RU124433U1

RU124433U1 - DISCONNECTOR WITH AUTONOMOUS LIQUID COOLING

Info

Publication number: RU124433U1
Application number: RU2012118926/07U
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Шалагинов; Владимир Львович Беляев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт морских систем"
Priority date: 2012-05-05
Filing date: 2012-05-05
Publication date: 2013-01-20

Abstract

Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением, включающий основание, неподвижные контакты, подвижные контакты (ножи), изоляторы, отличающийся тем, что он снабжен двумя радиаторами, каждый из которых снабжен распределителем, трубками радиатора и штуцером, при этом четыре подвижных контакта выполнены в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, которые соединены соединительными трубками с радиатором, а в верхней части каждого из распределителей установлен датчик давления поршневого типа с возможностью воздействия на микровыключатель аварийной сигнализации.A disconnector with autonomous liquid cooling, including a base, fixed contacts, movable contacts (knives), insulators, characterized in that it is equipped with two radiators, each of which is equipped with a distributor, radiator tubes and a fitting, while four movable contacts are made in the form of hollow copper tires with channels for water cooling, which are connected by connecting tubes to a radiator, and a piston type pressure sensor with the possibility of affecting m alarm circuit breaker.

Description

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей.The device relates to electrical engineering, in particular, to high-current apparatus engineering and can be used in the development of high-current switches and disconnectors.

Известен разъединитель типа РВК-20/12000 с естественным охлаждением на 12000 ампер (Филиппов Ю.А. Разработка конструкций и исследования разъединителей на номинальные токи 12000-14000 А. - Сб. «Высоковольтное аппаратостроение» под ред. проф. В.В.Афанасьева, «Энергия», 1969, с.173-181.)Known disconnector type RVK-20/12000 with natural cooling at 12,000 amperes (Filippov Yu.A. Development of designs and studies of disconnectors for rated currents 12000-14000 A. - Sat. "High-voltage apparatus" under the editorship of Prof. V.V. Afanasyev , "Energy", 1969, p. 173-181.)

На стальном сварном цоколе установлены семь опорных изоляторов и один поворотный изолятор, служащий элементом привода разъединителя. Между изоляторами и цоколем расположен дюралюминиевый лист служащий, используемый, как часть экрана при установке разъединителя в закрытом токопроводе, чем значительно снижается нагрев цоколя от воздействия электромагнитного поля. На изоляторах закреплены неподвижный разъемный контакт и неподвижный неразъемный контакт, в сторону которого уходит нож при отключении разъединителя. Коробчатая конструкция неподвижных образуется из четырех уголков и четырех пластин между ними. Уголки и пластины обоих неподвижных контактов выполнены из листовой меди и закреплены на стальных сварных контактодержателях. Нож разъединителя выполнен из восьми одинаковых шин, имеющих в сечении швеллеробразный профиль полками наружу, расположенных по две с каждой из четырех сторон неподвижных контактов. Заданная ориентация шин ножа относительно друг друга и относительно неподвижных контактов достигается с помощью сварной неподвижной коробки, которая, в свою очередь, ориентирована относительно неподвижного контакта посредством регулируемых роликов установленных на внутренних стенках контактодержателя.Seven support insulators and one rotary insulator, which serves as an element of the disconnector drive, are installed on the steel welded base. An employee duralumin sheet is located between the insulators and the base, which is used as part of the screen when installing the disconnector in a closed conductor, which significantly reduces the heating of the base from exposure to an electromagnetic field. On insulators fixed fixed detachable contact and fixed one-piece contact, towards which the knife goes when disconnecting the disconnector. The box-shaped fixed structure is formed of four corners and four plates between them. The corners and plates of both fixed contacts are made of copper sheet and are mounted on steel welded contact holders. The knife of the disconnector is made of eight identical tires having a channel-shaped profile in cross sections with the shelves outward, two on each of the four sides of the fixed contacts. The predetermined orientation of the knife tires relative to each other and relative to the fixed contacts is achieved using a welded fixed box, which, in turn, is oriented relative to the fixed contact by means of adjustable rollers mounted on the inner walls of the contact holder.

Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, большой расход цветных (меди) и драгоценных (серебра) металлов, сравнительно невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации.The disadvantages of this apparatus are: limitation of the rated current, high consumption of non-ferrous (copper) and precious (silver) metals, relatively low reliability and a limited lifetime.

Известен разъединитель типа РВП(З)-20/12500 с естественным охлаждением на 12500 ампер (Беляев В.Л. Многоамперные электрические аппараты постоянного тока. - СПб: СЗТУ, 2003. - с.256.).Known disconnector type RVP (W) -20/12500 with natural cooling at 12,500 amperes (Belyaev V.L. Multi-ampere DC electric apparatus. - SPb: SZTU, 2003. - p. 256.).

