колесо 322, соединенное с поворотным стержнем 32 выше продольных изоляционных перегородок 312 и концентрически относительно оси O32 вращения поворотного стержня 32. Червячное зубчатое колесо 322 служит для регулирования углового положения поворотного стержня 32 и, соответственно, состояния переключения второго радиального поворотного контакта 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 относительно приемного выходного контакта 61 и заземляющего контакта 62. Доступ к зубцам червячного зубчатого колеса 322 предусмотрен снаружи камеры 31 через выпускное отверстие камеры 31 на стороне, противоположной узлу 4 вакуумного прерывателя, что обеспечивает возможность вхождения червячного зубчатого колеса 322 в зацепление с соответствующим элементом управления приводным движением, не показанным на фиг. 1-7. Поворотный стержень 32 содержит изолирующее воротниковое кольцо 324, которое выполнено из диэлектрического материала и располагается на стороне, противоположной червячному зубчатому колесу 322, охватывая по окружности узел 5 поворотного электрического стыка. В этом первом варианте осуществления поворотного стержня 32 его радиальный выступ 323, продольные изоляционные перегородки 321, червячное зубчатое колесо 322 и изолирующее воротниковое кольцо 324 образуют единый монолитный диэлектрический элемент, выполненный из электроизоляционной смолы, например, из эпоксидной смолы, такой как, например, доступная на рынке двухкомпонентная эпоксидная смола Huntsman CW229-3/HW229-1.
Второй вариант осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя 1 в сборе, показанный на фиг. 8 и 9, содержит поворотный стержень 32, снабженный четырьмя изоляционными перегородками 321, 3211, включающими в себя две дополнительные изоляционные перегородки 3211 (дополнительные в сравнении с первым вариантом осуществления, который проиллюстрирован на фиг. 1-7), которые располагаются симметрично по отношению к изоляционным перегородкам 321, охватывая второй радиальный поворотный контакт 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 в плоскости, которая проходит через ось O32 вращения поворотного стержня 32, и которая проходит перпендикулярно направлению выступа второго радиального поворотного контакта 332. В этом втором варианте осуществления второй радиальный поворотный контакт 332 поворотного токопроводящего соединительного элемента 33 отходит непосредственно от поворотного стержня 32, который не снабжен каким-либо радиальным выступом, от которого в этом варианте осуществления отходит второй радиальный поворотный контакт.
На фиг. 10 показан третий вариант осуществления прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя 1 в сборе. В этом третьем варианте осуществления ось O32 вращения поворотного стержня 32 с поворотным токопроводящим соединительным элементом 33 совпадает с осью O5 вращения узла 5 поворотного электрического стыка, но не совпадает с продольной осью O4 контактов 41, 42 узла 4 вакуумного прерывателя, а проходит перпендикулярно этой продольной оси O4. Выпускное отверстие камеры 31 узла «разъединитель-заземляющий переключатель», расположенное на стороне, противоположной узлу 4 вакуумного прерывателя, в этом третьем варианте осуществления закрыто поворачивающейся крышкой 24. Крышка 24 образует корпус 2 вместе с телом 3 и задает канал 22 в корпусе, причем в канале 22 располагается приводной червяк 23, который взаимодействует с червячным зубчатым колесом 322 поворотного стержня 32, расположенным в камере 31. Кроме того, на внутренней стороне крышки 24 сформировано цилиндрическое гнездо 241, причем в это гнездо входит конец поворотного стержня 32. Кроме того, в дополнение к первому и второму вариантам осуществления тело 21 корпуса 2 в этом третьем варианте осуществления содержит монтажный выступ 25, отходящий вниз от нижней части тела 21 и снабженный резьбовым монтажным отверстием 251, обеспечивающим возможность установки прерывателя-разъединителя-заземляющего переключателя 1 в сборе на основании, которое не показано на чертежах.
Представленные выше варианты осуществления полезной модели и прилагаемые чертежи носят исключительно иллюстративный характер, и они не должны рассматриваться как ограничивающие объем правовой охраны полезной модели, определенный формулой полезной модели. Для специалиста в данной области техники представляется очевидной возможность создания ряда других вариантов реализации данной полезной модели, включая новые варианты осуществления в виде различных комбинаций описанных вариантов осуществления данной полезной модели. Фигуры не обязательно вычерчены в истинном масштабе, и некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены для лучшей иллюстрации предложенной полезной модели. Однако эти и иные факторы не должны рассматриваться как ограничивающие сущность представленной полезной модели, предполагаемый объем охраны которой определяется прилагаемой формулой полезной модели.
Номера позиций
1 - прерыватель-разъединитель-заземляющий переключатель в сборе
2 - корпус
21 - тело
22 - канал
23 - приводной червяк
24 - крышка
241 - гнездо
25 - монтажный выступ
251 - монтажное отверстие
3 - узел «разъединитель-заземляющий переключатель»
31 - камера
32 - поворотный стержень
321 - изоляционная перегородка
3211 - дополнительная изоляционная перегородка
322 - червячное зубчатое колесо
323 - радиальный выступ
324 - изолирующее воротниковое кольцо
33 - поворотный токопроводящий соединительный элемент
331 - первый осевой контакт
332 - второй радиальный поворотный контакт
4 - узел вакуумного прерывателя
41 - неподвижный контакт
42 - подвижный контакт
5 - узел поворотного электрического стыка
51 - токопроводящий промежуточный элемент
52 - отверстие
521 - радиальная кольцевая канавка
53 - спиральная пружина
61 - приемный выходной контакт
611 - компонентный контакт
62 - заземляющий контакт
621 - компонентный контакт
63 - электрический приемный вывод
64 - электрический заземляющий вывод
O32 - ось вращения поворотного стержня (32)
O5 - ось вращения узла поворотного электрического стыка (5)
O4 - продольная ось контактов (41,42) узла (4) вакуумного прерывателя
P - плоскость, перпендикулярная оси вращения поворотного стержня (32)
α - выступающий угол между изоляционными перегородками (321) на стороне второго радиального поворотного контакта (332).