BG113217A - Мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение с изолирани фази - Google Patents

Abstract

Мощностният превключвател е съставен от три фази заемащи сектори от 120° и изолирани помежду си с радиални междини. Всяка фаза има носещ корпус от долен метален сектор (2), изолационен сектор (3) и изолационен тръбен сектор (4). На металния сектор (2) е лагерован задвижващ вал (6), на горния край на който е хванат носач (10) на спомагателни контактни ламели (11). Те контактуват с вътрешна контактна дъга (13) и посменно - с две външни контактни дъги (14). Върху вал (6) коаксиално е монтиран тръбен вал (8), на горната част на който е закрепен носач (18) на главни контактни ламели (19). Те контактуват с вътрешна контактна дъга (20) и посменно - с две външни контактни дъги (21). Контактните дъги (14, 21) са закрепени на тръбния изолационен сектор (4). Вътрешната контактна дъга (20) е част от тоководещ носач (24) монтиран върху изолационния сектор (3) и носещ една вакуумна дъгогасителна камера (25). На долната част на тръбния вал (8) е хваната командна гърбица (34), която взаимодейства с ролка (30) на известна система за отваряне и затваряне на вакуумната дъгогасителна камера (25). Движението на тръбния вал (8) се осъществява от щифт (36) закрепен на вал (6) и движещ се в тангенциален канал на тръбния вал (8). При превключване и в двете посоки, първо се задейства спомагателната контактна система свързана с вал (6), който се завърта примерно на 120°. В края на това въртене щифт (36) завърта тръбния вал (8) примерно на 40° и задейства главната контактна система и вакуумната дъгогасителна камера (25).

Description

Тони Драгомиров Грозданов Юлия Октавианова Хаджидимова София

МОЩНОСТЕН ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛ ЗА СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР НА НАПРЕЖЕНИЕ С ИЗОЛИРАНИ ФАЗИ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до мощностен превключвател на стъпален регулатор, който се вгражда в силови трансформатори с регулиране на напрежението под товар. Мощностният превключвател е най-важният възел на стъпалния регулатор, защото комутира работните токове без да се прекъсва захранването на потребителите. Мощностните превключватели от съвременен тип са с вакуумни дъгогасителни камери, които са относително скъпи изделия. Най-голямо приложение в електроенергетиката имат стъпалните регулатори със сравнително неголеми номинални токове. Поради това е важно да има евтини стъпални регулатори с опростени конструкции. За постигане на това е целесъобразно да се търсят начини за намаляване броя на вакуумните дъгогасителни камери.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е мощностен превключвател на стъпален регулатор на напрежение (1) съдържащ три фази заемащи сектори от по 120° и изолирани помежду си с радиално разположени маслени междини. Всяка фаза има една главна вакуумна дъгогасителна камера свързана с главна контактна система н една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера свързана със спомагателна контактна система. Двете контактни системи се задействат от вертикален вал чрез пружинен-енергиен акумулатор. На този вал е монтирана гърбица, която посменно взаимодейства с механизми за отваряне и затваряне на двете вакуумни дъгогасителни камери. Недостатък на този мощностен превключвател е, че главната вакуумна дъгогасителна камера е значително по-натоварена електрически по време на превключването спрямо спомагателната вакуумна дъгогасителна камера. Това ограничава допустимия номинален ток на мощностния превключвател. Друг недостатък е, че синхронизацията между времената на последователно действие на двете вакуумни дъгогасителни камери е затруднена, което изисква но-специална конструкция на пружинно-енергийния акумулатор.

Известен е и друг мощностен превключвател на стъпален регулатор (2), който също съдържа една главна вакуумна дъгогасителна камера свързана с главна контактна система и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера свързана със спомагателна контактна система. В случая коаксиално на задвижващия вал е монтиран тръбен втори вал. Първият вал задейства главната контактна система, а тръбният вал задейства спомагателната контактна система. Двата вала имат отделни гърбици, които посменно задействат механизми за отваряне и затваряне на двете вакуумни дъгогасителни камери. Така могат да се осигурят по-големи номинални токове. Недостатък на този мощностен превключвател е, че конструкцията на мощностния превключвател е усложнена и оскъпена. Недостатък е и това, че синхронизацията между времената на последователно действие на двете вакуумни дъгогасителни камери става по-сложна.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да се създаде мощностен превключвател на стъпален регулатор на напрежение с изолирани фази, който да има опростена, малогабаритна и евтина конструкция. Задачата е решена с мощностен превключвател съдържащ три разположени на 120° фази с изолационни разстояния помежду им. Всяка фаза има вакуумни дъгогасителни камери свързани с главна контактна система и спомагателна контактна система. Двете контактни системи се привеждат в действие от задвижващ вал и коаксиално монтиран на него тръбен задвижващ вал. На тези валове са монтирани командни гърбици.

