EA030580B1

EA030580B1 - Коммутационный аппарат для электроэнергетических систем

Info

Publication number: EA030580B1
Application number: EA201401234A
Authority: EA
Inventors: Алексей Михайлович Чалый; Владимир Юрьевич Ананьин; Александер Владимирович Душенко
Original assignee: Таврида Электрик Холдинг Аг
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2018-08-31
Also published as: EA201401234A3; EP2884518B1; ZA201408983B; GB2521135B; BR102014030715B1; GB201321787D0; CN104733224A; ES2933900T3; EA201401234A2; PL2884518T3; EP2884518A1; CN104733224B; BR102014030715A2; GB2521135A

Abstract

В изобретении описан коммутационный аппарат для использования с многофазной системой электропитания, содержащий выключающий узел, имеющий первый и второй контакты, переключаемые между замкнутым и разомкнутым положениями с помощью исполнительного органа выключающего узла, переключающий узел, соединенный с выключающим узлом и имеющий подвижный контакт, переключаемый по меньшей мере между двумя положениями с помощью исполнительного органа переключающего узла, и основание. Выключающий и переключающий узлы простираются от основания, и по меньшей мере часть исполнительного органа выключающего узла и по меньшей мере часть исполнительного органа переключающего узла располагаются у этого основания. Исполнительный орган переключающего узла содержит приводной вал, соединенный с приводным средством и простирающийся от основания вдоль оси срабатывания переключающего узла.

Description

Изобретение относится к коммутационному аппарату для электроэнергетических систем, в частности для использования в коммутационном оборудовании электроэнергетических систем.

Уровень техники

Известен коммутационный аппарат - выдвижной выключатель, выполняющий функции соединения и разъединения. Этот выдвижной выключатель выполнен с возможностью перемещения между положениями включения и выключения относительно корпуса коммутационного оборудования. В положении включения выдвижной выключатель выполняет функцию соединения, действуя как обычный прерыватель цепи. В положении выключения выдвижной выключатель выполняет функцию разъединения. Как правило, выдвижной выключатель содержит блокировочные устройства, препятствующие замыканию прерывателя цепи, когда он находится в промежуточном положении (между положениями включения и выключения), и препятствующие перемещению выдвижного выключателя, когда прерыватель цепи замкнут. Такая конструкция предусматривает перемещение сравнительно тяжелого выдвижного выключателя между положениями включения и выключения. Кроме того, перемещение в положение включения предполагает одновременное замыкание шести лепестковых контактов, для чего требуется приложить значительную силу к выдвижной тележке. Эти отличительные особенности оказывают отрицательное влияние на эксплуатационную простоту, проектную стоимость и надежность выдвижного выключателя.

Наряду с вышесказанным, в стандартных выдвижных выключателях не предусмотрена функция заземления, в связи с чем обычно требуется оснастить соответствующее коммутационное оборудование заземляющим разъединителем (ЗР). По соображениям безопасности ЗР должен быть связан с выдвижным устройством взаимной блокировкой, определяемой положением последнего, однако такая взаимная блокировка не может быть реализована непосредственно в выдвижном выключателе, поскольку ЗР представляет собой отдельное устройство. Поэтому установку и настройку ЗР необходимо осуществлять в процессе монтажа коммутационного оборудования. Эту процедуру обычно выполняют вручную, что может иметь следствием снижение надежности взаимной блокировки и безопасности системы.

Еще одна проблема, присущая данной конструкции, связана с необходимостью обеспечения соответствующей включающей способности для ЗР, поскольку он выполняет непосредственное заземление выходной цепи. Это может иметь следствием сокращение срока службы ЗР, что тоже отрицательно влияет на безопасность и надежность системы.

Другой известный сравнимый коммутационный аппарат содержит трехфазный вакуумный выключатель, соединенный с взаимной блокировкой с трехфазным трехпозиционным переключателем. Каждый полюс вакуумного выключателя содержит магнитный исполнительный орган. Оси переключателя и вакуумного выключателя являются взаимно перпендикулярными. Вследствие этого приводной механизм переключателя и исполнительные органы выключателя физически располагаются далеко друг от друга. Это препятствует достижению их надежной взаимосвязи и увеличивает общие габариты и стоимость устройства.

