Ручний привід для перемикача відводів обмоток ступеневих трансформаторів

Реферат: Винахід стосується ручного приводу для перемикача відводів обмотки ступеневого трансформатора, оснащеного блокувальним пристроєм. Блокувальний пристрій містить виконану з можливістю обертання защіпку, оснащену різними фіксуючими засобами; защіпка виконана з можливістю приведення в дію зовні перед передбачуваним перемиканням. Блокувальний пристрій забезпечує максимально можливий надійний захист від мимовільного або навмисного некоректного приведення в дію ручного приводу. UA 99869 C2 (12) UA 99869 C2 UA 99869 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується ручного приводу для покрокового, електроенергонезалежного приведення в дію перемикача відводів обмотки ступеневого трансформатора. Подібний привід відомий із публікації DE-OS 3541888. Він складається з корпусу, привідного валу, оснащеного кривошипною ручкою, веденого валу, встановленого між ними передаточного механізму та цифрового індикатора для відображення поточного положення перемикача відводів обмотки трансформатора. Інша конструкція ручного приводу відома з публікації фірми-заявника "Ручний привід ВМ75, Інструкція з експлуатації ВА 109/03" (Handantrieb BM75, Betriebsanleitung BA109/03), червень 2004 p. У цій конструкції також передбачена кривошипна ручка для ручного керування. З міркувань безпеки цей ручний привід оснащений деблокувальним важелем, який після здійснення кожного перемикання слід запирати на висячий замок, щоб запобігти його використанню не уповноваженими на це особами. Для контролю передбачений також блокувальний контакт, перемикання якого здійснюється одночасно з приведенням у дію деблокувального важеля. Із іншої публікації фірми-заявника "Ручний привід MR404, Інструкція з експлуатації ВА23/02" (Handantrieb MR404-Betriebsanleitung BA23/02), серпень 2004 p., відомий ще один ручний привід, кривошипна ручка якого виконана з можливістю знімання з привідного валу і фіксації на зовнішній стороні корпусу пружною затискною скобою. В цьому варіанті конструктивного виконання деблокування приводу здійснюється шляхом обертання ключа. При цьому блокувальний важіль виводиться із стопорного диску і знімається з кулачкового колеса; привідний вал деблокується і може обертатися. За допомогою редуктора вал, сполучений з перемикачем відводів обмотки трансформатора, завжди здійснює один оберт при кожному перемиканні, незалежно від того, скільки обертів самої кривошипної ручки необхідно здійснити для перемикання. По завершенні перемикання під дією натяжної пружини вищезгаданий блокувальний важіль знову вводиться у виріз стопорного диску і фіксується у кулачковому колесі, внаслідок чого привід блокується. Водночас здійснюється перемикання електричного кулачкового контролера. Внаслідок примусового блокування нове перемикання може бути здійснене лише після повторного обертання ключа. Загалом подібні ручні приводи згідно з рівнем техніки можуть бути охарактеризовані таким чином: вони містять три механічних вузли, а саме силовий привід для передачі діючого на кривошипну ручку обертального моменту на перемикач відводів обмотки трансформатора, керуючий привід для передачі обертів кривошипної ручки на індикаторний привід і для керування необов'язково наявним засобом примусового блокування, а також вищезгаданий індикаторний привід для візуалізації робочих положень перемикача відводів обмотки трансформатора і підрахунку кількості виконаних перемикань. Окрім цього, відомі ручні приводи містять запобіжні пристрої, які мають перешкоджати несанкціонованому приведенню їх у дію. Проте, було виявлено, що, оскільки конструкція ручних приводів, як правило, розрахована на експлуатацію просто неба, і в багатьох випадках їх встановлюють у місцях, де відповідний нагляд за ними не забезпечується, вони зазнають численних спроб несанкціонованого застосування не за призначенням. При цьому частково йдеться про дилетантів, які просто ігнорують додані до пристроїв інструкції з експлуатації, а частково - про навмисні спроби несанкціонованого приведення в дію чи просто прояви вандалізму. Окрім неминучих пошкоджень пристрою або порушення нормального функціонування ступеневого трансформатора, такі випадки є підставою для занепокоєння виробника, який несе відповідальність за якість своєї продукції. Задачею винаходу є розроблення