BG112775A - Контактна система на трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпални регулатори на напрежение - Google Patents

Abstract

Носещата конструкция на трифазния мощностен превключвател е съставена от горен изолационен диск (2) и долен метален диск (3), свързани с три шпилки (4) и укрепени с три изолационни сегмента (5) от изолационен цилиндър. Всяка фаза заема сектор от 120 градуса и има главна вакуумна дъгогасителна камера (V1) и спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (V2), всяка с устройство за включване и изключване (16, 17, 18, 19, 20). В средата е разположен общ превключващ вал (7) с изолационен диск (9) и гърбици (10). Върху превключващия вал (7) е лагеруван кух вал (8) с изолационен диск (11) и гърбици (12). Горе на превключващия вал (7) е монтирана контактна система, съставена от изолационен диск (34), три носача (35) и главни контактни ламели (36). На горния край на кухия вал (8) е монтирана спомагателна контактна система, съставена от изолационен диск (38), три носача (39) и спомагателни контактни ламели (40). Ламелите (36 и 40) контактуват с вътрешни контактни дъги (45 и 46) и външно дъгообразно тяло с U-образно сечение, закрепено към сегмента (5). На всяка шпилка (4) са лагерувани ляв лост (13) и десен лост (14) с лагерчета на края, взаимодействащи с гърбиците (10 и 12). Лостовете (13, 14) имат в средата отвори (16), в които влизат цапфите (20). На една от шпилките е лагеруван лост (26) с два зъбни венеца (27, 28) с различен радиус. Тези венци са зацепени със зъбно колело от кухия вал (8) и зъбно колело, свободно лагерувано на него. Последното се задейства в края на превключването от два щифта (30) на вилка (29), свързана с вал (7).

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до контактна система за трифазен мощностен превключвател на стъпален регулатор на напрежение с две вакуумни дъгогасителни камери на фаза. Мощностните превключватели се вграждат в масления съд на стъпален регулатор. Те превключват под товар и регулират напрежението на силовите трансформатори без да се прекъсва електроснабдяването.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известна е контактна система (1) на трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери (ВДК) за стъпални регулатори на напрежение. Трите фази заемат сектори от по 120° в хоризонтално пространство. Всяка фаза има една главна ВДК и една спомагателна ВДК монтирани една до друга на изолационен сектор. На този сектор и на разположен под него метален сектор е монтиран превключващ вал, свързан с главна контактна система за главната ВДК и със спомагателна контактна система за спомагателната ВДК. Тези контактни системи са поместени в пространството на изолационния сектор. Трите фази на този мощностен превключвател са изолирани една от друга чрез радиално разположени маслени междини.

Недостатък на тази контактна система е, че мощностният превключвател е с увеличени габаритни размери и тегло. Друг недостатък е, че трябва да

1/9 превключва сума от номинален и циркулиращ ток, което намалява комутационните му параметри.

Известна е и друга контактна система (2) на мощностен превключвател с аналогично предназначение. Тя също е съставена оттри еднофазни мощностни превключватели с изолирани фази. Има една главна ВДК и една спомагателна ВДК, но тук те комутират разделено номиналния ток и циркулиращия ток. Това се постига като коаксиално върху превключващия вал е лагеруван кух вал. Първият вал свързва главната ВДК с главна контактна система, а вторият вал спомагателната ВДК със спомагателна контактна система. Синхронизацията на действието на двата вала става чрез претоварващ съединител и съединител със свободен ход.

Недостатък на тази контактна система е, че също е за трифазен мощностен превключвател с изолирани фази, поради което габаритните / размери и теглото са повишени. Друг недостатък е, че е с усложнена конструкция и специалните съединители трябва да се изработват и монтират много прецизно, защото в противен случай би могло да се получи авария по време на експлоатация.

Известни са и други трифазни мощностни превключватели съставени от еднофазни контактни системи подредени етажно една под друга в колона. Те работят на аналогични принципи, но не са подходящи за разглеждания тип стъпални регулатори.

Проблемът е, че разгледаните контактни системи са за трифазни мощностни превключватели с изолирани фази и не са приложими за реализиране на компактен мощностен превключвател за регулиране в звезден център изграден на такава конструктивна концепция.

Известен е и (3) трифазен мощностен превключвател за регулиране в звезден център изграден на база на друга конструктивна концепция. Той също има на фаза една главна ВДК и една спомагателна ВДК, които комутират разделено номиналния и циркулиращия ток. За да се постигне това се използват специален пружинен-енергиен акумулатор и дублирана система от командни гърбици. Има и специални превключващи възли и паралелни контактни елементи.

