RU2009109724A - Выключатель высокого напряжения - Google Patents

Abstract

1. Быстродействующий механизм переключения для выключателя, содержащий: ! приводной стержень, шарнирно соединенный с модулем привода и поддерживающий на своем конце контактный мостик, имеющий на своих противоположных концах соответствующие подвижные контакты для переключаемого соединения с парой неподвижных контактов выключателя; ! блок контактной пружины, функционально связанный с модулем привода для прикладывания давления замыкания; и ! защелку для фиксации приводного стержня в открытом или закрытом положении после срабатывания выключателя и для предотвращения отскоков; ! причем контактный мостик включает: !пару боковых проводников, поддерживающих на своих верхних краях опору, имеющую открытую верхнюю поверхность, которая поддерживает указанные подвижные контакты на противоположных концах опоры; и ! армирующий элемент, вставленный между боковыми проводниками; ! так что когда ток протекает через контактный мостик, соответствующие магнитные потоки, создаваемые боковыми элементами, взаимно уничтожаются в области между боковыми элементами, вследствие чего по существу отсутствует магнитный поток, проходящий через армирующий элемент. ! 2. Механизм переключения по п.1, в котором армирующий элемент сформирован из магнитного материала. ! 3. Механизм переключения по п.1 или 2, в котором модуль привода включает электродинамическое устройство, имеющее корпус, предназначенный для неподвижной установки в выключателе и допускающий перемещение приводного стержня внутри этого корпуса, при этом в указанном корпусе размещены: ! отталкивающая обмотка; ! обмотка привода, выполненная с возможностью взаимодействи�

Claims (22)

1. Быстродействующий механизм переключения для выключателя, содержащий:

приводной стержень, шарнирно соединенный с модулем привода и поддерживающий на своем конце контактный мостик, имеющий на своих противоположных концах соответствующие подвижные контакты для переключаемого соединения с парой неподвижных контактов выключателя;

блок контактной пружины, функционально связанный с модулем привода для прикладывания давления замыкания; и

защелку для фиксации приводного стержня в открытом или закрытом положении после срабатывания выключателя и для предотвращения отскоков;

причем контактный мостик включает:

пару боковых проводников, поддерживающих на своих верхних краях опору, имеющую открытую верхнюю поверхность, которая поддерживает указанные подвижные контакты на противоположных концах опоры; и

армирующий элемент, вставленный между боковыми проводниками;

так что когда ток протекает через контактный мостик, соответствующие магнитные потоки, создаваемые боковыми элементами, взаимно уничтожаются в области между боковыми элементами, вследствие чего по существу отсутствует магнитный поток, проходящий через армирующий элемент.

2. Механизм переключения по п.1, в котором армирующий элемент сформирован из магнитного материала.

3. Механизм переключения по п.1 или 2, в котором модуль привода включает электродинамическое устройство, имеющее корпус, предназначенный для неподвижной установки в выключателе и допускающий перемещение приводного стержня внутри этого корпуса, при этом в указанном корпусе размещены:

отталкивающая обмотка;

обмотка привода, выполненная с возможностью взаимодействия с приводным стержнем так, что перемещение обмотки привода приводит к перемещению приводного стержня;

ускоряющая обмотка, выполненная с возможностью скользящего перемещения на приводном стержне;

удерживающее устройство для задержки ускоряющей обмотки;

пружина для упругого смещения ускоряющей обмотки по направлению к удерживающему устройству перед срабатыванием механизма переключения;

тормозная обмотка; и

вставка для поддержания минимального зазора (δ1) между обмоткой привода и ускоряющей обмоткой перед срабатыванием механизма переключения;

при этом механизм переключения реагирует на сигнал размыкания путем подачи тока в отталкивающую обмотку, обмотку привода и ускоряющую обмотку таким образом, чтобы создать силу отталкивания между отталкивающей обмоткой и обмоткой привода и в то же время создать силу притяжения между обмоткой привода и ускоряющей обмоткой, тем самым передавая силу размыкания на приводной стержень и перемещая его через зазор быстрого перемещения (δ1) до тех пор, пока обмотка привода не соприкоснется с ускоряющей обмоткой, и после этого совместно перемещать обмотку привода и ускоряющую обмотку через зазор торможения (δ2) по направлению к тормозной обмотке, преодолевая сопротивление пружины для замедления перемещения приводного стержня.

4. Механизм переключения по п.3, в котором обмотка привода поддерживается на поворотном кольце, которое установлено на приводном стержне с возможностью скольжения и взаимодействует с внешним выступом приводного стержня.

5. Механизм переключения по п.3, в котором зазор торможения (δ2) по меньшей мере вдвое больше зазора быстрого перемещения (δ1).

6. Механизм переключения по п.1 или 2, в котором блок контактной пружины включает малоинерционную силовую пружину кассетного типа, содержащую:

стержень, предназначенный для перемещения вдоль вертикальной оси,

кольцевую кассету, поддерживающую соответствующие края ряда треугольных пластинчатых пружин у соответствующего основания каждой из них, находящегося напротив соответствующей вершины каждой из них, так что соответствующий край каждой пластинчатой пружины прикреплен к внутренней окружности кассеты, и

контактную втулку, установленную на указанном стержне для контактирования с соответствующими вершинами углов пластинчатых пружин.

