RU168739U1

RU168739U1 - HIGH VOLTAGE LOAD CIRCUIT BREAKER

Info

Publication number: RU168739U1
Application number: RU2016142167U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Илькаев; Юрий Владимирович Петухов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Группа компаний "Электрощит"-ТМ Самара"
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2017-02-17

Abstract

Полезная модель относится к высоковольтному коммутационному аппаратостроению и предназначена для коммутации номинальных токов.Задачей предлагаемой полезной модели является исключение указанных недостатков, увеличение механического и коммутационного ресурса высоковольтного вакуумного выключателя нагрузки.Техническим результатом является обеспечение оптимальных скоростей движения контактов камеры, минимальные механические нагрузки на камеру, механизм принудительного разрыва контактов камеры в случае их приварки.Поставленная задача решается за счет того, что высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки содержит профилированный толкатель и рычаг, закрепленные на общей оси, рычаг тягой связан с фиксатором, причем фиксатор при включении защелкивается на ролике, закрепленном на профилированном толкателе, а при отключении рычаг упирается в упор, также закрепленный на профилированном толкателе.The utility model relates to high-voltage switching apparatus engineering and is intended for switching rated currents. The objective of the proposed utility model is to eliminate these drawbacks, increase the mechanical and switching life of a high-voltage vacuum circuit-breaker. The technical result is to ensure optimal speeds of movement of the camera contacts, minimum mechanical loads on the camera, mechanism forced rupture of the camera contacts in case of their welding. The problem is solved due to the fact that the high-voltage vacuum load switch contains a profiled pusher and a lever fixed on a common axis, the lever is connected to the latch by a thrust, and the latch locks onto the roller attached to the profiled pusher when turned on, and when disconnected, the lever rests against the stop, also fixed on a profiled pusher.

Description

Полезная модель относится к высоковольтному коммутационному аппаратостроению, в частности, к высоковольтным выключателям нагрузки.The utility model relates to high-voltage switching apparatus engineering, in particular, to high-voltage load switches.

Известен высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки (см. патент №2247439 от 04.07.2003), содержащий в каждой из фаз опорные изоляторы, главный подвижный и неподвижный контакты, вакуумную дугогасительную камеру с механизмом размыкания ее контактов, установленную на главном неподвижном контакте, разъединяющий неподвижный контакт, причем подвижные контакты связаны между собой. Механизм отключения содержит контактный ролик, взаимодействующий с профилированным толкателем, закрепленным на подвижном разъединяющем контакте, при этом профиль поверхности толкателя образован двумя дугами окружностей с центром на оси вращения размыкающего контакта. Основными недостатками данной конструкции является то, что при включении на шток вакуумной камеры создается радиальная нагрузка ударного характера и то, что при включении сначала включаются главные ножи и лишь после этого замыкаются контакты вакуумной камеры, т.е. камера осуществляет свою дугогасительную функцию только при отключении.A high-voltage vacuum load switch is known (see patent No. 2247439 dated 04.07.2003), comprising support insulators, a main movable and fixed contacts, a vacuum arcing chamber with a mechanism for opening its contacts mounted on the main fixed contact, disconnecting the fixed contact, in each phase moreover, the movable contacts are interconnected. The disconnecting mechanism comprises a contact roller interacting with a profiled pusher mounted on a movable disconnecting contact, wherein the surface profile of the pusher is formed by two circular arcs centered on the axis of rotation of the opening contact. The main disadvantages of this design are that when you turn on the rod of the vacuum chamber, a radial load of a shock nature is created and that when you turn on, the main knives are turned on and only after that the contacts of the vacuum chamber are closed, i.e. The camera performs its interrupting function only when turned off.

