Перемикач роз’єднувача для трансформатора напруги

Реферат: Блок роз'єднувача для установки середньої напруги, що містить електропровідну перемичку (7) всередині корпусу (8). Електропровідна перемичка (7) є рухомою між робочим положенням, в якому електричний контакт забезпечений між першою клемою (3) і другою клемою (6), розміщеною всередині корпусу (8), і розімкненим положенням, в якому електричний контакт відсутній між першою клемою (3) і другою клемою (6). Електропровідна перемичка (7) містить першу привідну частину (11) всередині корпусу (8), наприклад, в формі магніту. Блок (10) роз'єднувача додатково містить другу привідну частину (17), розміщену зовні корпусу (8), причому перша привідна частина (11) і друга привідна частина (17) утворюють немеханічний зв'язок. UA 111184 C2 (12) UA 111184 C2 UA 111184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Даний винахід стосується блока роз'єднувача для установки середньої напруги, що містить електропровідну перемичку всередині корпусу, причому електропровідна перемичка є рухомою між робочим положенням, в якому електричний контакт забезпечений між першою і другою клемою, розміщеними всередині корпусу, І розімкненим положенням, в якому електричний контакт відсутній між першою і другою клемами. Попередній рівень техніки Публікація патенту США US4258410 розкриває збирання трансформатора напруги з трьома можливими положеннями, з'єднане з провідником (рейка або шина), заземленим або вільним від напруги (розімкненим). Все збирання трансформатора напруги з контактними клемами обертається з використанням зовнішнього механічного збирання для досягнення цих положень. Короткий виклад суті винаходу Даний винахід прагне забезпечити поліпшений привідний механізм для з'єднання і роз'єднання трансформаторів напруги в перемикаючій установці. Згідно з даним винаходом, забезпечений блок роз'єднувача згідно з обмежувальною частиною, визначеною вище, причому блок роз'єднувача додатково містить другу привідну частину, розміщену зовні корпусу, причому перша привідна частина і друга привідна частина утворюють немеханічний зв'язок через матеріал корпусу. Такий немеханічний зв'язок або невідчутний зв'язок може, наприклад, бути зв'язком магнітної сили. У варіанті виконання перша привідна частина містить перший магніт, і друга привідна частина містить другий магніт. Це може ефективно утворювати немеханічний зв'язок. Як альтернатива, другий магніт являє собою електромагніт, який може без проблем живитися енергією, оскільки він розташований зовні блока роз'єднувача. У додатковому варіанті виконання немеханічний зв'язок являє собою магнітний зв'язок з силою тяжіння між першою привідною частиною і другою привідною частиною. Як альтернатива, немеханічний зв'язок являє собою магнітний зв'язок з силою відштовхування між першою привідною частиною і другою привідною частиною. У додатковому варіанті виконання електропровідна перемичка встановлена з можливістю повороту на першій або другій клемі. Це забезпечує обертальний рух електропровідної перемички з використанням немеханічного зв'язку. Електропровідна перемичка може мати два стійких положення, які забезпечують надійну роботу блока роз'єднувача з використанням немеханічного зв'язку при розміщенні електропровідної перемички в одному з двох стійких положень. Як альтернатива, електропровідна перемичка має одне стійке положення. Це дозволяє мати електропровідну перемичку з можливістю повертатися в стійке (наприклад, безпечне) положення, навіть коли немеханічний зв'язок не діє. У додатковому варіанті виконання корпус містить дві симетричні половини, забезпечуючи просте збирання блока роз'єднувача. В альтернативному варіанті виконання корпус містить циліндричну частину і кришку, що закривається. Незважаючи на те, що такий варіант виконання вимагає більше простору, збирання виконується дуже просто. У додатковому варіанті виконання блок роз'єднувача додатково містить датчик положення зовні корпусу, що забезпечує позитивний зворотний зв'язок стану блока роз'єднувача в будьякий час. Короткий опис креслень