Другая стандартная конструкция содержит трехфазный вакуумный выключатель с единственным магнитным исполнительным органом, управляющим всеми тремя полюсами посредством механических связей. Она также содержит двухпозиционный переключатель (заземление-включение). Переключатель и вакуумный выключатель располагают средствами взаимной блокировки, устанавливаемыми в процессе монтажа коммутационного оборудования. Основным недостатком этой конструкции является отсутствие положения разъединения у переключателя. Это усложняет процедуру испытания высоковольтных кабелей, требуемую для многих применений. Кроме того, это препятствует использованию данного устройства в качестве точки разъединения, что также требуется в некоторых сетях энергоснабжения. Другая проблема данной конструкции заключается в том, что переключатель и вакуумный выключатель представляют собой отдельные устройства. Это увеличивает зависимость узла взаимной блокировки от человеческого фактора, что снижает надежность и безопасность всей конструкции. Еще одна проблема данного устройства связана с использованием исполнительного органа, общего для всех полюсов вакуумного выключателя. Это требует добавления механической связи между полюсами, передающей значительное усилие, что снижает надежность вакуумного выключателя.

Существует потребность в коммутационном аппарате, в котором были бы устранены, по меньшей мере, некоторые из вышеупомянутых проблем.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предлагается коммутационный аппарат для электроэнергетической системы, содержащий выключающий узел, имеющий первый и второй контакты, переключаемые между замкнутым и разомкнутым положениями с помощью исполнительного органа выключающего узла, переключающий узел, соединенный с упомянутым выключающим узлом и имеющий подвижный контакт, переключаемый между по меньшей мере двумя положениями с помощью исполнительного органа переключающего узла, и основание, причем упомянутые выключающий и переключающий узлы простираются (отходят) от упомянутого основания, и по меньшей мере часть упомянутого исполнительного органа выключающего узла и по меньшей мере часть упомянутого исполнительного органа переключающего узла располагаются у этого основания.

- 1 030580

Согласно изобретению выключающий узел имеет ось срабатывания, вдоль которой может перемещаться по меньшей мере часть исполнительного органа выключающего узла, а переключающий узел имеет ось срабатывания, вдоль которой может перемещаться упомянутый подвижный контакт, причем выключающий и переключающий узлы простираются от основания таким образом, что упомянутые соответствующие оси срабатывания являются, по существу, параллельными друг другу. Переключающий узел содержит несколько неподвижных контактов, а упомянутый подвижный контакт может перемещаться относительно этих неподвижных контактов между упомянутыми по меньшей мере двумя разными положениями, причем по меньшей мере в одном из этих положений подвижный контакт создает электрическое соединение между двумя неподвижными контактами. Исполнительный орган переключающего узла содержит приводной вал, соединенный с приводным средством, расположенным у основания, и простирающийся от основания вдоль оси срабатывания переключающего узла, а подвижный контакт соединяется с приводным валом для перемещения вдоль оси срабатывания переключающего узла в ответ на вращение приводного вала приводным средством.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения выключающий и переключающий узлы простираются от основания таким образом, что упомянутые соответствующие оси срабатывания являются, по существу, перпендикулярными основанию.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения подвижный контакт переключающего узла выполнен с возможностью переключения между тремя положениями, а именно положением включения, положением выключения и положением заземления. Коммутационный аппарат содержит, в основном, первую и вторую контактные группы, выключающий узел и переключающий узел, соединенные последовательно между первой и второй контактными группами, причем упомянутые по меньшей мере два положения переключающего узла включают положение включения, в котором между первой и второй контактными группами создается или разрывается электрическое соединение в зависимости от того, находятся ли упомянутые первый и второй контакты соответственно в замкнутом или разомкнутом положении, а также, в предпочтительном варианте осуществления, включают положение выключения, в котором вторая контактная группа электрически изолируется от первой контактной группы, и, в предпочтительном варианте осуществления, включают положение заземления, в котором вторая контактная группа соединяется с электрическим заземлением, когда упомянутый выключающий узел находится в замкнутом положении.

Коммутационный аппарат, предлагаемый в настоящем изобретении, может быть выполнен в виде отдельного блока, или моноблока, и/или встроен в электрическое коммутационное оборудование.

Коммутационный аппарат, предлагаемый в настоящем изобретении, может включать приводное средство с ручным управлением и основание, причем в предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутое основание выполнено с возможностью установки в нем, съемным образом, управляемого вручную элемента для управления упомянутым приводным средством, либо управляемый вручную элемент соединяется с упомянутым приводным средством у упомянутого основания.

