RU2421841C2 - Vacuum switch and method of switching - Google Patents
Vacuum switch and method of switching Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421841C2 RU2421841C2 RU2007134906/07A RU2007134906A RU2421841C2 RU 2421841 C2 RU2421841 C2 RU 2421841C2 RU 2007134906/07 A RU2007134906/07 A RU 2007134906/07A RU 2007134906 A RU2007134906 A RU 2007134906A RU 2421841 C2 RU2421841 C2 RU 2421841C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- switch
- latch
- rod
- switching
- vacuum switch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/666—Operating arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
- H01H3/3031—Means for locking the spring in a charged state
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
- H01H3/3005—Charging means
- H01H3/3026—Charging means in which the closing spring charges the opening spring or vice versa
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Switches With Compound Operations (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
- Mechanical Control Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к вакуумному переключателю для эксплуатации на железной дороге, содержащему по меньшей мере два переключающих контакта и систему привода с тягой переключателя, перемещающей по меньшей мере один переключающий контакт.The invention relates to a vacuum switch for operation on a railway, comprising at least two switching contacts and a drive system with a switch rod moving at least one switching contact.
Уровень техникиState of the art
Вакуумные переключатели используют как основные переключатели для рельсовых транспортных средств, например для работы с переменным током. Поэтому вакуумные переключатели предназначены для большого количества рабочих циклов, например 250000 рабочих циклов. В большинстве случаев вакуумные переключатели прикрепляют к крыше транспортного средства и соединяют токосъемное устройство с силовым трансформатором. В процессе работы электрические линии переключают при токах до 1000 А и напряжениях в диапазоне от 15 кВ до 25 кВ. Кроме того, вакуумные переключатели обеспечивают защиту от коротких замыканий и перегрузки по току, а также от перенапряжения.Vacuum switches are used as main switches for rail vehicles, for example for working with alternating current. Therefore, vacuum switches are designed for a large number of duty cycles, such as 250,000 duty cycles. In most cases, vacuum switches are attached to the roof of the vehicle and connect the current collector to a power transformer. In the process, electrical lines are switched at currents up to 1000 A and voltages in the range from 15 kV to 25 kV. In addition, the vacuum switches provide protection against short circuits and overcurrent, as well as overvoltage.
Обычно в таких вакуумных переключателях привод тяги переключателя, перемещающей переключающие контакты, реализуют в виде пневматического привода. Следовательно, чтобы замыкать переключающие контакты, к вакуумному переключателю подводят сжатый воздух. Тяга переключателя связана с поршнем, который перемещают вверх сжатым воздухом и который толкает тягу переключателя вверх, предварительно нагружает отпускные пружины и замыкает переключающие контакты. Поршень удерживают в замкнутом положении переключающих контактов с помощью электромагнита. Для того чтобы разомкнуть переключающие контакты, электромагнит отключают, освобождают поршень, и отпускные пружины перемещают тягу переключателя вниз.Typically, in such vacuum switches, the drive of the switch rod moving the switching contacts is implemented as a pneumatic drive. Therefore, in order to close the switching contacts, compressed air is supplied to the vacuum switch. The switch rod is connected to a piston, which is moved upward with compressed air and which pushes the switch rod up, preloads the release springs and closes the switching contacts. The piston is held in the closed position of the switching contacts by means of an electromagnet. In order to open the switching contacts, the electromagnet is turned off, the piston is released, and the release springs move the switch rod down.
Такие пневматические приводы имеют множество недостатков. Для предотвращения захвата грязи и влаги они нуждаются в сложном вспомогательном оборудовании для пневматических систем, таком как водоотделители и пылеуловители. Поэтому пневматическая система занимает много места. Кроме того, пневматические системы требуют частого обслуживания и часто выходят из строя, главным образом при низких температурах. После относительно долгого простоя рельсового транспортного средства могут возникнуть проблемы с подачей воздуха, то есть давление в пневматической системе может упасть до уровня, недостаточного для переключения.Such pneumatic actuators have many disadvantages. To prevent the capture of dirt and moisture, they need sophisticated accessories for pneumatic systems such as water traps and dust collectors. Therefore, the pneumatic system takes up a lot of space. In addition, pneumatic systems require frequent maintenance and often fail, mainly at low temperatures. After a relatively long downtime of a rail vehicle, air supply problems may occur, that is, the pressure in the pneumatic system may drop to a level insufficient to switch.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание вакуумного переключателя для эксплуатации на железной дороге, являющего термостабильным и независимым от сжатого воздуха, потребляющего мало энергии при включении и удовлетворяющего строгим требованиям к динамическим характеристикам при размыкании.Thus, the present invention is the creation of a vacuum switch for operation on the railway, which is thermostable and independent of compressed air, consuming little energy when turned on and satisfying the strict requirements for dynamic characteristics when opening.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
С этой целью настоящее изобретение предлагает систему привода, дополнительно включающую основную пружину, которая перемещает тягу переключателя из открытого положения в переключающее положение, привод, который предварительно нагружает основную пружину, запорный механизм, который фиксирует основную пружину в предварительно нагруженном состоянии, и шарнирную защелку, установленную с возможностью продольного перемещения по меньшей мере в положение, в котором ее поворот заблокирован таким образом, что тяга переключателя может быть освобождена защелкой во время перехода из открытого положения в переключающее положение и заблокирована в переключающем положении, а также может быть освобождена в положении, в котором поворот защелки разблокирован, путем поворота защелки для перехода из переключающего положения в открытое положение.To this end, the present invention provides a drive system, further comprising a main spring that moves the switch rod from the open position to the switching position, a drive that preloads the main spring, a locking mechanism that locks the main spring in the pre-loaded state, and a hinge latch installed with the possibility of longitudinal movement at least to a position in which its rotation is blocked in such a way that the switch rod can be illuminated bozhdena latch during the transition from the open position to the switching position and is locked in the switching position and can be released in a position in which the latch is unlocked rotate, by rotation of the latch to move the shift position to the open position.