Съгласно изобретението всяка фаза има само една вакуумна дъгогасителна камера монтирана на средата на изолационен сектор чрез тоководещ носач. Вакуумната дъгогасителна камера е свързана с главна контактна система, съдържаща носач на контактни ламели с контактни пружини, вътрешна контактна дъга монтирана на тоководещия носач и две външни контактни дъги закрепени на носеща изолационна тръбна дъга. Носачът на контактните ламели е установен чрез изолационен елемент на тръбния вал, на който е монтирана командна гърбица. На горната част на задвижващия вал е монтиран чрез изолационен елемент носач на спомагателни контактни ламели е контактни пружини, които контактуват е вътрешна контактна дъга и посменно е две външни контактни дъги закрепени на носещата изолационна тръбна дъга. Към вътрешната контактна дъга е свързан единият край на известен резистор, другият край на който е присъединен директно към носещ метален сектор е изходящ щепселен контакт. Няма спомагателна вакуумна дъгогасителна камера. Това става възможно поради това, че при превключването и в двете посоки първо се задейства спомагателната контактна система, а след това главната контактна система. При напускането на прилежащата външна контактна дъга от спомагателните контактни ламели не се появява електрическа дъга, тъй като във веригата с резистор не тече ток. При това не трябва да има вибрации, за да не се получат частични електрически ерозии. За да се постигне това на челата на двете контактни дъги обърнати към изолационната междина са монтирани подходящо оформени пластмасови накрайници, които поемат удара при включването. Като вариант, на спомагателните контактни ламели има монтирани ролки с цел намаляване на съпротивителния момент по време на превключването.

Предимство на мощностния превключвател, съгласно изобретението е, че е с опростена, малогабаритна и евтина конструкция, подходяща за малки стъпални регулатори на напрежение. Това се постига поради факта, че се използва само една вакуумна дъгогасителна камера на фаза. Друго предимство е, че поради същата причина се облекчава синхронизацията и се опростява пружинно-енергийният акумулатор.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на мощностния превключвател за стъпален регулатор на напрежение е изолирани фази, съгласно изобретението, е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява електрическа схема, която показва последователността на превключването.

Фигура 2 - напречен разрез през трите фази на различни нива, както е показано на фиг. 3.

Фигура 3 - надлъжен разрез през една от фазите.

Фигура 4 - вариант на спомагателната контактна система.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фиг. 1, а) е показана електрическа схема на превключване с една вакуумна дъгогасителна камера V на фаза. С А и В са означени контактите па избирача между две съседни отклонения, между които е приложено стъпалното напрежение Uc . Спомагателна контактна система е съставена от две полудъги с изолационно разстояние Xмежду тях и подвижен контакт свързващ едната дъга с резистор R и извода 0 на фазата. Главна контактна система е съставена от две полудъги с изолационно разстояние Y между тях и подвижен контакт свързващ една от дъгите с вакуумна дъгогасителна камера V и извода 0. Токът тече през отклонение А и вакуумната дъгогасителна камера. Превключването от А на В става в следната последователност:

Ь) Подвижният контакт на помощната контактна система се прехвърля от лявата полудъга на дясната. Появява се циркулиращ ток. Отварянето от лявата полудъга става бездъгово, защото през резистора не тече ток.

с) Отваря се вакуумната дъгогасителна камера V и токът от отклонение В минава за кратко време през резистора R.

d) Превключва се безтоково главната контактна система.

е) Затваря се вакуумната дъгогасителна камера Е и работният ток се прехвърля на отклонение В.

Обратното превключване се осъществява по същия начин - първо помощната контактна система, а след това главната контактна система.

Конкретната конструкция на мощностния превключвател е показана на фигури 1 и 2. Всяка фаза А, В, С заема сектор от примерно 120° и е изолирана спрямо другите фази чрез радиална изолационна междина 1. Носещата конструкция на фазата е съставена от метален сектор 2, изолационен сектор 3 и изолационна дъга 4 от цилиндър. На шийка на сектор 2 чрез търкалящите лагери 5 е установен задвижващ вал 6. Коаксиално върху него е лагерован 7 тръбен вал 8. На горната част на вал 6 чрез изолационен елемент 9 е монтиран носач 10 на подвижна спомагателна контактна система, съставена от контактни ламели 11 с контактни пружини 12, вътрешна контактна дъга 13 и две външни контактни дъги — лява 14 и дясна 15, закрепени на изолационната дъга 4. Между двете дъги 14 и 15 има изолационна междина 16.

