Пристрій захисної комутації для розряду конденсаторних батарей

Пристрій захисної комутації для розряду конденсаторних батарей, який містить дві пари нерухомих контактів, закріплених на ізоляторах, що жорстко закріплені на вертикальній основі, два рухомих замикачі, які встановлено на першій і другій ІЗОЛЯЦІЙНИХ штангах з можливістю обертання навколо осі, закріпленої в скобах, які жорстко закріплено на вертикальній основі, і тяглового механізму з приводом електромагніту, защіпку, яку жорстко закріплено на другій ІЗОЛЯЦІЙНІЙ штанзі, фіксатор, який розташовано з можливістю звільнення защіпки при досягненні першим замикачем крайнього нижнього положення, який відрізняється тим, що тягловий механізм додатково містить три важелі, які жорстко закріплено на осі, яку закріплено в скобах з можливістю вільного обертання, при цьому перший важіль шарнірно з'єднано з тягою електромагніту, до першої і другої ІЗОЛЯЦІЙНИХ штанг жорстко прикріплено дві планки з можливістю натискання на них другого і третього важеля, защіпку виконано у формі диска з виїмкою, з можливістю и фіксування фіксатором у формі планки з виступом, що встановлено з можливістю вільного обертання навколо другої осі, жорстко закріпленої у скобі, на фіксаторі жорстко закріплено планку, яку розташовано над третім важелем тяглового механізму, з можливістю підняття її і фіксатора та звільнення защіпки Винахід відноситься до електротехніки, а саме до пристроїв захисної комутації і може бути використаний в електроімпульсних установках з ємнісними накопичувачами енергії для розряду конденсаторних батарей при аварійних ситуаціях, плановому вимиканні установки і замиканні контактів конденсаторних батарей у неробочому стані Відомо пристрій для розряду конденсаторної батареї (А св №993381 СССР МКИ З Н02Н 7/16 опубл БИ №4, 1983г), що містить нерухомі контакти, з'єднані з конденсаторною батареєю і контуром заземлення, рухомий замикаючий контакт, електромагніт приводу і струмообмежуючий резистор, додатковий електромагніт та механічно зв'язаний з ним додатковий контакт, який через струмообмежуючий резистор підключено до обмотки додаткового електромагніту, другий кінець якої з'єднано з заземленням, а витримка падіння рухомого замикача забезпечується введенням додаткового рухомого контакту, механічно зв'язаного з якорем додаткового електромагніту, котушка якого при комутації першого і додаткового рухомого контактів вмикається у розрядне коло конденсаторної батареї через струмообмежуючий резистор винаходу, що заявляється, є такі електромагніт приводу, який підключено до низьковольтної мережі, рухомі і нерухомі контакти для замикання конденсаторної батареї на струмообмежуючий резистор, а потім накоротко Причиною, що перешкоджає отриманню аналогом очікуваного технічного результату, є низька надійність, зумовлена тим, що у пристрої використовуються два приводи, один із яких ввімкнуто у високовольтне розрядне коло, а також відсутність постійного контакту в колі "конденсаторна батарея - струмообмежуючий резистор", що знижує надійність системи через збільшення КІЛЬКОСТІ елементів (наявність двох приводів) і відсутності дублювання "замикання накоротко" і замикання на струмообмежуючий резистор, тому що при виході зі строю коротко замикаючої системи, конденсаторна батарея залишиться незамкнутою, що призведе до недозволено небезпечної ситуації Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками Найбільш близьким по технічній суті до винаходу є пристрій захисної комутації (а св №1224897 СССР МКИ 4 Н02Н7/16, опубл БИ №14, 1986), що складається з двох нерухомих контактів, з'єднаних з одним виводом конденсаторної батареї, двох рухомих замикачів, які оснаще (О ю 00 48569 но контактами, електроприводу і струмообмежуючого резистору, нерухомі замикачі виконано у вигляді струмообмежуючих дужок, закріплених на ізоляторах, замикачі за допомогою виступів механічно з'єднані один з одним і загальним приводом з можливістю пересування одного замикача відносно другого, при цьому перший замикач оснащено дужкою, а другий - защіпкою і фіксатором, який спрацьовує у крайньому верхньому положенні, дужка розташована з можливістю вибивання защіпки і фіксатора при досягненні першим замикачем крайнього нижнього положення, один рухомий контакт замикача безпосередньо, а другий - через струмообмежуючий резистор з'єднано з другим виводом конденсаторної батареї Всі елементи пристрою закріплено на плоскій основі Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є такі дві пари нерухомих контактів, закріплених на ізоляторах, що жорстко закріплені на вертикальній основі, два рухомих замикачі, які встановлено на першій і