По конструкции разъединитель с поступательным движением главных ножей состоит из основания, опорных изоляторов, подвижных контактных ножей, неподвижных контактов, приводного вала и редукторов. На основании располагается один или два вала заземлителей. Изоляция разъединителя состоит из шести опорных изоляторов. На изоляторах закреплена контактная система, состоящая из двух неподвижных и восьми подвижных контактных ножей. Контактные ножи образуют подвижную систему, которая на роликах поступательно движется внутри неподвижного контакта. Контактное давление создается контактными пружинамиBy design, the disengaging switch of the main knives consists of a base, support insulators, movable contact knives, fixed contacts, drive shaft and gearboxes. On the base is one or two shafts of earthing switches. The isolation of the disconnector consists of six support insulators. A contact system consisting of two fixed and eight movable contact knives is fixed on the insulators. Contact knives form a movable system, which on the rollers progressively moves inside a stationary contact. Contact pressure created by contact springs

Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, большой расход цветных (меди) и драгоценных (серебра), сравнительно невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации.The disadvantages of this device are: limitation of the rated current, high consumption of non-ferrous (copper) and precious (silver), relatively low reliability and a limited life.

Целью изобретения являются: повышение номинального тока и надежности работы, экономия цветных (меди) и драгоценных металлов (серебра) и увеличение срока эксплуатации.The aim of the invention are: to increase the rated current and reliability, saving non-ferrous (copper) and precious metals (silver) and increasing the life of the device.

Указанная цель достигается тем, что разъединитель имеет автономное жидкостное охлаждение подвижных контактов разъединителяThis goal is achieved by the fact that the disconnector has autonomous liquid cooling of the moving contacts of the disconnector

Общий вид разъединителя с автономным жидкостным охлаждением показан на Фиг.1. Здесь токопровод коробчатого сечения образует два укрепленных на изоляторах неподвижных контактов 1 и 2, перемыкаемых 4 подвижными контактными ножами 3 с серебряными напайками. Эти ножи сделаны из полых медных шин с каналами для водяного охлаждения. Они соединены между собой трубками 4. Над аппаратом расположены два радиатора 5 и 6, соединенные с контактными ножами правой и левой половины аппарата. Радиаторы механически связаны с ножами и передвигаются вместе с ними. Вся система заполнена охлаждающей жидкостью. Нагревание жидкости начинается в ножах, расположенных на нижней поверхности разъединителя. Далее он проходит через ножи, расположенные на боковых сторонах аппарата, и поступает в верхнюю часть радиатора, который для улучшения условий тепловой конвекции наклонен к горизонту. Охлажденная жидкость вытекает из его нижнего конца и поступает в контактные ножи на нижней горизонтальной стороне аппарата. Этим создается замкнутый контур циркуляции.A General view of the disconnector with self-contained liquid cooling is shown in Figure 1. Here, the box-section conductor forms two fixed contacts 1 and 2 mounted on insulators, interconnected by 4 movable contact knives 3 with silver solders. These knives are made of hollow copper busbars with water cooling channels. They are interconnected by tubes 4. Above the apparatus are two radiators 5 and 6, connected to contact knives of the right and left halves of the apparatus. Radiators are mechanically connected to knives and move with them. The entire system is filled with coolant. Heating of the liquid begins in knives located on the bottom surface of the disconnector. Then it passes through the knives located on the sides of the apparatus and enters the upper part of the radiator, which is inclined to the horizon to improve the conditions of thermal convection. The cooled liquid flows from its lower end and enters the contact blades on the lower horizontal side of the apparatus. This creates a closed loop.

Для улучшения условий движения жидкости циркуляционному контуру придана такая форма, что по всей его восходящей части нет участков, где бы жидкости приходилось опускаться вниз, а на нисходящей - подниматься вверх. Каждая секция радиатора состоит из пяти оребренных медной проволокой латунных трубок 7, заделанных своими концами в распределители 8, представляющие собой прямоугольные коробки из нержавеющей стали. Они имеют штуцера 9 для соединения с аппаратом и отверстия для заливки жидкости, закрываемые металлическими пробками. Для предохранения системы от чрезмерного повышения давления при парообразовании в верхней части распределителя установлен датчик давления поршневого типа, воздействующий на микровыключатель аварийной сигнализации. Внутри распределителей 8 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 7 радиатора 5.In order to improve the conditions of fluid movement, the circulation loop is shaped so that there are no sections along its entire ascending part where the liquid has to go down, and on the downward line it has to go up. Each section of the radiator consists of five brass tubes 7 finned with copper wire, sealed at their ends in distributors 8, which are rectangular boxes made of stainless steel. They have a nozzle 9 for connecting to the apparatus and holes for filling liquid, closed with metal plugs. To protect the system from excessive pressure increase during vaporization, a piston-type pressure sensor is installed in the upper part of the distributor, which acts on the emergency micro-switch. Inside the distributors 8, partitions are installed that allow you to use the desired number of parallel connected tubes 7 of the radiator 5.

