Високовольтний триполюсний вакуумний вимикач

1. Високовольтний триполюсний вакуумний вимикач, що містить три вакуумні дугогасильні камери з розміщеними в них нерухомими і рухомими контактами, опорну ізоляцію, елементи кріплення трьох полюсів, механізм керування рухомими контактами, який відрізняється тим, що опорна ізоляція виконана у вигляді площини, до якої прикріплені полюси, вакуумні дугогасильні C2 2 (13) 1 3 Високовольтний триполюсний вимикач має досить просту конструкцію, але суттєві недоліки обмежують його застосування. Наявність електромагніту призводить до інертності увімкнення і виключення за рахунок перехідних процесів у самому електромагніті. Наявність пружини біля одного із полюсів провокує неодночасність увімкнення і виключення всіх полюсів. Ці причини призводять до зайвих втрат енергії, обгоряння, зношення контактів, необхідності їх заміни. У випадку зварювання контактів однієї з вакуумних дугогасильних камер (що майже завжди відбувається при протіканні струмів короткого замикання) спроба вимкнення викличе перекіс і поломку механізму керування рухомими контактами. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення триполюсного вакуумного вимикача зі створенням малоенерговитратного вимикача, підвищення довговічності триполюсного вакуумного вимикача, розширення лінійки габаритів вимикачів. Поставлена задача вирішується тим, що високовольтний триполюсний вакуумний вимикач містить три вакуумні дугогасильні камери з розміщеними в них нерухомими і рухомими контактами, опорну ізоляцію, елементи кріплення трьох полюсів, механізм керування рухомими контактами. Опорна ізоляція виконана у вигляді площини, до якої прикріплені полюси, вакуумні дугогасильні камери розташовані з утворенням осями в просторі вертикальної площини. Механізм керування рухомими контактами містить послідовно і функціонально зв'язані важіль, виконаний з можливістю приєднання силового елемента (електропривод, ручка), керуючий диск з двома виїмками, виконаний з можливістю повороту, дві зустрічно оборотні спіральні пружини, кожна з яких з'єднана зовнішнім кінцем з важелем, а внутрішнім - з диском і притиснена до одного з боків диска, підшипникову засувку, фіксуючу диск за одну із його виїмок, жорстко приєднаний до диска ізолятор, з закріпленими на ньому на однаковій відстані трьома однаковими штовхачами. Кожний із штовхачів має паз зі встановленим в ньому підшипником, посадженим на вісь, жорстко з'єднану через вузол притиснення до рухомого контакту відповідної вакуумної дугогасильної камери. Краще, коли керуючий диск виконаний з можливістю повороту на 90°. Краще, коли спіральні пружини виконані у вигляді логарифмічної спіралі або спіралі Архімеда. Лінійне розташування вакуумних дугогасильних камер із закріпленням полюсів на площинній ізоляції сприяє вертикальному, без перекосів, переміщенню рухомих контактів і, в кінцевому результаті, довговічності вимикача. Наявність послідовно і функціонально зв'язаних важеля, керуючого диска з двома виїмками, двох пружин, підшипникової засувки, зв'язаних із силовим елементом (електропривод, ручка), утворює вузол задання положення рухливих контактів, в якому можна програмувати 95761 4 швидкість і рівномірність переміщення рухомих елементів вимикача. Габарити пружин, форму виїмок, конструкції пружинних засувок підбирають експериментально. Завдяки цьому можна передавати без ривків і поломок достатньо великі зусилля, що дозволяє широко використовувати винахід, не обмежує габарити вимикачів. Цьому сприяють і зустрічно оборотні спіральні пружини. Жорстке приєднання до диска ізолятора з закріпленими на ньому штовхачами забезпечує передачу без втрат поворотного моменту від диска до ізолятора. Закріплення на однаковій відстані трьох однакових штовхачів сприяє вертикальному, без перекосів, синхронному переміщенню рухомих контактів всередині вакуумних дугогасильних камер. Наявність в кожному штовхачі паза, зі встановленим в ньому підшипником, дозволяє регулювати швидкість, режим та висоту підйому рухомих контактів всередині вакуумних дугогасильних камер. Форму пазу можна задати аналітично або підібрати експериментально. Причому форму і розмір паза, при необхідності, можна підібрати індивідуально навіть для кожного полюсу. Використання підшипників котіння дозволяє мінімізувати втрати на тертя при передачі енергії від штовхачів до рухомих контактів, сприяє довговічності вимикача. Таким чином вдосконалення триполюсного вакуумного вимикача забезпечує створення малоенерговитратного вимикача, підвищення довговічності триполюсного вакуумного вимикача, розширення лінійки габаритів вимикачів. Винахід ілюструють креслення, що пояснюють конструкцію триполюсного вакуумного вимикача і його використання, але не обмежують обсяг його правового захисту: Фіг. 1 Загальний