Прочие преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области после ознакомления с представленным ниже описанием конкретного варианта осуществления изобретения, приведенного со ссылками на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено, в качестве примера, описание одного из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых показано

фиг. 1 - перспективное изображение коммутационного аппарата согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 - перспективное изображение аппарата, показанного на фиг. 1, с удаленной изоляцией некоторых элементов;

фиг. 3 - вид сбоку в разрезе одного полюса коммутационного аппарата, показанного на фиг. 1; фиг. 4А, 4Б и 4В - переключатель, являющийся частью аппарата, представленного на фиг. 1, и показанный в положениях включения, выключения и заземления;

фиг. 5 - схематические изображения (обозначенные A-F), иллюстрирующие шесть рабочих состояний аппарата, показанного на фиг. 1.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

На приведенных чертежах показан коммутационный аппарат, обозначенный как целое ссылочным номером 10 и представляющий собой один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Аппарат 10 содержит первую и вторую контактные группы 12а, 12b для соединения с соответствующими электрическими проводниками (не показаны), которые могут представлять собой, например, линию электропитания, электрическую шину или их часть. Например, первая контактная группа 12а может быть соединена с частью системы электропитания (не показана), а вторая контактная группа 12b - с линией подачи электрической энергии к какому-либо электрическому устройству (не показано) либо к другой части этой системы.

Коммутационный аппарат 10 содержит выключающий узел 14, соединенный с переключающим узлом 16. Выключающий узел 14 выполнен с возможностью создания или разрыва электрического соеди- 2 030580

нения между контактными группами 12а, 12b. Выключающий узел 14 содержит электрические контакты 15а, 15b, по меньшей мере один из которых выполнен с возможностью перемещения относительно другого между замкнутым и разомкнутым положениями. В замкнутом положении контакты 15а, 15b создают электрическое соединение, а в разомкнутом положении разрывают его. Выключающий узел 14 также содержит исполнительный орган 18 для перемещения контактов (15а, 15b) между замкнутым и разомкнутым положениями. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения исполнительный орган 18 имеет ось срабатывания А1-А1', которая соответствует продольной оси выключающего узла 14, а также, в предпочтительном варианте, направлению движения контактов 15а, 15b. Один из этих контактов, 15b, электрически соединен с контактной группой 12b. Другой контакт, 15 а, может быть электрически соединен с контактной группой 12а посредством переключающего узла 16, как это более подробно описано ниже. В типичных вариантах осуществления настоящего изобретения выключающий узел 14 реагирует на обнаруженное состояние неисправности, переходя из замкнутого положения в разомкнутое. Например, выключающий узел 14 может содержать выключатель, обычно средневольтный (СВ) или высоковольтный (ВВ), например вакуумный выключатель. В данном примере контакты 15а, 15b встроены в вакуумный прерыватель 20. Исполнительный орган 18 может включать электромагнитный актюатор 22 (именуемый также магнитным актюатором), соединенный с контактами 15а, 15b натяжным изолятором 24 или другим подходящим соединительным устройством, которое может перемещаться в направлении А1-А1' под действием актюатора 22. В приведенном ниже описании предполагается, что выключающий узел 14 представляет собой вакуумный выключатель. Следует, однако, иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления.

Переключающий узел 16 выполнен с возможностью нахождения в любом из нескольких положений, включающих положение включения (фиг. 5, схемы Е и F) и любое из двух следующих положений или оба эти положения, а именно положение выключения (фиг. 5, схемы С и D) и положение заземления (фиг. 5, схемы А и В). В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения в переключающем узле 16 предусмотрены все три из упомянутых положений. Переключающий узел 16 и вакуумный выключатель 14 соединены последовательно между контактными группами 12а, 12b. Когда переключающий узел (переключатель) находится в положении включения, электрическое соединение между контактными группами 12а, 12b создается или разрывается в зависимости от того, находится ли вакуумный выключатель 14, подсоединенный между этими контактными группами, соответственно в замкнутом или разомкнутом положении. Когда переключатель 16 находится в положении выключения, контактная группа 12b является электрически изолированной от контактной группы 12а. Когда переключатель 16 находится в положении заземления, контактная группа 12b является соединенной с электрическим заземлением (в данном примере - когда вакуумный выключатель 14 замкнут).