ручного приводу описаного вище типу із максимально можливим механічним та електричним захистом від некоректного маніпулювання чи спроб некоректного маніпулювання будь-якого виду. Ця задача вирішена у ручному приводі з ознаками першого пункту формули винаходу. Залежні пункти формули винаходу стосуються переважних вдосконалених форм виконання винаходу. Відповідний винаходові ручний привід відповідно до рівня техніки включає вищеописані конструктивні вузли, тобто силовий, керуючий та індикаторний приводи. При цьому згідно з винаходом силовий привід оснащений блокувальним пристроєм, який містить защіпку, яка сприймає на себе зусилля в разі спроб маніпулювання пристроєм неуповноваженими особами всупереч його призначенню без застосування деблокувального пристрою. У цілому винахід пропонує максимально можливий захист від ненавмисного внаслідок непоінформованості або навмисного некоректного маніпулювання. Винахід докладніше пояснюється далі за допомогою креслень. На них зображено: фіг. 1 Блокувальний пристрій відповідного винаходові ручного приводу в заблокованому стані, вид 1 UA 99869 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 знизу, тобто зі сторони корпусу, відвернутої від користувача. Фіг. 2 Той самий блокувальний пристрій, вид збоку. На фіг. 3-9 зображений цей блокувальний пристрій у різні моменти процесу підготовки і здійснення перемикання, тобто приведення в дію ручного приводу, вид спереду, а саме Фіг. 3 після виймання захисного висячого замка, Фіг. 4 після подальшого обертання керуючого елемента в кінцеве положення, Фіг. 5 на початку обертання вставленої кривошипної ручки, Фіг. 6 при подальшому обертанні кривошипної ручки, Фіг. 7 незадовго до завершення перемикання, Фіг. 8 по завершенні перемикання, Фіг. 9 при наступному блокуванні, Фіг. 10 комплектний ручний привід в ізометричній проекції, вид спереду. На фіг. 1 та 2 деталізовано зображений відповідний винаходові блокувальний пристрій у стаціонарному, заблокованому стані. Поза не зображеним на кресленнях корпусом розташований зовнішній ключ 1, на якому сформований зовнішній керуючий елемент 2. Цей зовнішній керуючий елемент 2 взаємодіє з нерухомим комплементарним елементом 3, до якого він прилягає в заблокованому стані та фіксується в цьому положенні висячим замком 4, який вставляють крізь отвори як зовнішнього керуючого елемента 2, так і нерухомого комплементарного елемента 3. Зовнішній керуючий елемент 2 сполучений із внутрішнім ключем 5, що має кулачок 6, а також фіксатор 7. Зовнішній керуючий елемент 2, зовнішній ключ 1 та внутрішній ключ 5 виконані з можливістю обертання. Крім цього, передбачена защіпка 8, встановлена з можливістю обертання на осі 9. У ній передбачена виїмка 10, яка з геометричним спряженням взаємодіє з кулачком 6. Зі сторони защіпки 8, протилежної стороні з виїмкою 10, передбачений стопорний профіль 11, який з геометричним спряженням взаємодіє з фіксатором 7, як далі буде ще пояснено докладніше. Крім цього, на защіпці 8 передбачений стопорний виступ 12, виконаний із можливістю обертання разом із нею відносно осі 9 на защіпці 8. Переважно стопорний виступ 12 виконаний із можливістю певного переміщення перпендикулярно поздовжньому напрямку защіпки 8. На іншому вільному кінці защіпки 8 передбачена заскочка 13. Описаний стопорний виступ 12 взаємодіє з виїмкою 14 у зубчастому колесі 15 керуючого приводу. Вищезгадана заскочка 13, зі своєї сторони, взаємодіє зі стопорною виїмкою 16 на привідному валу 17. Крім цього, зображена пружина 18, шарнірно з'єднана з внутрішнім ключем 5, а також пружина 19, шарнірно з'єднана із защіпкою 8. Насамкінець, зображені ще мікроперемикач 20 для електричного керування силовим вимикачем трансформатора, а також мікроперемикач 21, який формує електричний сигнал-повідомлення про виймання замка. У цьому положенні висячий замок 4 фіксує внутрішній ключ 5 у зображеній позиції. На описаних далі кресленнях наведені позиційні позначення лише тих конструктивних елементів, які необхідні для пояснення поточного положення та принципу дії. На фіг. 3 зображений блокувальний пристрій після виймання висячого замка 4. Внутрішній ключ 5 повертається за допомогою пружини 18 на 90 градусів праворуч. Одночасно приводиться в дію мікроперемикач 21, який при цьому формує електричний сигнал-повідомлення про виймання висячого замка 4. Видно, що