RU2173014C2

RU2173014C2 - Metalclad switchgear

Info

Publication number: RU2173014C2
Application number: RU98104938/09A
Authority: RU
Inventors: А.М. Чалый; О.И. Червинский
Original assignee: ООО "Таврида Электрик"
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has circuit breaker with vacuum arc chutes of its phase modules arranged at different distances from operating mechanism and placed in tubular insulating housings. Movable contacts of collet-type ground disconnecting switch connect potential leads of movable contacts of circuit-breaker phase modules to collecting buses when moving horizontally. In addition, movable contacts of ground disconnecting switch function as primary windings of bushing-type current transformers. Potential leads of fixed contacts incorporated in vacuum arc chutes of phase modules are dressed with cable lugs. Device is designed so that routine maintenance of its cable can be conducted without opening cable compartment by turning out plugs on face panel and inserting in their place special tools made of shell and conductor. Circuit breaker and selector switch are provided with interlocking devices complying with GOST and IEC. EFFECT: enhanced operating reliability; facilitated maintenance of switchgear cable. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям комплектных распределительных устройств одностороннего обслуживания с вакуумными выключателями. The invention relates to electrical engineering, in particular to the designs of complete switchboards for one-way service with vacuum circuit breakers.

Известно комплектное распределительное устройство, содержащее стационарно установленные вакуумные выключатели, двухпозиционные разъединители-заземлители линейного перемещения, кабельные вводы, сборные шины (см. а.с. СССР N 518829, H 02 B 7/00, 1976). A complete switchgear is known that contains permanently installed vacuum circuit breakers, on-off linear disconnectors, earthing switches, cable glands, busbars (see AS USSR N 518829, H 02 B 7/00, 1976).

Разные модули вакуумных выключателей расположены в линию, параллельную сборным шинам, что усложняет архитектуру первичных цепей и увеличивает габариты устройства. Кроме того, в данной конструкции без отключения всей подстанции невозможна замена выключателя, так как непосредственно к нему крепятся сборные шины, невозможна установка трансформаторов тока в каждой ячейке распределительного устройства, для этого применена специальная измерительная ячейка. Твердая изоляция всех токоведущих частей ухудшает тепловой режим работы устройства, что объясняет его невысокие токовые параметры и, как следствие, возможность подключения лишь одного кабеля. Different modules of vacuum circuit breakers are located in a line parallel to the busbars, which complicates the architecture of the primary circuits and increases the dimensions of the device. In addition, in this design, without switching off the entire substation, it is impossible to replace the circuit breaker, since busbars are directly attached to it, it is impossible to install current transformers in each cell of the switchgear, for this a special measuring cell is used. The solid insulation of all live parts worsens the thermal operation of the device, which explains its low current parameters and, as a result, the ability to connect only one cable.

Настоящее изобретение решает задачу создания комплектного распределительного устройства с простейшей архитектурой силового токоведущего контура. Техническим результатом применения изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов, повышение безопасности и удобства обслуживания кабелей (тестирование изоляции, фазировка или наложение переносного заземления) без необходимости открывания кабельного отсека. The present invention solves the problem of creating a complete switchgear with the simplest architecture of a power current-carrying circuit. The technical result of the application of the invention is to simplify the design, reduce the size, increase the safety and ease of maintenance of cables (insulation testing, phasing or imposing portable grounding) without having to open the cable compartment.

Поставленная задача решается тем, что в комплектном распределительном устройстве одностороннего обслуживания, содержащем сборные шины, выключатель, разъединитель-заземлитель, кабельные вводы, трансформаторы тока, сборные шины расположены одна под другой, разъединитель-заземлитель выполнен трехпозиционным с горизонтальным перемещением подвижного контакта, его оси расположены перпендикулярно осям фазных модулей выключателя, выполненного вакуумным, вакуумный выключатель и разъединитель-заземлитель объединены в одном устройстве, снаружи изоляционных направляющих подвижных контактов которого закреплены измерительные трансформаторы тока, первичной обмоткой которых служат подвижные контакты разъединителя-заземлителя, а его неподвижными контактами являются гнезда заземления и цилиндрические гнезда, расположенные на сборных шинах и на вакуумном выключателе, последние соединены гибкими связями с подвижными контактами вакуумных камер его фазных модулей, к неподвижным контактам которых крепятся кабельные вводы; кабельные вводы представляют собой вилкообразные наконечники, вставленные между контактными дисками, надетыми на закрепленную с двух концов резьбовую шпильку, причем наконечники зафиксированы на упомянутых дисках с помощью сухарей и сжаты гайкой, расположенной внутри испытательного гнезда, направленного в сторону обслуживания и закрытого пробкой, имеющей на конце контактный соединитель кабельного ввода и высоковольтного провода для подключения ограничителей перенапряжений и трансформаторов напряжения. The problem is solved in that in a one-way service switchgear containing busbars, a circuit breaker, an earthing switch, cable entries, current transformers, busbars are located one below the other, the earthing switch is made three-position with horizontal movement of the movable contact, its axes are located perpendicular to the axes of the phase modules of the switch made by vacuum, the vacuum switch and the disconnector-earthing switch are combined in one device, shotguns of insulating guides of movable contacts of which measuring current transformers are fixed, the primary winding of which are the movable contacts of the disconnector-earthing switch, and its fixed contacts are grounding sockets and cylindrical sockets located on busbars and on a vacuum circuit breaker, the latter are connected by flexible connections with the movable contacts of vacuum chambers its phase modules, to the fixed contacts of which cable entries are attached; cable entries are fork-shaped lugs inserted between contact disks mounted on a threaded rod fixed at both ends, and the lugs are fixed on said disks with crackers and compressed by a nut located inside the test socket directed towards the service side and closed by a stopper having contact connector for cable entry and high voltage wire for connecting surge arresters and voltage transformers.

