BG67168B1 - Трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение - Google Patents

Abstract

Мощностният превключвател има три фази, заемащи по един сектор от 120о. Върху носещ фланец (1) е монтиран пружинен-енергиен акумулатор (2). На три рейки (3) от изолационен материал са закрепени изолационен цилиндър (7), горен изолационен фланец (6) с резистори (16), среден изолационен фланец (5) с три главни вакуумни дъгогасителни камери (14) и три спомагателни вакуумни дъгогасителни камери (15) и долен метален фланец (4), на който е лагеруван общ главен задвижващ вал (9). Концентрично на него е лагеруван общ спомагателен тръбен задвижващ вал (31). На вала (9) има изолационен диск (40) с гърбици, които командват трите главни вакуумни камери (14), а на вал (31) има изолационен диск (45), който командва трите спомагателни вакуумни камери (15). Така се постига разделено изключване на номиналния и на циркулиращия токове. На вала (9) е закрепен изолационен диск (20) с носачи (22) с контактни палци (23), които свързват вътрешни контактни дъги (25) и външни контактни полудъги (26, 27) с изолационна междина, разположена на средата на съответната фаза. По аналогичен начин валът (31) има изолационен диск (32) с носачи (33) с палци (34), които също свързват вътрешни дъги (35) с външни полудъги (37,38) с изолационна междина, разположена в средата на съответната фаза, под първата междина. Двата търкалящи лагера (42, 47), които поотделно командват главните и спомагателните камери също са разположени един под друг в средата на съответната фаза.

Description

(54) ТРИФАЗЕН МОЩНОСТЕН ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛ С ВАКУУМНИ ДЪГОГАСИТЕЛНИ КАМЕРИ ЗА СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР НА НАПРЕЖЕНИЕ

Област на техниката

Изобретението се отнася до трифазен мощностен превключвател, който се използва в стъпален регулатор на напрежение. Стъпалните регулатори се вграждат в силовите трансформатори и регулират високото им напрежение под товар, т. е. без да се прекъсва електрозахранването на потребителите. Мощностният превключвател е предназначен за регулиране в звезден център и съдържа по една главна и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза. Те комутират разделено номиналния и циркулиращия ток.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е трифазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение [1], съдържащ по една главна и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза. Те са свързани с механични комутационни възли, чрез които се осъществява превключването. Вакуумните камери се отварят и затварят под въздействието на комплект гьрбични дискове, които се изместват аксиално от механизъм свързан с пружинененергиен акумулатор. Така в едната посока на превключване работят едни гьрбични дискове, а в другата посока - други гьрбични дискове. По този начин главната вакуумна дъгогасителна камера превключва първа и комутира номиналния ток, а спомагателната вакуумна дъгогасителна камера - втора и комутира циркулиращия ток. Има и паралелни на вакуумните дъгогасителни камери контактни възли, които в стационарно положение провеждат тока. Част от тези възли са монтирани по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър на маслен съд, в който е вграден мощностният превключвател. Пружинно-енергийният акумулатор е монтиран над контактната система, а под нея са разположени резистори. Под резисторите, над дъното на масления съд, има механизми за осъществяване на крайни механични блокировки и показване номера на работещото стъпало. Мощностният превключвател е на база на няколко патента за схемата на превключване, механичните комутационни елементи, връзката с пружинния акумулатор, паралелните контактни възли и др.

Недостатък на този мощностен превключвател е, че е сложен, с големи габарити и е тежък. Друг недостатък е, че при изваден мощностен превключвател част от контактните възли остават монтирани по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър на масления съд. При това положение не може да се направи пълноценна проверка на мощностния превключвател. Недостатък е и това, че механизмите, разположени на дъното на масления съд, са трудно достъпни за ревизия и ремонт. Усложнен е и масленият съд, тъй като има радиални проходни контактни елементи на изолационния цилиндър.