Система привода согласно изобретению включает привод, соединенный с пружинным накопителем энергии. Основная пружина при работе может быть предварительно нагружена с помощью привода и заблокирована в предварительно нагруженном состоянии. Следовательно, чтобы замкнуть переключающие контакты вакуумного переключателя, необходима лишь малая энергия для освобождения основной пружины. Даже после относительно долгого простоя можно легко осуществить включение. При снятии блокировки освобождают основную пружину, и она передает свою энергию тяге переключателя, так что тяга переключателя переходит из открытого положения в переключающее положение. Сила сжатия основной пружины изменяется по мере хода пружины, обеспечивая требуемые динамические характеристики при размыкании.The drive system according to the invention includes a drive connected to a spring energy storage device. The main spring during operation can be preloaded using a drive and locked in a pre-loaded state. Therefore, in order to close the switching contacts of the vacuum switch, only low energy is needed to release the main spring. Even after a relatively long downtime, switching on can be carried out easily. When the lock is released, the main spring is released, and it transfers its energy to the switch rod, so that the switch rod moves from the open position to the switching position. The compression force of the main spring changes as the spring travels, providing the required dynamic characteristics when opened.
Защелка расположена таким образом, что при продольном перемещении и повороте она обеспечивает освобождение тяги переключателя в обоих направлениях перемещения тяги переключателя. При движении тяги переключателя вверх защелку перемещают в продольном направлении, так чтобы тяга переключателя могла быть переведена в переключающее положение. Таким образом демпфируют движение вверх. Для перемещения тяги переключателя в открытое положение защелку поворачивают. В положении с заблокированным поворотом защелка блокирует перемещение вниз, поглощает удары, возникающие во время работы привода и предотвращает ненамеренное размыкание переключающих контактов.The latch is located in such a way that during longitudinal movement and rotation, it ensures release of the switch rod in both directions of movement of the switch rod. When the switch rod moves upward, the latch is moved in the longitudinal direction so that the switch rod can be moved to the switching position. Thus damp upward movement. To move the switch rod to the open position, the latch is turned. In the locked rotation position, the latch blocks downward movement, absorbs shocks during the operation of the drive and prevents the switching contacts from opening unintentionally.
Привод предпочтительно может быть электродвижущим. Таким образом, устранены недостатки, связанные с использованием пневматической системы, например необходимость вспомогательного оборудования и большое занимаемое место, а также недостатки, связанные с колебаниями температуры.The drive may preferably be electromotive. Thus, the disadvantages associated with the use of a pneumatic system are eliminated, for example, the need for auxiliary equipment and a large occupied space, as well as the disadvantages associated with temperature fluctuations.
В предпочтительном варианте реализации защелка может содержать удерживающий электромагнит для фиксации защелки в положении, в котором ее поворот заблокирован, и разблокирования защелки в положении, в котором ее поворот разблокирован. В этом варианте реализации защелка блокирована в токопроводящем состоянии удерживающего электромагнита и разблокирована в обесточенном состоянии удерживающего электромагнита. Таким способом реализован безаварийный вакуумный переключатель. При отказе питающей электросети удерживающий электромагнит разблокирует защелку, что приводит к ее открыванию, а тяга переключателя переходит в открытое положение с размыканием переключающих контактов и их переходом в безопасное состояние.In a preferred embodiment, the latch may include a holding electromagnet for fixing the latch in a position in which its rotation is locked and unlocking the latch in a position in which its rotation is unlocked. In this embodiment, the latch is locked in the conductive state of the holding electromagnet and unlocked in the de-energized state of the holding electromagnet. In this way, a trouble-free vacuum switch is implemented. If the power supply fails, the holding electromagnet unlocks the latch, which leads to its opening, and the switch rod moves to the open position with the switching contacts opening and their transition to a safe state.
Удерживающий электромагнит предпочтительно размещен у того конца защелки, который обращен в противоположную сторону от тяги переключателя. Такое размещение и результирующее действие рычага позволяют уменьшить требуемую силу удержания. Дальнейшая регулировка силы удержания возможна путем изменения расстояния между осью шарнира защелки и местом расположения удерживающего электромагнита.The holding electromagnet is preferably located at the end of the latch, which is facing in the opposite direction from the switch rod. Such placement and the resulting action of the lever can reduce the required holding force. Further adjustment of the holding force is possible by changing the distance between the axis of the latch hinge and the location of the holding electromagnet.
В другом предпочтительном варианте реализации защелка может включать пружину, действующую в продольном направлении перемещения защелки. Когда тяга переключателя переходит из открытого положения в переключающее положение, защелку перемещают против действия этой пружины, а когда тяга переключателя расположена в переключающем положении, пружина возвращает защелку в ее заблокированное положение. В переключающем положении тяга переключателя заблокирована; неумышленное размыкание под влиянием ударных воздействий и т.д. во время работы предотвращено. Пружина предпочтительно является пружиной сжатия, однако также можно использовать пружины растяжения.In another preferred embodiment, the latch may include a spring acting in the longitudinal direction of movement of the latch. When the switch rod moves from the open position to the switching position, the latch is moved against the action of this spring, and when the switch rod is located in the switching position, the spring returns the latch to its locked position. In the switching position, the switch rod is locked; unintentional opening under the influence of shock, etc. prevented during operation. The spring is preferably a compression spring, however, tensile springs can also be used.
