BG113378A

BG113378A - Single-phase diverter switch for step voltage regulator of on-load tap-changer column

Info

Publication number: BG113378A
Application number: BG113378A
Authority: BG
Inventors: Тони Грозданов; Драгомиров Грозданов Тони
Original assignee: Тони Грозданов; Драгомиров Грозданов Тони
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-15

Abstract

The diverter switch has two main vacuum arc-suppressing chambers (V1, V2) and one auxiliary vacuum arc-suppressing chamber (Vc). They are mounted via carriers (11, 12, 13) to an insulation disk (1). Each of the main vacuum arc-suppressing chambers has a contact system consisting of an axle bolt with (14) on which a sleeve (15) is mounted via bearing having an arm (16) supporting the contact plates (17). A fork (22) is mounted on top of the arm (16), which during switching interacts with a roller (6) mounted on an arm (5) connected to a centrally located drive shaft (4). Thus, the contact plates (17) are periodically connected to fixed contact elements (19, 28) mounted on an insulating cylinder (3) and connected to contact rings (20, 29). They are part of the on-load tap changer of the step regulator. The sleeve (15) has a cylindrical lower part contacted by plates (24) mounted on a carrier (23) which is mounted on the carrier (11). A switching contact system comprising contact arcs (27, 32) and movable contact plates (34) actuated at the end of the switching is mounted on the carrier (13) of the auxiliary vacuum arc-suppressing chamber (Vc). The switch also has mechanisms for opening and closing the vacuum arc-suppressing chambers mounted on a lower metal disk (2).

Description

ЕДНОФАЗЕН МОЩНОСТЕН ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛ ЗА СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР НА НАПРЕЖЕНИЕ КОЛОНКОВ ТИПSINGLE PHASE POWER SWITCH FOR VOLTAGE STEPPER REGULATOR COLUMN TYPE

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF ENGINEERING

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. Това означава, че трите мощностни превключватели са поместени в общ вертикален маслен съд. Такива стъпални регулатори могат да се използват, както при свързване в звезден център, така и при свързване в триъгълник с изолирани фази.The invention relates to a single-phase power switch with vacuum arc extinguishing chambers. Three such power switches for the three phases are installed floorwise in column-type step voltage regulators. This means that the three power switches are housed in a common vertical oil pan. Such step regulators can be used both in connection in star center and in connection in delta with isolated phases.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART

Известен е еднофазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение от колонков тип (1) съдържащ две главни вакуумни дъгогасителни камери и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера с последователно свързан на нея резистор. Двете главни вакуумни дъгогасителни камери и разположената между тях спомагателна вакуумна дъгогасителна камера са закрепени чрез метални носачи към изолационен диск. Те са установени вертикално, като подвижните им контактни елементи са отдолу и са свързани с механизми за отваряне и затваряне монтирани на метален диск. Горният изолационен диск и долният метален диска са свързани с изолационни шпилки и са поместени в изолационен цилиндър. В средата на цилиндъра към двата диска е лагерован задвижващ вал. Към металния носач на всяка главна вакуумна дъгогасителна камера е монтирана контактна система свързана последователно с бързодействащ разединител, командван от рамо с ролка хванато на задвижващия вал. Над спомагателната вакуумна дъгогасителна камера е разположена контактна система, която в края на превключването свързва чрез резистора носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера с носача на една от двете главни вакуумни дъгогасителни камери. Механизмите за включване и изключване на вакуумните дъгогасителниA single-phase power switch is known for a step voltage regulator of the column type (1) containing two main vacuum arc extinguishing chambers and one auxiliary vacuum arc extinguishing chamber with a resistor connected in series thereto. The two main vacuum arc-extinguishing chambers and the auxiliary vacuum arc-extinguishing chamber located between them are fixed by metal supports to an insulating disk. They are established vertically, with their movable contact elements below and connected to opening and closing mechanisms mounted on a metal disc. The upper insulating disc and the lower metal disc are connected by insulating studs and housed in an insulating cylinder. A drive shaft is mounted in the middle of the cylinder to the two discs. To the metal support of each main vacuum arc extinguishing chamber is mounted a contact system connected in series with a quick-acting disconnector operated by a roller arm caught on the drive shaft. A contact system is located above the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber, which at the end of the switching connects the carrier of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber with the carrier of one of the two main vacuum arc extinguishing chambers via the resistor. Mechanisms for switching on and off vacuum arc extinguishing devices