другій ІЗОЛЯЦІЙНИХ штангах з можливістю обертання навколо осі, закріпленої в скобах, які жорстко закріплено на вертикальній основі, і тягового механізму з приводом електромагніта, защіпку, яку жорстко закріплено на другій ІЗОЛЯЦІЙНІЙ штанзі, фіксатор, який розташовано з можливістю звільнення защіпки при досягненні першим замикачем крайнього нижнього положення Причиною, що перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату в прототипі, є те, що використання защіпки за принципом пластинчастої пружини знижує надійність роботи пристрою через релаксацію пружних якостей або механічного руйнування пружного елементу, що може призвести до короткого замикання зарядженої конденсаторної батареї, виходу зі строю конденсаторів і контактів пристрою захисту і нещасних випадків з обслуговуючим персоналом Крім того, привід здійснює підняття тільки одного замикача, який через дужку, що жорстко зв'язана з першим замикачем, підіймає другий замикач У зв'язку з цим значно зменшується коефіцієнт корисної дії (ККД) використання потужності електромагніта, що потребує збільшення його встановленої потужності, витрат електроенергії і призводить до збільшення вартості пристрою В основу винаходу поставлено задачу створення такого пристрою захисної комутації для розряду конденсаторних батарей, в якому шляхом зміни конструкції буде забезпечено надійний захист обслуговуючого персоналу від високої напруги при вимкненій установці, виключена можливість режиму короткого замикання зарядженої конденсаторної батареї завдяки високої надійності використання поетапного розряду конденсаторної батареї спочатку на струмообмежуючий резистор, а потім накоротко з витримкою часу, яка забезпечується механічним засобом, забезпечено надійне спрацьовування пристрою при аварійному зникненні струму живлення приводу завдяки використанню защіпки і фіксатора визначеної форми, що дозволяє спростити їх взаємодію, збільшити надійність і ресурс пристрою, збільшення ККД і зниження масо-габаритних показників пристрою Поставлена задача досягається тим, що пристрій захисної комутації для розряду конденсаторних батарей, який містить дві пари нерухомих контактів, закріплених на ізоляторах, що жорстко закріплені на вертикальній основі, два рухомих замикачі, які встановлено на першій і другій ІЗОЛЯЦІЙНИХ штангах з можливістю обертання навколо осі, закріпленої в скобах, які жорстко закріплено на вертикальній основі і тягового механізму з приводом електромагніта, защіпку, яку жорстко закріплено на другій ІЗОЛЯЦІЙНІЙ штанзі, фіксатор, який розташовано з можливістю звільнення защіпки при досягненні першим замикачем крайнього нижнього положення, згідно з винаходом тяговий механізм додатково містить три важелі, які жорстко закріплено на осі, яку закріплено в скобах з можливістю вільного обертання, при цьому перший важіль шарнірно з'єднано з тягою електромагніта, до першої і другої ІЗОЛЯЦІЙНИХ штанг жорстко прикріплено дві планки з можливістю натискання на них другого і третього важеля, защіпку виконано у формі диска з виїмкою, з можливістю и фіксування фіксатором у формі планки з виступом, що встановлено з можливістю вільного обертання навколо другої осі, жорстко закріпленої в скобі, на фіксаторі жорстко закріплено планку, яку розташовано над третім важелем тягороуо механізму, з можливістю підняття и і фіксатора та звільнення защіпки Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом, якого можна досягти, необхідно відзначити, що використані три важелі, які жорстко закріплено на осі, яку закріплено в скобах з можливістю вільного обертання, при цьому перший важіль шарнірно з'єднано з тягою електромагніту, до першої і другої ІЗОЛЯЦІЙНИХ штанг жорстко прикріплено дві планки з можливістю натискання на них другого і третього важеля, дозволяє підвищити ККД використання потужності електромагніту, знизити масогабаритні показники пристрою, защіпку виконано у формі диска з виїмкою, з можливістю її фіксування фіксатором у формі планки з виступом, що встановлено з можливістю вільного обертання навколо другої осі, жорстко закріпленої в скобі, на фіксаторі жорстко закріплено планку, яку розташовано над третім важелем тягового механізму, з можливістю підняття и і фіксатора і звільнення защіпки, що дозволяє виключити використання пружного елемента защіпки і саме цим підвищити ресурс і надійність роботи через виключення релаксації пружних якостей і механічного руйнування пружного елементу, запропоноване розміщення електромагніта і контактів по різні боки відносно вертикальної основи покращує експлуатаційні характеристики (спрощується доступ для ремонту і профілактики) Конструкція пристрою показана на