Защелка и тяга переключателя предпочтительно содержат восходящие скосы, соединенные один с другим и прилегающие один к другому, когда тягу переключателя перемещают из открытого положения в переключающее положение. Наклон восходящих скосов способствует продольному сдвигу защелки во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Тяга переключателя и защелка скользят друг по другу с большей легкостью.The latch and the switch rod preferably comprise ascending bevels connected to one another and adjacent to one another when the switch rod is moved from an open position to a switching position. The inclination of the ascending bevels facilitates a longitudinal shift of the latch while moving the switch rod from the open position to the switching position. The switch rod and latch slide over each other with greater ease.
Тяга переключателя предпочтительно может содержать выступ, за который зацеплена защелка в переключающем положении. Этот выступ также может быть сформирован торцом тяги переключателя. Защелку зацепляют за выступ на тяге переключателя, когда она достигает переключающего положения, и таким образом препятствуют соскальзыванию тяги переключателя обратно в открытое положение. Даже в случае ударных воздействий, возникающих во время работы, неумышленное размыкание переключающих контактов может быть предотвращено благодаря такой принудительной блокировке.The switch rod may preferably comprise a protrusion for which a latch is engaged in the switching position. This protrusion can also be formed by the end face of the switch rod. The latch is hooked onto a protrusion on the switch rod when it reaches the switching position, and thus the switch rod is prevented from slipping back to the open position. Even in the event of impact shocks occurring during operation, unintentional opening of the switching contacts can be prevented by such a forced blocking.
Еще в одном варианте защелка может быть соединена с амортизатором. Этот амортизатор смягчает вращательное движение защелки в обоих конечных положениях, чтобы избежать сильных ударов якоря удерживающего электромагнита в верхний останов и точку на удерживающем электромагните.In another embodiment, the latch can be connected to a shock absorber. This shock absorber softens the rotational movement of the latch in both end positions in order to avoid strong impacts of the anchor of the holding electromagnet in the upper stop and the point on the holding electromagnet.
Еще в одном варианте тяга переключателя может включать возвратный механизм для перемещения тяги переключателя в открытое положение. Если защелка расположена в положении, в котором ее поворот разблокирован, возвратный механизм перемещает тягу переключателя в открытое положение с размыканием переключающих контактов. Возвратный механизм обеспечивает применение по меньшей мере силы, необходимой для поворота защелки в положение, в котором ее поворот разблокирован, и для размыкания возможно спекшихся контактов вакуумного переключателя.In yet another embodiment, the switch rod may include a return mechanism for moving the switch rod to an open position. If the latch is located in the position in which its rotation is unlocked, the return mechanism moves the switch rod to the open position with the opening of the switching contacts. The return mechanism provides the use of at least the force necessary to rotate the latch to a position in which its rotation is unlocked, and to open possibly sintered contacts of the vacuum switch.
Возвратный механизм предпочтительно может включать по меньшей мере одну регулирующую пружину. Размыкание перключающих контактов, таким образом, также происходит за счет запасенной энергии. В качестве регулирующих пружин предпочтительно используют пружины сжатия, которые сжаты в переключающем положении и разжаты в открытом положении. Однако также можно использовать пружины растяжения.The return mechanism may preferably include at least one control spring. The opening of the switching contacts, therefore, also occurs due to the stored energy. Preferably, compression springs are used as control springs, which are compressed in the switching position and opened in the open position. However, tensile springs can also be used.
Еще один вариант реализации изобретения предусматривает соединение основной пружины с тягой переключателя соединительными средствами, действующими в зависимости от состояния переключения, так что основная пружина и тяга переключателя соединены при перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение и разъединены в переключающем положении. Соединительные средства лишь временно соединяют основную пружину с тягой переключателя. Таким образом, основная пружина может быть предварительно нагружена в переключающем положении тяги переключателя без воздействия на тягу переключателя. Энергия, запасенная в основной пружине, предпочтительно больше, чем энергия, необходимая для перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Активное разъединение обеспечивает возврат основной пружины после перемещения тяги переключателя в закрытое положение и высвобождение остаточной энергии. Другие компоненты вакуумного переключателя не должны поглощать эту остаточную энергию.Another embodiment of the invention provides for connecting the main spring to the switch rod with connecting means depending on the switching state, so that the main spring and the switch rod are connected when the switch rod is moved from the open position to the switching position and disconnected in the switching position. Connecting means only temporarily connect the main spring to the switch rod. Thus, the main spring can be preloaded in the switching position of the switch rod without affecting the switch rod. The energy stored in the main spring is preferably greater than the energy required to move the switch rod from the open position to the switching position. Active disconnection ensures the return of the main spring after moving the switch rod to the closed position and the release of residual energy. Other components of the vacuum switch must not absorb this residual energy.
Электродвижущий привод предпочтительно может быть связан с основной пружиной посредством вала. Таким способом обеспечена очень простая связь между основной пружинной и валом двигателя.The electromotive actuator can preferably be connected to the main spring via a shaft. In this way, a very simple connection between the main spring and the motor shaft is provided.
Основная пружина может быть эксцентрично установлена на валу областью своего конца. Следовательно, в предварительно нагруженном состоянии пружина создает вращающий момент, который действует на вал так, что обеспечивает его вращение, когда запорный механизм разблокирован и соединительные средства передают энергию, запасенную в основной пружине, тяге переключателя.The main spring can be eccentrically mounted on the shaft with a region of its end. Therefore, in a pre-loaded state, the spring generates a torque that acts on the shaft so that it rotates when the locking mechanism is unlocked and the connecting means transmit energy stored in the main spring to the switch rod.
