BG112741A - Еднофазен мощностен превключвател с три вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение колонков тип - Google Patents

Abstract

(57) Еднофазният мощностен превключвател има две главни вакуумни дъгогасителни камери (V1 и V2) и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (VC), закрепени към едната половина на изолационен диск (2). Под него е разположен метален диск (1), свързан с изолационния диск чрез изолационни шпилки (3). В средата има превключващ вал (7), лагеруван към двата диска. Долу на този вал е монтирана гърбица (8), която управлява системата за синхронизирано отваряне и затваряне на трите вакуумни дъгогасителни камери (ВДК). На горния край на превключващия вал (7) е монтиран превключващ лост (27) с ролка (26), която превключва главни контактни системи, монтирани върху носачи (6) на главните ВДК. Чрез тях се включват и изключват четен неподвижен контактен елемент (35) и нечетен контактен елемент (37). Еднофазните мощностни превключватели за трите фази са укрепени с два сегмента (4 и 5) от изолационна тръба, като така се реализира стабилна неподвижна колона. Около колоната при всеки еднофазен мощностен превключвател има четен тоководещ пръстен (31), свързан с контакта (35), нечетен тоководещ пръстен (32),свързан с контакта (37), и изводен контактен пръстен, свързан с металния диск (1). Резистор (40) е разположен в пространството срещу ВДК. На превключващия вал (7) е лагерувана втулка (45) с рамо (48), което превключва спомагателна контактна система, осигуряваща свързване на ВДК с резистора. 6 претенции, 5 фигури

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до еднофазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери. Три такива мощностни превключватели за трите фази се монтират етажно в стъпални регулатори на напрежение от колонков тип. Те могат да се използват, както при свързване в звезден център, така и при свързване в триъгълник с изолирани фази.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е стъпален регулатор на напрежение (1) от така наречения колонков тип. Той съдържа носеща глава, изолационен цилиндър и дъно оформени като маслен съд. Вътре са поместени на три етажа за трите фази превключващи под товар еднофазни контактни системи, всяка от които има по две вакуумни дъгогасителни камери - една главна и една спомагателна. От двете страни на вакуумните дъгогасителни камери (ВДК) са монтирани контактен мост, свързващ последователно ВДК с неподвижни контактни елементи, разположени кръгово по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър, и изводен контактен мост, от другата страна на ВДК, който ги свързва с метален пръстен също разположен на вътрешната повърхност на изолационния цилиндър. Има и механични системи за отваряне и затваряне на ВДК в определен порядък и за стабилно водене на подвижните елементи. Те са монтирани на централно разположена изолационна тръба, скокообразно

1/11 задействана от пружинен-енергиен акумулатор. На тази тръба са закрепени и токоограничаващи резистори.

Недостатък на този мощностен превключвател, който работи като избирач под товар е, че е сложен по конструкция и има големи габаритни размери. Недостатък е това, че главната и спомагателната ВДК не комутират разделено при всички превключвания и това ограничава комутационната способност. Друг недостатък е, че включването на контактните системи става чрез удари, поради което се увеличава механическото износване и е необходим по-силен пружинен-енергиен акумулатор.

Известна е и друга конструктивна концепция за изработване на стъпални регулатори колонков тип. Тези стъпални регулатори имат прости и компактни еднофазни мощностни превключватели (2). В случая, обаче, тези мощностни превключватели са от конвенционален тип с дъгогасене в масло. Мощностен превключвател с ВДК за такъв тип стъпален регулатор е показан в (3). Той съдържа еДна главна ВДК и една спомагателна ВДК, свързани с контактни елементи и поместени между един метален фланец и един изолационен фланец, които са монтирани в изолационен цилиндър. В средата на цилиндъра е лагеруван задвижващ вал, който при превключване завърта ВДК и контактните системи на 180°. Контактните системи са разположени над изолационния фланец. Резистори са монтирани странично на изолационния цилиндър.

Недостатък на този еднофазен мощностен превключвател е, че е със сложна конструкция и има увеличени габаритни размери, поради страничния монтаж на резисторите. Друг недостатък е, че двете ВДК не комутират разделено, поради което не могат да се постигнат големи стойности на номиналните токове и стъпалните напрежения.