привідний вал 17 ще заблокований за допомогою заскочки 13, введеної в зачеплення зі стопорною виїмкою 16. На фіг. 4 показаний пристрій після повного деблокування, тобто подальшого обертання керуючого елемента 2 у кінцеве положення. При цьому зовнішній керуючий елемент 2, а разом із ним і внутрішній ключ 5 повертають далі праворуч, долаючи опір пружини. В результаті кулачок 6 притискає донизу защіпку 8 і насамкінець фіксується у виїмці 10. Під час цього переміщення защіпки 8 спрацьовує мікроперемикач 20 для приведення в дію силового вимикача трансформатора, завдяки чому забезпечується знеструмлення трансформатора. Лише наприкінці цього процесу деблокування, як показано на фіг. 4, привідний вал 17 деблокується, оскільки заскочка 13 виводиться із стопорної виїмки 16. Після цього ручний привід готовий до роботи; лише тепер привідний вал може бути урухомлений за допомогою встановленої кривошипної ручки. До цього моменту передбачене перемикання ще можна перервати. На фіг. 5 зображений пристрій на початку обертання кривошипної ручки. Стопорний виступ 12 не введений у зачеплення з виїмкою 14. Завдяки передачі обертального руху кривошипної ручки через керуючий привід обертається також виїмка 14, при цьому вісім обертів кривошипної ручки відповідають одному повному оберту виїмки 14. Після початку обертання стопорний виступ 12 опиняється поза контуром виїмки 14, і кулачок 6 під дією сили натягу пружини може бути вивільнений із виїмки 10. Це зображено на фіг. 6. Деблокування защіпки 8 для уможливлення її фіксації у виїмці 16 привідного валу 17 відбувається лише після здійснення 2 UA 99869 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 семи обертів, оскільки зубчасте колесо 15, а разом із ним виїмка 14, виконує лише один оберт на кожне перемикання. В описаному прикладі виконання винаходу привідний вал 17 виконує вісім обертів. Але це не є обов'язковим, кількість обертів може також бути іншою. Проте завдяки відповідному виконанню приводу в кожному випадку виїмка 14 при кожному перемиканні виконує один повний оберт. Внутрішній ключ 5 тепер блокується вже не внаслідок фіксації у виїмці 10, а в результаті входження фіксатора 7 у контакт зі стопорним профілем 11. Це відображено на фіг. 7. Фіксатор 7 блокується профілем 11. На фіг. 8 показаний пристрій після остаточного завершення процесу перемикання, при якому заскочка 13 введена у зачеплення, і тому привідний вал 17 заблокований заскочкою 13. Як показано на кресленні, заскочка 13 знову введена в зачеплення зі стопорною виїмкою 16, в результаті чого під дією сили натягу пружини 19 повертається вся защіпка 8. У цьому положенні повідомлення від мікроперемикача 21 про виймання замка ще залишається активним. Насамкінець, на фіг. 9 зображений пристрій у процесі блокування. Якщо користувач вирішив виконати цю операцію, зовнішній керуючий елемент 2 - на цьому кресленні не зображений знову вручну повертають, долаючи силу натягу пружини 18, таким чином, що він прилягає до нерухомого комплементарного елемента 3, І може бути вставлений висячий замок 4, який фіксує елементи в цьому положенні. Індикація виймання замка мікроперемикачем 21 знову відключається. Вищеописана послідовність операцій пояснює, що відповідний винаходові пристрій поєднує різні захисні функції. По-перше, привідний вал заблокований і залишається блокованим, поки не буде вийнятий висячий замок 4, і, крім цього, керуючий елемент 2 не буде цілком свідомо встановлений в робоче положення шляхом подальшого обертання з подоланням сили натягу пружини 18. Крім цього, може бути виконане також лише повне перемикання, яке в цьому випадку складається з восьми обертів привідного вала 17. Це забезпечується завдяки взаємодії стопорного виступу 12 з виїмкою 14. Якщо користувач для перемикання здійснює менше восьми обертів привідного вала, утворюються зображені на фіг. 5 та 6 проміжні положення, в яких мікроперемикач 20 ініціює відключення силового вимикача трансформатора, і пристрій вже не може бути запертий чи заблокований, оскільки внутрішній ключ 5 залишається заблокованим. Неможливо також здійснювати більше восьми обертів привідного вала, оскільки саме після восьми обертів привідного вала, тобто після здійснення повного оберту виїмки 14, стопорний виступ 12 защіпки 8 знову входить в зачеплення з цією виїмкою 14, внаслідок чого знову блокується також