7. Механизм переключения по п.1 или 2, в котором защелка содержит:

корпус, имеющий коническую внутреннюю поверхность стенки, поперечное сечение которой является самым узким в верхней части корпуса;

штырь, приспособленный для прикрепления к приводному стержню;

пару роликов, каждый из которых размещен на соответствующей стороне штыря с возможностью вращения вокруг соответствующей оси;

держатель, имеющий на своих противоположных сторонах соответствующие продолговатые отверстия для размещения указанных стержней, допускающие ограниченное горизонтальное перемещение роликов в держателе;

при этом держатель шарнирно соединен с корпусом посредством первого штифта, установленного в отверстии большего размера, и второго штифта, установленного в продолговатом отверстии, которое допускает ограниченное вертикальное перемещение держателя относительно корпуса;

якорную пластину, закрепленную на нижнем конце держателя с возможностью ее опускания посредством замыкающего электромагнита в модуле привода, преодолевающего упругую силу смещения пружин, прикрепленных к противоположным сторонам якорной пластины, и

множество упругих пластинчатых пружин, прикрепленных к кольцевому ободу корпуса и сцепленных с держателем так, чтобы допустить ограниченное вертикальное перемещение держателя внутри корпуса.

8. Выключатель, содержащий механизм переключения по любому из пп.1-7, а также пару тепловых труб, изготовленных из теплопроводящих закрытых трубок, содержащих хладагент под низким давлением и несущих радиаторные пластины.

9. Выключатель по п.8, в котором указанные тепловые трубы размещены вблизи соответствующих стыков неподвижных контактов с подвижными контактами для отвода тепла от контактов.

10. Выключатель по п.9, также содержащий схему для шунтирования тока дугового разряда между неподвижными контактами и подвижными контактами во время размыкания выключателя.

11. Выключатель по п.10, в котором высоковольтная схема шунтирования включает импульсный источник энергии для приложения компенсирующего напряжения с таким направлением, величиной и длительностью, которые обеспечивают включение шунтирующей цепи с требуемой скоростью (di/dt) для быстрого гашения дуги между контактами.

12. Выключатель по п.10 или 11, также содержащий батарею переключающих конденсаторов для разряда в направлении, противоположном направлению тока повреждения.

13. Выключатель по п.10 или 11, в котором импульсный источник питания подключен посредством импульсного трансформатора.

14. Выключатель по п.13, в котором:

импульсный трансформатор имеет первую обмотку (W1) и вторую обмотку (W2), имеющие отношение числа витков (W1:W2), которое обеспечивает создание компенсирующего напряжения первой обмоткой (W1);

перемагничивание импульсного трансформатора установлено более длительным, чем время, которое требуется для переключения тока с основных контактов выключателя в схему шунтирования;

импульсный трансформатор содержит обмотку подмагничивания (W3), пропускающую ток i3, который требуется, чтобы после срабатывания вернуть импульсный трансформатор в исходное магнитное состояние; и

указанная обмотка подмагничивания (W3) повышает индуктивность, которая требуется, чтобы уменьшить ток i3 во время работы импульсного источника питания.

15. Выключатель по п.13, в котором:

импульсный трансформатор имеет первую обмотку (W1) и вторую обмотку (W2), имеющие отношение числа витков (W1:W2), которое обеспечивает создание компенсирующего напряжения первой обмоткой (W1);

перемагничивание импульсного трансформатора намеренно установлено более длительным, чем время, которое требуется для переключения тока с основных контактов выключателя в схему шунтирования; и

импульсный трансформатор имеет воздушный зазор для возврата импульсного трансформатора в его исходное состояние намагниченности после срабатывания.

16. Выключатель по п.14, в котором отношение W1/W2 и соответствующее значение компенсирующего напряжения выбраны так, чтобы обеспечить переключение тока из основной цепи в схему шунтирования в соответствии с числом последовательно включенных полупроводниковых приборов в схеме шунтирования.

17. Выключатель по любому из пп.9-11, в котором неподвижные и подвижные контакты размещены внутри герметичного корпуса, содержащего среду выключателя.

18. Выключатель по п.17, в котором герметичный корпус включает цилиндрическую капсулу, изготовленную из пластика и имеющую круговые фиксирующие скобы, изготовленные из стали, для подачи на них линейного напряжения.

19. Выключатель по п.17, в котором средой выключателя является инертный газ.

20. Выключатель по п.19, в котором инертный газ представляет собой один из следующих газов: сухой воздух, азот, SF₆ или их комбинацию.

21. Механизм переключения по п.1, в котором давление замыкания составляет порядка 200 кг.

22. Выключатель, содержащий механизм переключения по п.1, в котором давление замыкания составляет порядка 200 кг.