RU90258U1

RU90258U1 - DISCONNECTOR

Info

Publication number: RU90258U1
Application number: RU2009125774/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Козловский; Вячеслав Николаевич Разгуляев; Алексей Сергеевич Малков; Владимир Ефимович Афанасьевский; Сергей Викторович Овсяников; Дмитрий Сергеевич Ярошенко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Завод электротехнического оборудования" (ЗАО "ЗЭТО")
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2009-12-27

Abstract

1. Разъединитель, содержащий раму, изоляторы и установленные наверху изоляторов контактные выводы и контактные ножи, отличающийся тем, что разъединитель снабжен дополнительными токоведущими элементами, закрепленными механически и электрически на контактных ножах. ! 2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что контактные ножи выполнены швеллерообразными с полками, а дополнительные токоведущие элементы также выполнены швеллерообразными с полками и установлены во внутренней полости швеллерообразных контактных ножей с зазором относительно полок указанных контактных ножей. ! 3. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что контактные ножи выполнены пластинчатыми, а швеллерообразные дополнительные токоведущие элементы закреплены на широкой стенке пластинчатого контактного ножа. ! 4. Разъединитель по п.2, отличающийся тем, что полки швеллеров дополнительных токоведущих элементов выше полок контактных ножей. ! 5. Разъединитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительные токоведущие элементы выполнены переменного сечения по длине контактных ножей. ! 6. Разъединитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительные токоведущие элементы выполнены в виде теплорадиаторов. ! 7. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительные токоведущие элементы выполнены из материала, удельное электрическое сопротивление которого больше удельного электрического сопротивления материала контактных ножей. ! 8. Разъединитель по п.7, отличающийся тем, что дополнительные токоведущие элементы выполнены из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения материала контактных ножей. ! 9. Разъединител�1. The disconnector containing the frame, insulators and mounted on top of the insulators contact leads and contact knives, characterized in that the disconnector is equipped with additional current-carrying elements, mechanically and electrically mounted on contact knives. ! 2. The disconnector according to claim 1, characterized in that the contact blades are channel-shaped with shelves, and additional current-carrying elements are also channel-shaped with shelves and installed in the inner cavity of the channel-shaped contact knives with a gap relative to the shelves of said contact knives. ! 3. The disconnector according to claim 1, characterized in that the contact knives are plate-shaped, and channel-shaped additional current-carrying elements are fixed to the wide wall of the plate contact knife. ! 4. The disconnector according to claim 2, characterized in that the shelves of channels of additional current-carrying elements are higher than the shelves of contact knives. ! 5. The disconnector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the additional current-carrying elements are made of variable cross-section along the length of the contact knives. ! 6. The disconnector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the additional current-carrying elements are made in the form of heat radiators. ! 7. The disconnector according to claim 1, characterized in that the additional current-carrying elements are made of a material whose electrical resistivity is greater than the electrical resistivity of the material of the contact knives. ! 8. The disconnector according to claim 7, characterized in that the additional current-carrying elements are made of material with a higher coefficient of linear expansion of the material of the contact knives. ! 9. Disconnect�

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в разъединителях как высокого, так и низкого напряжения.The utility model relates to electrical engineering and can be used in disconnectors of both high and low voltage.

Известны разъединители, содержащие раму с изоляторами и установленные на верху изоляторов контактные выводы. Во включенном положении разъединителей контактные ножи замыкаются по контактам на контактных выводах, и, таким образом, создается путь тока. На номинальные токи до 3150 А контактные ножи выполняются обычно в виде плоских шин (пластинчатые ножи), при токах свыше 4000 А - швеллерообразного (П-образного) сечения, так называемого коробчатого типа. Это делается для более равномерного распределения тока по их сечению, а также для придания контактным ножам необходимой механической жесткости, т.к. при коротких замыканиях на контактные ножи действуют большие электродинамические усилия (В.В.Афанасьев «Разъединители переменного тока высокого напряжения», М-Л., ГЭИ 1963 г., с.144-160, рис.6-15, 6-22). Контактные ножи обычно выполняются из меди, причем, медь обеспечивает и механическую прочность ножей.Known disconnectors containing a frame with insulators and mounted on top of the insulators contact leads. In the on position of the disconnectors, the contact blades are closed by the contacts on the contact terminals, and thus a current path is created. For rated currents up to 3150 A, contact knives are usually made in the form of flat tires (plate knives), at currents over 4000 A - channel-shaped (U-shaped) section, the so-called box type. This is done to more evenly distribute the current over their cross section, as well as to give contact knives the necessary mechanical stiffness, because in case of short circuits, large electrodynamic forces act on contact knives (V.V. Afanasyev “High Voltage AC Disconnectors”, M-L., SEI 1963, p. 144-160, Fig. 6-15, 6-22) . Contact knives are usually made of copper, moreover, copper provides the mechanical strength of the knives.