Известен вакуумный выключатель нагрузки (см. патент №2529501 от 11.12.2012), содержащий раму, с установленными на ней изоляторами; двухконтурную контактную систему, в виде контура главных контактов и шунтирующего контура дугогасительных контактов; вакуумную дугогасительную камеру; и рычажный вал с приводом. Согласно данному изобретению в шунтирующий контур дугогасительных контактов введен второй дополнительный разрыв в виде клинового устройства, состоящего из клинообразного сегмента, установленного на размыкающем контакте, и расклинивающегося механизма. При этом расклинивающий механизм содержит упор, неподвижно связанный с неподвижным дугогасительным контактом, и двуплечий рычаг, шарнирно связанный с указанным упором и воздействующий на подвижный дугогасительный контакт. Основной недостаток - отсутствие дугогасительной функции вакуумной камеры в момент включения т.к. сначала происходит замыкание главных контактов выключателя и только затем дугогасительных контактов вакуумной камеры.A vacuum load switch is known (see patent No. 2529501 dated 12/12/2012), comprising a frame with insulators installed on it; a double-circuit contact system, in the form of a circuit of the main contacts and a shunt circuit of the arcing contacts; vacuum interrupter chamber; and a lever shaft with a drive. According to this invention, a second additional gap is introduced into the shunt circuit of the arcing contacts in the form of a wedge-shaped device consisting of a wedge-shaped segment mounted on the opening contact and a wedging mechanism. At the same time, the proppant mechanism comprises an emphasis fixedly connected to the stationary arcing contact, and a two-arm lever pivotally connected to the indicated emphasis and acting on the movable arcing contact. The main disadvantage is the absence of the arcing function of the vacuum chamber at the time of switching on. First, the main contacts of the switch are closed and only then the arcing contacts of the vacuum chamber.

Известен высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки (см. патент №106033 от 24.06.2010), содержащий в каждой из фаз опорный изолятор, вакуумную дугогасительную камеру, в которой размещены неподвижный и подвижный контакты с механизмом их размыкания, на подвижном контакте установлен ролик, на опорном изоляторе с вакуумной дугогасительной камерой установлен профилированный рычаг, через который передается движение от подвижного контакта к вакуумной дугогасительной камере. Недостатки в этом случае следующие: профилированный рычаг передает усилие на подвижный контакт камеры в начале процесса отключения, при этом скорость включения выше скорости отключения, а это означает, что камера при включении будет испытывать излишние ударные нагрузки, что отрицательно скажется на ее механической прочности и снизит механический и коммутационный ресурс. При включении на токи короткого замыкания может произойти приварка контактов камеры, при отключении такой камеры возникнет открытая дуга между главными токоведущими контактами, способная повредить как сам ВНВ, так и элементы ячейки, в которую он установлен.A high-voltage vacuum load switch is known (see patent No. 106033 dated 06/24/2010), containing in each of the phases a support insulator, a vacuum arcing chamber, in which fixed and movable contacts with their opening mechanism are placed, a roller is mounted on the movable contact, on a support insulator with a vacuum interrupter chamber, a profiled lever is installed through which the movement from the movable contact to the vacuum interrupter chamber is transmitted. The disadvantages in this case are as follows: the profiled lever transfers the force to the movable contact of the camera at the beginning of the shutdown process, and the turn-on speed is higher than the shut-off speed, which means that when turned on the camera will experience excessive shock loads, which will negatively affect its mechanical strength and reduce mechanical and switching resource. When switching on short-circuit currents, welding of the camera contacts may occur, when such a camera is turned off, an open arc will appear between the main current-carrying contacts, which can damage both the VNV itself and the elements of the cell in which it is installed.

Задачей предлагаемой полезной модели является исключение указанных недостатков, увеличение механического и коммутационного ресурса высоковольтного вакуумного выключателя нагрузки.The objective of the proposed utility model is to eliminate these drawbacks, increase the mechanical and switching resource of the high-voltage vacuum circuit breaker.

Техническим результатом является обеспечение оптимальных скоростей движения контактов камеры, минимальные механические нагрузки на камеру, механизм принудительного разрыва контактов камеры в случае их приварки.The technical result is the provision of optimal speeds of movement of the contacts of the camera, the minimum mechanical load on the camera, the mechanism of the forced breaking of the contacts of the camera in case of welding.