Даний винахід буде обговорений детальніше нижче з використанням декількох зразкових варіантів виконання з посиланням на прикладені креслення, на яких фіг. 1 зображує схематичний вигляд в поперечному перерізі першого варіанта виконання блока роз'єднувача згідно з даним винаходом; фіг. 2 зображує вигляд в поперечному перерізі другого варіанта виконання блока роз'єднувача згідно з даним винаходом; фіг. 3 зображує вигляд в перспективі варіанта виконання на фіг. 2 з видаленою частиноюкорпусу; фіг. 4 зображує вигляд в перспективі зовнішніх елементів варіанта виконання на фіг. 2; і фіг. 5 зображує вигляд в поперечному перерізі третього варіанта виконання блока роз'єднувача згідно з даним винаходом. Опис переважних варіантів виконання Варіанти виконання даного винаходу стосуються рішення по забезпеченню роз'єднання трансформаторів напруги, що використовуються в перемикаючих установках або пристроях (середньої напруги). Трансформатори напруги широко використовуються в перемикаючих установках з метою контролю, варіюючись в діапазоні від базових перемикаючих блоків до складних перемикаючих станцій. 1 UA 111184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перемикаюча установка може бути піддана декільком типам випробувань з метою обслуговування або в експлуатаційних цілях. Одне з таких випробувань являє собою випробування промислової частоти, для якого трансформатори напруги в перемикаючій установці необхідно роз'єднувати. Роз'єднання може, наприклад, бути здійснене опусканням або підніманням трансформаторів (що є важкою задачею), або використанням вручну або електрично привідного перемикача роз'єднувача. У варіантах виконання даного винаходу роз'єднання трансформаторів напруги здійснюється з використанням повністю ізольованого блока 10 роз'єднувача з немеханічним (наприклад, магнітним) приводом, здійснюваним за допомогою оточуючого корпусу 8, тобто без механічного зв'язку, проникаючого в корпус через певний вид фізичного отвору. Таким чином, блок 10 роз'єднувача повністю ізольований і не створює проблем, що стосуються високих напруг, при цьому його конструкція може бути простою і компактною. Фіг. 1 показує схематичний вигляд в поперечному перерізі блока 10 роз'єднувача згідно з першим варіантом виконання даного винаходу. На верхній частині креслення показаний з'єднувальний кабель 1 з провідником 2, який з'єднаний з частиною перемикаючої установки, де необхідно вимірювати напругу, такий як рейка або шина. Провідник 2 забезпечений першою контактною клемою 3. На нижній частині креслення кабель 4 показаний з провідником 5, який з'єднаний (проводом) з трансформатором 25 напруги. Провідник 5 забезпечений другою контактною клемою 6. Забезпечена електропровідна перемичка 7, яка є рухомою між робочим положенням, в якому електричний контакт забезпечений між першою контактною клемою 3 і другою контактною клемою 6 (для того, щоб з'єднувати трансформатор 25 напруги для вимірювань напруги), і розімкненим положенням, в якому електричний контакт відсутній між першою і другою клемами 3, 6. В показаному варіанті виконання електропровідна перемичка 7 з'єднана з другою контактною клемою 6 з використанням шарнірного з'єднання. Ізолюючий оточуючий корпус 8 забезпечений між з'єднувальним кабелем 1 і кабелем 4 з використанням ущільнення 9 на верхній частині і на нижній частині корпусу 8 для того, щоб забезпечувати повітронепроникність, чисте і ізольоване середовище всередині ізолюючого корпусу 8. Ізолюючий корпус 8, наприклад, виготовлений з ізоляційного матеріалу, такого як полікарбонат, який забезпечує просте виготовлення з використанням, наприклад, технологій (виливного) формування. Полікарбонат має перевагу в тому, що він є прозорим, дозволяючи проводити, тим самим, візуальну перевірку режиму або статусу блока 10 роз'єднувача. У показаному варіанті виконання електропровідна перемичка 7 прикріплена до другої контактної клеми 6 поворотним чином. Ізолюючий корпус 8 забезпечений продовжуваною частиною (представленою перпендикулярно осі кабелю 1 і кабелю 4), забезпечуючи поворот електропровідної