Недостатком таких разъединителей является большой расход дефицитной меди, особенно, в разъединителях на большие токи. В настоящее время в связи с ростом электрических нагрузок увеличиваются номинальные токи разъединителей, еще в большей мере увеличиваются токи при коротких замыканиях. Это обстоятельство приводит к увеличению механических нагрузок на контактные ножи и, как следствие, к увеличению расхода меди в контактных ножах, т.к. приходится увеличивать их жесткость увеличением сечения.The disadvantage of such disconnectors is the high consumption of scarce copper, especially in high current disconnectors. Currently, due to the increase in electrical loads, the rated currents of disconnectors are increasing, and currents during short circuits are increasing even more. This circumstance leads to an increase in mechanical loads on contact knives and, as a consequence, to an increase in copper consumption in contact knives, as they have to increase their rigidity by increasing the cross section.

Задачей настоящей полезной модели является создание разъединителя с уменьшенным расходом меди, обладающего повышенной механической жесткостью контактных ножей, высокой теплоотдачей при нагреве их протекающими токами и повышенной надежностью.The objective of this utility model is to create a disconnector with a reduced copper consumption, which has increased mechanical stiffness of contact knives, high heat transfer when heated by leaking currents, and increased reliability.

Решение этой задачи достигается тем, что в известном разъединителе, содержащем раму, изоляторы и установленные на верху изоляторов контактные выводы и контактные ножи, согласно полезной модели, разъединитель снабжен дополнительными токоведущими элементами, закрепленными механически и электрически на контактных ножах. При этом дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены в виде швеллеров, установленных во внутренней полости швеллерообразных контактных ножей, причем, между полками швеллеров дополнительных токоведущих элементов и полками контактных ножей образован зазор, а также дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены в виде швеллеров, установленных во внутренней полости швеллерообразных контактных ножей, причем полки швеллеров дополнительных токоведущих элементов выше полок контактных ножей. Кроме того, дополнительные токоведущие элементы могут быть закреплены на широкой стенке пластинчатого контактного ножа, а также дополнительные элементы могут быть выполнены в виде швеллеров и закреплены на широкой стенке пластинчатого контактного ножа.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known disconnector containing a frame, insulators and contact leads and contact blades mounted on top of the insulators, according to a utility model, the disconnector is equipped with additional current-carrying elements fixed mechanically and electrically to the contact knives. In this case, additional current-carrying elements can be made in the form of channels installed in the internal cavity of channel-shaped contact knives, moreover, a gap is formed between the channels of the channels of additional current-carrying elements and the shelves of contact knives, and additional current-carrying elements can be made in the form of channels installed in the internal cavity channel-shaped contact knives, and the shelves of channels of additional current-carrying elements above the shelves of contact knives. In addition, additional current-carrying elements can be fixed on a wide wall of a plate contact knife, and additional elements can be made in the form of channels and fixed on a wide wall of a plate contact knife.

Дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены переменного сечения по длине контактных ножей.Additional current-carrying elements can be made of variable cross-section along the length of the contact blades.

Дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены в виде теплорадиаторов.Additional current-carrying elements can be made in the form of heat radiators.

Дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены из материала, удельное электрическое сопротивление которого больше удельного электрического сопротивления материала контактных ножей.Additional current-carrying elements can be made of a material whose electrical resistivity is greater than the electrical resistivity of the contact knife material.

Дополнительные токоведущие элементы за исключением контактных поверхностей могут быть покрыты материалом с высоким коэффициентом теплоотдачи.Additional current-carrying elements, with the exception of contact surfaces, may be coated with a material with a high heat transfer coefficient.

Дополнительные токоведущие элементы могут быть выполнены из материала с более высоким коэффициентом линейного удлинения, чем материала контактных ножей.Additional current-carrying elements can be made of material with a higher coefficient of linear elongation than the material of contact knives.

На фиг.1 изображен разъединитель, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А по контактным ножам швеллерообразного типа с дополнительными токоведущими элементами в виде швеллеров и зазором между полками; на фиг.3 - то же, что на фиг.2, но с разной высотой полок швеллеров; на фиг.4 сечение А-А по контактным ножам пластинчатого типа с дополнительными токоведущими элементами в виде теплорадиаторов.Figure 1 shows the disconnector, General view; figure 2 is a section aa along the contact blades of the channel-type type with additional current-carrying elements in the form of channels and the gap between the shelves; figure 3 - the same as in figure 2, but with different heights of the shelves of channels; figure 4 section aa along the contact blades of the plate type with additional current-carrying elements in the form of heat radiators.