Аппарат 10 подходит, в частности, для использования с многофазными системами электропитания и в этом случае может подсоединяться к многофазной линии электропитания или к электрической шине, где для каждой фазы предусмотрен соответствующий электрический проводник (на фиг. 3, 4 и 5 показана только одна фаза). Поэтому аппарат 10, в частности, содержит соответствующий полюс коммутации для каждой фазы. Каждый полюс коммутации содержит соответствующую пару, состоящую из вакуумного выключателя 14 и переключателя 16 (т.е. многополюсного, или многофазного, вакуумного выключателя и многополюсного переключателя), причем каждый полюс каждого из этих узлов обладает отличительными признаками, описанными выше и ниже применительно к одному из этих полюсов. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения аппарат 10 содержит три таких полюса коммутации, что лучше всего видно на фиг. 1 и 2. Этот вариант осуществления описан ниже со ссылками на фиг. 3-5 применительно к одному полюсу коммутации, но данное описание применимо и к другим полюсам.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения коммутационный аппарат 10 выполнен в виде устройства, или моноблока, 30, содержащего пару вакуумный выключатель 14/переключатель 16 для каждой фазы/каждого полюса. Устройство 30 содержит корпусную деталь 32 для поддержки и/или размещения полюсов (вакуумных выключателей и переключателей) и связанных с ними компонентов аппарата 10. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения корпусная деталь 32 содержит основание 34, например включающее пластину и несущее, обычным образом, полюса с вакуумными выключателями и переключателями. Корпусная деталь 32 может также включать кожух (не показан), вмещающий в себя полюса с вакуумными выключателями и переключателями, а также в предпочтительном варианте основание 34. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения часть 36 кожуха вмещает основание 34 и включает панель 38 управления, на которой размещаются один или более органов 40 управления, регулируемых вручную и служащих для управления аппаратом 10 как более подробно описано ниже. Форму и размеры корпусной детали можно выбрать таким образом, чтобы она надевалась на часть 36 кожуха и оставляла открытой панель 38 управления.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения один конец 42, 44 каждого из вакуумных выключателей 14 и переключателей 16 соединен с основанием 34 и выступает из последнего, в предпочтительном варианте, по существу, перпендикулярно. Соответствующие продольные оси вакуумного выключателя 14 (А1-А1') и соответствующего переключателя 16 (А2-А2') проходят, по существу, параллельно друг другу, что лучше всего видно на фиг. 3. Направление осей А1-А1' и А2-А2' в

- 3 030580

контексте настоящего описания принимается за продольное направление устройства 30. В каждом полюсе вакуумный выключатель 14 и соответствующий переключатель 16 расположены на некотором расстоянии друг от друга в первом поперечном направлении, перпендикулярном продольному направлению. Вакуумный выключатель 14 и переключатель 16 каждого полюса расположены на некотором расстоянии от вакуумного выключателя 14 и переключателя 16 каждого другого полюса во втором поперечном направлении, перпендикулярном продольному направлению и первому поперечному направлению. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения переключатель 16 и вакуумный выключатель 14 снабжены электроизолирующей крышкой.

В предпочтительном варианте осуществления устройства 30 для каждого полюса коммутации предусмотрены контактные группы 12а, 12b для соединения устройства 30 с требуемыми внешними проводниками (не показаны). Контактная группа 12а соединяется с переключателем 16, а контактная группа 12b - с контактом 15b вакуумного выключателя. Контактные группы 12а, 12b могут быть встроены в кожух.

В предпочтительном варианте осуществления переключатель 16 содержит несколько неподвижных контактов 50а, 50b, 50c, 50d и один подвижный контакт 52. Подвижный контакт 52 может перемещаться относительно неподвижных контактов между по меньшей мере двумя разными положениями, по меньшей мере в одном из которых он входит в соприкосновение с двумя соответствующими неподвижными контактами, создавая электрическое соединение между ними, причем каждое положение соответствует одному из положений переключателя, описанных выше. Соответственно этому, неподвижные контакты 50 и подвижный контакт 52 являются электропроводящими, например выполненными из металла. Как лучше всего показано на фиг. 4А-4В, в иллюстрируемом варианте осуществления изобретения предусмотрено четыре неподвижных контакта: контакт 50а, электрически соединенный с заземлением, контакты 50b и 50с, электрически соединенные с контактом 15а вакуумного выключателя 14 (и электрически изолированные от заземления и от контактной группы 12а), и контакт 50d, электрически соединенный с контактной группой 12а. Подвижный контакт 52 может перемещаться, занимая любое из трех положений, соответствующих положениям включения, выключения и заземления, описанным выше. При вхождении подвижного контакта 52 в соприкосновение с контактами 50а и 50b достигается положение заземления (фиг. 4В). При вхождении подвижного контакта 52 в соприкосновение с контактами 50b и 50с достигается положение выключения (фиг. 4Б). При вхождении подвижного контакта 52 в соприкосновение с контактами 50с и 50d достигается положение включения (фиг. 4А). Для обеспечения заземления в соответствующем положении основание 34 заземляют любым стандартным способом.