1/5 камери се командват от дискова гърбица монтирана на задвижващия вал. До вакуумните дъгогасителни камери има празно място, в което се разполагат резисторите.1/5 cams are driven by a disc cam mounted on the drive shaft. Next to the vacuum arc extinguishing chambers there is an empty space in which the resistors are placed.

Недостатък на този еднофазен мощностен превключвател е, че контактната система на главните дъгогасителни камери е усложнена и заема много място. Друг недостатък е, че има гъвкави връзки от медни плетенки, които при голям брой превключвания би могло да се разнищят. Недостатък е и това, че резисторите са със сложна конструкция.A disadvantage of this single-phase power switch is that the contact system of the main arc extinguishing chambers is complicated and takes up a lot of space. Another disadvantage is that there are flexible connections made of copper braids, which with a large number of switches could unravel. A disadvantage is that the resistors have a complex construction.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОTECHNICAL ESSENCE OF THE INVENTION

Задачата на изобретението е да се създаде еднофазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение колонков тип, който да има опростена контактна система на главните вакуумни дъгогасителни камери заемаща по-малко пространство. Да няма гъвкави връзки от медни плетенки. Резисторите да са от компактни пакети с доказана надеждност.The object of the invention is to create a single-phase power switch for a column-type step voltage regulator, which has a simplified contact system of the main vacuum arc extinguishing chambers occupying less space. No flexible copper braid connections. Resistors to be from compact packages with proven reliability.

Задачата е решена с еднофазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение, съдържащ две главни вакуумни дъгогасителни камери и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера закрепени чрез метални носачи към изолационен диск. Над носачите на главните вакуумни дъгогасителни камери има контактни системи свързани с бързодействащи разединители. Над носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера има превключваща контактна система. Под вакуумните дъгогасителни камери има механизми за изключване и включване монтирани на метален диск и командвани от гърбичен диск закрепен към централно разположен задвижващ вал.The task is solved with a single-phase power switch for a stepped voltage regulator, containing two main vacuum arc extinguishing chambers and one auxiliary vacuum arc extinguishing chamber attached by metal supports to an insulating disc. Above the supports of the main vacuum arc extinguishing chambers there are contact systems connected to quick-acting disconnectors. Above the support of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber is a switching contact system. Beneath the vacuum arc extinguishing chambers are on and off mechanisms mounted on a metal disc and controlled by a cam disc attached to a centrally located drive shaft.

Съгласно изобретението всяка от двете главни вакуумни дъгогасителни камери е закрепена към метален носач, монтиран на изолационен диск чрез специален болт с ос. На нея е лагерованатоководеща втулка с рамо, на което са установени тоководещи ламели. Тези ламели се свързват алтернативно с неподвижни контактни елементи монтирани на изолационен цилиндър. На горното чело на втулката е закрепена вилка, която взаимодейства със задвижваща ролка установена на задвижващо рамо свързано към централно разположен задвижващ вал. На съответния метален носач на главните вакуумни дъгогасителни камери е закрепен допълнителен носач с установени на него тоководещи ламели, които контактуват с цилиндрично оформената долна част на втулката. Към този носач е закрепена вертикална планка носеща контактна дъга.According to the invention, each of the two main vacuum arc extinguishing chambers is attached to a metal carrier mounted on an insulating disc by means of a special axle bolt. A current-conducting sleeve with a shoulder on which current-conducting lamellae are installed is mounted on it. These lamellae are alternatively connected to fixed contact elements mounted on an insulating cylinder. A fork is attached to the upper face of the sleeve, which interacts with a drive pulley mounted on a drive arm connected to a centrally located drive shaft. On the corresponding metal carrier of the main vacuum arc extinguishing chambers, an additional carrier is fixed with current-conducting lamellae fixed on it, which contact the cylindrically shaped lower part of the sleeve. A vertical plate carrying a contact arc is attached to this carrier.

