УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована в электрических аппаратах высокого напряжения, а именно, в комплектных распределительных устройствах с элегазовой изоляцией (КРУЭ).
Широко известно применение разжимающих и сжимающих устройств для фиксации положения деталей в машиностроительных конструкциях (Вардашкин Б.Н., Шатилов А.А. Станочные приспособления. Справочник, М., Машиностроение, 1984 г., т.1., стр.375. /1/).
В частности, известен шкаф распределительного устройства (Патент RU №2165120, класс H02B 11/18, опубликован 10.04.2001. /2/), в котором электрическое присоединение ввода в выключатель к токопроводящей системе электрического распределительного устройства осуществляется посредством розеточных контактов, обжимаемых с помощью цангового обжимного кольца через плоские пружины.
К недостаткам такого соединения можно отнести невозможность регулирования положения токопроводящих элементов и невозможность жесткой фиксации соединяемых токопроводящих частей друг относительно друга.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство фиксации токопроводящих элементов для электрического распределительного устройства (Патент CN №1142118 Cut-off device for metal-enclosed and gas-insulated high-voltage switch device, класс H02B 13/035, опубликован 05.02.1997 г. /3/), содержащее проходные изоляторы, расположенные между его отсеками, с жестко закрепленными в них металлическими вкладышами, к которым при помощи болтовых соединений подсоединены токопроводящие элементы.
К недостаткам устройства относится то, что регулировка взаимного расположения (по высоте и длине) разных токопроводящих элементов друг относительно друга при их креплении на разных изоляторах может осуществляться только за счет выборки люфтов в болтовых соединениях и/или введения дополнительных токопроводящих подкладок в местах их крепления к вкладышам.
Такая регулировка должна проводиться внутри корпуса соответствующего отсека устройства. Это повышает вероятность заноса загрязняющих частиц, снижающих электрическую прочность изоляции, и, тем самым, такая технология сборки способствует снижению надежности аппарата. Кроме того, она трудоемка и требует повышенной точности изготовления деталей, что удорожает стоимость изделия.
Помимо этого крепление токопроводящих элементов к металлическим вкладышам и введение дополнительных прокладок увеличивает электрическое сопротивление току, что может снизить пропускную способность аппарата по току и передаваемой мощности.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности работы аппаратов, снижение стоимости их изготовления, а также увеличение их пропускной способности по передаваемой мощности.
Технический результат достигается тем, что в устройстве фиксации токопроводящих элементов для электрического распределительного устройства, содержащем проходной изолятор, расположенный между его отсеками, с закрепленным в нем, по меньшей мере, одним металлическим вкладышем с устройством крепления токопроводящего элемента, новым является то, что металлический вкладыш выполнен со сквозным отверстием для токопроводящего элемента, а устройство крепления расположено с внешней стороны отсека распределительного устройства.
Металлический вкладыш выполнен с выступом.
Устройство крепления представляет собой винтовой зажим.
Устройство крепления состоит из конического элемента, расположенного в осевом отверстии, и упоров, находящихся в радиальных отверстиях конца токопроводящего элемента.
Устройство крепления представляет собой цанговый зажим.
Выполнение металлического вкладыша с отверстием позволяет регулировать положение в нем токопроводящего элемента по двум координатам:
- продольной - путем перемещения при сборке узлов вдоль оси отверстия металлического вкладыша;
- азимутальной - путем поворота этого элемента вокруг оси отверстия.
После регулировки положения токопроводящего элемента его конец фиксируют в принятом положении во вкладыше с использованием устройства крепления. Это устройство размещают на выступе металлического вкладыша или внутри отверстий конца токопроводящего элемента с той стороны проходного изолятора, на которую выведен конец токопроводящего элемента. Эта сторона находится на внешней стороне отсека распределительного устройства.
Если на токопроводящем элементе эксцентрично расположен контактный узел, который должен взаимодействовать с контактным узлом другого токопроводящего элемента, то поворот вокруг оси отверстия соответствует смещению контакта в поперечном направлении, а смещение токопроводящего элемента в продольном направлении к аналогичному смещению контактного узла. Таким образом, обеспечивается регулировка положения взаимодействующих между собой контактных узлов двух токопроводящих элементов.
Винтовой зажим, производимый на выступе металлического вкладыша, обеспечивает фиксирование выбранного положения токопроводящего элемента за счет сил трения, возникающих при нажатии винтов на токопроводящий элемент.
При ввинчивании конического элемента в осевое отверстие конца токопроводящего элемента происходит нажатие на упоры, находящиеся внутри радиальных отверстий в токопроводящем элементе, что приводит к нажатию их на поверхность вкладыша внутри отверстия и это обеспечивает фиксацию токопроводящего элемента.
Цанговый зажим осуществляет фиксацию положения токопроводящего элемента за счет его зажатия в выступе металлического вкладыша.
На фиг.1, 2, 3 - показаны примеры конкретного выполнения устройств фиксации токопроводящих элементов.
На фиг.1 приведен один из узлов КРУЭ - отсек разъединителя, на двух изоляторах которого закреплены токопроводящие элементы согласно предлагаемому решению.
Устройство фиксации токопроводящих элементов для электрического распределительного устройства содержит, проходной изолятор 1, выполненный из эпоксидного компаунда, в котором в процессе его отливки закреплен металлический вкладыш 2. В КРУЭ однофазного исполнения проходной изолятор будет содержать один вкладыш. При трехфазном исполнении - соответственно, три вкладыша. Проходной изолятор расположен между отсеками распределительного устройства и герметично отделяет их один от другого. Металлический вкладыш выполнен со сквозным отверстием 3 и выступом 4, расположенным с той стороны проходного изолятора, на которую выведен конец токопроводящего элемента, т.е. с внешней стороны отсека распределительного устройства. Через сквозное отверстие металлического вкладыша проходит токопроводящий элемент 5.