Известен е и друг трифазен мощностен превключвател [2], който е с изолирани фази, но може да се използва и за регулиране в звезден център. Трите фази са на едно ниво и всяка заема сектор от 120°. Всяка фаза съдържа главна вакуумна дъгогасителна камера с главна контактна система и спомагателна вакуумна дъгогасителна камера със спомагателна контактна система. Контактните системи съдържат по един контактен мост, който контактува с вътрешна контактна дъга и външна контактна дъга, разделена на две части от изолационна междина. Двете контактни системи са разположени една под друга над двете монтирани една до друга вакуумни камери. Задвижването на контактните мостове става от вертикален вал, лагеруван между два сектора. На този вал има гърбица, която въздейства върху лостова система за изключване и включване на вакуумните камери. Резисторите са разположени над контактните системи. Пружинният енергиен акумулатор е общ за трите фази и е разположен под тях. Между него и дъното на масления съд има механизми за задействане

BG 67168 Bl на пружинния акумулатор. Мощностният превключвател е закрепен към проходни конзолни контактни елементи, подредени кръгово на цилиндъра на масления съд.

Недостатък на този трифазен мощностен превключвател е, че е по-сложен и с по-големи габарити, поради факта, че е с изолирани фази. Друг недостатък е, че още в началото на превключването се получава голям съпротивителен момент, защото тогава гърбиците отварят три вакуумни камери. Това изисква пружинен акумулатор със специална конструкция.

Недостатък е и това, че пружинният акумулатор е при дъното на масления съд, където има и механизми за зареждане. Тези възли са недостъпни за наблюдение и контрол. Съществен недостатък е и това, че не се комутират разделено номиналният и циркулиращият ток. Също така е затруднено вкарването на мощностния превключвател в масления съд. Усложнен е и масленият съд, понеже има радиални проходни контактни елементи.

В друг известен трифазен мощностен превключвател [3] е постигнато разделено комутиране на номиналния и на циркулиращия ток. Той също съдържа три еднофазни изолирани фази, но може да се използва и за регулиране в звезден център. Устройството на всяка фаза е аналогично на това от [2]. Разликата е, че има два концентрично разположени задвижващи вала, от които централният вал работи с главната вакуумна камера, а тръбният вал - със спомагателната вакуумна камера. Изолационната междина на главната контактна система е разположена радиално до главната вакуумна камера, а изолационната междина на спомагателната контактна система - до спомагателната вакуумна камера. Централният вал е свързан горе с контактен мост, а долу - с гърбица, въздействаща на подвижния контакт на главната камера. Пружинно-енергийният акумулатор е разположен отдолу и е куплиран към централния вал с претоварващ съединител. Тръбният вал също има горе контактен мост, а долу - гърбица, въздействаща на подвижния контакт на спомагателната камера. Той е свързан с централния вал чрез съединител със свободен ход. В началото на превключването се изключва и включва главната вакуумна камера, като контактният й мост се завърта на половината от ъгъла на превключване. Претоварващият съединител приплъзва, а централният вал се спира от буфер. След това съединителят със свободен ход задейства спомагателната вакуумна камера чрез тръбния вал, който се завърта в рамките на втората половина от работния ъгъл. При обратното превключване последователността на действие е същата.

Недостатък на този мощностен превключвател е, че също е сложен и с големи габарити. Друг недостатък е, че претоварващият съединител трябва много добре да е оразмерен и настроен, тъй като при неточно действие мощностният превключвател ще се повреди. И тук са налице недостатъците отнасящи се до по-специалното изискване към силовата характеристика на пружинно-енергийния акумулатор и неговото разположение под контактната система. Усложнен е и масленият съд.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде трифазен мощностен превключвател за стъпален регулатор на напрежение с една главна вакуумна дъгогасителна камера и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, който да е с опростена конструкция, с малки габаритни размери и тегло. Комутирането на номиналния и на циркулиращия ток да е разделено, което да става при завъртане на задвижващия вал на не повече от 90. Пружинно енергийният акумулатор да е от стандартен тип. Масленият съд да няма механизми на дъното и радиални проходни контактни елементи. Мощностният превключвател да може лесно да се монтира в масления съд и да е достъпен за наблюдение.