2/52/5

Носачите на двете главни вакуумни дъгогасителни камери са разположени от двете страни на носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера, като контактните системи на двете главни вакуумни дъгогасителни камери са монтирани огледално една на друга. Задвижващите ролки са две установени на определен ъгъл една спрямо друга на дъга хваната чрез изолационен елемент към рамото свързано със задвижващия вал. Едната ролка взаимодейства по време на превключването с вилката на едната главна вакуумна дъгогасителна камера, а другата ролка - с вилката на другата главна вакуумна дъгогасителна камера. Контактните дъги закрепени към носачите на двете главни вакуумни дъгогасителни камери са разположени над носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера, като между тях има междина. Те контактуват с дъга установена на изолационен елемент свързан с носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера чрез контактни ламели носени от рамо свързано със задвижващия вал. В пространството между изолационния диск и метални диск срещу задвижващите механизми има празно място, в което са монтирани резистори от унифициран тип.The supports of the two main vacuum arc extinguishing chambers are located on both sides of the support of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber, and the contact systems of the two main vacuum arc extinguishing chambers are mounted mirror to each other. The drive rollers are two established at a certain angle relative to each other on an arc held by an insulating element to the arm connected to the drive shaft. One roller interacts during switching with the fork of one main vacuum arc extinguishing chamber and the other roller with the fork of the other main vacuum arc extinguishing chamber. The contact arcs attached to the supports of the two main vacuum arc extinguishing chambers are located above the support of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber, with a gap between them. They contact an arc established on an insulating element connected to the carrier of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber through contact lamellae carried by an arm connected to the drive shaft. In the space between the insulating disk and the metal disk opposite the actuators, there is an empty space in which resistors of the unified type are installed.

Предимство на еднофазния мощностен превключвател съгласно изобретението е, че контактните системи на двете главни вакуумни дъгогасителни камери са опростени и заемат малко място. Избегнати са гъвкави връзки от медни плетенки, които имат понижена механическа износоустойчивост. Друго предимство е, че е освободено повече място за резисторите, които могат да са от унифициран тип.An advantage of the single-phase power switch according to the invention is that the contact systems of the two main vacuum arc extinguishing chambers are simplified and take up little space. Flexible connections made of copper braids, which have a reduced mechanical wear resistance, are avoided. Another advantage is that more space is freed up for the resistors, which can be of the unified type.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИEXPLANATION OF THE ATTACHED FIGURES

Примерно изпълнение на еднофазния мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение, съгласно изобретението е показано на приложените фигури, от които.An exemplary embodiment of the single-phase power switch for a step voltage regulator according to the invention is shown in the attached figures, of which.

Фигура 1 представлява надлъжен разрез (В-В) през една главна вакуумна дъгогасителна камера и спомагателната вакуумна дъгогасителна камера.Figure 1 is a longitudinal section (B-B) through a main vacuum arc extinguishing chamber and the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber.

Фигура 2 - поглед отгоре (А) на еднофазния мощностен превключвател.Figure 2 - top view (A) of the single-phase power switch.

Фигура 3 - надлъжен разрез (D-D) през контактната система на главната вакуумна дъгогасителна камера.Figure 3 - longitudinal section (D-D) through the contact system of the main vacuum arc extinguishing chamber.

Фигура 4 - напречен разрез (Е-Е) през контактната система от фиг.З.Figure 4 - cross-section (E-E) through the contact system of fig.3.