Поставленная задача решается за счет того, что высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки содержит профилированный толкатель и рычаг, закрепленные на общей оси, рычаг тягой связан с фиксатором, причем фиксатор при включении защелкивается на ролике, закрепленном на профилированном толкателе, а при отключении рычаг упирается в упор, также закрепленном на профилированном толкателе.The problem is solved due to the fact that the high-voltage vacuum load switch contains a profiled pusher and a lever mounted on a common axis, the lever is connected to the latch by a thrust, and the latch locks onto a roller attached to the profiled pusher when turned on, and when disconnected, the lever rests against the stop, also mounted on a profiled push rod.

Высоковольтный вакуумный выключатель нагрузки содержит опорные изоляторы 1 по два на каждую фазу, установленные на общую раму 2, с приводом, содержащим пружину 3, передающую свое усилие на главный подвижный контакт 4 через тяговый изолятор 5. На одном изоляторе 1 установлен главный неподвижный контакт 6 и две симметричные боковые стойки 7, представляющие собой пластины из изоляционного материала, на которых закреплена вакуумная дугогасительная камера 8, содержащая неподвижный контакт 9, соединенный с главным неподвижным контактом 6 токопроводящими контактными пластинами 10, подвижный контакт 11 и пружину отключения 12, которая удерживает контакты 9 и 11 вакуумной дугогасительной камеры 8 в нормально разомкнутом положении при отключенном выключателе. На боковых стойках 7 с внутренней стороны симметрично закреплен кронштейн 13, увеличивающий жесткость конструкции. Между пластинами кронштейна 13 на оси 14, установлены профилированный толкатель 15, выполненный из листового металла, с упором 16 и роликом 17, рычаг 18, выполненный из листового металла, с бобышкой и пазом под упор 16 на профилированном толкателе 15 и возвратные пружины 19, 20; вокруг оси 21 вращается фиксатор 22 с бобышкой, который защелкивается на ролике 17 и возвратная пружина 23. Кинематически фиксатор 22 и рычаг 18 связаны между собой тягой 24 с овальным отверстием, которая установлена на их бобышках. На противоположном изоляторе 1 крепится контакт 25, на котором установлен главный подвижный контакт 4, вращающийся вокруг оси 26, на его конце в пазу овальной формы установлен контактный ролик 27 с пружиной 28 для компенсации зазоров между контактным роликом 27 и профилированным толкателем 15.The high-voltage vacuum load switch contains supporting insulators 1, two for each phase, mounted on a common frame 2, with a drive containing a spring 3, which transfers its force to the main movable contact 4 through the traction insulator 5. The main fixed contact 6 is installed on one insulator 1 and two symmetrical side racks 7, which are plates of insulating material, on which a vacuum arcing chamber 8 is fixed, containing a fixed contact 9 connected to the main fixed contact 6 of the conductors as coming contact plates 10, the movable contact 11 and trip spring 12, which holds the contacts 9 and 11 of the vacuum interrupter chamber 8, in a normally open position when the circuit breaker. On the side uprights 7 from the inside, a bracket 13 is symmetrically fixed, increasing the rigidity of the structure. Between the plates of the bracket 13 on the axis 14, there is a profiled pusher 15 made of sheet metal with an emphasis 16 and a roller 17, a lever 18 made of sheet metal with a boss and a groove for an emphasis 16 on the profiled pusher 15 and return springs 19, 20 ; around the axis 21, a latch 22 with a boss rotates, which snaps on the roller 17 and a return spring 23. Kinematically, the latch 22 and the lever 18 are interconnected by a rod 24 with an oval hole that is mounted on their bosses. A contact 25 is mounted on the opposite insulator 1, on which the main movable contact 4 is mounted, which rotates around the axis 26, and a contact roller 27 with a spring 28 is installed at its end in the oval groove to compensate for the gaps between the contact roller 27 and the profiled pusher 15.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан общий вид выключателя в положении «Включено».In FIG. 1 shows a general view of the switch in the "on" position.