перемички 7 на кут . Це буде забезпечувати достатнє відділення між електропровідною перемичкою 7 і першою клемою 3 у високонапруженому середовищі (наприклад, 10-15 см). Забезпечена пружина 12, яка попередньо натягує електропровідну перемичку 7, приводячи в контакт з першою контактною клемою 3. Електропровідна перемичка 7 містить першу привідну частину всередині корпусу, в цьому варіанті виконання що містить перший магніт, прикріплений до електропровідної перемички 7. Зовні ізолюючого корпусу 8 привідний вузол забезпечений в формі другої привідної частини, що містить поворотну пластину 15 (закріплену в точці 18 повороту зовні корпусу 8) і привідну пластину 16, яка, наприклад, виступає від передньої сторони перемикаючої установки, забезпечуючи ручне приведення в дію блока 10 роз'єднувача. І поворотна пластина 15, і привідна пластина 16, наприклад, виготовлені з ізоляційного матеріалу, такого як пластиковий матеріал. Електропровідна перемичка 7 забезпечена першим магнітом 11 на першій відстані від другої контактної клеми 6. Перший магніт 11 розміщений близько до внутрішньої стінки ізолюючого корпусу 8 в одному приватному варіанті виконання, наприклад, з використанням видовженого елемента 11а, прикріпленого до електропровідної перемички 7 (див. також варіант виконання на фіг. 2-4 нижче). Поворотна пластина 15 забезпечена другим магнітом 17 на другій відстані від відповідної точки 18 повороту, при цьому перша і друга відстані по суті рівні. У додатковому варіанті виконання другий магніт 17 може бути реалізований як електромагніт, який може живитися енергією зовні ізолюючого корпусу 8. Перший і/або другий магніти 11, 17 можуть бути виготовлені з сучасних магнітних матеріалів (наприклад, що містять композитні матеріали і/або рідкоземельні матеріали, такі як самарієвокобальтовий матеріал, неодимовий феробор і т. д.), що забезпечують високу силу тяжіння на істотній відстані між першим і другим магнітами 11, 17. 2 UA 111184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У результаті, перша привідна частина (перший магніт 11) і друга привідна частина (другий магніт 17) утворюють немеханічний зв'язок. Приведенням в дію привідної пластини 16 поворотна пластина 15 повертається навколо точки 18 повороту. Коли другий магніт 17 розташований близько до першого магніту 11, вони будуть притягуватися один до одного, утворюючи магнітний (немеханічний) зв'язок між поворотною пластиною 15 і електропровідною перемичкою 7. В зразковому варіанті виконання мінімальна відстань між першим магнітом 11 і другим магнітом 17 становить близько 0,5 см. Це дозволяє повертати електропровідну перемичку 7 від першої контактної клеми 3 переміщенням привідної пластини 16. Коли електропровідна перемичка 7 електрично з'єднана з трансформатором 25 напруги, через електропровідну перемичку 7 буде текти тільки обмежений струм (наприклад, менше 1 А) при роботі, забезпечуючи відділення електропровідної перемички 7 і першої контактної клеми 3 з використанням невеликих сил, які можуть бути забезпечені з використанням магнітного зв'язку. Фіг. 2 показує схематичний вигляд в поперечному перерізі блока 10 роз'єднувача згідно з другим варіантом виконання даного винаходу, що показує внутрішні елементи блока 10 роз'єднувача, тобто елементи всередині корпусу 8. Фіг. 3 показує вигляд в перспективі блока 10 роз'єднувача на фіг. 2 з видаленою частиною корпусу 8, але також показує елементи зовні корпусу 8. Фіг. 4 показує зовнішній вигляд блока 10 роз'єднувача на фіг. 2 і 3. У цьому варіанті виконання корпус 8 має симетричну форму, і в показаному варіанті виконання і кабель 1, і трансформатор 25 напруги розміщені нижче корпусу 8. Електропровідна перемичка 7 встановлена з можливістю повороту на другій контактній клемі 6 і приводиться в одне з двох стійких положень пружиною 12, тобто або навпроти верхньої частини корпусу 8, або навпроти нижньої частини корпусу, тобто першої контактної клеми 3. Для того, щоб забезпечувати придатне переміщення електропровідної перемички 7 всередині корпусу, перемичка 7 забезпечена напрямною