BG113455A - Трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери - Google Patents

Abstract

Трифазният мощностен превключвател има три фази, всяка от които заема сектор от 120 градуса в носеща конструкция, съставена от кръгло метално дъно (1) и изолационен диск (2), свързани помежду си с три профилно оформени изолационни рейки (3), разположени между фазите. Всяка фаза има свой изолационен сегмент (4), на който са монтирани четен и нечетен неподвижен контактен елемент (5 и 6). Фазата има две главни вакуумни дъгогасителни камери (V1 и V2) и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (Vс), монтирани чрез метални носачи (8) на изолационния диск (2). На конзола (14) към всяка главна вакуумна дъгогасителна камера (V1 и V2) е разположен бързодействащ разединител, съдържащ вилка (10) с контактни палци (11). На горния край на задвижващ вал (15) е лагерована трилъчева звезда (20) с ролки (21) на краищата й, които взаимодействат с вилките (10). Трилъчевата звезда (20) се завърта обратно на посоката на въртене на вала (15) чрез лостово-кулисен механизъм, съдържащ рамо (26), лагеровано на пръстен (24), закрепен чрез три колони (23), закрепени на изолационния диск (2). На края на рамото (26) има ролка (21), която влиза в надлъжен канал (28) на единия лъч. Рамото (26) има перпендикулярно рамо (29), което чрез щанга (31) е свързано с монтирано на вала (15) задвижващо рамо (32). Под всяка вакуумна дъгогасителна камера има известен механизъм за отварянето и затварянето й по време на превключването. На удължените краища на рейките (3) е хванат изолационен диск (33), върху който са монтирани резистори (R). Към металното дъно (1) е закрепен пружинен енергиен акумулатор.

Description

ТРИФАЗЕН МОЩНОСТЕН ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛ С ВАКУУМНИ ДЪГОГАСИТЕЛНИ КАМЕРИ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до трифазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение, предназначен за регулиране под товар на силови трансформатори. В него се използват вакуумни дъгогасителни камери, които гасят електрическите дъги без да се замърсява трансформаторното масло.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е трифазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение (1), съдържащ носеща конструкция от кръгъл метален щит, изолационен цилиндър и изолационен кръгъл носач. Трите фази заемат по един сектор от 120°, като към изолационния носач за всяка фаза са монтирани една нечетна главна вакуумна дъгогасителна камера (ВДК), една четна главна ВДК и между тях - една спомагателна ВДК. Тези три ВДК са закрепени към изолационния носач чрез метални глави, а отдолу подвижният им контакт е свързан със задвижваща лостова система, контактуваща с командна гърбица, която е разположена на лагерован в средата на металния щит задвижващ вал. До всяка главна ВДК има по един неподвижен контактен елемент, закрепен към изолационния цилиндър. Връзката между контактните елементи и металните глави на главните ВДК се осъществява от разединители, задействани от диск, монтиран в горния край на задвижващ вал. Двете главни ВДК се свързват посменно чрез превключваща контактна система с контактен елемент, разположен над спомагателната ВДК. Контактната система се задейства от вертикална изолационна тръба, командвана от елементи, намиращи се в пружинененергиен акумулатор, монтиран под кръглия метален щит. Над контактната система има резистори.

Недостатък на известния трифазен мощностен превключвател е, че е със сложна конструкция, особено отнасяща се до устройството на

1/6 превключващата контактна система. Тя усложнява и пружинно-енергийния акумулатор, който не е унифициран с акумулаторите, използвани при други мощности превключватели.

Друг недостатък е, че разединителите на трите фази се командват от общи елементи. Това прави невъзможно да се създаде трифазен мощностен превключвател с изолирани фази, който да има аналогична конструкция на тази за регулиране в звезден център.

