Силовий вакуумний високовольтний вимикач зовнішньої установки

1. Силовий вакуумний високовольтний вимикач зовнішньої установки з трьома полюсами (1), які встановлені на рамі (2) з приводним механізмом (3) і кожний з яких має верхню ізоляційну частину (6) і нижню ізоляційну частину (7), які з'єднані між собою і утворюють внутрішній простір (8), в якому розміщена вакуумна дугогасильна камера (9) і ізоляційна тяга (20), який відрізняється тим, що верхня ізоляційна частина (6) виконана у вигляді суцільного вузла, в якому нерознімно з'єднані вакуумна дугогасильна камера (7) на 110 кВ з одним розривом на фазу, проміжний шар (10) кристалізованого силікону, проміжний стакан (11) і верхня ізоляційна оболонка (12), а нижня ізоляційна частина (7) має внутрішній шар (13) кристалізованого силікону, нижній стакан (14), поверх якого встановлена нижня ізоляційна оболонка (15). U 2 (19) 1 3 ності обслуговуючого персоналу робітників енергосистем дуже актуальним стає питання надійності високовольтних вимикачів, а саме зменшення відмов в роботі, об'ємів ремонтів, ревізій електрообладнання, підвищення строків слугування елементів, тощо. Відомий вакуумний вимикач на напругу 110 кВ з електромагнітним приводом ВБЕ -110 (НПП "Елвест", м. Єкатеринбург), який має три окремі полюси (фази) в кожному з яких розміщено по чотири вакуумні дугогасильні камери, шунтовані конденсаторами. Тому кожний полюс вимикача має чотири розриви на фазу. Приводяться в дію (стискаються) струмопровідні контакти вакуумних камер ізоляційними тягами, що розміщені назовні, від приводу через систему важелів. Для забезпечення ізоляції простір між вакуумною камерою і корпусом вимикача заповнений спеціальною негорючою і нетоксичною речовиною з високою електричною міцністю, а нижні (опорні) ізолятори заповнені пінополіуретаном. Такий вимикач має велику кількість вузлів і недостатню ізоляцію внутрішнього об'єму, що різко знижує надійність роботи. Найбільш близьким рішенням є вакуумний високовольтний вимикач по патенту 65992 UA, який прийнятий як прототип. Цей силовий вакуумний вимикач має три полюси, кожний з яких забезпечує один розрив на фазу, і кожний з яких має з'єднані між собою верхню і нижню ізоляційні частини, що утворюють внутрішній простір, вакуумну дугогасильну камеру, яка розміщена у верхній ізоляційній частині з проміжком від верхньої ізоляційної оболонки, ізоляційну тягу, розташовану всередині нижньої ізоляційної частини, а також раму з приводним механізмом. Недоліками такого вимикача є, як показала практика експлуатації, недостатня ізоляція дугогасильної камери і її надійність експлуатації в умовах зовнішньої установки, недостатній захист від можливого високовольтного електричного пробою, недостатня міцність нижнього ізоляційного циліндру, як опори, і все це разом впливає на надійність роботи вимикача. Технічною задачею корисної моделі є підвищення надійності силового вакуумного високовольтного вимикача зовнішньої установки. Ця задача вирішується тим, що верхня ізоляційна частина виконана у вигляді суцільного вузла, в якому нерознімно з'єднані вакуумна дугогасильна камера на 110 кВ з одним розривом на фазу, проміжний шар кристалізованого силікону, проміжний стакан і верхня ізоляційна оболонка, а нижня ізоляційна частина має внутрішній шар кристалізованого силікону, нижній стакан, поверх якого встановлена нижня ізоляційна оболонка. Внутрішній шар кристалізованого силікону має внутрішню поверхню у вигляді двох обернених усічених конусів, що стикуються в місці усічення, яке ділить внутрішній шар кристалізованого силікону навпіл. Проміжний стакан і нижній стакан виконані з склотекстоліту, а верхня ізоляційна оболонка і нижня ізоляційна оболонка виконані з полімерного каучуку. При цьому, внутрішній простір заповнений азотом, в якому створено надлишковий тиск, який складає 0,01-0,03МПа, переважно 0,015МПа. 64477 4 Ці ознаки запропонованого вимикача є суттєвими і їх сукупність забезпечує досягнення технічного результату, тобто вони перебувають у причинно-наслідковому зв'язку з результатом. Короткий опис креслень: на фіг. 1 показаний загальний вигляд вакуумного вимикача; на фіг.2 переріз по А-А на фіг. 1; на фіг.3 показаний переріз полюсу вимикача; на фіг.4 показаний верхній струмопровідний контакт (виноска А на фіг.3); на фіг.5 показане місце з'єднання ізоляційних частин і нижній струмопровідний контакт (виноска Б на фіг.3); на фіг.6 показане місце встановлення полюсу на раму (виноска В на фіг.3). Силовий вакуумний високовольтний вимикач зовнішньої установки складається з трьох полюсів 1, які встановлені на рамі 2 з приводним механізмом 3. Рама