Разделено комутиране е осъществено в мощностния превключвател показан в (4). В него има два задвижващи вала, монтирани коаксиално, като единият първо превключва главната ВДК, а кухият вал превключва спомагателната ВДК. В резултат, конструкцията се усложнява значително. Резисторите също са монтирани извън изолационния цилиндър.

Посочените до тук еднофазни мощностни превключватели работят с една главна ВДК и една спомагателна ВДК. Известен е и еднофазен мощностен

2/11 превключвател (5), който има две главни ВДК и една спомагателна ВДК. Контактната му система заема половината от пространството на един по-голям изолационен цилиндър, а в останалата половина са разположени резисторите. Мощностните превключватели с три ВДК са с по-голяма комутационна способност при опростена конструкция.

Недостатък на този еднофазен мощностен превключвател е, че има големи габаритни размери. Това ще доведе до значително нарастване на габаритните размери и теглото на стъпалния регулатор от колонков тип.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да се създаде еднофазен мощностен превключвател с три ВДК за колонков тип стъпален регулатор на напрежение. Мощностният превключвател да се побира в малък цилиндричен обем, в който да е разположен и резисторът.

Задачата е решена с еднофазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение колонков тип, съдържащ две главни вакуумни дъгогасителни камери и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (ВДК), закрепени към изолационна плоча, и механизми за изключване и включване на ВДК разположени на метална плоча. Има още контактна система свързана с два бързодействащи разединителя и контактна система свързана със спомагателната ВДК и резистор.

Съгласно изобретението към едната половина на изолационен диск са закрепени две главни ВДК и между тях - една спомагателна ВДК. В другата половина на диска е разположена главна контактна система, съставена от тоководеща втулка с опашка, лагерувана на ос хваната на носач на всяка една от двете главни ВДК. На опашката има установени две тоководещи контактни ламели с контактни пружини. Намелите в определена последователност се свързват с четен неподвижен контактен елемент и нечетен неподвижен контактен елемент, които са закрепени на изолационния диск. Това се получава чрез завъртане на тоководещата втулка с помощта на свързана с нея вилка и ролка монтирана на превключващлост, монтиран на централен задвижващ вал.

3/11

Над трите ВДК е разположена спомагателна контактна система, осъществяваща в определена последователност връзката между трите ВДК и резистора.

Спомагателната контактна система е съставена от изолационна конзола, закрепена на носача на спомагателната ВДК, отгоре на конзолата е монтирана контактна дъга, а под нея има две контактни дъги с изолационна междина помежду им. Дъгите са закрепени на тоководещи конзоли на носачите на двете главни ВДК. На задвижващия вал е лагерувана въртяща се втулка с рамо, на което са установени горна контактна пластина, контактуваща с дъгите свързани с главните ВДК. Това завъртане става в края на превключването, тъй като между въртящата се втулка и задвижващия лост има съединител с празен ход. В резултат се реализират необходимите връзки между трите ВДК и резистора, който е разположен под главната контактна система в пространството под плочата.

Токовата връзка между тоководещата втулка и конзолата на носача на всяка от дВете главни ВДК става чрез гъвкава връзка. Като вариант, това би могло да стане и чрез щепселни контактни елементи.

Горният изолационен диск и долният метален диск са свързани с вертикални изолационни шпилки. Като вариант, могат да се използват и вертикални изолационни рейки.

Дисковете са укрепени допълнително чрез два сегмента от изолационна тръба. Като вариант може да се използва и вертикален кафез от изолационни рейки. Сегментите свързват трите еднофазни мощностни превключватели за трите фази на трифазния стъпален регулатор в една стабилна колона. Коаксиално и етажно при всеки еднофазен мощностен превключвател са разположени четен контактен пръстен, свързан с четния неподвижен контактен елемент, нечетен контактен пръстен, свързан с нечетния неподвижен контактен елемент, и изводен контактен пръстен, свързан с металния диск. На задвижващия вал е монтирана гърбица, която взаимодейства с механична система осъществяваща включването и изключването на трите ВДК. Системата съдържа шпилка, навита в извода на подвижния елемент на съответната ВДК, и носач, установен на нея. Носачът има две ролки и може да извършва известно преместване по шпилката с цел да се настрои точен контактен разтвор на ВДК. Двете ролки контактуват с Г-образен лост с ролка или лагерче отгоре, което

4/11 взаимодейства с гърбицата. Г-образният лост е лагеруван на носач, който е монтиран върху металния диск.