BG 67168 Bl

Задачата е решена с трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение, съдържащ една главна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, свързана с главна контактна система и главен задвижващ вал с гърбица, която въздейства на търкалящ лагер от лостов механизъм за отваряне и затваряне на главната вакуумна дъгогасителна камера. Главната контактна система има вътрешна контактна дъга, свързана чрез контактни палци с външна контактна дъга разделена на две части от изолационна междина, разположена до вакуумната камера. Също така има и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, свързана със спомагателна контактна система и спомагателен задвижващ вал с гърбица, която въздейства на търкалящ лагер от лостов механизъм за отваряне и затваряне на спомагателната вакуумна камера. Спомагателната контактна система също има вътрешна контактна дъга, свързана чрез контактни палци с външна контактна дъга разделена на две части от изолационна междина, разположен до спомагателната вакуумна камера.

Съгласно изобретението, трите фази имат общ централно разположен главен задвижващ вал, свързан долу с трите главни вакуумни дъгогасителни камери чрез изолационен диск с гърбици и горе - с изолационен диск, носещ три носача на контактни палци, които свързват вътрешни контактни дъги и външни контактни полудъги с изолационна междина помежду им. Също така, трите фази имат общ спомагателен задвижващ тръбен вал, който е лагеруван върху главния задвижващ вал. Този спомагателен вал е свързан долу с трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери, чрез изолационен диск с гърбици, а горе - с изолационен диск, носещ три носача на контактни палци, свързващи вътрешни контактни дъги и външни контактни полудъги с изолационна междина помежду им. Изолационните междини на главната контактна система и на спомагателната контактна система са разположени една под друга в средата на фазата. Също така, двата търкалящи лагера са разположени един под друг в средата на фазата срещу изолационните междини. Взаимодействието между двата задвижващи вала се осъществява чрез лостово-зъбна предавка, която може да увеличи около два пъти завъртането на спомагателния задвижващ вал спрямо завъртането на главния задвижващ вал.

Лостово-зъбната предавка е съставена от лост, лагеруван на странично разположена ос. На края си лостът има зъбен венец, който е зацепен със зъбен венец върху долен диск на тръбния вал. На края на лоста, над зъбния венец е монтиран лагер, който влиза в контакт с рамо на главния вал след завъртането му на около 65°. В последните 25° от общото завъртане от 90° на главния вал лостово зъбната предавка завърта спомагателния вал на около 40°, в резултат на което работата на спомагателната контактна система е подобна на тази на главната контактна система.

Лостовият механизъм за отваряне и затваряне на вакуумните дъгогасителни камери е съставен от два Побразни носача, закрепени към долния метален фланец под двете вакуумни дъгогасителни камери на фазата, които са разположени една до друга симетрично на средата на фазата. На оси на П-образните носачи са лагерувани две рамена свързани чрез щифтове към подвижните контактни елементи на двете вакуумни дъгогасителни камери. Рамото на главната вакуумна камера има изместена към средата права опашка, на която е монтиран търкалящ лагер, а рамото на спомагателната вакуумна камера има Г-образна изместена към средата опашка, на която е монтиран втори търкалящ лагер. Така двата лагера са разположени един под друг в средата на фазата.

Носещата конструкция на мощностния превключвател е съставена от носещ фланец с монтиран върху него пружинен-енергиен акумулатор, три носещи изолационни рейки, изолационен цилиндър, горен изолационен фланец с резистори, среден изолационен фланец със закрепени на него три главни вакуумни дъгогасителни камери и три спомагателни вакуумни дъгогасителни камери и долен метален фланец. На него е лагеруван

BG 67168 Bl главният задвижваш вал, който в горния си край е свърза» със задвижващия в« на пружинно енергийния акумулатор чрез изоланионен вал с иолукарданни съединители. В долната си нает задвижващият вал има буфер и при необходимост - маховик.