На горната част на тръбния вал 8 чрез изолационен елемент 17 е монтиран носач 18 на главна контактна система, съставена от контактни ламели 19 с контактни пружини 12, вътрешна контактна дъга 20, външна лява контактна дъга 21 и външна дясна контактна дъга 22 закрепени на изолационната дъга 4. Между контактните дъги 21 и 22 е осигурена изолационна междина 23. В средата на изолационния сектор 3 от горната му страна е монтиран тоководещ носач 24, на който е закрепена вакуумна дъгогасителна камера 25. Носачът 24 има конзола 26 свързана с вътрешната контактна дъга 20.

Механичната система за отваряне и затваряне на подвижния контакт 27 на вакуумната дъгогасителна камера 25 е съставен от Г-образен лост 28, на вертикалната част 29, на който е монтирана ролка 30 или търкалящ лагер, носач 31 на лоста 28 закрепен на металния сектор 2 и контактна пружина 32. Токоотвеждането от контакт 27 до сектор 1 се осъществява чрез гъвкава медна плетенка 33.

На долната част на тръбния вал 8 е монтирана гърбица 34, която функционално взаимодейства с ролката 30. На долния край на вал 6 е закрепено рамо 35, което осъществява буфериране в двете крайни положения при завъртането на вал 6. На вал 6 е монтиран щифт 36, който влиза в дъгообразен канал на тръбния вал 8.

Изолационната тръбна дъга 4 на всяка от трите фази е удължена в горната си част и е закрепена към известен носещ щит с пружинен-енергиен акумулатор. Така трите фази са обединени в един мощностен превключвател, който се монтира в общ изолационен цилиндър 37. За усилване на конструкцията на мощностния превключвател са предвидени две страни 38, които могат да са от изолационен материал и да са свързани в горния си край с носещия щит.

Завъртането на вал 6 от пружинно-енергийния акумулатор става чрез изолационен вал 39 куплиран към вал 6 посредством полукарданен съединител 40. Изолационният цилиндър 37 е свързан по известен начин с носеща глава и дъно, като по този начин е оформен маслен съд. На изолационния цилиндър 37 има един нечетен проходен контакт 41 и един четен проходен контакт 42 за всяка фаза, които са свързани с контактните дъги чрез щепселни контакти 43. Към долната страна на металния сектор 1 е монтиран изводен щепселен контакт 44.

На фиг. 4 е представен друг вариант на спомагателната контактна система. Контактните ламели 11 имат на двата си края оформени шийки 45, на които са монтирани контактни ролки 46. Това намалява съпротивителния момент при завъртане на контактната система по време на превключването. На челата на тоководещите дъги 14 и 15 при изолационната междина 16 са монтирани пластмасови накрайници 47. Така се постига включване на ролките без вибрации.

Действието на мощностния превключвател за стъпален регулатор на напрежение е следното. Пружинно-енергийният акумулатор завърта скокообразно задвижващия вал 6, в случая на 120° обратно на часовата стрелка. След като контактните ламели 12 преминат от дъга 14 на дъга 15 щифт 36 завърта тръбния вал 8 на ъгъл около 40°. Става превключване и на главната контактна система, като по време на преминаване на контактните ламели 19 през изолационната междина 23 вакуумната дъгогасителна камера 25 е отворена. Последователността на превключване е показана на фиг. 1.

Claims (3)

1. Мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение с изолирани фази, съдържащ три разположени на 120° фази с изолационни разстояния помежду им, като всяка фаза има вакуумна дъгогасителна камера свързана с главна контактна система и спомагателна контактна система задействани от задвижващ вал и коаксиално монтиран на него задвижващ тръбен вал с монтирани на тях командни гърбици, характеризиращ се с това, че всяка фаза има само по една вакуумна дъгогасителна камера (25) монтирана на средата на изолационен сектор (3) чрез тоководещ носач (24) и е свързана с главна контактна система съдържаща носач (18) на контактни ламели (19), вътрешна контактна дъга (20) монтирана към носача (24), две външни контактни дъги (21,22) закрепени на изолационна тръбна дъга (4), като носачът (24) е установен чрез изолационен елемент (17) на тръбния вал (8), на който има командна гърбица (34), а на горната част на задвижващия вал (6) е монтиран носач (10) на спомагателни контактни ламели (11) свързани с вътрешна контактна дъга (13) и външни контактни дъги (14, 15), като към вътрешната контактна дъга (13) е свързан единия край на известен резистор, другият край на който е присъединен директно към носещия метален сектор (2).

2. Мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че на краищата на спомагателните контактни ламели (11) има шийки (45), на които са установени контактни ролки (46).

3. Мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че на челата на тоководещите външни дъги (14, 15) при изолационната междина (16) са монтирани пластмасови накрайници (47).