Резисторът е изработен от зигзагообразно щанцована лента от неръждаема или електротехническа стоманена ламарина със сравнително голямо специфично електрическо съпротивление. Лентата е нагъната в зиг-заг, а между отделните витки има дистанциране от изолационна лента. Може да има и вариант на резистор изработен от съпротивителен проводник с кръгло или правоъгълно сечение.

Предимство на еднофазния мощностен превключвател съгласно изобретението е, че конструкцията е с три ВДК, което осигурява по-високи технически параметри спрямо превключвателите с две ВДК. Предимство е и това, че резисторът е вътре в мощностния превключвател и се постигат помалки габаритни размери и по-опростена конструкция.

Друго предимство е и това, че колоната с трите еднофазни мощностни превключватели е неподвижна, от което следват предимства за целия стъпален регулатор от колонков тип.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на еднофазния мощностен превключвател с три ВДК за стъпален регулатор на напрежение колонков тип, съгласно изобретението е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през мощностния превключвател (Е-Е).

Фигура 2-частичен разрез през главната контактна система (D-D).

Фигура 3 - поглед отгоре на контактните системи разположени над горния изолационен диск (В-В).

Фигура 4 - напречен разрез над долния метален диск (С-С).

Фигура 5 - част от съпротивителната лента, от която е изработен резисторът.

5/11

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Носещата конструкция на мощностния превключвател е съставена от долен метален диск 1, горен изолационен диск 2 и изолационни шпилки 3. След монтажа на всички елементи, между двата диска и над горния диск се монтират два сегмента 4 и 5 от разрязан изолационен цилиндър. Тези сегменти укрепват трите етажно подредени еднофазни мощностни превключватели за трите фази в една колона. Като вариант, двата сегмента може да са заменени от кафез от вертикални изолационни елементи. Към горния изолационен диск 2, чрез носачи 6, са закрепени две главни вакуумни дъгогасителни камери VI и V2 и една разположена между тях спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (ВДК) VC. В средата на превключвателя към двата диска 1 и 2 е лагеруван задвижващ вал 7, на който е монтирана чрез изолационна втулка 8 гърбица 9. Гърбицата взаимодейства в определена последователност с механичните системи за отваряне и затваряне на трите ВДК. Всяка от трите еднакви сиртеми е съставена от Г-образен лост 10 с лагерче (или ролка) 11, което взаимодейства с гърбицата 9. Г-образният лост 10 е лагеруван на носач 12, монтиран на диска 1, и е в контакт с две ролки 13, хванати на носач 14, който е свързан с шпилка 15 навита в извода на подвижния контактен елемент на ВДК. Регулирането на разтвора на ВДК става чрез преместване на носача 14 по шпилката 15, след което той се фиксира с винтове (Фиг. 1 и 3). Системата има и контактна пружина 16 и гъвкава връзка 17 за отвеждане на тока от 15 на 1. Към долния край 18 на вал 7 е монтирано рамо с буфер 19. Към края 18 и аналогичния край от горната страна се монтират междинни непоказани валове, които свързват мощностните превключватели на трите фази.

Мощностният превключвател има главна контактна система, свързана с ВДК VI и V2, и спомагателна контактна система, свързана с VC. Главната контактна система съдържа тоководеща втулка 20 с опашка 21, въртящи се на определен ъгъл върху шпилка 22 закрепена на носача 6 на съответната главна ВДК - VI или V2. На опашката 21 са монтирани две тоководещи ламели 23, притиснати към нея чрез контактни пружини 24. Върху тоководещата втулка 20 е закрепена вилка 25, която се задейства от ролка 26 хваната на края на превключващ лост 27 монтиран на вала 7. Ролка 26 е изолирана от вала 7 чрез изолационен елемент 28. Носачът 6 на съответната главна ВДК има конзола 29 свързана електрически с тоководещата втулка 20 чрез гъвкава връзка 30.