На выступе имеются резьбовые отверстия 6 с зажимными винтами 7, которые осуществляют винтовой зажим конца токопроводящего элемента с внешней стороны отсека. Сам изолятор герметично закреплен на одном открытом конце корпуса 8 отсека разъединителя. На другом конце корпуса отсека разъединителя закреплен такой же второй изолятор с металлическим вкладышем, через отверстие которого проходит второй токопроводящий элемент 9. Внутри корпуса отсека разъединителя оба токопроводящих элемента оканчиваются неподвижными контактами 10, 11. Однако на неподвижном контакте 11 расположен в отключенном положении охватывающий его подвижный мостиковый контакт 12 (механизм управления этим контактом на фиг. не показан).
При сборке такого отсека КРУЭ первоначально производят сборку проходного изолятора 1 с токопроводящим элементом 5 с предварительным слабым затягом зажимных винтов 7. Аналогично проводят сборку второго изолятора с токопроводящим элементом 9. Затем оба изолятора закрепляют на открытых концах корпуса 8.
За счет продольного смещения токопроводящих элементов 5 и 9 в отверстии 3 металлического вкладыша 2, а затем поворота токопроводящего элемента 5 вокруг оси отверстия производят регулировку взаимного расположения контактов 10, 11 до тех пор, пока не произойдет смыкание подвижного контакта 12 с неподвижным контактом 10. По достижении положения, при котором контакты 10 и 12 будут нормально включаться, производят окончательное затягивание винтов 7, что обеспечивает фиксацию токопроводящих элементов. Для наблюдения проводимых работ в корпусе предусмотрено специальное окно.
Всю работу по установке взаимного расположения токопроводящих элементов 5 и 9 проводят с внешней стороны изолятора 1 и корпуса 8 отсека разъединителя, что предотвращает попадание в него загрязняющих частиц.
Сила фиксации токопроводящих элементов определяется силой трения между винтами 7 и этими элементами и регулируется количеством винтов.
На фиг.2 показан вариант устройства закрепления с использованием конического элемента 13, который расположен в осевом отверстии 14 конца токопроводящего элемента 5. В конце токопроводящего элемента выполнены радиальные отверстия 15, пересекающие осевое отверстие. В них расположены упоры 16.
Во время сборки узла конический элемент с помощью болта 17, который вворачивают в резьбовую часть осевого отверстия 14, вдвигается вглубь отверстия и тем самым раздвигает упоры 16, вдавливая их в поверхность металлического вкладыша внутри отверстия. Таким образом, происходит фиксация токопроводящего элемента. Выбором угла конусности можно добиться любой желательной силы нажатия упоров и, тем самым, любой силы удержания токоведущего элемента в выбранном положении. Однако вследствие возможной при изготовлении упоров 16 и отверстий 15 допустимой разности в их диаметрах могут появиться биения в положении токопроводящего элемента.
На фиг.3 представлен вариант, который обеспечивает повышенные значения фиксирующих сил токопроводящих элементов в отсутствии возможности биений при их фиксации. Для этого применен цанговый зажим, включающий в себя кольцо 18 со стяжным устройством. Стяжное устройство представляет собой болтовое соединение самого кольца с фланцем 19, расположенными на выступе 4 металлического вкладыша 2. Фланец 19 наворачивают на резьбовую часть выступа металлического вкладыша.
Конец выступа 4 металлического вкладыша имеет коническую форму и снабжен продольными прорезями 20. Коническую форму имеет также внутренняя сторона кольца 18.
Фиксация элементов осуществляется следующим образом. После установки в отсеке КРУЭ токопроводящих элементов, обеспечивающих свободное включение контактов, производится стяжка болтового соединения кольца 18 с фланцем 19. При стяжке внутренняя коническая сторона кольца надвигается на разрезанную коническую часть выступа металлического вкладыша. Эта часть вкладыша смыкается, зажимая проходящий сквозь него токопроводящий элемент. Изменением угла конусности можно изменять максимальную силу фиксации. При этом такая фиксация производится без всяких биений.
Благодаря применению предлагаемых металлических вкладышей со сквозным отверстием токопроводящие элементы, закрепленные в них, проходят через изолятор и их фиксацию проводят с внешней стороны собираемого отсека распределительного устройства. Этим предотвращается возможность заноса в него посторонних загрязняющих частиц, что повышает надежность работы электрической изоляции распределительного устройства. Фиксация токопроводящих элементов может проводиться во включенном положении всех размыкаемых контактов, что упрощает технологию сборки и делает ее менее трудоемкой и дорогой. При этом к точности изготовления токопроводящих элементов и изоляторов не предъявляются высокие требования, и поэтому их изготовление может быть менее дорогим. Так как вкладыш в изоляторе теперь не выполняет функцию проводника, а выполняет функцию опорного элемента для токопроводящего элемента, то уменьшается количество мест контактных соединений. При этом отпадает необходимость вводить в контактные соединения какие-либо дополнительные прокладки для регулировки положения токопроводящих элементов. Все это не только дополнительно повышает надежность распределительного устройства, но и способствует уменьшению электрического сопротивления главной цепи аппарата и позволяет увеличивать пропускаемые токи и передаваемую мощность.
Источники информации:
1. Вардашкин Б.Н., Шатилов А.А. Станочные приспособления. Справочник, М., Машиностроение, 1984 г., т.1., стр.375.
2. Патент RU №2165120, класс H02B 11/18, опубликован 10.04.2001.
3. Патент CN №1142118 Cut-off device for metal-enclosed and gas-insulated high-voltage switch device, класс H02B 13/035, опубликован 05.02.1997 (прототип).