RU2275708C1

RU2275708C1 - Vacuum switch

Info

Publication number: RU2275708C1
Application number: RU2004133386/09A
Authority: RU
Inventors: ков Станислав Павлович Чист (RU); Станислав Павлович Чистяков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭЛВЕСТ"
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-04-27

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: proposed vacuum switch characterized in in-line disposition of three phases has upper current lead and lower current lead parallel to the latter; current leads of extreme phases are turned in different directions relative to intermediate-phase current leads through definite angle.

EFFECT: reduced size due to shorter phase-to-phase distance.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции вакуумных выключателей, в частности вакуумных выключателей с тремя фазами, размещенными в ряд на междуфазном расстоянии L и изоляционном расстоянии L_ф-ф. Здесь и далее под термином "междуфазное расстояние" мы понимаем расстояние между осями соседних фаз выключателя, под термином "изоляционное расстояние" - расстояние в свету между неизолированными токоведущими частями соседних фаз выключателя.The invention relates to the field of electrical engineering and relates to the design of vacuum circuit breakers, in particular vacuum circuit breakers with three phases, arranged in a row at the interphase distance L and the insulation distance L _f-f . Hereinafter, by the term "interphase distance" we mean the distance between the axes of the neighboring phases of the circuit breaker, by the term "insulation distance" - the distance in the light between the uninsulated current-carrying parts of the neighboring phases of the circuit breaker.

Известны вакуумные выключатели с тремя размещенными в ряд фазами, содержащими в каждой фазе открыто установленную вакуумную дугогасительную камеру, а также верхний и нижний токовыводы [1]. Габариты этих выключателей по ширине зависят от междуфазного расстояния L, определяемого какKnown vacuum circuit breakers with three phases arranged in a row, containing in each phase an openly mounted vacuum arcing chamber, as well as upper and lower current outputs [1]. The dimensions of these switches in width depend on the interfacial distance L, defined as

L=L_ф-ф+S,L = L _ff + S,

где L_ф-ф - изоляционное расстояние, а S - ширина (диаметр) неизолированной токоведущей части выключателя, в данном случае вакуумной дугогасительной камеры.where L _f-f is the insulation distance, and S is the width (diameter) of the uninsulated current-carrying part of the switch, in this case the vacuum arcing chamber.

Изоляционное расстояние L_ф-ф, обеспечивающее электрическую прочность изоляции выключателя между фазами, зависит от рабочего напряжения выключателя и задается нормативными документами, в частности "Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)". Так, например, в соответствии с ПУЭ для выключателя класса напряжения 35 кВ для закрытых распределительных устройств наименьшая величина изоляционного расстояния равна 320 мм. Следовательно, в приведенной конструкции междуфазное расстояние с учетом диаметра открыто установленной вакуумной дугогасительной камеры, например ⌀110 мм, составит более 430 мм.The insulating distance L _f-f , providing the dielectric strength of the circuit breaker between the phases, depends on the operating voltage of the circuit breaker and is set by regulatory documents, in particular, "Electrical Installation Rules (PUE)". So, for example, in accordance with the PUE for a circuit breaker of a voltage class of 35 kV for enclosed switchgears, the smallest value of the insulation distance is 320 mm. Therefore, in the above construction, the interphase distance, taking into account the diameter of the openly installed vacuum arcing chamber, for example, ⌀110 mm, will be more than 430 mm.

Известным способом сокращения междуфазного расстояния в подобном выключателе является установка междуфазных изоляционных барьеров, которые позволяют уменьшить междуфазное расстояние до 350 мм и менее. Для обеспечения электрической прочности изоляции между фазами выключателя эти барьеры должны закрывать друг от друга все неизолированные токоведущие части фаз, т.е. значительно превышать габариты фазы по ширине и высоте. Это приводит к усложнению конструкции выключателя, увеличению его габаритов и массы.A known method of reducing the interfacial distance in such a switch is to install interphase isolation barriers that can reduce the interfacial distance to 350 mm or less. To ensure dielectric strength between the phases of the circuit breaker, these barriers must close all uninsulated current-carrying parts of the phases from each other, i.e. significantly exceed the dimensions of the phase in width and height. This leads to a complication of the design of the switch, an increase in its dimensions and mass.