Соединительные средства предпочтительно могут включать соединяющий механизм, посредством которого основная пружина связана с тягой переключателя. При использовании соединяющего механизма возможна более компактная конструкция системы привода.The connecting means may preferably include a connecting mechanism through which the main spring is connected to the switch rod. When using the connecting mechanism, a more compact design of the drive system is possible.
В еще одном предпочтительном варианте реализации соединяющий механизм может включать по меньшей мере один кулачок, размещенный на валу. Таким способом легко обеспечивают лишь временное соединение основной пружины с тягой переключателя при вращении вала.In yet another preferred embodiment, the coupling mechanism may include at least one cam located on the shaft. In this way, only a temporary connection of the main spring with the switch rod during shaft rotation is easily provided.
Кулачок предпочтительно активно соединен с рычагом, соединенным с тягой переключателя при перемещении тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Кулачок входит в зацепление с одним концом рычага и перемещает этот конец вниз. Другой конец рычага соединен с тягой переключателя, что обеспечивает его перемещение вверх. Благодаря такому действию рычага возможно применение более слабой основной пружины.The cam is preferably actively connected to a lever connected to the switch rod while moving the switch rod from the open position to the switching position. The cam engages with one end of the lever and moves this end down. The other end of the lever is connected to the switch rod, which ensures its upward movement. Thanks to this action of the lever, a weaker main spring can be used.
В особенно предпочтительном варианте реализации изобретения кулачок сконструирован так, что активно соединен с рычагом в пределах угла не более 240°. Таким образом обеспечено отсутствие зацепления кулачка с рычагом, когда основная пружина предварительно нагружена с помощью вала и электродвижущего привода.In a particularly preferred embodiment of the invention, the cam is designed so that it is actively connected to the lever within an angle of not more than 240 °. This ensures that the cam does not engage with the lever when the main spring is preloaded using a shaft and an electromotive drive.
Еще в одном предпочтительном варианте реализации изобретения запорный механизм содержит расцепляющий электромагнит, в токопроводящем состоянии которого запорный механизм разблокирован. Таким способом также обеспечена надежность работы вакуумного переключателя: в обесточенном состоянии расцепляющего электромагнита стопорная пружина зафиксирована запорным механизмом и потому переключающие контакты пребывают в разомкнутом положении. В этом зафиксированном состоянии стопорной пружины нет необходимости в энергии удерживания. Для включения вакуумного переключателя необходима лишь малая переключающая энергия, требуемая для активации расцепляющего электромагнита с открытием запорного механизма и, таким образом, передачей энергии, запасенной в основной пружине, тяге переключателя.In yet another preferred embodiment of the invention, the locking mechanism comprises a tripping electromagnet, in the conductive state of which the locking mechanism is unlocked. In this way, the reliability of the vacuum switch is also ensured: in the de-energized state of the tripping electromagnet, the locking spring is fixed by a locking mechanism and therefore the switching contacts are in the open position. In this locked state of the locking spring, there is no need for holding energy. To turn on the vacuum switch, only the small switching energy required to activate the trip electromagnet with the opening of the locking mechanism and, thus, the transfer of energy stored in the main spring to the switch rod is needed.
Запорный механизм предпочтительно может содержать первый язычок, связанный с основной пружиной, и второй язычок, связанный с расцепляющим электромагнитом, причем в заблокированном состоянии первый язычок входит в зацепление со вторым язычком. Таким образом может быть осуществлена простая реализация запорного механизма. При подаче энергии к расцепляющему электромагниту он втягивает второй язычок с разблокированием первого язычка и передачей запасенной энергии пружины тяге переключателя. Путем соединения основной пружины с первым язычком можно получить компактную конструкцию системы привода.The locking mechanism may preferably comprise a first tongue connected to the main spring and a second tongue connected to the trip electromagnet, wherein in the locked state, the first tongue engages with the second tongue. Thus, a simple implementation of the locking mechanism can be implemented. When power is supplied to the trip electromagnet, it pulls in the second tongue with the first tongue unlocked and the stored energy of the spring is transferred to the switch rod. By connecting the main spring to the first tongue, a compact drive system design can be obtained.
Еще в одном варианте реализации тяга переключателя соединена по меньшей мере с одним из переключающих контактов посредством коленно-рычажного соединения. Таким способом можно обеспечить удобное расположение вакуумного переключателя на крыше транспортного средства.In yet another embodiment, the switch rod is connected to at least one of the switching contacts via a knee-lever connection. In this way, it is possible to provide a convenient location of the vacuum switch on the roof of the vehicle.
Коленно-рычажное соединение может содержать механизм, приводимый в действие пружиной, и переключающие контакты, которые можно регулировать с помощью указанного механизма. Таким образом, отсутствует необходимость в перенастройке пружин или коленно-рычажного соединения, вследствие чего получают конструкцию, требующую низких объемов технического обслуживания и ремонта.The knee-lever connection may include a mechanism driven by a spring, and switching contacts, which can be adjusted using the specified mechanism. Thus, there is no need to reconfigure the springs or knee-lever connection, resulting in a design that requires low maintenance and repair.
Кроме того, изобретение также относится к способу переключения переключающих контактов вышеописанного вакуумного переключателя. Согласно этому способуIn addition, the invention also relates to a method for switching switching contacts of the above-described vacuum switch. According to this method
располагают тягу переключателя в переключающем положении,position the switch rod in a shifting position,
переводят защелку в положение, в котором ее поворот разблокирован, иmove the latch to the position in which its rotation is unlocked, and
переводят тягу переключателя в открытое положение с помощью возвратного механизма.translate the switch rod to the open position using the return mechanism.
Этот способ обеспечивает надежное переключение вакуумного переключателя. Для того чтобы разомкнуть переключающие контакты, защелку перемещают в положение, в котором ее поворот разблокирован, и поворачивают вокруг оси шарнира.This method provides reliable switching of the vacuum switch. In order to open the switching contacts, the latch is moved to a position in which its rotation is unlocked, and rotated around the axis of the hinge.
