Предохранитель-разъединитель выхлопного типа

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтным коммутационным аппаратам, предназначенным для защиты силового оборудования электрических сетей от аварийных и перегрузочных токов. В частности, полезная модель касается конструкции высоковольтного предохранителя-разъединителя выхлопного типа
Как правило, высоковольтный предохранитель содержит опорную изоляцию, верхнюю и нижнюю контактные системы, патрон с плавкой вставкой. В нижней контактной системе расположен механизм откидывания патрона, а в верхней - разъемный контактный узел. При перегорании плавкой вставки от действия аварийного тока (тока короткого замыкания и перегрузочного тока), благодаря механизму откидывания, патрон сначала оседает вниз, чем обеспечивается расцепление в верхней контактной системе, а затем патрон откидывается, создавая видимый разрыв цепи. Такой предохранитель предназначен для отключения токов в широком диапазоне.
Так, например, известен предохранитель с открытой плавкой вставкой, содержащий изолятор, на котором закреплены верхний и нижний с отключающей пружиной контактодержатели с разъемным контактом, патрон с верхним и нижним гибкими проводниками, на концах которых расположены зацепы, верхний и нижний разъемные контакты выполнены в виде съемных токопроводящих пластин, имеющих открытый со стороны изолятора и плавно расширяющийся паз, выполненный под углом к продольной оси пластин, а на закрытом конце паза имеется боковое его расширение, в котором расположены верхний и нижний гибкие проводники патрона после его установки, при этом для осуществления контактного нажатия на пластинах со стороны патрона консольно закреплен пружинящий отрезок проволоки, плотно прилегающий к поверхности пластин (RU 2155408, H01H 85/22, Н02В 1/18, опубл. 27.08.2000).
Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток данного решения заключается в сложности проведения операций по замене патрона с плавкой вставкой, обусловленной тем, что для установки нового патрона надо использовать две штанги. Одну - для захвата патрона за верхнее кольцо и удержания его в контактном положении с верхним контактодержателем. Вторую - для того, что завести нижний конец патрона за прорезь нижнего контактодержателя и поджать последний вверх до фиксации патрона.
Другим недостатком является слабая надежность разрыва электроцепи при разрушении плавкой вставки в патроне, при которой не всегда обеспечивается видимость разрыва. Важным элементом известного решения является то, что нижний контактодержатель связан с изолятором через пружину кручения, которая стремится этот контактодержатель опустить вниз. В связи с этим патрон выполняется с двумя зацепами на концах с тем, чтобы одним зацепом удерживаться на верхнем контактодержателе, а другой используется связи с нижним контактодержателем. При постановке нового патрона выведенный наружу проводник в верхней части патрона вводится в прорезь на контактодержателе и повисает на зацепе, не дающем патрону упасть. Выведенный наружу нижний гибкий проводник вводят в поднятый против действия усилия пружины кручения нижний контактодержатель так, что, распрямляясь, этот контактодержатель опирается на зацеп этого проводника и растягивает проводники в патроне.
При разрушении плавкой вставки нижний контактодержатель, не имея опоры, под действием пружины опускается вниз, вытащив гибкий проводник, а патрон остается висеть на верхнем контактодержателе. В таком положении отсутствует видимость разрыва, так как патрон сохраняет свое положение по отношению к изолятору и остается в предохранителе. Видимость разрыва проявляется только при близком рассмотрении устройства. Согласно сведениям из этого источника, параллельно плавкой вставке между гибкими проводниками размещен натяжной нетокопроводящий элемент, связывающий концы гибких проводников. Возможны ситуации, когда плавкая вставка разрушена, а этот натяжной нетокопроводящий элемент остался не разрушенным. В таких случаях, предохранитель реализует функцию защиты цепей от перенапряжения, но внешне сохраняется схема соединения патрона как бы в режиме полной рабочей готовности. Нижний контактодержатель остается поджатым к патрону. В этом случае полностью отсутствует видимость разрыва цепи.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности разрыва электроцепи при разрушении плавкой вставки в патроне с сохранением демонстрации видимого разрыва.