Вътрешните контактни дъги на главната контактна система са монтирани на кръгъл изолационен носач, носен от три метални тоководещи колони, свързани с трите носещи глави на главните вакуумни камери.

Вътрешните контактни дъги на спомагателната контактна система са закрепени на три изолационни колони, хванати към средния изолационен фланец.

Всяка фаза има по два щепселни контакта, които контактуват със съответни контакти на известен маслен съд. Металният фланец на дъното има един щепселен контакт, чрез който се извежда звездния център.

Предимство на трифазния мощностен превключвател е, че е опростен, с малки габаритни размери и тегло. Комутирането на номиналния и на циркулиращия ток е разделено в рамките на ограничен ъгъл на завъртане от 90°. Друго предимство е, че няма специални изисквания към пружинно-енергийния акумулатор, тъй като големите съпротивителни моменти са в средния диапазон на завъртането. Превключването в двете посоки протича по еднакъв начин. Предимство е и това, че масленият съд е с опростена конструкция без механизми на дъното и странични проходни контакти, като мощностният превключвател се вгражда лесно в него и е достъпен за наблюдение и контрол.

Пояснение на приложените фигури

Примерно изпълнение на трифазния мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение, съгласно изобретението, е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през мощностния превключвател.

Фигура 2 - напречен разрез на три нива: I - над резисторите; 11 - над контактната система на главната вакуумна дъгогасителна камера; 111 - над контактната система на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера.

Фигура 3 - напречен разрез на други две нива: IV - над носачите на вакуумните дъгогасителни камери; V над зъбната предавка за задвижване на тръбния вал.

Фигура 4 - напречен разрез на още три нива: VI - над носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера; VII - над носача на главната вакуумна дъгогасителна камера; VIII - през основите на носачите на търкалящите лагери на двете вакуумни камери.

Фигура 5 - напречен разрез през носачите на търкалящите лагери в увеличен мащаб.

Примери за изпълнение на изобретението

Мощностният превключвател е закрепен на носещ фланец 1. Върху него е монтиран известен пружинененергиен акумулатор 2. Трите фази А, В и С заемат по един сектор от 120°. Контактната система е закрепена към носещия фланец 1 чрез три изолационни рейки 3. Носещата конструкция е съставена от долен метален фланец 4, среден изолационен фланец 5, горен изолационен фланец 6 и изолационен цилиндър 7. На долния фланец 4 има втулка 8, към вътрешната повърхност на която е лагеруван задвижващ вал 9. На долния му край са монтирани рамо 10, чрез което става буфериране в двете крайни положения и маховик 11. На средния изолационен фланец 5 чрез метални глави 12 и 13 са закрепени за всяка фаза по една главна вакуумна дъгогасителна камера 14 и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера 15. Над горния изолационен фланец 6 са разположени резистори 16. Връзката между задвижващ вал 17 на пружинно енергийния акумулатор 2 и горния край на вала 9 се осъществява от изолационен вал 18, който може да има на двата си края полукарданни съединители 19 с цел на компенсиране на малка несъосност. Главната вакуумна камера 14 е свързана е главна контактна система,

BG 67168 Bl съдържаща задвижващ изолационен диск 20, монтиран на вала 9 и изолационен носач 21, укрепен чрез три метални тоководещи носачи 22, които могат да бъдат оформени като колони към носещите глави 12 на трите главни вакуумни камери 14. По периферията на диска 20 са монтирани през 120° трите носача 22, към които са хванати контактни палци 23 чрез шпилки с контактни пружини 24. Върху носача 21 са закрепени три тоководещи вътрешни дъги 25, свързани електрически с главите 12 на главните вакуумни камери 17 чрез металните носачи 22. Към вътрешната повърхност на изолационния цилиндър 7 са хванати две полудъги 26 и 27, разделени от изолационна междина 28, разположена в средата на съответната фаза. За по-леко преминаване на контактните палци 23 през междината 28 може да се използват изолационна дъга 29 и ролки 30, монтирани към контактните палци 23.