При расположении тяги переключателя в переключающем положении переводят защелку в положение, в котором ее поворот заблокирован, разблокируют запорный механизм основной пружины, переводят тягу переключателя из открытого положения в переключающее положение, предварительное нагружают основную пружину и закрывают запорный механизм основной пружины.When the switch rod is in the switching position, the latch is moved to the position in which its rotation is locked, the locking mechanism of the main spring is unlocked, the switch rod is moved from the open position to the switching position, the main spring is preloaded and the locking mechanism of the main spring is closed.
Для замыкания основных контактов необходима лишь малая энергия, требуемая для удержания защелки в положении, в котором ее поворот заблокирован, а также энергия импульса для разблокирования запорного механизма основной пружины. Поэтому переключение вакуумного переключателя также возможно и со слабыми батареями. Поскольку основная пружина снова предварительно нагружена в рабочем состоянии, вакуумный переключатель снова переведен в состояние эксплуатационной готовности после размыкания переключающих контактов, и энергию, запасенную в пружине, можно немедленно использовать для включения.To close the main contacts, only the small energy required to hold the latch in the position in which its rotation is locked, as well as the pulse energy to unlock the locking mechanism of the main spring, is needed. Therefore, switching the vacuum switch is also possible with weak batteries. Since the main spring is again preloaded in the operating state, the vacuum switch is again put into a state of operational readiness after opening the switching contacts, and the energy stored in the spring can be immediately used for switching on.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
Ниже более подробно с помощью чертежей описан вариант реализации изобретения. На чертежах:Below in more detail using the drawings describes an embodiment of the invention. In the drawings:
Фиг.1 показывает вид сбоку вакуумного переключателя в отключенном состоянии с освобожденной основной пружиной.Figure 1 shows a side view of the vacuum switch in the off state with the main spring released.
Фиг.2 показывает вид сбоку вакуумного переключателя, когда основная пружина натянута.Figure 2 shows a side view of the vacuum switch when the main spring is tensioned.
Фиг.3 показывает вид сбоку вакуумного переключателя в состоянии эксплуатационной готовности с нагруженной основной пружиной.Figure 3 shows a side view of a vacuum switch in a state of operational readiness with a loaded main spring.
Фиг.4 показывает изображение в разобранном виде системы привода и камеры вакуумного прерывателя вакуумного переключателя, когда основная пружина натянута.4 shows an exploded view of a drive system and a vacuum interrupter chamber of a vacuum switch when the main spring is tensioned.
Фиг.5 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом в открытом положении тяги переключателя с нагруженной основной пружиной.Figure 5 shows a side view of a vacuum switch with a partial cut in the open position of the switch rod with the loaded main spring.
Фиг.6 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение.FIG. 6 shows a side view of a partial sectional view of a vacuum switch while moving the switch rod from an open position to a switching position.
Фиг.7 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом в переключающем положении тяги переключателя.7 shows a side view of a vacuum switch with a partial section in the switching position of the switch rod.
Фиг.8 показывает защелку в положении, в котором ее поворот заблокирован, во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение.Fig. 8 shows a latch in a position in which its rotation is locked while moving the switch rod from an open position to a switching position.
Фиг.9 показывает защелку в положении, в котором ее поворот заблокирован, когда тяга переключателя расположена в переключающем положении.Fig. 9 shows a latch in a position in which its rotation is locked when the switch rod is in the switching position.
Фиг.10 показывает защелку в положении, в котором ее поворот разблокирован, во время перемещения тяги переключателя из переключающего положения в открытое положение.Figure 10 shows the latch in the position in which its rotation is unlocked while moving the switch rod from the switching position to the open position.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг.1 представлен вид сбоку вакуумного переключателя 1. Такой переключатель 1, например, используют в рельсовых транспортных средствах для соединения токосъемного устройства с силовым трансформатором. Переключатель 1 содержит переключающий модуль 2, в котором размещена камера вакуумного прерывателя. Камера вакуумного прерывателя содержит переключающие контакты, которые замыкают и размыкают с помощью системы 3 привода. Обычно такой переключатель 1 закрепляют на крыше рельсового транспортного средства с помощью установочной пластины 4. В этом случае система 3 может быть закреплена на пластине 4, то есть снаружи транспортного средства, или под пластиной 4, то есть в транспортном средстве. Компоненты, размещенные снаружи транспортного средства, окружены изоляторами 30 и защищены от воздействия внешней среды.Figure 1 presents a side view of the vacuum switch 1. Such a switch 1, for example, is used in rail vehicles to connect the current collector to a power transformer. The switch 1 comprises a
Система 3 содержит тягу 5 переключателя, которая соединена по меньшей мере с одним переключающим контактом для перемещения тяги 5 с целью переключения переключателя 1. Система 3, кроме того, включает основную пружину 6, посредством которой тягу 5 переводят из открытого положения, в котором переключающие контакты разомкнуты, в переключающее положение, в котором переключающие контакты замкнуты. Пружина 6 предпочтительно представляет собой пружину растяжения, которая на фиг.1 показана в освобожденном состоянии. Пружина 6 одним своим концом 7 соединена с пластиной 4. Другим своим концом пружина 6 эксцентрично соединена с валом 9. Вал 9 соединен с электродвижущим приводом 10 (Фиг.4). С помощью привода 10 вал 9 вращают и предварительно нагружают пружину 6, эксцентрично соединенную с валом 9, для запасания в ней упругой энергии. На фиг.2 показано промежуточное состояние во время нагружения основной пружины, а предварительно нагруженное состояние пружины 6 показано на фиг.3. Пружина 6 заблокирована в предварительно нагруженном состоянии с помощью запорного механизма 11. При заблокированном состоянии пружины 6 нет необходимости в обеспечении энергии удержания.The