В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения (не иллюстрируемых) эти три положения могут достигаться с помощью неподвижных контактов, число которых меньше четырех. Например, контакты 50b и 50с можно заменить единственным контактом, промежуточным для контактов 50а и 50d, при этом подвижный контакт будет перемещаться между тремя положениями: положением заземления, в котором он входит в соприкосновение как с контактом 50а, так и с промежуточным контактом, положением включения, в котором он входит в соприкосновение с контактом 50d и с промежуточным контактом, и положением выключения, в котором он входит в соприкосновение только с промежуточным контактом. Еще в одном альтернативном варианте подвижный контакт 52 может занимать положение, в котором он не входит в соприкосновение ни с одним из неподвижных контактов (положение выключения). В других вариантах осуществления (не иллюстрируемых) в переключателе может быть предусмотрено только одно из положений выключения и заземления, и в этих случаях, как будет ясно специалисту в данной области, можно отказаться от одного или более из неподвижных контактов.

В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения (не иллюстрируемых) неподвижный контакт 50d (и, следовательно, и контакт 12а) может быть предусмотрен не в моноблоке 30, а в другой части электрической системы, в которую встроен этот моноблок 30. Например, устройство 30 может быть встроено в коммутационное оборудование (не показано) электрической системы, при этом контакт 50d (и контакт 12а) располагается в этом оборудовании вне устройства 30.

Неподвижные контакты 50b, 50с электрически соединяются с контактом 15а вакуумного выключателя 14 посредством электрического соединительного элемента 54, который может содержать электрическую шину, в частности соединительный элемент 54 может быть выполнен с возможностью обеспечения механической опоры между переключателем 16 и вакуумным выключателем 14, например путем придания ему формы шины, могущей обеспечивать механическую опору (например, благодаря ее размерам и/или материалу, из которого она изготовлена), и/или путем использования, дополнительно к средствам электрического соединения, одного или более элементов, обеспечивающих механическую опору.

В предпочтительном варианте осуществления неподвижные контакты 50а, 50b, 50c, 50d находятся на некотором расстоянии друг от друга вдоль продольной оси А2-А2' переключателя 16 и располагаются друг относительно друга на одной прямой в этом направлении. В предпочтительном варианте осуществления каждый из неподвижных контактов 50а, 50b, 50c, 50d содержит кольцо, причем эти кольца в предпочтительном варианте расположены соосно друг другу и в предпочтительном варианте центрированы относительно оси А2-А2'.

- 4 030580

смотренными положениями вдоль оси срабатывания, которая в предпочтительном варианте простирается в продольном направлении А2-А2'. Исполнительный орган может быть выполнен в любой подходящей форме, но в иллюстрируемом варианте осуществления изобретения он содержит приводной вал 56, который в предпочтительном варианте осуществления является электроизолированным и соединен с контактом 52. Продольная ось приводного вала 56 совпадает с осью А2-А2', при этом соединение выполнено таким образом, что вращение приводного вала 56 вокруг его продольной оси А2-А2' приводит к перемещению контакта 52 в продольном направлении А2-А2'. В иллюстрируемом варианте осуществления соединение между контактом 52 и приводным валом 56 обеспечивается посредством винтовой резьбы (не показана) на поверхности вала 56 и соответствующей резьбовой втулки 58 на контакте 52. Можно использовать и альтернативные виды соединений, например предусмотреть спиральный кулачок на валу 56 и соответствующий следящий элемент кулачка на контакте 52. Приводное средство для вращения приводного вала 56 в предпочтительном варианте располагается в устройстве 30 у основания 34, в предпочтительном варианте - внутри части 36 кожуха. Приводной вал 56 соединяется с основанием 34 с помощью приводного средства. Приводное средство может быть выполнено в любой подходящей форме и может управляться вручную, например содержать одно или более зубчатых колес 60 и/или управляемые вручную рукоятки, рычаги или другие органы ручного управления (не показаны). В альтернативном варианте осуществления приводное средство может приводиться в движение приводом, и в этом случае у основания 34 может располагаться двигатель или другое приводное устройство. В более широком аспекте является предпочтительным, чтобы по меньшей мере часть исполнительного органа для перемещения контакта 52 располагалась у основания 34, в предпочтительном варианте - внутри части 36 кожуха.