2/9

Недостатък на този мощностен превключвател е, че е много сложен по конструкция и има големи габаритни размери и тегло.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да се създаде контактна система за трифазен мощностен превключвател за регулиране в звезден център с малки габаритни размери и тегло. Да има по една главна ВДК и по една спомагателна ВДК на фаза, които да комутират разделено номиналния и циркулиращия ток. Конструкцията да е опростена и да може да се монтира и контролира лесно и достъпно.

Задачата е решена с контактна система за трифазен мощностен превключвател с ВДК за стъпален регулатор на напрежение, съдържащ една главна бДК и една спомагателна ВДК на фаза, монтирани чрез носачи към изолационна плоча. Всяка ВДК има устройство за отваряне и затваряне разположено под нея и закрепено на метална плоча. Между изолационната и металната плочи е лагеруван превключващ вал. Коаксиално на него е лагеруван кух вал. Двата вала имат отделни гърбици за главната ВДК и спомагателната ВДК. На превключващия вал е монтиран главен контактен възел, съставен от външна контактна дъга, вътрешна контактна дъга и контактни ламели. На кухия вал е монтиран спомагателен контактен възел с аналогично устройство.

Съгласно изобретението, носещата конструкция на мощностния превключвател е съставена от горен изолационен диск, долен метален диск, свързани с три шпилки и укрепени с три сегмента от изолационен цилиндър. В центъра на двата диска е разположен превключващ вал с изолационен диск и три гърбици. Върху превключващия вал е лагеруван кух вал с изолационен диск и три гърбици. Към всяка шпилка са лагерувани ляв лост и десен лост с лагерчета на свободните им краища и продълговати отвори в средата. В тези отвори са разположени сферични цапфи от устройствата за изключване и включване на ВДК. На една от шпилките е лагеруван лост с два зъбни венеца, като единия от тях е на по-дълго рамо и е зацепен със зъбно колело част от кухия вал. Вторият венец е на по-късо рамо и е зацепен със свободно лагеруване на кухия вал зъбно колело. На превключващия вал е монтирана главина с вилка, която има два щифта на двата си края. Тези щифтове посменно

3/9 взаимодействат в края на превключването със свободно лагеруването на кухия вал зъбно колело.

Двете ВДК на фаза са закрепени чрез носачи към изолационния диск и отдолу имат устройства за отваряне и затваряне. Всяко от тези устройства е съставено от шпилка свързана с подвижния контакт на ВДК, която има кръгов канал и контактна пружина. В кръговия канал влизат две ролки хванати към единия край на Г-образен лост със сферична цапфа в другия си край. Гобразният лост е монтиран на носач хванат към металния диск.

Превключващият вал има буфер и маховик на долния си край, а на горния му край е монтиран изолационен диск с три носача за трите фази. На носачите са монтирани контактни ламели с контактни пружини. Ламелите свързват вътрешна контактна дъга хваната към главната ВДК и горна външна контактна дъга, част от дъгообразно контактно тяло. По аналогичен начин на горния край кухия в^л е монтиран изолационен диск с три носача на спомагателни контактни ламели, които свързват вътрешна контактна дъга и външна долна спомагателна дъга.

Към вътрешната повърхност на изолационните сегменти са монтирани ляво дъгообразно контактно тяло и дясно дъгообразно контактно тяло с изолационна междина помежду им. На всяко контактно тяло има горна главна контактна дъга и долна спомагателна контактна дъга оформени на П-образното сечение на дъгообразните контактни тела. На външните краища на тези тела са монтирани щепселни контактни възли.

С цел намаляване на съпротивителния момент на превключващия вал, предизвикан от увеличения ъгъл на завъртане на кухия вал, спомагателните контактни ламели са с ролки, а контактния разтвор на спомагателната ВДК е намален.

Предимство на контактната система за трифазен мощностен превключвател на стъпален регулатор на напрежение е, че се реализира опростен и компактен мощностен превключвател за регулиране в звезден център, който има голяма комутационна способност. Друго предимство е, че в резултат на използване на двете зъбни предавки са уеднаквени условията за комутиране на главната ВДК и спомагателната ВДК, като предаването на

4/9 двигателните моменти е оптимално. Предимство е и това, че монтажът и контролът на мощностния превключвател е облекчен и нагледен.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на контактната система на трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпални регулатори на напрежение, съгласно изобретението е показано на приложените фигури от

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през контактната система.

Фигура 2 - поглед отгоре с частични разрези на контактната система.

Фигура 3 - разрез под носещия изолационен диск на контактната система.