Другим известным решением является размещение вакуумной дугогасительной камеры в изоляционном корпусе [2]. Верхний токовывод установлен в верхней торцевой части изоляционного корпуса соосно с вакуумной дугогасительной камерой, а нижний токовывод установлен в боковой стенке изоляционного корпуса перпендикулярно оси вакуумной дугогасительной камеры.Another well-known solution is the placement of a vacuum arcing chamber in an insulating casing [2]. The upper current terminal is installed in the upper end part of the insulating body coaxially with the vacuum interrupter chamber, and the lower current terminal is installed in the side wall of the insulating body perpendicular to the axis of the vacuum arcing chamber.

Преимуществом выключателя является возможность подсоединения к токовыводам внешних токоведущих шин с разных сторон, что имеет определенные эксплуатационные удобства. Кроме того, в данном выключателе неизолированной токоведущей частью является токовывод, ширина S которого заведомо меньше диаметра вакуумной дугогасительной камеры. Поэтому за счет уменьшения ширины S достигается некоторое увеличение изоляционного расстояния L_ф-ф и пропорциональное ему сокращение междуфазного расстояния L.The advantage of the circuit breaker is the ability to connect external busbars to current outputs from different sides, which has certain operational amenities. In addition, in this switch, the non-insulated current-carrying part is a current output, the width S of which is obviously less than the diameter of the vacuum arcing chamber. Therefore, by reducing the width S, a certain increase in the insulating distance L _f-f and a proportional reduction in the interfacial distance L.

Наиболее близким к изобретению является вакуумный выключатель [3] с тремя размещенными в ряд фазами, каждая из которых содержит вакуумную дугогасительную камеру, верхний токовывод и параллельный ему нижний токовывод. Токовыводы выполнены цилиндрическими, в результате чего, в сравнении с плоскими прямоугольными токовыводами, улучшено распределение электрических полей между фазами. Однако проблема известных выключателей, заключающаяся в том, чтобы значительно сократить междуфазное расстояние L, обеспечив при этом нормированное изоляционное расстояние L_ф-ф и электрическую прочность изоляции между фазами, в приведенной конструкции не решена.Closest to the invention is a vacuum circuit breaker [3] with three phases arranged in a row, each of which contains a vacuum arcing chamber, an upper current outlet and a lower current outlet parallel to it. The current outputs are cylindrical, as a result of which, in comparison with flat rectangular current outputs, the distribution of electric fields between the phases is improved. However, the problem of the known switches, namely, to significantly reduce the interfacial distance L, while ensuring a normalized insulation distance L _{f f} and the dielectric strength of the insulation between phases, is not solved in the above construction.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов вакуумного выключателя с тремя фазами за счет сокращения междуфазного расстояния при сохранении надежной электрической прочности изоляции между фазами.The objective of the present invention is to reduce the size of the vacuum circuit breaker with three phases by reducing the interfacial distance while maintaining reliable electrical strength of the insulation between the phases.

Поставленная задача решается за счет того, что в вакуумном выключателе с тремя размещенными в ряд фазами, каждая из которых содержит, как минимум, одну вакуумную дугогасительную камеру, верхний токовывод и параллельный ему нижний токовывод, токовыводы крайних фаз развернуты в разные стороны относительно токовыводов средней фазы на определенный угол.The problem is solved due to the fact that in the vacuum circuit breaker with three phases arranged in a row, each of which contains at least one vacuum arrester, the upper current lead and the lower current lead parallel to it, the current leads of the extreme phases are deployed in different directions relative to the current leads of the middle phase at a certain angle.