Пружина 6 соединена с тягой 5 с помощью соединительных средств, которые лишь временно, то есть только в пределах конкретных углов поворота вала 9, активно соединяют пружину 6 с тягой 5 (фиг.5 - фиг.7). Активная связь между пружиной 6 и тягой 5 действует, когда тягу 5 перемещают из открытого положения в переключающее положение. Если тяга 5 расположена в переключающем положении, то пружина 6 и тяга 5 разъединены.The
Кроме того, на валу 9 размещен по меньшей мере один кулачок 12. Кулачок 12 размещен на валу 9 таким образом, что в предварительно нагруженном состоянии пружины 6 он примыкает к рычагу 13, который соединен с тягой 5 и который поворачивают вокруг оси, размещенной между кулачком 12 и тягой 5.In addition, at least one
Запорный механизм 11 размещен таким образом, что блокирует пружину 6, эксцентрически действующую на вал 9, в ее мертвой точке в предварительно нагруженном состоянии (фиг.5). Электродвижущий привод 10 соединен с переключателем мгновенного действия, который размещен непосредственно над мертвой точкой пружины 6. Если пружина 6 проходит мертвую точку, переключатель мгновенного действия выключает электромотор 10, и запорный механизм 11 блокирует пружину 6 благодаря ее запасенной упругой энергии. Пружина 6, таким образом, формирует вращающий момент на валу 9, обеспечивающий то же направление вращения, что и предварительно нагружающее движение вала 9.The
Разблокирование запорного механизма 11 теперь обеспечит поворот вала 9 под действием пружины 6 в том же направлении, что и во время предварительного нагружения пружины 6. В этом процессе кулачок 12 действует на рычаг 13 таким образом, что тяга 5 переходит из открытого положения в переключающее положение. Кулачок 12 сконструирован так, что максимально входит в контакт с рычагом 13 в пределах угла 240°. Во время предварительного нагружения пружины 6 кулачок 12 не входит в контакт с рычагом 13, так что тяга 5 в этом состоянии не соединена с пружиной 6 (фиг.6 и фиг.7).Unlocking the
В варианте реализации, представленном на фиг.1-7, запорный механизм 11 включает систему язычков. Пружина 6 соединена с валом 9 с помощью первого язычка 14. Этот язычок расположен напротив второго язычка 15 в заблокированном состоянии пружины 6. Второй язычок 15 соединен с расцепляющим электромагнитом 16, который в токопроводящем состоянии втягивает язычок 15. Таким образом, обеспечено проскальзывание язычка 14 через паз 32 в язычке 15 и освобождение язычка 14, а пружина 6 вращает вал 9 таким образом, что кулачок 12 входит в зацепление с рычагом 13, и тяга 5 переходит из открытого положения в переключающее положение. Запорный механизм 11 дополнительно содержит пружину (не показана), которая выталкивает язычок 15, когда расцепляющий электромагнит 16 пребывает в обесточенном состоянии.In the embodiment of FIGS. 1-7, the
Как показано на фиг.4, тяга 5 соединена с переключающими контактами через коленно-рычажное соединение 17. Соединение 17 включает приводимый в действие пружиной механизм 18, который автоматически регулирует переключающие контакты. Когда контакты корродируют, пружины механизма 18 дополнительно прижимают переключающие контакты друг к другу и обеспечивают достижение минимального давления, необходимого для контакта. Вследствие этого отсутствует необходимость в обслуживании или в регулировке переключающих контактов. Кроме того, тяга 5 содержит возвратный механизм, например регулирующие пружины 26, которые предварительно нагружены, когда тяга 5 перемещена из открытого положения в переключающее положение. Благодаря упругой энергии, запасенной в регулирующих пружинах 26, переключающие контакты могут быть снова разомкнуты.As shown in FIG. 4, the
Система 3 дополнительно включает защелку 19, которая блокирует тягу 5 в переключающем положении. Защелка 19 подробно показана на фиг.8-10. Фиг.8 показывает взаимодействие защелки 19 и тяги 5 во время перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение. Защелка 19 содержит удерживающий электромагнит 20 с якорем 21. Электромагнит 20 соединен с защелкой 19 через рычаг 31. Рычаг 31 может быть упругим. В токопроводящем состоянии электромагнитмагнит 20 притягивает якорь 21 и таким образом фиксирует защелку 19 в положении, в котором ее поворот заблокирован. Если тяга 5 теперь будет перемещена вверх под действием пружины 6 для перемещения из открытого положения в переключающее положение, то восходящий скос 22, расположенный на тяге 5, войдет в контакт с восходящим скосом 23 на защелке. Скосы 22, 23 облегчают скольжение тяги 5 по защелке 19. Во время этого скольжения скосов защелку 19 перемещают в продольном направлении и она сжимает пружину 24. Тяга 5 содержит выступ 25, который входит в зацепление с защелкой 19, когда тяга переключателя достигает переключающего положения. В описываемом случае выступ 25 представляет собой торец тяги 5. Зацепление защелки 19 с выступом 25 обеспечивает пружина 24, задвигающая защелку 19 за выступ 25. Выступ 25 и пружина 24 выполнены таким образом, что даже в случае вибраций при эксплуатации на железной дороге защелка 19 не выскальзывает из-за выступа настолько далеко, чтобы разблокировать тягу 5.The
Регулирующие пружины 26 оказывают воздействие на тягу 5, которая в свою очередь отжимает указанные пружины вниз до защелки 19, когда тяга 5 расположена в переключающем положении (фиг.9).The control springs 26 exert an influence on the
Когда переключающие контакты разомкнуты, удерживающий электромагнит 20 обесточен и больше не притягивает якорь 21 (фиг.10). Защелка 19 теперь переходит в состояние, в котором ее поворот разблокирован. Регулирующие пружины 26 отжимают тягу 5 вниз и таким образом поворачивают защелку 19 вокруг оси 27. Нижний конец 28 защелки 19 опускается, выходит из-за выступа 25 тяги 5 и освобождает тягу 5. Пружины 26 выдавливают тягу 5 в открытое положение. Для смягчения поворотного движения защелки 19 в ее конечных положениях защелка 19 содержит амортизатор 29.When the switching contacts are open, the holding
Ниже более подробно описано переключение переключающих контактов вакуумного переключателя, начиная с состояния эксплутационной готовности переключателя.The switching of the switching contacts of the vacuum switch is described in more detail below, starting with the operational state of the switch.