привідний вал 17, оскільки защіпка 8 повернута відносно осі 9. Це блокування можна подолати лише шляхом цілком свідомого повторного приведення в дію зовнішнього керуючого елемента 2. На фіг. 10 наведений ще один вид зовні відповідного комплектного ручного пристрою. На кресленні зображено кривошипну ручку 22, яка в звичайному випадку зафіксована на корпусі збоку, ввідний отвір 23 для цієї кривошипної ручки 22, а також на верхній частині корпусу привідний вал 24, який сполучений із керованим перемикачем відводів обмотки трансформатора. Крім цього, зображені ще індикатор положення 25, який відображає поточний підключений перемикачем відвід обмотки трансформатора, а також індикатор операцій перемикання 26 і лічильник 27. Індикатор операцій перемикання 26 при кожному перемиканні виконує один повний оберт аналогічно виїмці 14 у зубчастому колесі 15 керуючого приводу та інформує таким чином про поточне кінцеве положення перемикання. Якщо стрілка цього індикатора операцій перемикання 26 знову займає вихідне положення, це означає, що процес перемикання завершений. Позиційні позначення 1 Зовнішній ключ 2 Зовнішній керуючий елемент 3 Комплементарний елемент 4 Висячий замок 5 Внутрішній ключ 6 Кулачок 7 Фіксатор 8 Защіпка 9 Вісь 10 Виїмка 11 Стопорний профіль 12 Стопорний виступ 13 Заскочка 3 UA 99869 C2 5 10 14 Виїмка 15 Зубчасте колесо 16 Стопорна виїмка 17 Привідний вал 18 Пружина 19 Пружина 20 Мікроперемикач 21 Мікроперемикач 22 Кривошипна ручка 23 Ввідний отвір 24 Ведений вал 25 Індикатор положення 26 Індикатор операцій перемикання 27 Лічильник 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Ручний привід для покрокового, електроенергонезалежного приведення в дію перемикача відводів обмотки ступеневого трансформатора, що містить привідний вал, виконаний з можливістю ручного обертання для здійснення кількох обертів на кожне перемикання, керуючий привід, виконаний з можливістю перетворення кількох обертів привідного вала на один повний оберт зубчастого колеса на кожне перемикання, і блокувальний пристрій, виконаний з можливістю блокування привідного вала заскочкою, введеною в зачеплення зі стопорною виїмкою привідного вала, до здійснення ручного деблокування із застосуванням зовнішнього обертового керуючого елемента, який відрізняється тим, що блокувальний пристрій містить обертовий внутрішній ключ (5), сполучений із зовнішнім керуючим елементом (2), блокувальний пристрій містить також защіпку (8), встановлену з можливістю обертання відносно осі (9), защіпка (8) оснащена заскочкою (13), виконаною з можливістю взаємодії зі стопорною виїмкою (16) привідного вала (17), защіпка (8) має стопорний виступ (12), виконаний з можливістю взаємодії з виїмкою (14) у зубчастому колесі (15) керуючого приводу, і защіпка (8) виконана з можливістю виведення з положення блокування, шляхом приведення в дію внутрішнього ключа (5), у положення, в якому заскочка (13) і стопорний виступ (12) виведені із зачеплення з виїмками (14, 16). 2. Ручний привід за пунктом 1, який відрізняється тим, що внутрішній ключ (5) містить кулачок (6), а також фіксатор (7), на вільному кінці защіпки (8) передбачена виїмка (10), виконана з можливістю взаємодії з кулачком (6), а також стопорний профіль (11), виконаний з можливістю взаємодії з фіксатором (7). 3. Ручний привід за пунктом 2, який відрізняється тим, що заскочка (13) виконана на відверненому від виїмки (10) вільному кінці защіпки (8). 4. Ручний привід за будь-яким із пунктів 1-3, який відрізняється тим, що до внутрішнього ключа (5) шарнірно приєднана пружина (18), під дією якої внутрішній ключ (5) перебуває у деблокованому положенні. 5. Ручний привід за будь-яким із пунктів 1-4, який відрізняється тим, що до заскочки (8) шарнірно приєднана пружина (19). 6. Ручний привід за будь-яким із пунктів 1-5, який відрізняється тим, що містить електрично з'єднаний з силовим вимикачем трансформатора мікроперемикач (20), встановлений з можливістю приведення в дію защіпкою (8) в її деблокованому положенні. 7. Ручний привід за будь-яким із пунктів 1-6, який відрізняється тим, що містить мікроперемикач (21) для формування електричного сигналу розблокування, встановлений з можливістю приведення в дію внутрішнім ключем (5). 4 UA 99869 C2 5 UA 99869 C2 6 UA 99869 C2 7 UA 99869 C2 8 UA 99869 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9