Концентрично върху вала 9 е монтиран тръбен вал 31, свързан със спомагателна контактна система, аналогична на главната. Тя съдържа изолационен диск 32 с три носача 33 със спомагателни контактни палци 34. Вътрешни къси контактни дъги 35 са закрепени към три изолационни колони 36, монтирани върху фланеца 5. Външни контактни полудъги 37 и 38 също са разделени от изолационна междина 39, която е разположена под изолационната междина 28 в средата на съответната фаза. И тук може да се използват изолационната дъга 29 и ролките 30.

Към вала 9 е закрепен изолационен диск 40, който носи по една за всяка фаза гърбица 41 (фигура 4). По време на превключването съответната гърбица 41 въздейства върху търкалящ лагер 42, свързан с известна направляваща лостова система 43, отваряща и затваряща подвижния контактен елемент 44 на съответната вакуумна камера 14 и 15. По аналогичен начин и тръбният вал 31 има изолационен диск 45 с три гърбици 46, които въздействат на друг търкалящ лагер 47. По-подробно тази конструкция може да се види на фигури 4 и 5. Под всяка вакуумна камера 14 и 15 към фланеца 4 е закрепен по един П-образен носач 43. На монтирана на него ос 48 е лагерувано рамо 49, свързано чрез щифт 50 към подвижния контактен елемент 44 на съответната вакуумна камера. Двата търкалящи лагера 42 и 47 са разположени един под друг в средата на съответната фаза срещу двете изолационни междини 28 и 39. Лагерът 42 на главната вакуумна камера 14 е закрепен към рамото 49 чрез изместена права опашка 51, а лагерът 47 на спомагателната вакуумна камера 15 - чрез изместена Г-образна опашка 52.

Главният задвижващ вал 9 се завърта при едно превключване на 90°.

Главната вакуумна дъгогасителна камера 14 се изключва при завъртане от 25° и се включва при 65°, т. е. тя работи в диапазона от ±20° спрямо средното положение. През това време токът се провежда от спомагателната вакуумна дъгогасителна камера 15. При завъртане от 65° рамо 53, свързано с вала 9, въздейства върху лагер 54, монтиран на края на лост 55, който е лагеруван на вертикална ос 56. Лостът 55 има на края си зъбен венец 57, който е зацепен със зъбен венец 58 на долен диск 59 на тръбния вал 31. Съотношението на радиусите на зъбните венци на лоста 55 и диска 59 е такова, че през последните 25° от въртенето на вала 9 тръбният вал 31 извършва 40° завъртане, което осигурява работата на спомагателната вакуумна камера 15, аналогично на това на главната. Така се постига превключване еднакво и в двете посоки.

В допълнение всяка фаза има два щепселни контакта 60, които са свързани с контакти на известен и непоказан маслен съд. Звездният център се осъществява с шина 61 и щепселен контакт 62.

Claims (7)