В иллюстрируемом варианте осуществления настоящего изобретения подвижный контакт 52 содержит полый корпус, в предпочтительном варианте имеющий, по существу, цилиндрическую форму. Резьбовая втулка 58 располагается внутри корпуса 52. Корпус 52 в предпочтительном варианте располагается соосно с неподвижными контактами 50, в частности, когда они имеют форму колец, причем размеры контактов 50 выбирают таким образом, чтобы они надевались на подвижный контакт 52. В предпочтительном варианте предусматриваются средства для предотвращения проворачивания подвижного контакта 52 по мере его перемещения между возможными положениями. Например, можно предусмотреть вводимые в зацепление друг с другом штыревые и гнездовые элементы (не показаны; например, один или более штырьков и одна или более канавок), одни из которых могут располагаться на подвижном контакте 52, а другие, по меньшей мере на одном, а, в частности, на всех неподвижных контактах 50. Например, в одном или более мест по окружности внутренней поверхности одного или более контактов 50 можно предусмотреть одну или более продольно простирающихся канавок, а подвижный контакт может содержать один или более соответствующих выступов, простирающихся от его наружной поверхности в месте совмещения с канавкой (-ами), или наоборот. В любом случае вращение приводного вала 56 вызывает прямолинейное перемещение контакта 52 между его возможными положениями. В одном из альтернативных вариантов осуществления изобретения (не иллюстрируемом) размеры и положение одного или более из неподвижных контактов выбирают таким образом, чтобы они располагались внутри, а не вокруг подвижного контакта 52.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения соответствующие исполнительные органы для переключателей 16 в каждом полюсе коммутации соединяются друг с другом таким образом, чтобы соответствующие контакты 52 перемещались одновременно и одинаковым образом (в смысле скорости и направления). Как видно, в частности, из примера, показанного на фиг. 2, соответствующий приводной вал 56 каждого полюса коммутации соединяется с соответствующим зубчатым колесом 60, причем зубчатые колеса 60 являются частями редуктора 62, что обеспечивает одновременное приведение в движение этих зубчатых колес 60. Редуктор 62 включает ведомое зубчатое колесо 64, с которым соединяются зубчатые колеса 60, в предпочтительном варианте с одинаковым передаточным отношением. Ведомое зубчатое колесо 64 может приводиться в движение вручную, например с помощью съемной рукоятки (не показана). В альтернативном варианте осуществления ведомое зубчатое колесо 64 может приводиться в движение приводом, как описано выше. Редуктор 62 располагается у основания 34, в предпочтительном варианте - внутри части 36 кожуха.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть исполнительного механизма вакуумного выключателя 14 (или другого средства коммутации) располагается у основания 34, в предпочтительном варианте - внутри части 36 кожуха. В иллюстрируемом варианте осуществления у основания 34 располагается актюатор 22.

Панель 38 управления может содержать один или более органов управления, регулируемых вручную, например тумблеров, круглых и иных ручек, для управления переключателем 16 и/или вакуумным выключателем 14. В иллюстрируемом варианте осуществления панель 38 управления содержит прорезь 39 для установки съемной рукоятки (не показана) для приведения в действие редуктора 62.

Все компоненты, имеющие отношение к настоящему изобретению и упомянутые выше, могут монтироваться, крепиться или иным образом устанавливаться на основании 34 любым удобным стандартным способом.