Указанный технический результат достигается тем, что в предохранителе-разъединителе выхлопного типа, содержащем изолятор, на концевых частях которого закреплены верхний и нижний контактодержатели, расположенные поперечно изолятору и выполненные, каждый, с разъемным контактом, патрон, внутри которого расположены два гибких проводника, соединенных между собой плавкой вставкой и каждый из которых соединен с размещенным снаружи на корпусе патрона соответствующим контактом, используемым для связи с ответным разъемным контактом контактодержателя, при этом на нижнем кинтактодержателе размещен узел разъединения контакта патрона с разъемным контактом этого контактодержателя при разрушении плавкой вставки в патроне, разъемный контакт верхнего контактодержателя выполнен подпружиненным относительно этого контактодержателя и с гнездом для размещения контакта патрона с одной стороны последнего, со стороны другого контакта патрона гибкий проводник выведен наружу из корпуса, нижний контактодержатель выполнен с боковыми стенками, в которых сформированы напротив друг друга открытые прорези, узел разъединения выполнен в виде оси, размещаемой в указанных прорезях с возможностью поворота и внутри которой расположена пружина кручения, связанная с выведенным наружу из патрона гибким проводником, и выполнен зацеп, а на нижнем контактодержателе выполнен ответный зацепу элемент для размещения зацепа при натяжении гибкого проводника при вводе патрона контактом в гнездо разъемного контакта верхнего контактодержателя.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - общий вид предохранитель-разъединитель выхлопного типа.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция предохранителя-разъединителя выхлопного типа, предназначенного для защиты силовых трансформаторов и распределительных систем от коротких замыканий и предельных перегрузочных токов, а также включения и отключения участков электрической цепи (с изолированной или заземленной нейтрально) с отключенной нагрузкой при наличии в них емкостных и индуктивных токов, а также и при отсутствии в отключаемой цепи напряжения при помощи оперативной штанги. Снятие и установка держателя заменяемого элемента вручную осуществляется при помощи специальной оперативной изолирующей штанги.
Предохранитель-разъединитель выхлопного типа выполнен в виде однополюсного аппарата, состоящего из одного фарфорового изолятора, на концах кронштейнах которого закреплены контактные системы. В контактных системах устанавливается патрон заменяемого элемента с плавкой вставкой. При токах перегрузки и короткого замыкания плавкая вставка перегорает, патрон предохранителя-разъединителя автоматически откидывается (под действием пружины и собственного веса), тем самым создается видимый разрыв. Таким образом, аппарат выполняет одновременные функции защитного аппарата и разъединителя.
В общем случае, предохранитель-разъединитель выхлопного типа содержит изолятор, на концевых частях которого закреплены верхний и нижний контактодержатели, расположенные поперечно изолятору и выполненные, каждый, с разъемным контактом, патрон, внутри которого расположены два гибких проводника, соединенных между собой плавкой вставкой и каждый из которых соединен с размещенным снаружи на корпусе патрона соответствующим контактом, используемым для связи с ответным разъемным контактом контактодержателя, а также размещенный на нижнем кинтактодержателе узел разъединения контакта патрона с разъемным контактом этого контактодержателя при разрушении плавкой вставки в патроне.
Разъемный контакт верхнего контактодержателя выполнен подпружиненным относительно этого контактодержателя и с гнездом для размещения контакта патрона с одной стороны последнего.
Со стороны другого контакта патрона гибкий проводник выведен наружу из корпуса. Нижний контактодержатель выполнен с боковыми стенками, в которых сформированы напротив друг друга открытые прорези.
Узел разъединения выполнен в виде оси, размещаемой в указанных прорезях с возможностью поворота и внутри которой расположена пружина кручения, связанная с выведенным наружу из патрона гибким проводником, и выполнен зацеп, а на нижнем контактодержателе выполнен ответный зацепу элемент для размещения зацепа при натяжении гибкого проводника при вводе патрона контактом в гнездо разъемного контакта верхнего контактодержателя.
Ниже приводится пример конкретной реализации заявленной полезной модели (фиг. 1).
Базовым элементом рассматриваемого предохранителя-разъединителя выхлопного типа является изолятор 1 (например, фарфоровый или стеклянный), на котором закреплен арматурный крепежный элемент 2, посредством которого изолятор закрепляется, например, на столбе. На концевых частях изолятора 1 закреплены верхний и нижний контактодержатели 3 и 4, расположенные поперечно изолятору и выполненный каждый:
с контактными клеммами 5 и 6 токосъема (подключения к проводам ЛЭП) и
с разъемными контактами 7 и 8 (контакт 7 относится к контактодержателю 3, а контакт 8 - к контактодержателю 4). Контакт 8 может быть выполнен как часть контактодержателя 4 или в виде отдельной закрепляемой на контактодержателе детали, как это показано на фиг. 1 (в качестве примера).