частиною 14 на приблизно половині перемички 7. У додатковому варіанті виконання електропровідна перемичка 7 не забезпечена пружиною 12 і основана, наприклад, на гравітації для забезпечення одного стійкого положення (тобто в контакті з першою контактною клемою 3). На фіг. 3 також показані зовнішні елементи, тобто привідна пластина 16 (тут в формі балки, що переміщується у вертикальному напрямку на кресленні) і поворотна пластина 15. Поворотна пластина 15 встановлена в точці 18 повороту, співпадаючій з точкою повороту другої контактної клеми 6 всередині корпусу. Другий магніт 17 забезпечений на кінці поворотної пластини 15 на відстані від його точки 18 повороту, подібній відстані між першим магнітом 11 і його відповідною точкою повороту (на другій клемі 6). На вигляді в перспективі на фіг. 2 чітко показаний видовжений елемент 11a, який забезпечує перший магніт 11 максимально близько до корпусу. На вигляді в перспективі на фіг. 4 складовий корпус 8 цього варіанта виконання показаний зрозуміліше містить дві частини 8а і 8b корпусу, які являють собою дві симетричні половини. Корпус 8 в цьому варіанті виконання є плоским, оскільки для переміщення електропровідної перемички 7 між двома крайніми положеннями, які обговорюються вище, забезпечений єдиний простір. Однак необхідно виявляти обережність в тому, що дві частини 8а і 8b корпусу встановлюються разом достатнім для утримання високонапруженого середовища чином, наприклад, з використанням дзеркального зварювання або склеювання. На вигляді в поперечному перерізі на фіг. 5 показаний третій варіант виконання даного винаходу. Провідник 2, що проводить вимірювану напругу, і трансформатор 25 напруги з'єднані на верхній частині корпусу 8 блока 10 роз'єднувача. Корпус 8 в цьому варіанті виконання має форму циліндричної частини або чаші, яка закривається закриваючою кришкою 8с на нижній частині з використанням ущільнення 9 на (трьох) межах між кришкою 8с, провідником 2, кабелем 4 трансформатора 25 напруги і корпусом 8. У цьому варіанті виконання електропровідна перемичка 7 встановлена поворотним чином на другій клемі 6 провідника 5 (тобто електропровідна перемичка 7 здатна повертатися в напрямку, позначеному на фіг. 5). На короткій відстані від другої клеми 6 в електропровідній перемичці 7 забезпечена друга точка 31 повороту, з якою з'єднана привідна частина 30. У привідній частині забезпечений перший магніт 11. Корпус 8 забезпечений напрямним каналом 32, що дозволяє привідній частині 30 переміщуватися тільки вгору і вниз, тобто прямолінійне переміщення. У варіанті виконання, показаному на фіг. 5, в точці повороту поблизу другої клеми 6 забезпечена пружина 12, що приводить електропровідну перемичку 7 в контакт з першою клемою 3. В цьому варіанті виконання електропровідна перемичка 7 блока 10 роз'єднувача має два стійкі положення. 3 UA 111184 C2 5 10 15 20 25 30 35 Кришка 8с корпусу 8 забезпечена додатковим напрямним каналом 33, що є доступним при роботі зовні корпусу 8, який забезпечує простір для другого магніту 17. Коли другий магніт 17 підводиться ближче до першого магніту 11, утворюється магніторушійна сила, і привідна частина 30 притискається донизу. У результаті електропровідна перемичка 7 переміщується в неробоче положення, при цьому кінець електропровідної перемички 7 знаходиться на відстані від першої клеми 3, яка є достатньою у високонапруженому середовищі. В альтернативному варіанті виконання на фіг. 5 сила відштовхування між першим магнітом 11 і другим магнітом 17 використовується для приведення в дію блока 10 роз'єднувача з немеханічним або невідчутним зв'язком. У цьому випадку попередньо навантажена пружина 12 не забезпечена, внаслідок чого електропровідна перемичка 7 знаходиться в неробочому положенні, коли перший і другий магніти 11, 17 знаходяться поза їх взаємним діапазоном впливу. Іншими словами, в цьому варіанті виконання електропровідна перемичка 7 має одне стійке положення. Коли другий магніт 17 переміщується ближче до першого магніту 11, створюється сила відштовхування, що приводить в рух привідну частину 