Известен е и друг трифазен мощностен превключвател (2) с поопростена конструкция. При него трите фази също заемат по един сектор от 120°. Носещата конструкция е от кръгъл метален щит и изолационен кръгъл носач свързани от изолационен цилиндър. Към изолационния носач чрез метални глави са закрепени една нечетна ВДК и една четна ВДК на фаза, а между тях се намира една спомагателна ВДК. Под всяка ВДК към металния щит е монтиран задвижващ механизъм свързан с подвижния контактен елемент на ВДК. Той се командва от гърбица монтирана на централно разположен задвижващ вал. Към изолационния цилиндър до всяка от нечетните главни ВДК е хванат нечетен неподвижен контактен елемент. Съответно до всяка четна ВДК има четен неподвижен контактен елемент. Към металния носач на всяка главна ВДК е монтиран бързодействащ разединител, който последователно по време на превключването се включва и изключва към съответния неподвижен контактен елемент чрез ролка закрепена на края на задвижващ лост. На вътрешния край на този лост има сателитно зъбно колело лагеровано на носеща конструкция и зацепено с централно зъбно колело монтирано в горния край на задвижващия вал. Тази конструкция осигурява обратно завъртане на лоста задействащ разединителите спрямо въртенето на задвижващия вал. Така всички контактни и задвижващи системи на всяка фаза са разположени в нейния сектор.

Недостатък на този мощностен превключвател е, че поради наличието на цял носещ изолационен цилиндър са затруднени монтажът и настройките на контактните системи. Затруднен е и демонтажът при необходимост от ревизия и ремонт.

Друг недостатък е, че е необходима много точна изработка и настройка на зъбните предавки с цел да се постигне синхронизирано отваряне и затваряне на бързодействащите разединители. Ще е необходимо да се използват специални стомани, които да осигурят малко механично износване на зъбните колела, тъй като увеличаването на хлабините може да доведе до разстройване на действието на бързодействащите разединители.

2/6

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да се създаде трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери, който да осигурява улеснени монтаж, настройки и демонтаж. Друга задача е да се създаде нов механизъм за обръщане на движението на лоста задействащ бързодействащите разединители, който да осигурява по-надеждно действие и повишен задвижващ момент в началото и в края на движението.

Задачата е решена с трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери, съдържащ три фази заемащи сектори от по 120° и разположени в изолационен цилиндър с кръгло метално дъно и изолационен кръгъл носач. Всяка фаза има две главни вакуумни дъгогасителни камери (ВДК) и една спомагателна ВДК разположена между тях. Трите ВДК са закрепени на метални носачи хванати към изолационния носач. Върху металните носачи на главните ВДК са монтирани бързодействащи разединители, а до всеки от тях има по един неподвижен контактен елемент закрепен към изолационния цилиндър. В средата на мощностния превключвател е разположен вертикален задвижващ вал, към горния край на който е монтиран механизъм задействащ бързодействащите разединители.

Съгласно изобретението, носещата конструкция е съставена от кръгло метално дъно и изолационен диск свързан чрез три профилно оформени изолационни рейки разположени между фазите. Всяка фаза има отделен изолационен сегмент, който носи нечетния и четния неподвижни контактни елементи.

Механизмът за обръщане на посоката на въртене е съставен от лагерована на горния край на задвижващия вал трилъчева звезда, на единия лъч на която е направен надлъжен канал. В него влиза ролка разположена на единия край на рамо лагеровано на другия край на хоризонтален пръстен хванат към изолационния диск чрез три колони. Рамото има второ перпендикулярно рамо свързано чрез щанга с рамо, неподвижно монтирано към задвижващия вал.

На края на всеки лъч на трилъчевата звезда има монтирано лагерче, което взаимодейства с вилките носещи контактните палци на бързодействащите разединители. Вилките са лагеровани на конзоли свързани с металните носачи на вакуумните дъгогасителни камери.

Профилно оформените изолационни рейки имат удължен горен край, към който се закрепва изолационен диск носещ резисторите.

3/6

Всички шарнирни връзки на механизма за обръщане на въртенето са Изградени на база търкалящи лагерчета.

На задвижващия вал, над гърбицата при необходимост може да се монтира маховик.

Предимство на трифазния мощностен превключвател съобразно изобретението е, че монтажът и настройките на механизмите на една фаза могат да се правят при свален изолационен сегмент. Това осигурява голяма достъпност и визуален контрол. След това сегментът се монтира и последователно се пристъпва към монтажа на останалите фази. Същото предимство е налице при демонтаж и ремонт. Друго предимство е, че механизмът за обръщане на въртенето е надежден и дълготраен. Лесно се настройва и осигурява необходимата прецизност на действие без да се изисква специална точност на изработване. Предимство е и това, че осигурява по-големи двигателни моменти в началото и края на превключването, когато има съпротивителни моменти от бързодействащите разединители.

