ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ

Полезная модель относится к электротехнике и, в частности, к трехфазным выключателям нагрузки.
Как известно, выключатели нагрузки предназначены для коммутации номинальных токов и при этом должны обладать стойкостью в отношении сквозных токов короткого замыкания.
Известен высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки, содержащий главные токоведущие и разъединяющие контакты, установленные на опорных изоляторах, укрепленных на раме, а также вакуумную дугогасительную камеру, размещенную на подвижном разъединяющем контакте, US 3824359.
Недостатком указанного технического решения является то обстоятельство, что вакуумная дугогасительная камера подвергается ударным нагрузкам при включении и выключении устройства; кроме того, время гашения дуги довольно велико, поскольку зависит от характеристик упругих элементов выключателя, что негативно сказывается на
надежности устройства; следует также отметить, что конструкция выключателя весьма сложная и имеет большие габариты.
Более простым и надежным является высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки, содержащий в каждой из фаз опорные изоляторы, вакуумную дугогасительную камеру, механизм размыкания ее контактов, главные подвижный и неподвижный контакты, разъединяющий подвижный контакт, причем подвижные контакты связаны между собой, а также вал с системой рычагов, передающих вращательное движение от привода; вакуумная дугогасительная камера установлена на главном неподвижном контакте посредством изоляционной стойки, прикрепленной верхним концом посредством резьбового соединения к направляющему цилиндру, а нижним концом - к главному неподвижному контакту, прикрепленному к опорному изолятору; неподвижные контакты дугогасительной камеры связаны токопроводом с главными неподвижными контактами, RU 2247439.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является большое расстояние между корпусами соседних дугогасительных камер, которое должно быть в этом устройстве при напряжении 10 кВ не менее 135 мм в соответствии с «Правилами устройства электроустановок», Минэнерго РФ, 2003 г., раздел IV, глава 4.2. При меньшем расстоянии возможен пробой.
Указанное выше обстоятельство обусловливает значительные габариты выключателя по RU 2247439.
Кроме того, существенным недостатком прототипа является недостаточная надежность вследствие того, что дугогасительная камера из-за недостаточно жесткого консольного крепления при взаимодействии контактного ролика с главным подвижным контактом совершает колебательное движение в направлении продольной оси; это вызывает концентрацию напряжений в месте крепления токопровода к неподвижному контакту дугогасительной камеры, в результате чего происходит увеличение переходного сопротивления между ними и значительное повышение температуры в месте крепления токопровода. Как следствие, токопровод может расплавиться, и дугогасительная камера не будет выполнять свою функцию.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности устройства и уменьшение его габаритов.
Согласно полезной модели в высоковольтном вакуумном выключателе нагрузки, содержащем в каждой из фаз опорный изолятор, вакуумную дугогасительную камеру, в которой размещены неподвижный и подвижный контакты с механизмом их размыкания, дугогасительная камера снабжена оболочкой из жесткого изоляционного материала, заодно с которой выполнены две симметричные боковые стойки, при этом боковые стойки прикреплены к опорному изолятору; оболочка с боковыми
стойками может быть выполнена из циклоалифатической эпоксидной смолы.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - вид спереди;
на фиг.2 - вид сверху;
на фиг.3 - фрагмент I на фиг.1 в увеличенном масштабе;
на фиг.4 - вид А на фиг.2.
Высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки содержит в каждой из трех фаз по два опорных изолятора 1 и 2 и вакуумную дугогасительную камеру 3, в которой размещены неподвижный 4 и подвижный 5 контакты с механизмом 6 их размыкания; главный подвижный контакт 7 шарнирно соединен с укрепленным на опорном изоляторе 2 токоподводом 8, к которому подводится напряжение от источника. Главный неподвижный контакт 9 прикреплен к опорному изолятору 1 и снабжен токоподводом 10 для подключения нагрузки. Подвижный контакт 5 снабжен контактным роликом 11. Неподвижный контакт 4 соединен токопроводом 12 с главным неподвижным контактом 9. Дугогасительная камера 3 снабжена оболочкой 13 из жесткого изоляционного материала, заодно с которой выполнены две симметричные боковые стойки 14, которые прикреплены к опорному
изолятору 1. Оболочку 13 с боковыми стойками 14 можно выполнить, например, из текстолита, однако предпочтительнее выполнение из циклоалифатической эпоксидной смолы, в частности, изофорондиаминовой или диаминодициклогексилметановой; эти смолы - не гигроскопичны в отличие от текстолита, что увеличивает срок службы оболочки 13 со стойками 14.
Главный подвижный контакт 7 приводится в движение с помощью вала 15, снабженного приводом 16 и соединенного с контактом 7 посредством системы шарнирно соединенных рычагов.
Для включения высоковольтного выключателя нагрузки с помощью привода 16 поворачивают вал 15 в направлении против часовой стрелки по чертежу (фиг.4). Движение от вала 15 передается через систему рычагов на главный подвижный контакт 7, который приходит во взаимодействие с контактным роликом 11. Ролик 11 поднимает подвижный контакт 5 к неподвижному контакту 4. Образуется электрическая цепь: токоподвод 8 - главный подвижный контакт 7 - контактный ролик 11 - подвижный контакт 5 - неподвижный контакт 4 - токопровод 12 - токоподвод 10. Таким образом нагрузка оказывается подключенной к источнику напряжения. Электрическая дуга, возникающая при соединении контактов 4 и 5, гасится в дугогасительной камере 3. Главный подвижный контакт 7, продолжая свое движение, приходит в соединение с главным неподвижным контактом 9, при этом образуется постоянная электрическая цепь, соединяющая нагрузку с источником напряжения; при окончании
движения главного подвижного контакта 7 он рассоединяется с контактным роликом 11. Отключение высоковольтного выключателя нагрузки осуществляется в обратной последовательности. Благодаря тому, что дугогасительная камера 3 окружена оболочкой 13 из изоляционного материала, расстояние между корпусами соседних дугогасительных камер уменьшено до 100 мм при напряжении 10 кВ без риска пробоя, что существенно уменьшает габариты выключателя. Поскольку оболочка из жесткого изоляционного материала выполнена заодно с двумя симметричными боковыми стойками, которые прикреплены непосредственно к опорному изолятору, значительно возрастает жесткость крепления дугогасительной камеры, практически, исключается колебательное движение дугогасительной камеры в осевом направлении при взаимодействии контактного ролика 11 с главным подвижным контактом 7. Соответственно, устраняется концентрация напряжений в месте крепления токопровода 12 к неподвижному контакту 4 и предотвращается локальное повышение температуры с возможным расплавлением токопровода 12, что существенно повышает надежность устройства.