В состоянии эксплутационной готовности запорный механизм 11 удерживает пружину 6 в предварительно нагруженном состоянии, переключающие контакты разомкнуты, тяга 5 пребывает в открытом положении. При подаче команды переключения электромагнит 20 подсоединяют к источнику электропитания, электромагнит, следовательно, притягивает якорь 21 и фиксирует защелку 19 в положении, в котором ее поворот заблокирован. К электромагниту 16 прикладывают напряжение батареи, и таким образом втягивают язычок 15 запорного механизма 11. Таким образом, язычок 14 разблокирован, пружина 6 сжата и вращает вал 9. Кулачок 12 входит в зацепление с рычагом 13, что перемещает тягу 5 вверх и переводит ее из открытого положения в переключающее положение. Во время перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение скос 22 тяги 5 и скос 23 защелки 19 скользят друг по другу с перемещением в продольном направлении защелки 19, сжимающей пружину 24 до тех пор, пока выступ 25 тяги 5 не достигнет верхнего конца защелки 19. После этого пружина 24 выталкивает защелку 19 за выступ 25 тяги 5 и блокирует тягу 5 в переключающем положении. В этом процессе пружины 26 нагружены и удержены в предварительно нагруженном состоянии защелкой 19 и электромагнитом 20. Кулачок 12 и рычаг 13 теперь не пребывают в зацеплении. Поскольку энергия, запасенная в пружине 6, превышает энергию, необходимую для перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение, вал 9 продолжает вращение под действием остаточной упругой энергии, и пружина 6 переходит в освобожденное положение. Компоненты вакуумного переключателя не должны поглощать остаточную упругую энергию. Переключающие контакты теперь замкнуты, и переключатель 1 пребывает, таким образом, в рабочем состоянии. Далее начинает работать электродвижущий привод 10 и снова предварительно нагружает пружину 6 с помощью вала 9. Если язычок 14 проходит мертвую точку пружины 6 и проходит переключатель мгновенного действия, то последний выключает привод 10. Пружина 6 вытягивает язычок 14 до упора в язычок 15, так что вся энергия пружины не может продвинуть его дальше. Запорный механизм 11 удерживает предварительно нагруженную пружина 6 в предварительно нагруженном состоянии.In a state of operational readiness, the
При подаче команды на размыкание электромагнит 20 выключают, так что он больше не притягивает якорь 21. Пружины 26 толкают тягу 5 вниз. Таким образом, на защелку 19 действует сила, которая поворачивает защелку 19 вниз вокруг ее оси 27. Защелка освобождает тягу 5, которая переходит в открытое положение с размыканием переключающих контактов. Поскольку пружина 6 была предварительно нагружена в рабочем состоянии, вакуумный переключатель снова пребывает в состоянии эксплутационной готовности. Следовательно, для нового процесса замыкания контактов переключателя необходимо подать от бортовой сети питания лишь энергию для включающего импульса, чтобы освободить язычок 14. Таким образом, замыкание вакуумного переключателя возможно даже после нахождения в течение часов или дней без поступления необходимой энергии от батареи транспортного средства.When giving the command to open, the
Также существует возможность перевести переключатель 1 в бездействующее состояние. В бездействующем состоянии переключающие контакты разомкнуты, тяга 5 пребывает в открытом положении, и пружина 6 освобождена.It is also possible to switch switch 1 to an idle state. In the idle state, the switching contacts are open, the
Переключатель 1 отличается тем, что включает полностью электромеханический привод, не зависимый от сжатого воздуха. Поэтому при начале движения транспортного средства не может возникнуть проблем из-за недостаточного давления сжатого воздуха. Поскольку процесс переключения инициирует энергия, запасенная в пружине 6, включение возможно даже при низком напряжении батареи. Переключатель 1 также может быть легко применен в модифицированных приложениях, поскольку никакие дополнительные средства, такие как подача сжатого воздуха, водоотделители или пылеуловители, не требуются. Кроме того, благодаря независимости от сжатого воздуха разрешена безопасная эксплуатация переключателя даже при экстримальных температурах, при этом падают эксплутационные расходы.Switch 1 is characterized in that it includes a fully electromechanical drive that is independent of compressed air. Therefore, when starting the movement of the vehicle, there can be no problems due to insufficient pressure of compressed air. Since the switching process initiates the energy stored in the
Кроме того, в основе переключателя 1 лежит принцип двойной безопасности при аварии: в случае отказа питающей электросети электромагнит 20 защелки 19 обесточивают с переводом защелки 19 в положение, в котором ее поворот разблокирован, так чтобы разомкнуть переключающие контакты. Электромагнит 16 запорного механизма 11 фиксирует язычки 14 и 15 в обесточенном состоянии, так чтобы предотвратить повторное включение вакуумного переключателя.In addition, the switch 1 is based on the principle of double safety in case of an accident: in the event of a power failure, the
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006043632A DE102006043632A1 (en) | 2006-09-18 | 2006-09-18 | vacuum switch |
DE102006043632.6 | 2006-09-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007134906A RU2007134906A (en) | 2009-03-27 |