На фиг. 2 показана стадия операции отключения.In FIG. 2 shows the stage of the shutdown operation.

На фиг. 3 показан общий вид выключателя в положении «Выключено».In FIG. 3 shows a general view of the switch in the “off” position.

На фиг. 4 показана стадия операции включения.In FIG. 4 shows the stage of the switching operation.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В положении «Включено» (Фиг. 1) главный подвижный контакт 4 и главный неподвижный контакт 6 замкнуты, пружина отключения 12 сжата, контакты 9, 11 вакуумной дугогасящей камеры 8 замкнуты. Номинальный ток проходит через контакт 25, главный подвижный контакт 4 и главный неподвижный контакт 6. При подаче команды на «Отключение» движение от привода передается главному подвижному контакту 4 каждой фазы, происходит его размыкание с главным неподвижным контактом 6, при этом контактный ролик 27 движется по профилированному толкателю 15 в сторону рычага 18. Ток проходит через контакт 25, главный подвижный контакт 4 с контактным роликом 27, профилированный толкатель 15, замкнутые контакты 9, 11 вакуумной дугогасящей камеры 8, токопроводящие контактные пластины 10 и главный неподвижный контакт 6. При дальнейшем движении контактный ролик 27 поворачивает рычаг 18 вокруг оси 14, при этом тяга 24, выбирая отверстие, выводит из зацепления с роликом 17 фиксатор 22, который возвращается в нейтральное положение возвратной пружиной 23, только до касания с роликом 17. При этом профилированный толкатель 15, связанный с роликом 17 и подвижным контактом 11, начинает свое движение вокруг оси 14 под действием освободившейся пружины отключения 12. После чего происходит размыкание контактов вакуумной дугогасящей камеры 8. На случай, если произойдет приварка контактов в вакуумной дугогасящей камере 8, предусмотрено их принудительное размыкание, когда при повороте рычаг 18, после вывода из зацепления фиксатора 22 с роликом 17 и освобождения пружины отключения 12 входит в зацепление с упором 16 на профилированном толкателе 15 и к усилию пружины отключения 12 на разведение приваренных контактов в вакуумной дугогасительной камере 8 добавится еще и усилие пружины 3 через тягу привода аппарата. После чего рычаг 18 возвращается в нейтральное положение с помощью возвратной пружины 14. Дугогашение происходит после размыкания главных контактов, но до того, как контактный ролик 27 вышел из соединения с профилированным толкателем 15 (см. фиг. 2). После того, как произошло рассоединение контактного ролика 27 и профилированного толкателя 15, главные контакты 4 и 6 разомкнуты на расстояние, при котором невозможно возникновение дуги (см. фиг. 3). За счет того, что при движении контактного ролика 27 вдоль профилированного толкателя 15, размыкание контактов в вакуумной дугогасящей камере 8 начинает происходить не сразу же после начала движения на отключение, а с задержкой, после соприкосновения ролика 27 с рычагом 18, когда главный подвижный контакт 4 с роликом 27 уже успевают набрать некоторую скорость (что обеспечивается механизмом фиксатора 22), увеличивается среднее значение скорости отключения вакуумной дугогасящей камеры 8 до необходимых для процесса безопасного отключения величин.In the "On" position (Fig. 1), the main movable contact 4 and the main fixed contact 6 are closed, the disconnect spring 12 is compressed, contacts 9, 11 of the vacuum arc chamber 8 are closed. The rated current passes through contact 25, the main movable contact 4 and the main fixed contact 6. When a command is sent to the “Shutdown”, the movement from the drive is transmitted to the main movable contact 4 of each phase, it opens with the main fixed contact 6, while the contact roller 27 moves along the profiled pusher 15 towards the lever 18. The current passes through the contact 25, the main movable contact 4 with the contact roller 27, the profiled pusher 15, the closed contacts 9, 11 of the vacuum arcing chamber 8, conductive to the contact plates 10 and the main fixed contact 6. With further movement, the contact roller 27 rotates the lever 18 around the axis 14, while the rod 24, choosing a hole, disengages the latch 22 from the mesh with the roller 17, which returns to the neutral position by the return spring 23, only touch with the roller 17. In this case, the profiled pusher 15, connected with the roller 17 and the movable contact 11, begins its movement around the axis 14 under the action of the released disconnect spring 12. Then the contacts of the vacuum arc are opened the chamber 8. In case there is a welding of the contacts in the vacuum arc-extinguishing chamber 8, they are forced to open when when turning the lever 18, after disengaging the lock 22 with the roller 17 and releasing the disconnect spring 12, it engages with the stop 16 on the profiled the pusher 15 and the force of the disconnecting spring 12 for breeding the welded contacts in the vacuum arcing chamber 8 will also add the force of the spring 3 through the drive rod of the apparatus. After that, the lever 18 returns to the neutral position with the help of the return spring 14. The extinguishing takes place after the main contacts are opened, but before the contact roller 27 has left the connection with the profiled pusher 15 (see Fig. 2). After the disconnection of the contact roller 27 and the profiled pusher 15, the main contacts 4 and 6 are open to a distance at which the occurrence of an arc is impossible (see Fig. 3). Due to the fact that when the contact roller 27 moves along the profiled pusher 15, the opening of the contacts in the vacuum arc extinguishing chamber 8 does not begin immediately after the start of the movement to turn off, but with a delay, after the roller 27 comes into contact with the lever 18, when the main movable contact 4 with roller 27 they already manage to gain some speed (which is provided by the lock mechanism 22), the average value of the shutdown speed of the vacuum arc-extinguishing chamber 8 increases to the values necessary for the safe shutdown process .