На Фиг.2 показана схема автономного охлаждения подвижных контактов с одной стороны разъединителя. Подвижные контакты - ножи 3, соединительные шланги 4 и радиатор 5.Figure 2 shows a diagram of the autonomous cooling of the movable contacts on one side of the disconnector. Movable contacts - knives 3, connecting hoses 4 and radiator 5.

Разъединитель работает следующим образом: (Рис.2). При включении подвижных контактов 3 по разъединителю идет ток нагрузки. Жидкость, находящаяся внутри полых подвижных контактов нагревается, ее плотность уменьшается, и она поднимается вверх в радиатор 5. Холодная жидкость с большей плотностью опускается из радиатора в контакты 3. Наблюдается конвективный обмен тепла между контактами 3 и радиатором 5, в котором жидкость охлаждается. В результате происходит более интенсивный отбор тепловых потерь из контактной системы разъединителя, снижается его температура, и ток нагрузки через разъединитель может быть увеличен.The disconnector operates as follows: (Fig. 2). When you turn on the movable contacts 3 on the disconnector is the load current. The liquid inside the hollow movable contacts is heated, its density decreases, and it rises up into the radiator 5. Cold liquid with a higher density is lowered from the radiator to contacts 3. There is a convective heat exchange between contacts 3 and radiator 5, in which the liquid is cooled. As a result, a more intensive selection of heat losses from the contact system of the disconnector occurs, its temperature decreases, and the load current through the disconnector can be increased.

Технико-экономический эффект предполагаемого технического решения состоит в:The technical and economic effect of the proposed technical solution consists in:

1. Повышение номинального тока достигается наличием подвижных контактов (ножей) 3 выполненных в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения и использованием системы автономного жидкостного охлаждения.1. The increase in the rated current is achieved by the presence of movable contacts (knives) 3 made in the form of hollow copper busbars with channels for water cooling and the use of an autonomous liquid cooling system.

2. Повышение надежности работы разъединителя достигается использованием автономного жидкостного охлаждения подвижных контактов разъединителя и наличием в верхней части распределителя 8 датчика давления поршневого типа имеющего возможность воздействовать на микровыключатель аварийной сигнализации. Кроме того, внутри распределителей 8 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 7 радиатора. Постоянное наличие и циркуляция охлаждающей жидкости в системе автономного охлаждения является гарантом стабильно низких и допустимых температур нагрева подвижных и неподвижных контактов электрического аппарата.2. Improving the reliability of the disconnector is achieved by using an autonomous liquid cooling of the moving contacts of the disconnector and the presence of a piston-type pressure sensor in the upper part of the distributor 8 that can act on the emergency micro-switch. In addition, partitions are installed inside the distributors 8, allowing you to use the desired number of parallel connected radiator tubes 7. The constant presence and circulation of the coolant in the autonomous cooling system is the guarantor of the stably low and permissible heating temperatures of the moving and stationary contacts of the electrical apparatus.

3. Упрощение конструкции аппарата и приводного механизма достигается тем, что счет применения системы автономного жидкостного охлаждения стало возможным уменьшить в 2 раза число подвижных контактов (ножей). (Было 8 стало 4)3. Simplification of the design of the apparatus and the drive mechanism is achieved by the fact that through the use of an autonomous liquid cooling system it has become possible to halve the number of movable contacts (knives). (There were 8 became 4)

4. Экономия цветных (меди) и драгоценных (серебра) металлов достигается также за счет того, что используется система автономного жидкостного охлаждения и количество подвижных контактов (ножей) с серебряными напайками уменьшилось в 2 раза (Было 8 стало 4).4. Savings in non-ferrous (copper) and precious (silver) metals are also achieved due to the fact that an autonomous liquid cooling system is used and the number of movable contacts (knives) with silver solders decreased by 2 times (It was 8 to 4).

5. Увеличение срока эксплуатации достигается также применением системы автономного жидкостного охлаждения за счет которой удалось снизить, стабилизировать и перераспределить температуры нагрева, как подвижных, так и неподвижных контактов разъединителя5. The increase in the service life is also achieved by the use of an autonomous liquid cooling system due to which it was possible to reduce, stabilize and redistribute the heating temperatures of both movable and fixed contacts of the disconnector

Claims

A disconnector with autonomous liquid cooling, including a base, fixed contacts, movable contacts (knives), insulators, characterized in that it is equipped with two radiators, each of which is equipped with a distributor, radiator tubes and a fitting, while four movable contacts are made in the form of hollow copper tires with channels for water cooling, which are connected by connecting tubes to a radiator, and a piston type pressure sensor with the possibility of affecting m alarm circuit breaker.