3/53/5

Фигура 5 - частичен поглед отгоре (А) над задвижващия лост с две ролки.Figure 5 - partial top view (A) above the two-roller drive lever.

Фигура 6 - напречен разрез (С-С) над задвижващата система на вакуумните дъгогасителни камери.Figure 6 - cross section (C-C) above the drive system of the vacuum arc extinguishing chambers.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Носещата конструкция на еднофазния мощностен превключвател е съставена от горен изолационен диск 1, долен метален диск 2 и изолационен цилиндър 3, който може да е разрязан на две с цел облекчаване на монтажа. При трифазен стъпален регулатор от колонков тип трите фази са подредени една под друга, като изолационния цилиндър 3 е общ. В центъра на горния диск 1 и долния диск 2 е лагерован задвижващ вал 4, който в горния си край има задвижващо рамо 5 с две разместени на определен ъгъл задвижващи ролки 6 (фиг. 5) закрепени на дъга 7 изолирана 8 спрямо рамото 5. В горния си край валът 4 има цапфа 9, а в долния си край - цапфа 10. Цапфите 9 и 10 служат за присъединяване към другите два мощностни превключвателя.The supporting structure of the single-phase power switch is composed of an upper insulating disc 1, a lower metal disc 2 and an insulating cylinder 3, which may be cut in two for ease of assembly. In a three-phase step regulator of the column type, the three phases are arranged one below the other, with the insulating cylinder 3 being common. In the center of the upper disk 1 and the lower disk 2 is a bearing drive shaft 4, which at its upper end has a drive arm 5 with two drive rollers 6 displaced at a certain angle (Fig. 5) attached to an arc 7 isolated 8 relative to the arm 5. In shaft 4 has a pin 9 at its upper end, and a pin 10 at its lower end. Pins 9 and 10 serve to connect to the other two power switches.

Към горния изолационен диск 1 са монтирани два метални носача 11 и 12, които носят две главни вакуумни дъгогасителни камери Vi и V2. Между тях има носач 13, който носи спомагателна вакуумна дъгогасителна камера Vc. Главната вакуумна дъгогасителна камера Vi е закрепена към носача 11 чрез специален болт с ос 14 (фиг. 3). На ос 14 е лагерована тоководеща втулка 15 с рамо 16, на което са установени тоководещи ламели 17 с контактни пружини 18. Тоководещите ламели 17 контактуват периодично с неподвижен контактен елемент 19 свързан с тоководещ пръстен 20 установен аксиално около изолационния цилиндър 3. На края на всяка ламела 17 има лагерче 21, което облекчава свързването й с контактен елемент 19. На горното чело на втулката 15 е закрепена вилка 22, която периодично взаимодейства с дясната ролка 6. Към носача lie болтова връзка е закрепен носач 23, на който са установени тоководещи ламели 24 с пружини 25. Ламелите 24 контактуват с долната цилиндрична част на втулката 15. Към носача 23 е монтирана вертикална планка 26, на която е закрепена контактна дъга 27.Two metal supports 11 and 12 are mounted to the upper insulating disk 1, which carry two main vacuum arc extinguishing chambers Vi and V2. Between them is a carrier 13 which carries an auxiliary vacuum arc extinguishing chamber Vc. The main vacuum arc extinguishing chamber Vi is attached to the carrier 11 by means of a special bolt with an axis 14 (Fig. 3). On axis 14, a current-carrying sleeve 15 with an arm 16 is mounted on which current-carrying lamellas 17 with contact springs 18 are installed. lamella 17 has a bearing 21, which facilitates its connection with a contact element 19. A fork 22 is attached to the upper face of the sleeve 15, which periodically interacts with the right roller 6. A carrier 23 is attached to the carrier lie bolted connection, on which current-carrying lamellae are established 24 with springs 25. The lamellae 24 contact the lower cylindrical part of the sleeve 15. A vertical plate 26 is mounted on the carrier 23, on which a contact arc 27 is attached.