- 5 030580

Ясно, что коммутационный аппарат 10, соответствующий настоящему изобретению, может быть реализован в виде устройства 30, которое может быть выполнено как отдельный блок, либо встроено в коммутационное оборудование (не показано). Данное устройство может быть встроено непосредственно в коммутационное оборудование или в другую часть системы электропитания, особенно средневольтной (СВ) или высоковольтной (ВВ). Настоящее изобретение в его предпочтительных вариантах осуществления может использоваться для соединения двух трехфазных линий или электрических шин, включающих трехфазный вакуумный выключатель, каждый полюс которого содержит вакуумный прерыватель 20 и исполнительный орган 18. Исполнительный орган 18 вакуумного выключателя и контакты 15а, 15b совершают прямолинейное движение, при этом ось срабатывания благоприятным образом совпадает с осью перемещения контакта вакуумного выключателя. По меньшей мере часть актюатора располагается на заземленном основании, в предпочтительном варианте - внутри последнего. Аппарат 10 в предпочтительном варианте осуществления также содержит трехфазный трехпозиционный (заземление, выключение, включение) линейный переключатель 16, последовательно соединенный с трехфазным вакуумным выключателем. Полюса переключателя параллельны полюсам вакуумного выключателя, и по меньшей мере часть 60, 62, 64 приводного механизма переключателя благоприятным образом располагается на том же основании/каркасе, что и исполнительный орган 18 вакуумного выключателя (или по меньшей мере часть его актюатора 22).

Аппарат 10 и устройство 30, в частности, включают не показанные на чертежах средства взаимной блокировки срабатывания вакуумного выключателя 14 и переключателя 16. Эти средства взаимной блокировки благоприятным образом обеспечивают возможность предотвращения срабатывания переключателя 16 при замкнутом вакуумном выключателе и замыкания вакуумного выключателя при нахождении переключателя 16 в промежуточном положении. Например, для соответствия аппарата 10 и устройства 30 требованиям Международной электротехнической комиссии (МЭК) необходима реализация, по меньшей мере, следующих функций взаимной блокировки: предотвращение движения переключателя при разомкнутом вакуумном выключателе и предотвращение замыкания вакуумного выключателя при нахождении переключателя в промежуточном положении (не в положениях включения, выключения или заземления). Средства взаимной блокировки могут быть выполнены в виде любых подходящих механических и/или электрических элементов.

Ясно, что в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения переключатель 16 и вакуумный выключатель 14 объединены в один узел, при этом соответствующие продольные оси каждого полюса переключателя 16 и вакуумного выключателя 14 являются, по существу, параллельными, так что соответствующие активируемые компоненты перемещаются, по существу, в параллельных направлениях. Кроме того, по меньшей мере часть соответствующих исполнительных и/или рабочих механизмов расположена на общем основании, где может располагаться и панель 38 управления пользователя. Это упрощает общую конструкцию, в частности средства взаимной блокировки. Наконец, переключатель 16, соответствующий предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, имеет сравнительно небольшие размеры (например, расстояние, необходимое для размещения редуктора 62, в целом составляет менее 50 мм и не зависит от величины рабочего хода переключателя). Это позволяет выполнить аппарат 10 сравнительно небольшим в продольном направлении и облегчает реализацию положения выключения.

Изобретение в предпочтительных вариантах его осуществления обладает по сравнению с традиционными конструкциями, описанными выше, следующими преимуществами: сниженная стоимость, уменьшенные размеры, повышенные безопасность и надежность, простота работы и улучшенная функциональность.

Изобретение не ограничивается вариантом(ами) осуществления, представленным(и) в данном описании, и может быть изменено или модифицировано в пределах его объема.

- 6 030580

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Коммутационный аппарат для электроэнергетической системы, содержащий выключающий узел, имеющий первый и второй контакты, переключаемые между замкнутым и разомкнутым положениями с помощью исполнительного органа выключающего узла;

переключающий узел, соединенный с выключающим узлом и имеющий подвижный контакт, переключаемый между по меньшей мере двумя положениями с помощью исполнительного органа переключающего узла; и

основание,

причем выключающий и переключающий узлы отходят от упомянутого основания,

по меньшей мере часть исполнительного органа выключающего узла и по меньшей мере часть исполнительного органа переключающего узла располагаются у этого основания,

выключающий узел имеет ось срабатывания, вдоль которой может перемещаться по меньшей мере

часть исполнительного органа выключающего узла, а переключающий узел имеет ось срабатывания, вдоль которой может перемещаться упомянутый подвижный контакт, причем выключающий и переключающий узлы отходят от основания таким образом, что упомянутые соответствующие оси срабатывания, по существу, параллельны друг другу,

переключающий узел содержит несколько неподвижных контактов, а упомянутый подвижный контакт имеет возможность перемещения относительно этих неподвижных контактов между упомянутыми по меньшей мере двумя разными положениями, причем по меньшей мере в одном из этих положений подвижный контакт создает электрическое соединение между двумя неподвижными контактами,