спирається на дві опорні металоконструкцій 4. На рамі 2 розміщена шафа 5 з приводом (не показаним). Кожний полюс 1 вимикача складається із з'єднаних між собою верхньої ізоляційної частини 6 і нижньої ізоляційної частини 7, які утворюють внутрішній простір 8. У внутрішньому просторі верхньої ізоляційної частини 6 встановлена вакуумна дугогасильна камера 9 (далі ВДК). Ізоляція ВДК 9 забезпечується тим, що верхня ізоляційна частина 6 виконана у вигляді суцільного вузла, в якому нерознімно з'єднані вакуумна дугогасильна камера 9 на 110 кВ з одним розривом на фазу, проміжний шар10 (затемнений) кристалізованого силікону, проміжний стакан 11 з склотекстоліту і верхня ізоляційна оболонка 12, яка виконана оребреною з полімерного ізоляційного каучуку. Нерознімність такого суцільного вузла створюється пресуванням у спеціальній пресформі. Такий єдиний нерознімний вузол можна надійно зберігати (наприклад, на відкритому повітрі перед збиранням або ремонтом силового вимикача), не руйнуючи ВДК, а в зібраному стані такий вузол створює хорошу ізоляцію ВДК, що, зрозуміло, підвищує надійність роботи силового вакуумного вимикача при зовнішній установці. Нижня ізоляційна частина 7 має внутрішній шар 13 (затемнений) кристалізованого силікону, нижній стакан 14 з склотекстоліту, поверх якого встановлена нижня ізоляційна оболонка 15, яка виконана оребреною з полімерного ізоляційного каучуку. Внутрішній шар 13 кристалізованого силікону має внутрішню поверхню 16 у вигляді двох обернених усічених конусів, що стикуються в місці усічення, яке ділить внутрішній шар 13 кристалізованого силікону навпіл. Таке виконання внутрішнього шару 13 забезпечує захист від можливого при експлуатації високовольтного електричного пробою, а також забезпечує підвищення механічної міцності самої нижньої ізоляційної частини 7, яка є опорою для утримання маси всього полюсу на рамі 2 вимикача. Це дозволяє зменшити кількість можливих відмов в роботі вимикача і тим самим підвищити його надійність. Зверху на верхній ізоляційній частині 6 (фіг.4) закріплена верхня кришка 17 та верхній струмопровідний контакт 18. Знизу верхньої ізоляційної 5 частини 6 (фіг.5) закріплений нижній струмопровідний контакт 19. Нижня ізоляційна частина 7 (фіг.6) з допомогою спеціальних ущільнень, з'єднана з рамою 2. В нижній ізоляційній частині 7 розміщена ізоляційна тяга 20 (фіг.3), яка проходить крізь раму 2 і нижнім кінцем з'єднана з приводним механізмом 3, а верхнім кінцем з'єднана відповідним кінематичним з'єднанням з контактом вакуумної дугогасильної камери 9. Для герметизації місця з'єднання ізоляційної тяги 20 і вала приводного механізму 3 слугує сильфон 21 (фіг.6). Між верхньою ізоляційною частиною 6 і нижньою ізоляційною частиною 7 встановлена ізоляційна з'єднувальна втулка 22 (фіг. 5), яка з допомогою спеціальних ущільнень (не показаних) забезпечує надійну герметизацію внутрішнього простору полюсу верхньої 6 і нижньої 7 ізоляційних частин. Для запобігання попадання у внутрішній простір 9 зовнішнього повітря, з яким може проникнути вологість, що вплине на строк служби особливо внутрішніх металевих елементів, внутрішній простір 8 заповнений азотом, в якому створений (будьяким засобом) надлишковий тиск, який контролюється манометром 23, розміщеним на рамі 2. Як показали експерименти, величина надлишкового 64477 6 тиску повинна складати 0,01-0,03 МПа, переважно 0,015 МПа. Сильфон 21 забезпечує ущільнення внутрішнього простору, заповненого азотом, від навколишнім середовища. Це дозволяє підвищити надійність роботи вимикача, завдяки уникненню контакту внутрішніх металевих частин полюсу з вологим повітрям. Включення - виключення силового вакуумного високовольтного вимикача відбувається за допомогою приводного механізму 3, розміщеного в рамі 2, який при включенні діє на нижній кінець ізоляційної тяги 20, яка верхнім кінцем діє на контакти ВДК, розриваючи чи замикаючи їх. Таке конструктивне виконання силового вимикача забезпечує в цілому підвищення надійності роботи силового вакуумного високовольтного вимикача зовнішньої установки. Такий вимикач розроблений в КБ Т3ОВ "Високовольтний союз - Україна" (м. Рівне, Україна). Дослідний зразок виготовлено на Т3ОВ „РЗВА Електрик" (м. Рівне, Україна) холдингу "Високовольтний союз". Дослідний зразок успішно пройшов електромеханічні та високовольтні комутаційні випробовування. По результатам випробовувань прийнято рішення про серійне виробництво такого вимикача, як силового вакуумного високовольтного вимикача серії ВРС-110. 7 Комп’ютерна верстка Мацело В. 64477 8 Підписне Тираж 23 прим. 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