Контактната система закрепена на носача 12 на втората главна вакуумна дъгогасителна камера V2 е същата, но като огледален образ. Тук тоководещите ламели 17 периодично контактуват с неподвижен контактен елемент 28 свързан с втори тоководещ пръстен 29. Към долния метален диск 2 е свързан трети тоководещ пръстен 30.The contact system attached to the carrier 12 of the second main vacuum arc extinguishing chamber V2 is the same, but as a mirror image. Here, the current-carrying lamellae 17 periodically contact a fixed contact element 28 connected to a second current-carrying ring 29. A third current-carrying ring 30 is connected to the lower metal disk 2.

4/54/5

Върху носача 13 на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера Vee монтиран Г-образен изолационен елемент 31, на горното чело на който е установена контактна дъга 32. На вал 4, под задвижващото рамо 5, е лагеровано изолирано рамо 33, което носи контактни ламели 34 с контактни пружини 35. Рамо 5 е свързано с рамо 33 чрез известен съединител със свободен ход. Така, ако рамо 5 се завърти на целия ъгъл на превключване (примерно 150°), рамо 33 ще се завърти в края на превключването на малък ъгъл (примерно 30°). При това контактните ламели 34 периодично свързват контактната дъга 32 с една от контактните дъги 27 свързани към съответна главна вакуумна дъгогасителна камера Vi и V2. Резисторът R е свързан между контактна дъга 32 и носача 13 на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера Vc.An L-shaped insulating element 31 is mounted on the carrier 13 of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber Vee, on the upper face of which a contact arc 32 is established. On shaft 4, under the drive arm 5, an insulated arm 33 is mounted, which carries contact lamellae 34 with contact springs 35. Arm 5 is connected to arm 33 by a known freewheel coupling. Thus, if the arm 5 rotates through the full switching angle (eg 150°), the arm 33 will rotate at the end of the switching a small angle (eg 30°). In this case, the contact lamellae 34 periodically connect the contact arc 32 with one of the contact arcs 27 connected to a respective main vacuum arc extinguishing chamber Vi and V2. The resistor R is connected between the contact arc 32 and the carrier 13 of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber Vc.

Върху долния метален диск 2 са монтирани системите за изключване и включване на вакуумните дъгогасителни камери, като те са еднакви за всяка от тях. Подвижният контакт 36 на вакуумната дъгогасителна камера е свързан с долния метален диск 2 чрез планка 37 и гъвкава медна плетенка 38 (фиг. 6). Планката 37 е притисната към контакт 36 чрез специална шпилка 39 с водеща цилиндрична ос 40, на която е надянат плъзгач 41 с две лагерчета 42. Лагерчетата 42 са свързани с Г-образен лост 43 лагерован на носач 44. На върха на вертикалната част на лост 43 е монтирано задвижващо лагерче 45, което контактува с гърбичен диск 46 монтиран на вал 4. Плъзгачът 41 е подпрян от контактна пружина 47 и може да се премества и фиксира към ос 40 с цел да се регулира разтворът на контактите на вакуумната дъгогасителна камера. Изолационният диск 1 и металният диск 2 са свързани с три изолационни шпилки 48 с цел да са една носеща единица. Пръстените 20, 29 и 30 са фиксирани към изолационния цилиндър 3 чрез допълнителни връзки 49. В долната част на вал 4, под дис 2 е монтирано буферно тяло 50.On the lower metal disc 2, the systems for turning off and turning on the vacuum arc extinguishing chambers are mounted, and they are the same for each of them. The movable contact 36 of the vacuum arc extinguishing chamber is connected to the lower metal disk 2 through a plate 37 and a flexible copper braid 38 (Fig. 6). The plate 37 is pressed to a contact 36 by means of a special pin 39 with a leading cylindrical axis 40, on which a slider 41 with two bearings 42 is mounted. The bearings 42 are connected to an L-shaped lever 43 bearing on a carrier 44. On top of the vertical part of the lever 43 is mounted a drive bearing 45 which contacts a cam disc 46 mounted on shaft 4. The slider 41 is supported by a contact spring 47 and can be moved and fixed to the axis 40 in order to adjust the solution of the contacts of the vacuum arc extinguishing chamber. The insulating disk 1 and the metal disk 2 are connected by three insulating studs 48 in order to be one supporting unit. The rings 20, 29 and 30 are fixed to the insulating cylinder 3 by additional links 49. In the lower part of the shaft 4, under the disc 2, a buffer body 50 is mounted.