ПОЯСНЕНИЯ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на трифазния мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери (ВДК), съгласно изобретението, е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през мощностния превключвател.

Фигура 2 - надлъжен разрез през механизма за задействане на бързодействащите разединители в увеличен мащаб.

Фигура 3 — поглед отгоре над една от фазите при махнати резистори, като другите непоказани фази са същите.

Фигура 4 - показаното на фиг. 3, но превключено в другото крайно положение.

Фигура 5 - зависимост на двигателния момент въздействащ на бързодействащите разединители от ъгъла на завъртане на задвижващия вал.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Носещата конструкция на мощностния превключвател е съставена от кръгло метално дъно 1, и кръгъл изолационен диск 2, свързани помежду си

4/6 с три профилно оформени изолационни рейки 3 разположени между трите фдзи заемащи по един сектор от по 120°. Всяка фаза има изолационен сектор 4 хванат към металното дъно 1 и изолационния диск 2 между изолационните рейки 3. На краищата на изолационния сектор 4 са монтирани нечетен неподвижен контактен елемент 5 и четен неподвижен контактен елемент 6. На изолационния диск 2 отгоре са хванати нечетен метален носач 7 с нечетна ВДК Vi, четен метален носач 8 с четна главна ВДК V2 и между тях - носач 9 със спомагателна ВДК V_c. Върху носач 8 е монтиран бързодействащ разединител съставен от вилка 10 носеща контактни палци 11 с контактни пружини 12. Вилката 10 е лагерована на ос 13 закрепена към носач 14 хванат към носач 8.

В средата на металното дъно 1 е лагерован вертикален задвижващ вал 15 с командна гърбица 16, буфер 17 и блокиращ двураменен лост 18 с лагер 19, който се задвижва от известен непоказан пружинен енергиен акумулатор.

На горния край на вал 15 е лагерована трилъчева звезда 20 с ролка или лагер 21 накрая на всеки лъч. Ролките 21 функционално взаимодействат с каналите на вилките 10, при което контактните палци 11 се свързват с контактни тела 22 свързани с горния край на неподвижните контактни елементи 5 и 6.

Трилъчевата звезда 20 се завърта от задвижващия вал 15 чрез лостово кулисен механизъм със следното устройство (показан на фиг. 2 в средно положение). На три колони 23 закрепени към изолационния диск 2 е монтиран хоризонтален пръстен 24, към който в средата на една от фазите е лагерован вал 25 с рамо 26. На края на рамото 26 има ос 27 с ролки, които влизат в радиален канал 28 на единия лъч на звездата 20. Рамото 26 има перпендикулярно рамо 29, на края на което на ос 30 е лагерована щанга 31. Тази щанга 31 е свързана в другия си край с рамо 32 неподвижно монтирано към вал 15.

Към удължения горен край на изолационните рейки 3 е свързан изолационен диск 33, който носи известни резистори R. На вал 15 е монтиран известен разединител със свободен ход 34, който задейства известна контактна система монтирана над носача 9 на спомагателната ВДК Vc. На фигурите не е показана, за да не ги усложнява.

Под всяка ВДК е монтирана известна система, която отваря или затваря конкретна ВДК по време на превключването. Тя е съставена от носач 35 закрепен към металното дъно 1, на който е лагерован Г-образен лост 36. На вертикалния край на лоста 36 е разположено лагерче 37, което

5/6 взаимодейства с командната гърбица 16. Хоризонталното рамо на лоста 36 е свързано с подвижния контакт 38 на съответната ВДК. Контактният натиск се осъществява от контактна пружина 39. При необходимост, на задвижващия вал 15, над гърбицата 16 може да се монтира маховик 40.