В предложенной конструкции основное внимание уделено повышению токовых параметров устройства, поэтому фазные модули вакуумного выключателя и сборные шины расположены в отсеках, представляющих собой вертикальные изоляционные трубчатые корпуса, что улучшает условия естественного охлаждения токоведующих частей. The proposed design focuses on increasing the current parameters of the device, so the phase modules of the vacuum circuit breaker and busbars are located in compartments, which are vertical insulating tubular housings, which improves the conditions of natural cooling of live parts.

Сущность изобретения заключается в том, что оперирование разъединителем-заземлителем реализуется линейным перемещением его контактов вдоль осей, направленных в глубину со стороны обслуживания, а оси фазных модулей вакуумного выключателя расположены вертикально. Цанги внутреннего контактирования на концах подвижных контактов разъединителя-заземлителя предполагают простую реализацию силового токоведущего контура, так как неподвижными контактами служат цилиндрические гнезда, расположенные на сборных шинах, вакуумном выключателе и на потенциале земли. Наклон ламелей на цангах обуславливает протекание не только осевой, но и круговой составляющей тока. Последняя отталкивает ламели цанг от центра к периферии при электродинамическом воздействии, увеличивая контактное нажатие и компенсируя усилие взаимного притяжения ламелей от осевой составляющей тока. Все регламентные работы на кабеле проводятся без открывания кабельного отсека. Необходимо лишь открутить пробки на лицевой панели и ввернуть на их место специальные приспособления. The essence of the invention lies in the fact that the operation of the disconnector-earthing switch is realized by linear movement of its contacts along the axes directed in depth from the service side, and the axis of the phase modules of the vacuum circuit breaker are located vertically. The internal contact collets at the ends of the moving contacts of the disconnector-earthing switch assume a simple implementation of the power current-carrying circuit, since the fixed contacts are cylindrical sockets located on busbars, a vacuum circuit breaker and on the ground potential. The slope of the lamellas on the collets determines the flow of not only the axial, but also the circular component of the current. The latter pushes the lamellas of the collets from the center to the periphery during electrodynamic action, increasing contact pressure and compensating the force of mutual attraction of the lamellas from the axial component of the current. All routine maintenance on the cable is carried out without opening the cable compartment. It is only necessary to unscrew the plugs on the front panel and screw special devices in their place.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано комплектное распределительное устройство с включенным разъединителем-заземлителем. На фиг. 2 - то же, с разъединителем-заземлителем в заземленном положении, вместо пробки на лицевой панели вкручено специальное приспособление. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a complete switchgear with an earthing switch switched on. In FIG. 2 - the same, with the disconnector-earthing switch in the earthed position, instead of the plug on the front panel, a special device is screwed.