Действието на еднофазния мощностен превключвател е следното.The operation of a single-phase power switch is as follows.

Под въздействието на непоказан известен пружинен енергиен акумулатор вал 4 се завърта скокообразно обрано на часовата стрелка на ъгъл 150°. Дясната ролка 6 завърта вилка 22 и контактните ламели 17 на Vi се свързват с контактен елемент 19. Гърбицата 46 последователно включва Vc , H3icno4BaVi , включва V2 и изключва Vc. На края на превключването лявата ролка 6 взаимодейства с вилка 22 и отваря контактните ламели 17 на V2. Същевременно се превключват контактните ламели 34 от дъга 27 на V2 на дъга 27 на Vi.Under the influence of an unshown known spring energy accumulator, the shaft 4 is rotated in a 150° jump clockwise direction. The right roller 6 rotates the fork 22 and the contact lamellae 17 of Vi are connected to the contact element 19. The cam 46 successively turns on Vc , H3icno4BaVi , turns on V2 and turns off Vc. At the end of the shift, the left roller 6 interacts with the fork 22 and opens the contact lamellae 17 of V2. At the same time, the contact lamellae 34 are switched from arc 27 of V2 to arc 27 of Vi.

Claims

PATENT CLAIMS

1. A column-type step voltage regulator single-phase power switch containing two main vacuum arc extinguishing chambers and one auxiliary vacuum arc extinguishing chamber attached by means of supports to an insulating disk, above the supports of the main vacuum arc extinguishing chambers there is a contact system connected to a quick-acting disconnector, above the support on the auxiliary vacuum arc-extinguishing chamber there is a switching contact system, and below the vacuum arc-extinguishing chambers there are cut-off and on-off mechanisms mounted on a metal disk and controlled by a cam disk attached to a centrally located drive shaft, characterized in that each main vacuum arc-extinguishing chamber (Vi and V ₂ ) is attached to a metal carrier (11, 12) mounted on an insulating disk (1) by means of a special bolt with an axis (14), on which a current-carrying sleeve (15) with an arm (16) with current-carrying lamellae installed on it is mounted (17) connected alternatively with fixed contact elements (19, 28) mounted on insulators cylinder (3), on the upper face of the sleeve (15) a fork (22) is attached, which interacts with a drive roller (6) located on a drive arm (5) connected to a centrally located drive shaft (4), and on the corresponding metal carrier (11, 12) is a fixed carrier (23) with current-carrying lamellas (24) established on it, contacting the cylindrical lower part of the sleeve (15), and a vertical plate (26) carrying a contact arc is attached to the carrier (23) (27).

2. A single-phase power switch according to claim 1, characterized in that the supports (11, 12) of the two main vacuum arc extinguishing chambers (Vi and V2) are located on both sides of the support (13) of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber (Vc) , with the contact systems of the two main vacuum arc extinguishing chambers (Vi and V2) being mounted mirror-image to each other.

3. A single-phase power switch according to claims 1 and 2, characterized in that the two rollers (6) are mounted on an arc (7) held by an insulating element (8) to an arm (5), one roller interacting with the fork (22 ) of one main vacuum arc extinguishing chamber (Vi) and the other - with the fork (22) of the other main vacuum arc extinguishing chamber (V2).

4. A single-phase power switch according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the two contact arcs (27) terminate above the carrier (13) of the auxiliary vacuum arc extinguishing chamber (Vc) with a certain clearance between them and contact the arc ( 32) through contact lamellae (34) established on arm (33).