Фигура 4 - разгънат надлъжен разрез за една фаза през механизма за отваряне и затваряне на вакуумните дъгогасителни камери.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО , ®^{СЯКа Χ}· ^Υ· ^{Ζ на} мощностен превключвател заема сектор от 120 и има една главна вакуумна дъгогасителна камера Vi (ВДК Vi) и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера V₂ (ВДК v₂). Чрез носачи 1 те са закрепени на изолационен диск 2, който заедно с долен метален диск 3 и три шпилки 4, е носещата конструкция на мощностния превключвател Тя се укрепва допълнително с три сегмента 5 от изолационен цилиндър. Чрез тези сегменти контактната система може, по известен начин, да се монтира към непоказан носещ диск с пружинен-енергиен акумулатор, разположени в носещата глава на стъпалния регулатор. Използването на три сегмента е за предпочитане вместо цял изолационен цилиндър, тъй като се облекчава монтажът и контактната система може да се наблюдава.

Към дъното 3 е закрепена главина 6, вътре в която е лагеруван превключващ вал 7. Коаксиално върху този вал е лагеруван кух вал 8. Към вал 7 е монтиран изолационен диск 9 с три командни гърбици 10 разположени на по 0 една от друга. На кухия вал 8 е монтиран втори изолационен диск 11 с три

5/9 командни гърбици 12. Към всяка шпилка 4 е лагеруван ляв лост 13 и десен лост 14. Всеки лост има на края си лагерче 15 (или ролка), което взаимодейства със съответната командна гърбица и има в средата си продълговат отвор 16.

Под всяка ВДК има механизъм за изключване и включване на контактните им елементи, съставен от шпилка 17 свързана с подвижния контактен елемент на ВДК и Г-образен лост 18 с две ролки 19 влизащи в канал на шпилка 17 и сферична цапфа 20 в горния край, която влиза в продълговатия отвор 16 на съответния лост 13 или 14. Г-образният лост 18 е монтиран на носач 21 закрепен върху металния фланец 3. Шпилката 17 е подпряна от контактна пружина 22. На долния край на вал 7 е монтиран буфер 23, към който при необходимост може да се закрепи маховик 24. Има и три шпилки 25 хванати на металния диск 3. Те служат за крачета при проверките на контактната система и я фиксират към отвори на дъно на непоказан известен маслен съд. На една от шпилките 4, над лост 13 е лагеруван лост 26 едва зъбни венеца 27 и 28 на края. Венецът 27 е на по-дълго рамо и е зацепен с венец на зъбно колело част от кухия вал 8. Венецът 28 е на по-късо рамо и е зацепен с венец на зъбно колело свободно лагеруване на кухия вал 8. На превключващия вал 7 е хваната главина с вилка 29 с два щифта 30 на двата й края. Подвижният извод 17 на главните ВДК Vi има охладител 31 и гъвкава връзка 32. Спомагателната ВДК V2 също има гъвкава връзка 33.

В горната част на превключващия вал 7 е монтиран изолационен диск 34, към който е закрепен носач 35 на главните контактни ламели 36 с контактни пружини 37. Отгоре на кухия вал 8 е монтиран изолационен диск 38, към който е закрепен носач 39 на спомагателните контактни ламели 40, които за облекчаване на движението могат да са с ролки. По вътрешната повърхност на всеки от изолационните сегменти 5 са закрепени ляво дъгообразно контактно тяло 41 и дясно дъгообразно контактно тяло 42 оформени U-образно. Всяко контактно тяло има горна главна контактна дъга 43 и долна спомагателна контактна дъга 44. Към главната ВДК Vi е свързана вътрешна контактна дъга 45. Главните контактни ламели 36 осъществяват токовата връзка между контактните дъги 43 и 45. Спомагателните контактни ламели 40 контактуват с долната спомагателна контактна дъга 44 и вътрешна контактна дъга 46 закрепена към изолационния диск 2. Между нея и носача 1 на спомагателната ВДК V2 е свързан известен непоказан резистор. Между контактните дъги 43 има

6/9 изолационна междина 47, а между контактните дъги 44 - изолационна междина 48. Към външните краища на двете контактни тела 41 и 42 са монтирани щепселни контактни възли 49, които осъществяват токовата връзка с известни непоказани неподвижни контактни елементи от маслен съд на стъпален регулатор. На горния край на превключващия вал 7 е оформен накрайник 50, към който се куплира долния край на известен изолационен вал, горният край на който е свързан с пружинен-енергиен акумулатор.