RU2421841C2 true RU2421841C2 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=37808483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134906/07A RU2421841C2 (en) | 2006-09-18 | 2007-09-19 | Vacuum switch and method of switching |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1901324B1 (en) |
CN (1) | CN101150024B (en) |
AT (1) | ATE514175T1 (en) |
DE (1) | DE102006043632A1 (en) |
ES (1) | ES2365227T3 (en) |
HK (1) | HK1110435A1 (en) |
RU (1) | RU2421841C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586810C2 (en) * | 2011-12-23 | 2016-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Switching device for vehicle with electric drive and electric vehicle |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2317529B1 (en) * | 2009-11-03 | 2017-04-19 | ABB Schweiz AG | A spring operated actuator for an electrical switching apparatus |
CN102184801A (en) * | 2011-01-07 | 2011-09-14 | 无锡市锡山湖光电器有限公司 | Support of operating mechanism for vacuum circuit breaker |
RU2505877C1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное общество "Эковакуум" (ООО "НПО "ЭКОВАКУУМ") | Direct action drive motor |
FR3024799B1 (en) * | 2014-08-06 | 2016-09-02 | Alstom Transp Tech | ROOF SWITCH FOR RAILWAY VEHICLE ADAPTED TO CONDITIONS OF FROST |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4161638A (en) * | 1978-05-12 | 1979-07-17 | General Electric Company | Vacuum interrupter latch release mechanism |
SU1446661A1 (en) * | 1987-05-06 | 1988-12-23 | Минусинское Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина | Single-phase power switch for electric railway vehicles |
CN1047461C (en) | 1994-04-12 | 1999-12-15 | 荷兰霍勒克股份有限公司 | Device for tensioning the cut-in spring in actuator units for circuit breakers, in particular vacuum circuit breakers |
CN2385424Y (en) * | 1998-01-22 | 2000-06-28 | 中国金龙机电有限公司 | Integral vacuum load switch |
EP1244124A1 (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Technoelectric s.r.l. | A spring-operated energy accumulation control for medium and high-voltage circuit breakers |
-
2006
- 2006-09-18 DE DE102006043632A patent/DE102006043632A1/en not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-07-27 EP EP07014808A patent/EP1901324B1/en active Active
- 2007-07-27 AT AT07014808T patent/ATE514175T1/en active
- 2007-07-27 ES ES07014808T patent/ES2365227T3/en active Active
- 2007-09-18 CN CN2007101512609A patent/CN101150024B/en active Active
- 2007-09-19 RU RU2007134906/07A patent/RU2421841C2/en active
-
2008
- 2008-04-30 HK HK08104764.8A patent/HK1110435A1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586810C2 (en) * | 2011-12-23 | 2016-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Switching device for vehicle with electric drive and electric vehicle |
US9656553B2 (en) | 2011-12-23 | 2017-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device for an electrically driven vehicle, and electric vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006043632A1 (en) | 2008-03-27 |
CN101150024B (en) | 2012-08-29 |
RU2007134906A (en) | 2009-03-27 |
HK1110435A1 (en) | 2008-07-11 |
ES2365227T3 (en) | 2011-09-26 |
ATE514175T1 (en) | 2011-07-15 |
EP1901324A2 (en) | 2008-03-19 |
CN101150024A (en) | 2008-03-26 |
EP1901324B1 (en) | 2011-06-22 |
EP1901324A3 (en) | 2009-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2421841C2 (en) | Vacuum switch and method of switching | |
US6463773B1 (en) | Electronic latch apparatus and method | |
JP3861832B2 (en) | Switch | |
CN101325131B (en) | Energy dissipating spring seat | |
CN1253366A (en) | Switch set of machinery with three position visible device | |
MXPA01004238A (en) | Mechanical interlock with overtravel compensation for coordinating operation of circuit breakers. | |
US7261335B2 (en) | Power release side door latch with emergency release system | |
JPS61233183A (en) | Regulator for door lock of car | |
CN101882512B (en) | Drive mechanism for medium voltage fuse switch and corresponding medium voltage fuse switch | |
US20100078298A1 (en) | Interlocking Lock for Preventing a Switch from Switching On | |
US20220384132A1 (en) | Circuit breaker | |
KR101899308B1 (en) | Modular moc driver and interlock assembly for circuit breaker | |
CN114464489B (en) | Operating mechanism, switch, electronic equipment and power supply system | |
EP1529299B1 (en) | Drive mechanism for switching installation, and method for operating it | |
US6408901B2 (en) | Actuator with anti-pinch feature and integrated position control | |
CN1127742C (en) | Remote trip mechanism of a switch device | |
US20190139727A1 (en) | Fast earthing switch device for hv applications | |
US6506986B2 (en) | Alternate door interlock defeater | |
KR101579329B1 (en) | A spring drive unit, an operating device for an electrical switching apparatus, and method for charging and/or discharging a spring in an operating device for an electrical switching apparatus | |
EP3965130A1 (en) | A switching system | |
KR100584826B1 (en) | Trigger Mechanism Device of Medium-voltage Switches and Breakers | |
CN216517358U (en) | Safety lock mechanism of switch cabinet | |
US10714274B2 (en) | Medium voltage circuit switch or breaker | |
CN1153992A (en) | Control and signalling device for protective switching apparatus | |
CN116646211A (en) | operating mechanism |