Разъединитель содержит раму 1 с кинематическими звеньями и укрепленные на ней изоляторы 2. На верху изоляторов 2 установлены контактные выводы 3, перемыкаемые контактными ножами 4. На контактных ножах 4 закрепляются механически (например, болтами, винтами, заклепками и т.п.) и электрически (с соответствующими покрытиями на соприкасающихся поверхностях для протекания тока) дополнительные токоведущие элементы 5. На большие токи контактные ножи 4 часто выполняются коробчатого типа (в поперечном сечении имеют вид П-образного швеллера 6). Во внутренней полости этих швеллеров 6 устанавливаются и закрепляются дополнительные токоведущие элементы 5 в виде швеллеров 7.The disconnector contains a frame 1 with kinematic links and insulators mounted on it 2. On the top of the insulators 2 there are mounted contact leads 3, interrupted by contact knives 4. On the contact knives 4 are fixed mechanically (for example, bolts, screws, rivets, etc.) and electrically (with appropriate coatings on adjacent surfaces for current flow) additional current-carrying elements 5. For high currents, contact knives 4 are often box-type (in cross section they look like a U-shaped channel 6). In the internal cavity of these channels 6, additional current-carrying elements 5 are installed and fixed in the form of channels 7.

Такое исполнение контактных ножей 4 позволяет части протекающих токов протекать по дополнительным токоведущим элементам 5, как по параллельной цепи. Между полками 8 швеллеров 6 и полками 9 швеллеров 7 имеется зазор 10. Полки 9 швеллеров 7 по высоте могут быть выше полок 8 швеллеров 6. При выполнении контактных ножей в поперечном сечении в виде пластин 11 (пластинчатые контактные ножи) дополнительные токоведущие элементы 5 могут выполняться в виде швеллеров 7 и закрепляться на широкой стенке пластинчатого контактного ножа 4. Дополнительные токоведущие элементы 5 могут быть выполнены переменного сечения по длине контактных ножей 4, при этом в случае больших номинальных токов разъединителя дополнительные токоведущие элементы 5 в зоне контактов могут быть выполнены большего сечения (с большей массой и большей поверхностью охлаждения), а в случае больших токов короткого замыкания они могут быть выполнены с большим моментом инерции в середине контактных ножей, где сосредоточена равнодействующая электродинамических усилий, пропорциональная квадрату протекающего по контактным ножам тока. Такие дополнительные токоведущие элементы 5 легко выполнять из алюминия литьем из алюминиевых сплавов с приданием необходимых форм, латуни и др. Таким же образом могут быть изготовлены дополнительные токоведущие элементы 5 в виде теплорадиаторов 12 с развитой поверхностью охлаждения. Дополнительные токоведущие элементы могут быть покрыты материалом с высоким коэффициентом теплоотдачи, например, черной эмалью и др. В случае выполнения контактных ножей из меди хороший результат получается при выполнении дополнительных токоведущих элементов 5 из алюминия, т.к. он обладает хорошей теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения, чем медь.This design of the contact blades 4 allows part of the flowing currents to flow through additional current-carrying elements 5, as in a parallel circuit. Between the shelves 8 of the channels 6 and the shelves 9 of the channels 7 there is a gap 10. The shelves 9 of the channels 7 can be higher in height than the shelves 8 of the channels 6. When making contact knives in cross section in the form of plates 11 (plate contact knives), additional current-carrying elements 5 can be made in the form of channels 7 and fixed on the wide wall of the plate contact knife 4. Additional current-carrying elements 5 can be made of variable cross-section along the length of the contact blades 4, and in the case of large rated currents of the disconnector additional the relative current-carrying elements 5 in the contact zone can be made of a larger cross section (with a larger mass and larger cooling surface), and in the case of large short-circuit currents, they can be made with a large moment of inertia in the middle of the contact blades, where the resultant electrodynamic forces are concentrated, proportional to the square current flowing through the contact blades. Such additional current-carrying elements 5 are easily made of aluminum by casting from aluminum alloys to give the necessary shapes, brass, etc. Additional current-carrying elements 5 can be manufactured in the form of heat radiators 12 with a developed cooling surface. Additional current-carrying elements can be coated with a material with a high heat transfer coefficient, for example, black enamel, etc. In the case of contact knives made of copper, a good result is obtained when additional current-carrying elements 5 are made of aluminum, because It has good thermal conductivity and a large coefficient of linear expansion than copper.