Действието на контактната система е следното: За едно превключване вал 7 се завърта скокообразно обратно на часовата стрелка на 90°. При около 25° гърбицата 10 отваря ВДК Vi и я затваря при около 65°. Така контактните ламели 36 преминават безтоково през изолационната междина 47. В оставащите 20° ъ 25° трябва по аналогичен начин да се превключи ВДК V₂. Проблемът е, че в този диапазон не може да се осигури достатъчно време за нормално превключване. Поради това са предвидени зъбните двойки 27 и 28. В зависимост от техните предавателни отношения може да се осигури завъртане и на спомагателните контактни ламели 40 от порядъка на 40°, с което условията на работа на ВДК Vi и ВДК V₂ се уеднаквяват. Ламелите 40 се установяват на 20° спрямо средното положение, като на такъв ъгъл се намира и гърбицата 12.

Гърбиците 10 и 12 в определена последователност въздействат върху лагерчетата 15, респективно върху лостовете 13 и 14, и чрез цапфите 20 разположени в продълговатите отвори 16 отварят и затварят ВДК. В последните 20° от завъртането на вал 7 съответният щифт 30 на вилката 29 въздейства върху зъбна двойка 28 и чрез зъбна двойка 27 се завърта кухия вал 8 на 40°.

Claims (5)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Контактна система на трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпални регулатори на напрежение, съдържаща една главна вакуумна дъгогасителна камера (ВДК) и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (ВДК), монтирани чрез носачи към изолационна плоча с устройства за отваряне и затваряне на вакуумните камери закрепени към метална плоча, като има превключващ вал с гърбица въздействаща върху устройствата и кух вал лагеруван върху превключващия вал, който също има гърбица въздействаща върху устройствата, а на превключващия вал е монтиран главен контактен възел, съставен от външна контактна дъга, вътрешна контактна дъга и контактни ламели, и на кухия вал е монтиран спомагателен контактен възел с аналогично устройство, характеризираща се с това, че носещата конструкция е съставена от горен изолационен диск (2) и долен метален диск (3) свързани с три шпилки (4) и укрепени с три сегмента (5) от изолационен цилиндър, в центъра е разположен превключващ вал (7) с изолационен диск (9) и гърбици (10), върху него е лагеруван кух вал (8) с изолационен диск (11) и гърбици (12), към всяка шпилка (4) са лагерувани ляв лост (13) и десен лост (14) с лагерчета (или ролки) (15) на краищата и продълговати отвори (16) в средата, в който е разположена сферична цапфа (20) от устройството за изключване и включване на вакуумните дъгогасителни камери (Vi и V2), на една от шпилките (4) е лагеруван лост (26) с два зъбни венеца (27, 28), като венец (27) е на по-дълго рамо и е зацепен със зъбно колело (27) на кухия вал (8), а венецът (28) е зацепен със свободно лагеруване на кухия вал (8) зъбно колело (28), като с това зъбно колело в последния стадий на превключването посменно взаимодействат два щифта (30) от вилка (29) с главина закрепена към превключващия вал (7).
2. 2. Контактна система съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че двете ВДК (Vi, V2) са закрепени чрез носачи (1) към изолационния диск (2) и отдолу имат устройство за отваряне и затваряне, съставено от шпилка (17) свързана с подвижния контакт на ВДК, която има кръгов канал и контактна пружина (22), като в кръговия канал влизат две ролки (19) хванати към единия край на Г-образен лост (18) със сферична цапфа

   8/9 (20) на другия край, а Г-образният лост (18) е монтиран към носач (21) хванат към металния диск (3).
3. 3. Контактна система съгласно претенции 1 и 2, характеризираща се с това, че превключващият вал (7) има буфер (23) в долния си край, с възможност към него да се добави маховик (24), а на горния му край е монтиран изолационен диск (34) с три носача (35) за трите фази (X, Y, Z), които носят главни контактни ламели (36) с контактни пружини (37), като ламелите свързват вътрешна контактна дъга (45) и горна външна контактна дъга (43), част от дъгообразно контактно тяло (41), и по аналогичен начин на горния край на кухия вал (8) е монтиран изолационен диск (38) с три носача (39) на спомагателни контактни ламели (40), които свързват вътрешна контактна дъга (46) и външна долна спомагателна контактна дъга (44).
4. 4. Контактна система съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризираща се с това, че има ляво дъгообразно контактно тяло (41) и дясно дъгообразно контактно тяло (42) с U-образно сечение, на което има горна главна контактна дъга (43) и долна спомагателна контактна дъга (44), като двете контактни тела (41, 42) са монтирани на изолационен сегмент (5) с изолационна междина (47, 48) помежду им, а на външните им краища са закрепени щепселни контактни възли (49).
5. 5. Контактна система съгласно претенции 1, 2, 3 и 4, характеризираща се с това, че с цел намаляване на съпротивителният момент на превключващия вал (7), предизвикан отувеличения ъгъл на завъртане на кухия вал (8), спомагателните контактни ламели (40) са с ролки и контактният разтвор на спомагателната ВДК (V2) е намален.