фіг 1 - 5 На фіг 1 схематично представлено пристрій, що заявляється, на фіг 2 показано вид спереду, пунктиром показано розімкнуті замикачі, на фіг З показано вид зверху із замкнутими замикачами, на фіг 4 показано защіпку при виключеній установці, а на фіг 5 - при працюючій установці На фіг 6 показано принципову електричну схему пристрою 48569 Пристрій містить дві пари нерухомих контактів 1-2, 2-3, закріплених на ізоляторах 4, що жорстко закріплені на вертикальній основі 5, два рухомих замикачі 6 і 7, які встановлено на першій 8 і другій 9 ІЗОЛЯЦІЙНИХ штангах з можливістю обертання навколо осі 10, закріпленої в скобах 1 1 , 12, які жорстко закріплено на вертикальній основі 5 і тягового механізму 13 з приводом електромагніта 14, защіпку 15, яку жорстко закріплено на другій ІЗОЛЯЦІЙНІЙ штанзі 9, фіксатор 16, який розташовано з можливістю звільнення защіпки при досягненні першим замикачем крайнього нижнього положення, тяговий механізм 13 додатково містить три важелі 17, 18, 19, які жорстко закріплено на осі 10, яку закріплено в скобах 1 1 , 12 з можливістю вільного обертання, при цьому перший важіль 17 шарнірно з'єднано з тягою електромагніта 14, до першої 8 і другої 9 ІЗОЛЯЦІЙНИХ штанг жорстко прикріплено дві планки 20, 21 з можливістю натискання на них другого 18 і третього 19 важеля, защіпку 15 виконано у формі диска з виїмкою, з можливістю її фіксування фіксатором 16 у формі планки з виступом, що встановлено з можливістю вільного обертання навколо другої осі 22, жорстко закріпленої у скобі 12, на фіксаторі жорстко закріплено планку 23, яку розташовано над третім важелем тягового механізму 13, з можливістю підняття и і фіксатора 1 6 т а звільнення защіпки 15 На фіг 1 показано пристрій в момент часу, коли замикач 6 досяг крайнього нижнього положення, фіксатор 16 тільки звільнив защіпку 15, і друга ізоляційна штанга 9 починає обертатися навколо осі 10 Пунктиром показана друга ізоляційна штанга 9 і замикач 7 при знеструмленій установці, замкнутій накоротко Пунктиром показані конденсаторна батарея 24 і струмообмежуючии резистор 25, які не належать до складу пристрою Пристрій працює таким чином При вимкнутому живленні електромагніту замикачі 6, 7 опущені і конденсаторна батарея 24 замкнута накоротко При подачі живлення на котушку електромагніта 14, його якір втягується і за допомогою шарнірно з'єднаних тяги електромагніта 14 і важеля 17 повертає вісь 10 і жорстко закріплені на ній важелі 18, 19 тягового механізму 13, які тиснуть униз на планки 20, 2 1 , що жорстко закріплені на першій 8 і другій 9 ІЗОЛЯЦІЙНИХ штангах, в результаті чого перша 8 і друга 9 ІЗОЛЯЦІЙНІ штанги повертаються навколо осі 10 і підіймають рухомі замикачі 6, 7 В результаті контакти 1-2, 2-3 розмикаються При повороті другої ізоляційної штанги 9 жорстко закріплена на ній защіпка 15 фіксується фіксатором 16, що вільно обертається навколо осі 22, опускаючись під дією власної ваги При обезструмлені котушки електромагніта 14 після команди оператора або в результаті аварійної ситуації (наприклад, зникнення напруги живлення), тягове зусилля електромагніта 14 зникає, і під дією власної ваги перша 8 ізоляційна штанга повертається навколо осі 10, підіймаючи планку 20 і жорстко прикріплений до неї важіль 1 тягового механізму 13, який починає повертатися, при цьому ізоляційна штанга 9 не рухається завдяки зафіксованої фіксатором 16 защіпки 15 Рухомий замикач 6 опускається на контакти 1-2, замикаючи конденсаторну батарею 24 на струмообмежуючии резистор 25 В момент досягнення замикачем 6 крайнього нижнього положення важіль 19 тягового механізму 13 піднімає планку 23, жорстко прикріплену до фіксатора 16 В результаті фіксатор 16 повертається навколо осі 22, відпускаючи защіпку 15 Під ДІЄЮ власної ваги ізоляційна штанга 9 починає повертатися навколо осі 10, замикач 7 опускається на контакти 2-3, замикаючи конденсаторну батарею 24 накоротко Інтервал часу між замиканням контактів 1-2 і 2-3 визначається часом повороту ізоляційної штанги 9 під дією власної ваги і цей інтервал забезпечує розряд конденсаторної батареї на струмообмежуючии резистор і виключає можливість її короткого замикання в зарядженому стані Розроблений пристрій надійно забезпечує інтервал витримки часу між замиканням контактів батареї конденсаторів на струмообмежуючии резистор і замиканням накоротко Цей інтервал часу визначається часом падіння другого замикача 7 на нерухомі контакти 2-3 і забезпечує розряд конденсаторної батареї ємністю 560мкФ до 3% від номінальної напруги ВиЗк 48569 и is я& tots юл гз ібМ Фіг.5 ВидБ Живлення електромагніту ФігЛ Фіг 6 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71