Разъединитель работает механически так же, как обычные разъединители. При этом часть тока, протекающего по контактным ножам 4, идет по дополнительным токоведущим элементам 5, как по параллельной цепи. Это достигается тем, что дополнительные токоведущие элементы 5 механически и электрически надежно соединены с контактными ножами 4. Это позволяет уменьшить сечение самих контактных ножей 4 и тем самым расход дефицитной меди, компенсировав его менее дефицитным и дорогим материалом, например, алюминием, а также уменьшить общую массу контактных ножей 4. Выполнение дополнительных токоведущих элементов 5 с высокой полкой 9 позволяет получить при высокой механической жесткости и прочности общей токоведущей системы хорошую теплоотдачу. Повысить теплоотдачу токоведущей системы позволяет выполнение дополнительных токоведущих элементов 5 с зазором 10 между их полками 9 швеллеров 7 и полками 8 швеллеров 6 контактных ножей, т.к. в этом случае используется вся поверхность полок 8 и 9 соответственно швеллеров 6 и 7 и увеличивается поверхность теплоотдачи. Это приводит к уменьшению нагрева контактных ножей 4 и особенно контактов, что приводит к повышению надежности разъединителя. Применение дополнительных контактных элементов 5 на пластинчатых ножах 11 позволяет простым способом повысить жесткость контактных ножей 4, поверхность теплоотдачи, а также коэффициент теплоотдачи и уменьшить расход меди. Выполнение дополнительных токоведущих элементов 5 из материала с коэффициентом линейного (термического) расширения (удлинения), большим, чем материала контактных ножей 4, позволяет получить дополнительный прогиб дополнительного токоведущего элемента 5 в сторону контактных ножей 4 из-за разных удлинений при нагреве, т.е. в сторону контактов, и таким образом повысить контактное нажатие, что также повышает надежность разъединителя.The disconnector operates mechanically in the same way as conventional disconnectors. In this case, part of the current flowing through the contact blades 4, goes through additional current-carrying elements 5, as in a parallel circuit. This is achieved by the fact that additional current-carrying elements 5 are mechanically and electrically reliably connected to the contact knives 4. This allows to reduce the cross section of the contact knives 4 themselves and thereby the consumption of scarce copper, compensating for it with less scarce and expensive material, for example, aluminum, and also reduce the total the mass of contact knives 4. The implementation of additional current-carrying elements 5 with a high shelf 9 allows to obtain good heat transfer with high mechanical rigidity and strength of the overall current-carrying system. To increase the heat transfer of the current-carrying system allows the implementation of additional current-carrying elements 5 with a gap of 10 between their shelves 9 channels 7 and shelves 8 channels 6 contact knives, because in this case, the entire surface of the shelves 8 and 9, respectively, of channels 6 and 7, is used and the heat transfer surface increases. This leads to a decrease in the heating of the contact blades 4 and especially the contacts, which leads to an increase in the reliability of the disconnector. The use of additional contact elements 5 on the plate knives 11 makes it possible in a simple way to increase the stiffness of the contact knives 4, the heat transfer surface, as well as the heat transfer coefficient and reduce copper consumption. The implementation of additional current-carrying elements 5 of a material with a coefficient of linear (thermal) expansion (elongation) greater than the material of the contact blades 4, allows you to obtain additional deflection of the additional current-carrying element 5 towards the contact blades 4 due to different elongations when heated, i.e. . towards the contacts, and thus increase the contact pressure, which also increases the reliability of the disconnector.

На ЗАО «ЗЭТО» разработан разъединитель на напряжение 20кВ, номинальный ток 8000А, ток короткого замыкания 315кА по данной полезной модели. Испытания разъединителей показали хорошие результаты. Экономия меди составила около 25%.At ZETO CJSC, a disconnector for a voltage of 20 kV, a rated current of 8000 A, a short circuit current of 315 kA according to this utility model was developed. Disconnector tests showed good results. Copper savings were around 25%.

Claims

1. The disconnector containing the frame, insulators and mounted on top of the insulators contact leads and contact knives, characterized in that the disconnector is equipped with additional current-carrying elements, mechanically and electrically mounted on contact knives.

2. The disconnector according to claim 1, characterized in that the contact blades are channel-shaped with shelves, and additional current-carrying elements are also channel-shaped with shelves and installed in the inner cavity of the channel-shaped contact knives with a gap relative to the shelves of said contact knives.

3. The disconnector according to claim 1, characterized in that the contact knives are plate-shaped, and channel-shaped additional current-carrying elements are fixed to the wide wall of the plate contact knife.

4. The disconnector according to claim 2, characterized in that the shelves of channels of additional current-carrying elements are higher than the shelves of contact knives.

5. The disconnector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the additional current-carrying elements are made of variable cross-section along the length of the contact knives.

6. The disconnector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the additional current-carrying elements are made in the form of heat radiators.

7. The disconnector according to claim 1, characterized in that the additional current-carrying elements are made of a material whose electrical resistivity is greater than the electrical resistivity of the material of the contact knives.

8. The disconnector according to claim 7, characterized in that the additional current-carrying elements are made of material with a higher coefficient of linear expansion of the material of the contact knives.

9. The disconnector according to claim 8, characterized in that the additional current-carrying elements, with the exception of contact surfaces, are coated with a material with a high heat transfer coefficient.