В предложенной конструкции каждый верхний токовывод крайней фазы развернут на определенный угол относительно своего прежнего положения, аналогичного положению верхнего токовывода в средней фазе. На этот же угол развернут каждый нижний токовывод крайней фазы относительно своего прежнего положения, аналогичного положению нижнего токовывода в средней фазе. Следовательно, в результате разворота каждый токовывод крайней фазы перемещен относительно своего прежнего положения на определенную величину. При этом на эту же величину увеличено изоляционное расстояние между токовыводом крайней фазы и токовыводом средней фазы. Это позволяет пропорционально сократить междуфазное расстояние и существенно уменьшить габариты выключателя по ширине.In the proposed design, each upper terminal of the extreme phase is rotated at a certain angle relative to its previous position, similar to the position of the upper terminal in the middle phase. At the same angle, each lower current terminal of the extreme phase is deployed relative to its previous position, similar to the position of the lower current terminal in the middle phase. Therefore, as a result of a turn, each current terminal of the extreme phase is displaced relative to its previous position by a certain amount. At the same time, the insulation distance between the terminal of the extreme phase and the terminal of the middle phase is increased by the same amount. This allows you to proportionally reduce the interfacial distance and significantly reduce the dimensions of the circuit breaker in width.

Наиболее оптимальное (для одностороннего подсоединения токоведущих шин) увеличение изоляционного расстояния достигнуто при развороте токовыводов крайних фаз на 90 градусов. Это означает, что токовыводы крайних фаз перпендикулярны в горизонтальной плоскости токовыводам средней фазы, а изоляционное расстояние увеличено приблизительно на величину 90-градусной дуги перемещения токовыводов крайних фаз при развороте. Следовательно, на длину указанной дуги может быть пропорционально сокращено междуфазное расстояние.The most optimal (for one-sided connection of live busbars) an increase in the insulation distance was achieved when the current outputs of the extreme phases were turned 90 degrees. This means that the current leads of the extreme phases are perpendicular in the horizontal plane to the current leads of the middle phase, and the insulation distance is increased by approximately a 90-degree arc of movement of the current leads of the extreme phases during a turn. Therefore, the interphase distance can be proportionally reduced by the length of the specified arc.

Более подробно конструктивные особенности настоящего изобретения и варианты исполнения пояснены на следующих чертежах:In more detail, the design features of the present invention and embodiments are explained in the following drawings:

Фиг.1 - вид выключателя в изометрии с крайними токовыводами, развернутыми на 90 градусов.Figure 1 - view of the switch in isometry with extreme current outputs, deployed 90 degrees.

Фиг.2 - вид сверху выключателя в соответствии с фиг.1.Figure 2 is a top view of the switch in accordance with figure 1.

Вакуумный выключатель, изображенный на фиг.1 и 2, включает в себя три фазы А, В и С, размещенные на междуфазном расстоянии L. Фазы А, В и С установлены в ряд на приводе 1 и содержат вакуумные дугогасительные камеры (не показаны), размещенные, например, в изоляционных корпусах 2а, 2b и 2с, верхние токовыводы 3а, 3b и 3с диаметром S и попарно параллельные им нижние токовыводы 4а, 4b и 4с диаметром S. Изоляционное расстояние между токовыводами 3а и 3b, 3b и 3с, 4а и 4b, 4b и 4с обозначено как L_ф-ф'.The vacuum switch shown in figures 1 and 2, includes three phases A, B and C, located at the interfacial distance L. Phases A, B and C are installed in a row on the actuator 1 and contain vacuum arcing chambers (not shown), placed, for example, in insulating housings 2a, 2b and 2c, the upper current leads 3a, 3b and 3c with diameter S and the lower current leads pair 4a, 4b and 4c parallel to them with diameter S. The insulation distance between the current leads 3a and 3b, 3b and 3c, 4a and 4b, 4b and 4c are denoted as L _f-f '.

Пунктиром показаны положения токовыводов 3а и 4а, 3с и 4с в крайних фазах до разворота, изоляционное расстояние между которыми обозначено как L_ф-ф.The dotted line shows the positions of the current leads 3a and 4a, 3c and 4c in the extreme phases before the turn, the insulation distance between which is indicated as L _f-f .