6/11

Коаксиално отвън на цилиндъра от сегменти 4 и 5, етажно са подредени четен контактен пръстен 31, нечетен контактен пръстен 32 и изводен контактен пръстен 33. Те са закрепени към изолационния цилиндър чрез изолационни елементи 34. Контактните пръстени контактуват с непоказани контактни системи, които са част от стъпалния регулатор, в който се вгражда колоната от трите еднофазни мощностни превключватели.

На изолационния диск 2 е монтиран четен неподвижен контактен елемент 35, който чрез цилиндричен издатък 36 е свързан с четния контактен пръстен 31. Аналогичен нечетен неподвижен контактен елемент 37, но с удължен надолу край, е свързан с нечетния контактен пръстен 32. Изводният контактен пръстен 33 е свързан с металния диск 1 чрез междинен тоководещ елемент 38. Тоководещите ламели 23 се включват и изключват в определена последователност с неподвижните контактни елементи 35 и 37. В случая са включени ВДК VI и неподвижен контактен елемент 35, свързан с четния контактен рръстен 31. За облекчаване на включването и изключването на тоководещите ламели 23, на външния им край са монтирани лагерчета или ролки 39. В пространството срещу ВДК е разположен токоограничаващ резистор 40. В случая той е направен от щанцована зигзагообразна ламарина (Фиг. 5) от неръждаема или електротехническа стомана, които са със сравнително високо специфично електрическо съпротивление. Ламаринената лента се нагъва зигзагообразно и изолира помежду витките с изолационна лента. Примерно прешпан, който може да е перфориран. Възможни са и други конструкции на резистора. Резисторът е свързан със спомагателната контактна система. Тази система съдържа изолационна конзола 41 закрепена върху носача 6 на спомагателната ВДК VC, на която конзола е монтирана контактна дъга 42. Под тази дъга са установени две симетрично разположени контактни дъги 43 и 44, между които има изолационна междина. Дъгите са закрепени към конзолите 29 на двете главни ВДК VI и V2. В горната част на вал 7, под превключващия лост 27 е лагерувана въртяща се втулка 45 (Фиг. 1 и 3), която се завърта в края на превключването под въздействие на зъб 46 от лоста 27, като се обере хлабината 47. Втулката 45 има изолирано спрямо нея рамо 48, което носи горна контакта пластина 49 и долна контактна пластина 50. Пластините контактуват с рамото, като са притиснати към него чрез контактни пружини 51. Горната контактна пластина 49 е свързана с контактната дъга 42, а долната

7/11 контактна пластина 50 се превключва между контактните дъги 43 и 44. Единият край на резистора 40 е свързан с контактната дъга 42, а другият край - към носача 6 на спомагателната ВДК VC. Свързващите проводници към резистора са изолирани и минават под горния изолационен диск 2, но не са показани на чертежите. Еднофазният мощностен превключвател може да се настрои и провери функционално преди да се затвори между сегментите 4 и 5. След това се монтират двата сегмента и трите еднофазни мощностни превключватели се събират в една стабилна колона. Следва монтиране на тоководещите пръстени 31, 32, 33 на всяка фаза.

Действието на еднофазният мощностен превключвател, съгласно изобретението е следното:

При едно превключване, в показаното примерно изпълнение, задвижващият вал 7 прави завъртане на 150° в едната посока и обратни 150° в другата посока за следващото превключване. Завъртането се осъществява скокообразно на трите фази от непоказан известен пружинен-енергиен акумулатор.

Последователността на действие на контактните системи е следната:

Под въздействието на ролката 26 при завъртането на превключващия лост 27 първо се включва контактен елемент 37. Гърбицата 9 затваря спомагателната ВДК VC, след което се отваря главната ВДК VI. Осигурява се достатъчно време да изгасне електрическата дъга във ВДК VI и се затваря другата главна ВДК V2. Следва отваряне на спомагателната ВДК VC и изгасване на електрическата дъга в нея. През последните 20° от въртенето се превключва спомагателната контактна система от дъга 43 на дъга 44, с което се подготвя обратното превключване. На края се отваря контактната двойка 23 - 35, с което се осигурява необходимото изолационно разстояние.