Действието на мощностния превключвател съгласно изобретението е следното. Известният пружинен-енергиен акумулатор, чрез лост 18 и лагер 19, завърта задвижващия вал 15 в едната посока на определен ъгъл при едното превключване и в обратната посока при следващото превключване. В конкретния случай, ъгълът на завъртане е 90°. Командната гърбица 16 въздейства върху лагерчетата 37 и осъществява известна последователност на отваряне и затваряне на конкретни ВДК.

При завъртането на вал 15 чрез рамо 32 и щанга 31 се завърта рамото 29, с което се завърта и рамо 26. Монтираната на края му ос с ролки 27 въздейства върху канала 28 на единия лъч на трилъчевата звезда 20, а монтираната на края на лъча ролка 21 затваря чрез вилка 10 контактната система 11 -22 още в началото на превключването (фиг. 3 и фиг. 4). В края на превключването се отваря контактната система 11-22 свързана с другата ВДКУь

При обратното превключване се затваря контактната система свързана с ВДК Vi и се отваря контактната система свързана с ВДК Va. Аналогично е действието на контактните системи на другите две фази, непоказани на фигурите, тъй като тяхната конструкция е същата.

От посочената последователност се вижда, че съпротивителните моменти от действието на бързодействащите разединители са само при началото и при края на превключването.

На фиг. 5 е показана силовата характеристика показваща зависимостта на двигателния момент Мд от ъгъла на завъртане а на вал 15. Тя е характерна за кулисните механизми и осигурява подходящи моменти за конкретния случай.

От фиг. 2 се вижда, че всички шарнирни връзки на лостово-кулисния механизъм са на база на търкалящи лагери. Това осигурява надеждна и дълговечна работа. Носещата конструкция на мощностния превключвател позволява, след сваляне на един от изолационните сегменти свързан с една от фазите, стабилността му да не се променя. По този начин значително се облекчава монтажът, настойката и демонтажът на тази фаза.

Claims (5)

1. 'Трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери, съдържащ три еднакви фази заемащи по един сектор от 120° в носеща конструкция съставена от кръгло метално дъно, кръгъл изолационен диск и изолационен цилиндър, като всяка фаза има една нечетна главна вакуумна дъгогасителна камера, една четна главна вакуумна дъгогасителна камера и спомагателна вакуумна дъгогасителна камера, закрепени чрез метални носачи към изолационния диск, върху металните носачи на главните вакуумни дъгогасителни камери са установени бързодействащи разединители взаимодействащи с неподвижни контактни елементи монтирани върху изолационния цилиндър, в средата на металното дъно е лагерован вертикален задвижващ вал, който в горната си част е свързан с механизъм обръщащ посоката на въртене на елементите командващи бързодействащите разединители, характеризиращ се с това, че носещата конструкция е съставена от кръгло метално дъно (1) и изолационен диск (2) свързани чрез три профилно оформени изолационни рейки (3) разположени между фазите и всяка фаза има отделен изолационен сегмент (4), който носи нечетен неподвижен контактен елемент (5) и четен неподвижен контактен елемент (6), а механизмът за обръщане посоката на въртене е съставен от лагерована на горния край на задвижващия вал (15) трилъчева звезда (20), на единия лъч е направен надлъжен канал (28), в който влиза ролка (27) разположена на единия край на рамо (26) лагеровано в другия си край (25) на хоризонтален пръстен (24) хванат към изолационния диск (2) чрез три колони (23), а рамото (26) има второ перпендикулярно рамо (29) свързано чрез щанга (31) с рамо (32) неподвижно монтирано към задвижващия вал (15).

2. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че на края на всеки лъч на трилъчевата звезда (20) има монтирано лагерче (21), което взаимодейства с вилките (10) носещи контактните палци (11) на бързодействащите разединители, а вилките (10) са лагеровани (13) на конзоли (14) свързани с металните носачи (7, 8) на главните вакуумни дъгогасителни камери (Vi и V2).

3. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че профилно оформените изолационни рейки (3) имат удължен горен край, към който се закрепва изолационния диск (33) носещ резисторите (R).

1/2

4. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2 и 3, .характеризиращ се с това, че всички шарнирни връзки на механизма за обръщане на въртенето са изградени на база на търкалящи лагерчета.

5. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3 и 4, характеризиращ се с това, че на задвижващия вал (15), над гърбицата (16), може да е монтиран маховик (40).