1. Патентни претенции

   1. Трифазен мощностен превключвател с вакуумни дъгогасителни камери за стъпален регулатор на напрежение, съдържащ една главна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, свързана с главна контактна система и главен задвижващ вал с гърбица, въздействаща на търкалящ лагер от лостов механизъм за отваряне и затваряне на вакуумната дъгогасителна камера, като главната контактна система има вътрешна контактна дъга, свързана чрез контактни палци с външна контактна дъга с изолационна междина до вакуумната камера и също така съдържа една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, свързана със спомагателна контактна система и спомагателен задвижващ вал с гърбица, въздействаща на търкалящ лагер от лостов механизъм за отваряне и затваряне на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера, като спомагателната контактна система има вътрешна контактна дъга, свързана чрез контактни палци с външна контактна дъга с изолационна междина до спомагателната вакуумна камера, характеризираща се с това, че трите фази (А, В, С) имат общ централно разположен главен задвижващ вал (9), свързан долу с трите главни вакуумни дъгогасителни камери (14) чрез изолационен диск (40) с гърбица (41) и горе - с изолационен диск (20) носещ три метални тоководещи носача (22) на контактни палци (23), свързващи вътрешни контактни дъги (25) и външни контактни полудъги (26, 27) с изолационна междина (28) помежду им и също така трите фази (А, В, С) имат общ спомагателен тръбен задвижващ вал (31), лагеруван върху главния задвижващ вал (9) и свързан долу с трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери (15) чрез изолационен диск (45) с гърбици (46) и горе - с изолационен диск (32), носещ три носача (33) на контактни палци (34), свързващи вътрешни контактни дъги (35) и външни контактни полудъги (37, 38) с изолационна междина (39) помежду им, като двете изолационни междини (28, 39) са разположени една под друга в средата на фазата и двата търкалящи лагера (42, 47) също са разположени един под друг в средата на фазата, срещу изолационните междини, а между двата задвижващи вала (9, 31) е разположена лостово-зъбна предавка.
2. 2. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че лостовозъбната предавка е съставена от лост (55), лагеруван на странично разположена ос (56) и имаш на края си зъбен венец (57), зацепен със зъбен венец (58) върху долен диск (59) на тръбния вал (31), като на лоста (55) над зъбния венец (57) е монтиран лагер (54).
3. 3. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че лостовият механизъм за отваряне и затваряне на вакуумните дъгогасителни камери е съставен от два П-образни носача (43), закрепени към долен метален фланец (4) под двете вакуумни дъгогасителни камери (14, 15), разположени една до друга симетрично на средата на фазата, а на П-образните носачи (43) на оси (48) са лагерувани две рамена (49), свързани чрез щифтове (50) към подвижните контактни елементи (44) на двете вакуумни дъгогасителни камери (14, 15), като рамото (49) на главната дъгогасителна камера (14) има изместена към средата права опашка (51), на която е монтиран търкалящ лагер (42), а рамото (49) на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (15) има Г-образна изместена към средата опашка (52), на която е монтиран втори търкалящ лагер (47) така, че двата лагера (42 ,47) са разположени един под друг в средата на фазата.
4. 4. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1,2 и 3, характеризиращ се с това, че носещата конструкция на мощностния превключвател е съставена от носещ фланец (1), върху който е монтиран пружинноенергиен акумулатор (2), три носещи вертикални изолационни рейки (3), изолационен цилиндър (7), горен изолационен фланец (6) е резистори (16). среден изолационен фланец (5). със закрепени на него три главни вакуумни дъгогасителни камери (14) и три спомагателни вакуумни дъгогасителни камери (15) и долния метален фланец (4), на който е лагеруван главният задвижващ вал (9), свързан в горния си край със задвижващия вал (17) на пружинно енергийния акумулатор (2) чрез изолационен вал (18) с полукарданни съединители (19), като в долната си част задвижващият вал (9) има буфер (10) и при необходимост - маховик.
5. 5. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3 и 4, характеризиращ се с това, че вътрешните контактни дъги (25) на главната контактна система са монтирани на кръгъл изолационен носач (21), носен от трите метални тоководещи носачи (22), свързани с носещите глави (12) на трите главни вакуумни дъгогасителни камери (14), а вътрешните дъги (35) на спомагателната контактна система са закрепени към три изолационни колони (36), хванати към средния изолационен фланец (5).
6. 6. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3, 4 и 5, характеризиращ се с това, че всяка фаза има по два щепселни контакта (60) за контактуване със съответните контакти на маслен съд, а металният фланец (4) носи един щепселен контакт (62) за извеждане на звездния център.
7. 7. Трифазен мощностен превключвател съгласно претенции 1, 2, 3, 4 и 5, характеризиращ се с това, че метални тоководещи носачи (22) са изпълнени като колони.