При команде «Включение», под действием пружины привода 3, главный подвижный контакт 4 поворачивается вокруг оси 26 в сторону главного неподвижного контакта 6, при этом контактный ролик 27, скользя по профилированному толкателю 15, воздействует на рычаг 18. При этом одновременно поворачивается рычаг 18, профилированный толкатель 15 давит на подвижный контакт 11, поднимается тяга 24, выбирая отверстие, поворачивает фиксатор 22, который давит на ролик 17 (связанный с профилированным толкателем 15), и фиксирует профилированный толкатель 15 и подвижный контакт 6 вакуумной дугогасящей камеры 8 в поджатом положении. Пружина отключения 12 сжимается, и контакты вакуумной дугогасительной камеры 8 замыкаются, возникающая при этом электрическая дуга гасится (см. фиг. 4). Главный подвижный контакт 4, продолжая движение, замыкается с главным неподвижным контактом 6, при этом образуется постоянная электрическая цепь.When the command "Switching on", under the action of the actuator spring 3, the main movable contact 4 rotates around the axis 26 towards the main fixed contact 6, while the contact roller 27, sliding along the profiled pusher 15, acts on the lever 18. At the same time, the lever 18 is rotated , the profiled pusher 15 presses on the movable contact 11, the rod 24 rises, choosing a hole, turns the latch 22, which presses on the roller 17 (associated with the profiled pusher 15), and fixes the profiled pusher 15 and the movable contact act 6 of the vacuum extinguishing chamber 8 in the preloaded position. The shutdown spring 12 is compressed, and the contacts of the vacuum interrupter chamber 8 are closed, the resulting electric arc is extinguished (see Fig. 4). The main movable contact 4, while continuing to move, closes with the main fixed contact 6, and a constant electrical circuit is formed.

Claims

A high-voltage vacuum load switch, characterized in that it contains a profiled pusher and a lever fixed on a common axis, the lever is connected to the latch by a thrust, and the latch locks onto a roller attached to the profiled pusher when turned on, and when disconnected, the lever rests against the stop, also fixed on a profiled pusher.