РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ С АВТОНОМНЫМ ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей.
Известен разъединитель типа РВК-20/ 12 000 с естественным охлаждением на 12 000 ампер (Филиппов Ю.А. Разработка конструкций и исследования разъединителей на номинальные токи 12 000 - 14 000 А. - Сб. «Высоковольтное аппаратостроение» под ред. проф. В.В. Афанасьева, «Энергия», 1969, с.173-181.)
На стальном сварном цоколе установлены семь опорных изоляторов и один поворотный изолятор, служащий элементом привода разъединителя. Между изоляторами и цоколем расположен дюралюминиевый лист служащий, используемый, как часть экрана при установке разъединителя в закрытом токопроводе, чем значительно снижается нагрев цоколя от воздействия электромагнитного поля. На изоляторах закреплены неподвижный разъемный контакт и неподвижный неразъемный контакт, в сторону которого уходит нож при отключении разъединителя. Коробчатая конструкция неподвижных образуется из четырех уголков и четырех пластин между ними. Уголки и пластины обоих неподвижных контактов выполнены из листовой меди и закреплены на стальных сварных контактодержателях. Нож разъединителя выполнен из восьми одинаковых шин, имеющих в сечении швеллеробразный профиль полками наружу, расположенных по две с каждой из четырех сторон неподвижных контактов. Заданная ориентация шин ножа относительно друг друга и относительно неподвижных контактов достигается с помощью сварной неподвижной коробки, которая, в свою очередь, ориентирована относительно неподвижного контакта посредством регулируемых роликов установленных на внутренних стенках контактодержателя.
Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, большой расход цветных (меди) и драгоценных (серебра) металлов, сравнительно невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации.
Известен разъединитель типа РВП(З)-20/12500 с автономным жидкостным охлаждением на номинальный ток 24 000 Ампер (Шалагинов Α.Α., Беляев В.Л. Патент №124433, Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением, 2013.)·
По конструкции разъединитель имеет основание, неподвижные контакты, подвижные контакты (ножи) в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, изоляторы, радиаторы с распределителями, трубки радиатора, штуцеры, соединительные трубки, датчики давления поршневого типа, микровыключатели аварийной сигнализации.
Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, сравнительно неравномерное распределение тока по подвижным контактам (ножам) и невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации вследствие того, что радиаторы механически связаны с подвижными контактами (ножами) и во время процесса коммутации (включения -отключения) радиаторы перемещаются одновременно подвижными контактами то есть подвижные контакты (ножи) несут дополнительную механическую нагрузку, что понижает надежность работы, уменьшает срок эксплуатации и делает конструкцию разъединителя более сложной.
Целью полезной модели являются: повышение номинального тока, улучшение распределения номинального тока по подвижным контактам (ножам), упрощение конструкции, повышение надежности работы и увеличение срока эксплуатации.
Указанная цель достигается тем, что разъединитель имеет радиаторы размещенные на изоляторах на неподвижных контактах (тем самым снимая радиаторы с подвижных контактов (ножей) и полностью убирая дополнительную механическую нагрузку), неподвижные и подвижные контакты имеют, в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) и неподвижных контактов электропроводящие пасты и смазки, что позволит увеличить площадь соприкосновения, уменьшить и стабилизировать переходное сопротивление (сопротивление стягивания) и сделать распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) более равномерным.
Общий вид разъединителя с автономным жидкостным охлаждением показан на Фиг.1. Здесь токопровод коробчатого сечения образует два укрепленных на изоляторах неподвижных контактов 1 и 2, перемыкаемых четырьмя подвижными контактными ножами 3 с серебряными напайками, с использованием электропроводящих паст и смазок 4. Эти ножи сделаны из полых медных шин с каналами для водяного охлаждения. Они соединены между собой трубками 5. Над аппаратом расположены два радиатора 6 и 7 расположенные на изоляторах 8, 9 и 10, 11 установленных на неподвижных контактах 1 и 2. Вся система заполнена охлаждающей жидкостью. Нагревание жидкости начинается в ножах, расположенных на нижней поверхности разъединителя. Далее он проходит через ножи 3, расположенные на боковых сторонах аппарата, и поступает в верхнюю часть радиатора 6 и 7, который для улучшения условий тепловой конвекции наклонен к горизонту. Охлажденная жидкость вытекает из его нижнего конца и поступает в контактные ножи 3 на нижней горизонтальной стороне аппарата. Этим создается замкнутый контур циркуляции.