Верхний токовывод 2а развернут относительно верхнего токовывода 2b по дуге L_Δ на угол 90 градусов, а верхний токовывод 3с развернут относительно верхнего токовывода 3b по дуге L_Δ на угол 90 градусов. Аналогичным образом нижний токовывод 4а развернут относительно нижнего токовывода 4b по дуге L_Δ на угол 90 градусов, а нижний токовывод 4с развернут относительно нижнего токовывода 4b по дуге L_Δ на угол 90 градусов. Таким образом, изоляционное расстояние L_ф-ф увеличено приблизительно на длину 90-градусной дуги L_Δ. Увеличенное изоляционное расстояние, обозначенное как L_ф-ф', позволило пропорционально сократить междуфазное расстояние L, равное L_ф-ф'+S-L_Δ.The upper current output 2a is deployed relative to the upper current output 2b along the arc L _Δ at an angle of 90 degrees, and the upper current output 3c is deployed relative to the upper current output 3b along the arc L _Δ at an angle of 90 degrees. Similarly, the lower current lead 4a is rotated relative to the lower current lead 4b along the arc L _Δ by an angle of 90 degrees, and the lower current lead 4c is turned relative to the lower current lead 4b along the arc L _Δ by an angle of 90 degrees. Thus, the insulating distance L _ff increased approximately by the length of the 90-degree arc L _Δ . The increased insulation distance, designated as L _f-f ', allowed to proportionally reduce the interfacial distance L equal to L _f-f ' + SL _Δ .

Применение подобной конструкции в выключателе класса напряжения 35 кВ для закрытых распределительных устройств, в которых вакуумная дугогасительная камера, а также тоководы диаметром, например, 70 мм установлены в изоляционном корпусе диаметром, например, 170 мм, позволяет уменьшить междуфазное расстояние приблизительно до 257 мм. При этом нормированное изоляционное расстояние 320 мм обеспечивает необходимую электрическую прочность междуфазной изоляции.The use of a similar design in a voltage class switch of 35 kV for indoor switchgears in which a vacuum arcing chamber, as well as current leads with a diameter of, for example, 70 mm, are installed in an insulating case with a diameter of, for example, 170 mm, allows to reduce the interfacial distance to approximately 257 mm. At the same time, the standardized insulation distance of 320 mm provides the necessary electric strength of the interphase isolation.

Таким образом, использование описанной конструкции вакуумного выключателя с тремя фазами позволяет существенно сократить междуфазное расстояние и габариты выключателя при сохранении нормированного изоляционного расстояния и надежной электрической прочности изоляции между фазами.Thus, the use of the described design of the vacuum circuit breaker with three phases can significantly reduce the interfacial distance and the dimensions of the circuit breaker while maintaining the normalized insulation distance and reliable dielectric strength between the phases.

Источники информацииInformation sources

1. 3АН5 Vacuum Circuit Breakers. Каталог фирмы Siemens HG 11.11.1.3AN5 Vacuum Circuit Breakers Catalog of the company Siemens HG 11.11.

2. VerSaVac Three-Phase Capasitor Switch. Каталог фирмы Joslyn DB 750.2. VerSaVac Three-Phase Capasitor Switch. Joslyn DB 750 catalog.

3. Vacuum Circuit Breakers type VD4. Каталог фирмы ABB•DEACE 2039 96 E.3. Vacuum Circuit Breakers type VD4. ABB catalog • DEACE 2039 96 E.

Claims

1. A vacuum circuit breaker with three phases arranged in a row, each of which contains at least one vacuum interrupter chamber, an upper current outlet and a lower current outlet parallel to it, characterized in that the current terminals of the extreme phases are rotated in different directions relative to the medium phase current terminals at a certain angle .

2. The vacuum switch according to claim 1, characterized in that the current leads of the extreme phases are deployed in different directions relative to the current outputs of the middle phase at an angle of 90 °.