30, і в результаті, електропровідну перемичку 7 в її робоче положення, тобто вгору в контакт з першою клемою 3 провідника 2. Переміщення другого магніту 17 в цих варіантах виконання може бути виконане з використанням прямолінійного привідного стрижня 34. У вже додаткових варіантах виконання електропровідна перемичка 7 може бути реалізована як зміщувана перемичка, наприклад, з використанням рейки або інших напрямних засобів, забезпеченої всередині ізолюючого корпусу 8. Переміщення приводу далі можливе, наприклад, прямолінійним переміщенням електропровідної перемички 7 між розімкненим положенням і робочим положенням. Привідний механізм зовні ізолюючого корпусу 8 додатково також може бути реалізований як лінійний привід (наприклад, забезпеченням другого магніту 17 безпосередньо на привідній пластині 16). З метою (видаленої) подачі сигналів положення електропровідної перемички 7 в неробочому положенні може бути виявлене з використанням датчика положення. Датчик положення може бути виконаний у вигляді додаткового магніту 21 на електропровідній перемичці 7 в сукупності з язичковим датчиком 22, розміщеним на відповідному місці зовні ізолюючого корпусу 8, як показано у варіантах виконання на фіг. 1-4. Такий віддалений датчик також може бути застосований у варіанті виконання на фіг. 5. В альтернативних варіантах виконання датчик положення може бути оснований на оптичному вимірюванні, наприклад, за допомогою прозорого ізолюючого корпусу 8. Варіанти виконання даного винаходу описані вище з посиланням на декілька зразкових варіантів виконання, які показані на кресленнях. Перетворення і альтернативні варіанти виконання певних частин або елементів можливі і включені в об'єм охорони, який визначений в прикладеній формулі винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Блок роз'єднувача для установки середньої напруги, що містить електропровідну перемичку (7) всередині корпусу (8), причому електропровідна перемичка (7) є рухомою між робочим положенням, в якому здійснюється електричний контакт між першою клемою (3) і другою клемою (6), розміщеними всередині корпусу (8), і розімкненим положенням, в якому електричний контакт відсутній між першою клемою (3) і другою клемою (6), при цьому електропровідна перемичка (7) містить першу привідну частину (11) всередині корпусу (8), причому блок (10) роз'єднувача додатково містить другу привідну частину (17), розміщену зовні корпусу (8), причому перша привідна частина (11) і друга привідна частина (17) утворюють магнітний зв'язок. 2. Блок роз'єднувача за п. 1, в якому перша привідна частина (11) містить перший магніт, і друга привідна частина (17) містить другий магніт. 3. Блок роз'єднувача за п. 2, в якому другий магніт (17) являє собою електромагніт. 4. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-3, в якому сила тяжіння між першою привідною частиною (11) і другою привідною частиною (17) забезпечується за допомогою магнітного зв'язку. 5. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-3, в якому сила відштовхування між першою привідною частиною (11) і другою привідною частиною (17) забезпечується за допомогою магнітного зв'язку. 6. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-5, в якому електропровідна перемичка (7) встановлена з можливістю повороту на першій або другій клемі (3, 6). 4 UA 111184 C2 5 10 7. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-6, в якому електропровідна перемичка (7) має два стійких положення. 8. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-6, в якому електропровідна перемичка (7) має одне стійке положення. 9. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-8, в якому корпус (8) містить дві симетричні половини (8а, 8b). 10. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-8, в якому корпус (8) містить циліндричну частину, яка закрита кришкою (8с). 11. Блок роз'єднувача за будь-яким з пп. 1-10, який додатково містить датчик (22) положення зовні корпусу (8). 5 UA 111184 C2 6 UA 111184 C2 7 UA 111184 C2 8 UA 111184 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9