Claims (6)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Еднофазен мощностен превключвател с три вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение колонков тип, съдържащ две главни вакуумни дъгогасителни камери и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера, закрепени към изолационна плоча, и механизми за изключване и включване на вакуумните камери разположени на метална плоча, има още контактна система, свързана с два бързодействащи разединителя, и контактна система, свързана със спомагателната вакуумна дъгогасителна камера и резистор, характеризиращ се с това, че към едната половина на изолационен диск (2) са закрепени две главни вакуумни дъгогасителни камери (VI и V2) и между тях - една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (VC), а в другата половина на диска (2) е разположена главна контактна система, съставена от тоководеща втулка (20) с опашка (21), лагерувана на ос (25) закрепена на носач (6) на всяка една от двете главни вакуумни дъгогасителни камери (VI и V2), като на опашката (21) има установени две тоководещи контактни ламели (23) с контактни пружини (24), които в определена последователност се свързват с четен неподвижен контактен елемент (36) и нечетен неподвижен контактен елемент (37), закрепени на изолационния диск (2), чрез завъртане на тоководещата втулка (20) с помощта на свързана с нея вилка (25) и ролка (26) установена на превключващлост (27) монтиран на централен задвижващ вал (7), а над вакуумните дъгогасителни камери (VI, V2, VC) е разположена спомагателна контактна система, осъществяваща в определена последователност връзката между вакуумните дъгогасителни камери и резистор (40).
2. 2. Еднофазен мощностен превключвател съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че спомагателната контактна система е съставена от изолационна конзола (41) закрепена на носача (6) на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (VC), отгоре на конзолата е монтирана контактна дъга (47), а под нея има две контактни дъги (43, 44) с изолационна междина помежду им, закрепени на тоководещи конзоли (29) на носачите (6) на двете главни вакуумни

   9/11 дъгогасителни камери (VI, V2), като на задвижващият вал (7) е лагерувана въртяща се втулка (45) с рамо (48), на което са установени горна контактна пластина (49), контактуваща с дъгата (42), и долна контактна пластина (50), контактуваща посменно с дъгите (43, 44) при завъртане в края на превключването на втулка (45), свързана чрез съединител с празен ход с превключващия лост (27), и в резултат се реализират необходимите връзки между трите вакуумни дъгогасителни камери (VI, V2, VC) и резистора (40), разположен под главната контактна система.
3. 3. Еднофазен мощностен превключвател съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че токовата връзка между тоководещата втулка (20) и конзолата (29) на носача (6) на главната вакуумна дъгогасителна камера (VI или V2) става чрез гъвкава връзка (30), но би могло да се осъществи и чрез щепселни контактни елементи.

   f
4. 4. Еднофазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че горният изолационен диск (2) и долният метален диск (1) са свързани с вертикални изолационни шпилки (3) или изолационни рейки — като вариант, и са допълнително укрепени чрез два сегмента (4,5) от изолационна тръба или кафез от изолационни елементи - като вариант, тези сегменти свързват трите еднофазни мощностни превключватели за трите фази на трифазния стъпален регулатор в една стабилна колона, а коаксиално и етажно при всеки еднофазен мощностен превключвател са разположени четен контактен пръстен (31), свързан с неподвижния контакт (35), нечетен контактен пръстен (32), свързан с неподвижния контактен елемент (37), и изводен контактен пръстен (33), свързан с металния диск (1).
5. 5. Еднофазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3 и 4, характеризиращ се с това, че на задвижващия вал (7) има гърбица (9), която взаимодейства с механичната система за включване и изключване на вакуумните дъгогасителни камери (VI, V2, VC), съдържаща шпилка (15) навита в извода на подвижния контактен елемент на съответната вакуумна дъгогасителна камера с монтиран на нея носач (14), който може

   10/11 да извършва малки осеви премествания по шпилката, на носача (14) има две ролки (13) свързани с Г-образен лост (10) с лагерче или ролка (11) отгоре, като Г-образния лост (10) е лагеруван на носач (12) монтиран върху металния диск (1).
6. 6. Еднофазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3, 4 и 5, характеризиращ се с това, че резисторът (40) е изработен от зигзагообразно щанцована лента от неръждаема или електротехническа стоманена ламарина, като лентата е огъната на зигзаг и между отделните витки има дистанциране от изолационна лента, но като вариант резисторът може да изработен от кръгъл или правоъгълен съпротивителен проводник.