исполнительный орган переключающего узла содержит приводной вал, соединенный с приводным средством, расположенным у основания, и отходящий от основания вдоль оси срабатывания переключающего узла, а подвижный контакт соединяется с приводным валом для перемещения вдоль оси срабатывания переключающего узла в ответ на вращение приводного вала приводным средством.
2. Коммутационный аппарат по п.1, в котором выключающий узел и переключающий узел имеют оси срабатывания, по существу, перпендикулярные основанию.
3. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один, в частности только один, из упомянутых первого и второго контактов может перемещаться в направлении оси срабатывания выключающего узла между упомянутыми разомкнутым и замкнутым положениями.
4. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором исполнительный орган выключающего узла содержит актюатор, предпочтительно электромагнитный актюатор, причем этот актюатор расположен у основания и, в частности, имеет возможность перемещения в направлении оси срабатывания выключающего узла.
5. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором первый и второй контакты встроены в вакуумный прерыватель или в котором выключающий узел содержит выключатель, в частности вакуумный выключатель.
6. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором неподвижные контакты располагаются на расстоянии друг от друга и выровнены друг относительно друга вдоль оси срабатывания переключающего узла и, в частности, каждый из неподвижных контактов содержит кольцо, причем эти кольца предпочтительно расположены соосно друг другу и центрированы относительно оси срабатывания переключающего узла.
7. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором приводное средство содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо, расположенное у основания.
8. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором подвижный контакт имеет полый корпус, предпочтительно имеющий, по существу, цилиндрическую форму, и в котором, в частности, каждый из неподвижных контактов содержит кольцо, а форма и размеры упомянутого корпуса выбираются таким образом, чтобы он вставлялся внутрь, по меньшей мере, некоторых, а предпочтительно всех этих колец, входя с ними в соприкосновение, причем приводной вал проходит сквозь упомянутый корпус.
9. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, содержащий первую и вторую контактные группы, выключающий узел и переключающий узел, соединенные последовательно между первой и второй контактными группами, причем упомянутые по меньшей мере два положения переключающего узла включают положение включения, в котором между первой и второй контактными группами создается или разрывается электрическое соединение в зависимости от того, находятся ли первый и второй контакты соответственно в замкнутом или разомкнутом положении, причем упомянутые по меньшей мере два положения включают, в частности, положение выключения, в котором вторая контактная группа электрически изолируется от первой контактной группы, и положение заземления, в котором вторая контактная группа соединяется с электрическим заземлением, когда выключающий узел находится в замкнутом положении.

- 7 030580
10. Коммутационный аппарат по п.9, в котором по меньшей мере в одном из двух положений подвижный контакт создает электрическое соединение между двумя неподвижными контактами и по меньшей мере один из неподвижных контактов электрически соединяется с первым контактом выключающего узла, а второй контакт выключающего узла электрически соединяется со второй контактной группой, причем в упомянутом положении включения подвижный контакт создает электрическое соединение по меньшей мере между одним из неподвижных контактов и первой контактной группой, а, в частности, другой неподвижный контакт электрически соединяется с первой контактной группой, и в упомянутом положении включения подвижный контакт электрически соединяется с этим другим неподвижным контактом.
11. Коммутационный аппарат по п.10, в котором еще один из неподвижных контактов соединен с электрическим заземлением, причем подвижный контакт электрически соединен с этим еще одним неподвижным контактом и с вышеупомянутым по меньшей мере одним из неподвижных контактов, когда переключающий узел находится в положении заземления.
12. Коммутационный аппарат по п.10 или 11, в котором в положении выключения подвижный контакт электрически изолирован от первой контактной группы и от электрического заземления.
13. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, дополнительно включающий панель управления, которая включает один или более органов управления, регулируемых вручную и служащих для управления переключающим узлом и/или выключающим узлом.
14. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, предназначенный для соединения с многофазной электрической системой и содержащий соответствующий полюс коммутации для каждой фазы, причем каждый полюс коммутации содержит соответствующую пару из выключающего и переключающего узлов, отходящих от основания.
15. Коммутационный аппарат по п.14, в котором соответствующие исполнительные органы переключателей в каждом полюсе коммутации соединяются друг с другом для обеспечения одновременной работы соответствующих переключающих устройств, причем, в частности, соответствующие исполнительные органы переключателей в каждом полюсе коммутации соединяются друг с другом посредством редуктора.
16. Коммутационный аппарат по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутые по меньшей мере два положения переключающего узла включают три положения, а именно положение включения, положение выключения и положение заземления.

12А

10

16. \ 16

16

12В

30

39