Комплектное распределительное устройство состоит из вакуумного выключателя диагонального типа, то есть вакуумные камеры 1, 2, 3, его фазных модулей вакуумного выключателя, закрепленные внутри трубчатых изоляционных корпусов 4, находятся на различном расстоянии от привода 5 в каждом фазном модуле. Эта разница соответствует расстоянию между сборными шинами 6, покрытыми полимерной изоляцией. Гибкие токосъемы 7 соединяют подвижные контакты вакуумных камер с цилиндрическими гнездами, являющимися неподвижными контактами разъединителя-заземлителя 8. Другие неподвижные контакты такого же типа крепятся на цилиндрических гнездах 9, через которые проходят сборные шины 6, и гнездах заземления 10. Подвижные контакты разъединителя-заземлителя 11 с цангами внутреннего контактирования через изоляционные ходовые винты 12 соединены с приводом селектора 13 и управляемой рукояткой 14. К неподвижным контактам вакуумного выключателя 15 крепятся кабели 16 и гнезда тестирования и фазировка кабелей 17. Снаружи изоляционных трубчатых направляющих 18 подвижных контактов разъединителя-заземлителя 11 закреплены питающие 19 и измерительные 20 трансформаторы тока. The complete switchgear consists of a diagonal type vacuum circuit breaker, that is, vacuum chambers 1, 2, 3, its phase modules of the vacuum circuit breaker, mounted inside the tubular insulating housings 4, are located at different distances from the actuator 5 in each phase module. This difference corresponds to the distance between the busbars 6, coated with polymer insulation. Flexible current collectors 7 connect the movable contacts of the vacuum chambers to the cylindrical sockets, which are the fixed contacts of the disconnector-earthing switch 8. Other fixed contacts of the same type are mounted on the cylindrical sockets 9, through which the busbars 6 pass, and the grounding sockets 10. The movable contacts of the disconnector-earthing switch 11 with internal contact collets through insulating lead screws 12 are connected to the selector drive 13 and the controlled handle 14. To the fixed contacts of the vacuum switch 15 are attached cables 16 and test sockets and cable phasing 17. Outside of the insulating tubular guides 18 of the movable contacts of the disconnector-earthing switch 11, the supply 19 and measuring 20 current transformers are fixed.

К неподвижным контактам вакуумных камер 1,2,3 фазных модулей крепятся кабельные вводы, представляющие собой вилкообразные наконечники 21, вставленные между контактными дисками 22, надетыми на закрепленную с двух концов резьбовую шпильку 23, причем наконечники зафиксированы на упомянутых дисках 22 с помощью сухарей и сжаты гайкой 24, расположенной внутри испытательного гнезда 17, направленного в сторону обслуживания и закрытого пробкой 25, имеющей на конце контактный соединитель кабельного ввода и высоковольтного провода 26 для подключения ограничителей перенапряжений 27 и трансформаторов напряжения 28. Cable entries are made to the fixed contacts of the vacuum chambers of the 1,2,3 phase modules, which are fork-shaped terminals 21 inserted between the contact disks 22, mounted on the threaded rod 23 fixed at both ends, and the terminals are fixed on the said disks 22 with crackers and compressed a nut 24 located inside the test socket 17, directed towards the service side and closed by a plug 25, which has at the end a contact connector of the cable entry and high-voltage wire 26 for connecting the ogre surge arresters 27 and voltage transformers 28.

Устройство работает следующим образом. Во включенном положении (фиг. 1) кабели 16 соединены со сборными шинами 6 через замкнутые вакуумные камеры 1,2,3 фазных модулей вакуумных выключателей, гибкие токосъемы 7 и контакты разъединителя-заземлителя 11. При необходимости отключения от сборных шин вначале размыкается вакуумный выключатель, то есть размыкаются контакты вакуумных камер 1, 2, 3 его фазных модулей, а затем вращением рукоятки 14 через привод 13 передается вращательное движение на ходовые винты 12, переводящие контакты разъединителя-заземлителя 11 в отключенное положение. Возможность оперирования выключателем и селектором определяется блокировками согласно ГОСТ и МЭК. Мнемосхема на лицевой панели отражает положение контактов выключателя и разъединителя-заземлителя. При необходимости заземления кабеля, например, при ремонтных работах контакты разьединителя-заземлителя 11 переводятся в заземленное положение и замыкаются контакты выключателя. В этом положении кабели 16 через вакуумные камеры 1, 2, 3 его фазных модулей, гибкие токосъемы 7, неподвижные контакты 8 и его подвижные контакты 1 разъединителя-заземлителя соединяются с гнездами заземления 10. The device operates as follows. In the on position (Fig. 1), the cables 16 are connected to the busbars 6 through closed vacuum chambers of the 1,2,3 phase modules of the vacuum circuit breakers, flexible current collectors 7 and the contacts of the disconnector-earthing switch 11. If it is necessary to disconnect from the busbars, the vacuum circuit breaker is first opened, that is, the contacts of the vacuum chambers 1, 2, 3 of its phase modules are opened, and then the rotation of the handle 14 through the actuator 13 transfers rotational movement to the spindles 12, which translates the contacts of the disconnector-earthing switch 11 to the off position. The ability to operate the switch and selector is determined by interlocks according to GOST and IEC. The mimic diagram on the front panel reflects the position of the contacts of the switch and the disconnector-earthing switch. If it is necessary to ground the cable, for example, during repair work, the contacts of the disconnector-earthing switch 11 are transferred to the earthed position and the contacts of the switch are closed. In this position, the cables 16 through the vacuum chambers 1, 2, 3 of its phase modules, flexible current collectors 7, fixed contacts 8 and its movable contacts 1 of the disconnector-earthing switch are connected to the ground sockets 10.