Важным элементом рассматриваемого предохранителя-разъединителя выхлопного типа является наличие патрона 9, внутри которого расположены два гибких проводника, соединенных между собой плавкой вставкой и каждый из которых соединен с размещенным снаружи на корпусе патрона 9 соответствующим контактом 10 или 11, используемым для связи с ответным разъемным контактом 7 или 8 контактодержателя 3 или 4, соответственно. На корпусе патрона 9 закреплено кольцо 12 для применения специальной оперативной изолирующей штанги (не показана), посредством которой патрон вводят в контактодержателе при замене вышедшего из строя. Конструкция самого патрона с плавкой вставкой подробно описана в прототипе и относится к категории заменяемых изделий типа плавких предохранителей, хорошо освоенных электропромышленностью.
Разъемный контакт 7 на верхнем контактодержателе 3 выполнен в виде токопроводящей пластины, одним концом жестко закрепленной на этом контактодержателе. Другой конец этой пластины пружиной 13 отжат от контактодержателя и является подвижно-подпружиненным. При этом эта пластина выполнена с посадочным гнездом для приема в него ответного элемента контакта 10 патрона. При вставке патрона происходит поджатие пластины, сжатие пружины 13 и защелкивание пластины на контакте 7 в тот момент, когда ответный элемент контакта попадает в гнездо.
Со стороны другого контакта 11 патрона 9 гибкий проводник 14 выведен наружу из корпуса. Этот проводник используется для связи с узлом разъединения контакта патрона с разъемным контактом контактодержателя при разрушении плавкой вставки в патроне. Этот узел размещен на нижнем контактодержателе. При этом нижний контактодержатель выполнен с боковыми стенками, в которых сформированы напротив друг друга открытые прорези, формирующие гнездо под цапфовую опору. В данном случае эти прорези выполнены на элементе, который выполняет функцию разъемного контакта 8. Элемент с функцией разъемного контакта 8 одновременно является одной из деталей узла разъединения контакта патрона с разъемным контактом контактодержателя.
Узел разъединения выполнен в виде полой детали с осью 15, размещаемой в указанных прорезях с возможностью поворота. Внутри детали с осью 15 расположена пружина кручения, связанная с выведенным наружу из патрона гибким проводником 14, а так же выполнен зацеп.
На нижнем контактодержателе в теле элемента с функцией разъемного контакта 8 выполнен ответный зацепу элемент для размещения зацепа при натяжении гибкого проводника при вводе патрона контактом в гнездо разъемного контакта верхнего контактодержателя.
В исходном положении патрон 9 вводится осью 15 в прорези разъемного контакта 8 и находится в опущенном вниз положении. Ввод этого патрона осуществляется специальной штангой через кольцо 12. После того, как ось 15 уложилась в гнездо под цапфовую опору, осуществляют подъем за кольцо патрона в направлении вверх с одновременным поворотом оси в прорезях. При повороте происходит натяжение пружины кручения в узле за счет натяжения гибкого проводника 14 патрона. При этом деталь с осью 15 поворачивается и поворачивает зацеп в сторону ответного элемента на разъемном контакте 8. При вводе верхнего контакта 10 патрона в разъемный контакт 7 происходит фиксация патрона в разъемных контактах за счет того, что вектор действия пружины кручения направлен в направлении от изолятора, а вектор пружины 13 направлен вдоль корпуса патрона. Но при этом зацеп вошел в контакт с ответным элементом и удерживает нижнюю часть патрона от разворота, которому препятствует усилие пружины 13 и натяжение гибкого проводника 14.
Таким образом, при постановке патрона в зоне нижнего контактодержателя происходит зацепление зацепа с неподвижным контактодержателем (или закрепленным на нем разъемным контактом 8). При разрушении плавкой вставки в патроне происходит ослабление натяжения гибкого проводника 14, что приводит к разгрузке пружины кручения. В результате эта пружина выводит зацеп из соединения с ответным элементом и патрон, проворачиваясь на оси 15, опускается контактом 10 вниз.
Настоящая полезная модель промышленно применима и позволяет повысить надежность разрыва электроцепи при разрушении плавкой вставки в патроне с сохранением демонстрации видимого разрыва. А также сохранить режим удобной замены вышедшего из строя патрона на новый.