вигляд високовольтного триполюсного вакуумного вимикача; Фіг. 2 Механізм керування рухомими контактами. Фіг. 3 Вигляд полюсу у вимкненому стані; Фіг. 4 Вигляд полюсу в увімкненому стані, де: 1 - опорна ізоляція; 2, 3, 4 - полюси; 5, 6, 7 - вакуумні дугогасильні камери; 8 - важіль; 9 - ручка; 10 - керуючий диск; 11, 12 - виїмка; 13 - пружина увімкнення; 14 - пружина вимкнення; 15 - підшипникова засувка; 16 - ізолятор; 17, 18, 19 - штовхачі; 20 - паз; 21 - підшипник; 22 - вузол притиснення; 23 - рухомий контакт; 24 - гнучкий струмознімач; 25 - нерухомий контакт. Високовольтний триполюсний вакуумний вимикач містить (Фіг. 1-4) опорну ізоляцію 1, виконану у вигляді площини, до якої прикріплені полюси 5 2, 3, 4. Вакуумні дугогасильні камери 5, 6, 7 розташовані з утворенням осями в просторі вертикальної площини. Механізм керування рухомими контактами містить послідовно і функціонально зв'язані 8 важіль, виконаний з можливістю приєднання силового елемента (електропривод, ручка 9), керуючий диск 10, виконаний з можливістю повороту на 90°, з двома виїмками 11, 12, дві зустрічно оборотні спіральні пружини: 13 - увімкнення і 14 - вимкнення, і підшипникову засувку 15, що фіксує диск за одну із його виїмок 11 чи 12. До керуючого диска 10 жорстко приєднаний ізолятор 16, з закріпленими на ньому на однаковій відстані трьома однаковими штовхачами 17, 18, 19. Кожний із штовхачів (фіг. 3, 4) має паз 20 зі встановленим в ньому підшипником 21, посадженим на вісь, жорстко з'єднану з вузлом притиснення 22, що приєднаний до рухомого контакту 23 відповідної вакуумної дугогасильної камери. До контакту 23 приєднаний гнучкий струмознімач 24. Високовольтний триполюсний вакуумний вимикач працює в такий спосіб. Переведення вимикача з одного фіксованого положення, наприклад, "Увімкнене" в інше фіксоване положення "Вимкнене" здійснюється (фіг. 1-4) обертанням за годинниковою стрілкою важеля 8 рукояткою 9 чи за допомогою підключення електроприводу. Процес вимкнення відбувається таким чином. Приєднана до важеля 8 зовнішнім кінцем пружина вимкнення 14 при обертанні важеля 8 закручується, накопичуючи енергію. Керуючий диск 10 втримується енергією підшипникової засувки 15, притиснутої до виїмки 11 диска 10, і залишається нерухомим. При досягненні важелем 8 певного кута повороту накопичена у пружині енергія дорівнює енергії підшипникової засувки 15 і стає достатньою для скидання диска 10 з засувки, що затримує його за виїмку 11. Диск робить різкий оберт на 90 градусів до його фіксації у відключеному положенні підшипниковою засувкою 15 у виїмці 12. Разом із диском 10 обертаються жорстко пов'язані з ним ізолятор 16 і встановлені на ньому штовхачі 17, 18, 19. При цьому пружина увімкнення 13 розкручується. 95761 6 У кожному із полюсів при обертанні одного із штовхачів 17, 18, 19 виникає переміщення нагору котінням по пазу 20 підшипника 21, синхронне вертикальне переміщення догори вузла притиснення 22 і, пов'язаного з ним, рухомого контакту вакуумних дугогасильних камер (Фіг. 3). Рухомий контакт 23 відходить від нерухомого контакту 25. Таким чином відбувається одночасне вимкнення всіх полюсів 2, 3, 4 вимикача. Процес увімкнення вимикача проводиться обертанням важеля 8 проти годинникової стрілки і нагромадженням енергії увімкнення в пружині 13. При досягненні важелем 8 певного кута повороту накопичена у пружині 13 енергія дорівнює енергії підшипникової засувки 15 і стає достатньою для скидання керуючого диска 10 з підшипникової засувки, що утримує його за виїмку 12. Диск робить різкий оберт на 90 градусів до його фіксації у включеному положенні підшипниковою засувкою 15 у виїмці 11. Разом із диском 10 обертаються жорстко пов'язані з ним ізолятор 16 і встановлені на ньому штовхачі 17, 18, 19. При цьому пружина вимкнення 14 розкручується. У кожному із полюсів обертання одного із штовхачів 17, 18, 19 викликає переміщення донизу котінням по пазу 20 підшипника 21, синхронне вертикальне переміщення донизу вузла притиснення 22 і, пов'язаного з ним, рухомого контакту вакуумних дугогасильних камер 5, 6, 7 (Фіг. 4). Рухомий контакт 23 з'єднується з нерухомим 25, гнучким струмознімачем 24 проходить струм. Так відбувається одночасне включення всіх полюсів 2, 3, 4 вимикача. Таким чином вдосконалення триполюсного вакуумного вимикача забезпечує створення малоенерговитратного вимикача, підвищення довговічності триполюсного вакуумного вимикача, розширення лінійки габаритів вимикачів. Розрив зварених контактів однієї із вакуумних дугогасильних камер (що майже завжди відбувається при протіканні струмів короткого замкнення) не призводить до перекосу і заклинюванню механізму керування рухливими контактами. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 95761 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