Для проведения регламентных работ на кабеле необходимо лишь открутить пробки 25 на лицевой панели кабельного отсека, предварительно убедившись по мнемосхеме, что кабели заземлены через вакуумные камеры 1, 2, 3 фазных модулей вакуумного выключателя. При этом высоковольтный соединитель 26 трансформаторов напряжения 28 и ограничителей перенапряжения 27 отключается от кабельного ввода. В этом положении в испытательные гнезда 17 может быть вставлен обычный высоковольтный индикатор, видимый через лицевое окно, так как гнездо 17 изготовлено из прозрачного пластика типа LEXAN. Вкрутив в гнездо 17 защитный изоляционный кожух 29 и проводник 30, можно производить следующие регламентные работы на кабеле:
непосредственное (не через вакуумную камеру) заземление кабеля 16 наложением переносного заземления на проводник 30;
высоковольтное тестирование изоляции кабеля 16 подачей тестового напряжения на проводник 30. Разъединитель-заземлитель при этом испытании находится в отключенном положении. При этом на ограничители перенапряжения 27 и на трансформаторы напряжения 28 испытательное напряжение не подается, так как они защищены кожухом 29;
высоковольтное тестирование вакуумных камер 1,2,3 фазных модулей вакуумного выключателя проводится аналогично предыдущему испытанию, но при этом вакуумный выключатель отключен, а разъединитель-заземлитель заземлен через вакуумные камеры 1, 2, 3 фазных модулей вакуумного выключателя;
заземление сборных шин 6 осуществляется непосредственным заземлением проводника 30 переводом разъединителя-заземлителя во включенное положение.To carry out routine maintenance on the cable, it is only necessary to unscrew the plugs 25 on the front panel of the cable compartment, after making sure by mnemonic diagram that the cables are grounded through the vacuum chambers of the 1, 2, 3 phase modules of the vacuum circuit breaker. In this case, the high-voltage connector 26 of voltage transformers 28 and surge arresters 27 is disconnected from the cable entry. In this position, a conventional high-voltage indicator, visible through the front window, can be inserted into the test sockets 17, since the socket 17 is made of transparent plastic of the LEXAN type. Having screwed the protective insulating casing 29 and the conductor 30 into the socket 17, the following scheduled operations on the cable can be performed:
direct (not through a vacuum chamber) grounding of the cable 16 by applying a portable ground to the conductor 30;
high-voltage testing of cable insulation 16 by applying test voltage to conductor 30. The disconnector-earthing switch is in the disconnected position during this test. In this case, the surge voltage limiters 27 and voltage transformers 28 test voltage is not supplied, as they are protected by a casing 29;
high-voltage testing of the vacuum chambers of the 1,2,3 phase vacuum circuit breaker modules is carried out similarly to the previous test, but the vacuum circuit breaker is turned off and the earthing switch is grounded through the vacuum chambers of the 1, 2, 3 phase modules of the vacuum circuit breaker;
the grounding of the busbars 6 is carried out by directly grounding the conductor 30 by transferring the disconnector-earthing switch to the on position.

В данном комплектном распределительном устройстве можно присоединить до 4 кабелей по 240 мм², а также возможно отсоединение одного или нескольких кабелей, не снимая остальных.In this complete switchgear, you can connect up to 4 cables of 240 mm ² each, and it is also possible to disconnect one or more cables without removing the others.

Комплектное распределительное устройство является логическим продолжением разработок предприятия "Таврида Электрик" по созданию нового поколения необслуживаемого коммутационного оборудования. The complete switchgear is a logical continuation of the development of the Tavrida Electric enterprise to create a new generation of maintenance-free switching equipment.

Claims

A one-way service switchgear comprising busbars, a circuit breaker, an earthing switch, cable entries, characterized in that the busbars are located one below the other, the earthing switch is made three-position with horizontal movement of the movable contact, its axes are perpendicular to the axes of the phase switch modules, made by vacuum, the vacuum circuit breaker and the disconnector-earthing switch are combined in one device, outside the insulating guides are movable whose contacts are fixed by measuring current transformers, the primary winding of which are the movable contacts of the disconnector-earthing switch, and its fixed contacts are grounding sockets and cylindrical sockets located on the busbars and on the vacuum circuit breaker, the latter are connected by flexible connections with the moving contacts of the vacuum chambers of the phase modules, to the fixed contacts of which the cable entries are fixed, which are fork-shaped lugs inserted between the contact disks, and, on a threaded rod fixed at both ends, the tips being fixed on the said disks with crackers and compressed by a nut located inside the test socket directed towards the service side and closed by a plug having a cable input and high-voltage wire contact connector at the end for connecting surge arresters and voltage transformers.