Для улучшения условий движения жидкости циркуляционному контуру придана такая форма, что по всей его восходящей части нет участков, где бы жидкости приходилось опускаться вниз, а на нисходящей - подниматься вверх. Каждая секция радиатора состоит из пяти оребренных медной проволокой латунных трубок 12, заделанных своими концами в распределители 13, представляющие собой прямоугольные коробки из нержавеющей стали. Они имеют штуцера 14 для соединения с аппаратом и отверстия для заливки жидкости, закрываемые металлическими пробками. Для предохранения системы от чрезмерного повышения давления при парообразовании в верхней части распределителя установлен датчик давления поршневого типа, воздействующий на микровыключатель аварийной сигнализации. Внутри распределителей 13 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 12 радиатора 6.
На Фиг.2 показана схема автономного охлаждения подвижных контактов с одной стороны разъединителя. Подвижные контакты - ножи 3, соединительные шланги 5 и радиатор 6.
Разъединитель работает следующим образом: (Рис.2). При включении подвижных контактов 3 по разъединителю идет ток нагрузки. Жидкость, находящаяся внутри полых подвижных контактов 3 нагревается, ее плотность уменьшается, и она поднимается вверх в радиатор 6. Холодная жидкость с большей плотностью опускается из радиатора в контакты 3. Наблюдается конвективный обмен тепла между контактами 3 и радиатором 6, в котором жидкость охлаждается. В результате происходит более интенсивный отбор тепловых потерь из контактной системы разъединителя, снижается его температура, и ток нагрузки через разъединитель может быть увеличен. Благодаря наличию электропроводящих паст и смазок 4 в местах электрического контакта подвижных контактов (ножей) 3 и неподвижных контактов 1 и 2 площадь контакта увеличивается практически до реальной площади, а благодаря свойствам смазки ограничивать доступ воздуха в зону контакта переходное сопротивление (сопротивление стягивания) остается постоянным в течение всего времени контактирования. При этом благодаря наличию электропроводящих паст и смазок 4 в зоне контакта обеспечивается более равномерное распределение тока по подвижным контактам (ножам) 3.
Технико-экономический эффект предполагаемого технического решения состоит в:
1. Повышении номинального тока которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на изоляторах 8, 9 и 10, 11 на неподвижных контактах 1 и 2 (вместо размещения на подвижных контактах (ножах) 3);
Повышении номинального тока которое достигается использованием в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) 3 и неподвижных контактов 1 и 2 электропроводящих паст и смазок 4, что позволит увеличить площадь соприкосновения, уменьшить и стабилизировать переходное сопротивление (сопротивление стягивания) и сделать тем самым распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) 3 более равномерным;
Повышении надежности работы разъединителя которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на изоляторах 8, 9 и 10, 11 на неподвижных контактах 1 и 2 (вместо размещения на подвижных контактах (ножах) 3);
Упрощении конструкции аппарата которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на изоляторах 8, 9 и 10, 11 на неподвижных контактах 3 (вместо размещения на подвижных контактах (ножах));
Увеличении срока эксплуатации которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на изоляторах 8, 9 и 10, 11 на неподвижных контактах и использованием в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) и неподвижных контактов электропроводящих паст и смазок, что позволит увеличить площадь соприкосновения, улучшить контактное сопротивление и улучшить тем самым распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) и сделать его более равномерным