Електромагнітний привод вакуумного вимикача

1. Електромагнітний привод вакуумного вимикача, що складається з магнітопровода, якоря, направляючих і котушок, який відрізняється тим, що електромагнітний привод оснащений магнітними защіпками, які виконані у вигляді двох магніт них кіп постійних магнітів, що утримують якір в обох його крайніх положеннях, причому шихтований магнітопровід виконаний з Ш-подІбних пластин з магнітом'якого матеріалу, з'єднаних між собою верхньою і нижньою опорними пластинами, в середній частині якого встановлені постійні магніти з орієнтацією одноіменних полюсів в сторону якоря, який розміщений між цими постійними магнітами, співвісно з котушками увімкнення і вимикання та з зазором відносно магнітопровода в одній з котушок в залежності від положення якоря. 2. Електромагнітний привод вакуумного вимикача по п.1 відрізняється тим, що в електромагнітному приводі додатково встановлені вказівник положення вимикача, механізми ручного вимикання та блокування увімкнення вимикача Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до електромагнітних приводів вакуумних високовольтних вимикачів. Відомі електромагнітні приводи складаються з електромагніта (соленоїда) та механічного утримуючого пристрою. Такі приводи бувають двох типів, такі, що вмонтовані в раму вакуумного вимикача, та окремого виконання, що під'єднуютьсн до рами вимикача [1] Недоліком таких приводів, створених на принципі електромагнітної рушійної сили, є їх велика маса та багатоланкова система кінематичного з'єднання від штока якоря електромагнітного привода до тяг механізмів підтиску вакуумних дугогасильних камер {далі за текстом ВДК). Нове покоління вакуумних вимикачів мають приводну частину з електромагнітними приводами та утримуючими пристроями на магнітах, встановлених під кожною фазою вимикача До такого типу електромагнітних приводів, розроблених в Україні, та виконаних, як одне ціле з фазою полюса вимикача, слід віднести вакуумні вимикачі виробництва СП РЗВА (м. Рівне), це вимикач вакуумний типу ВВКЕ-1О (патент України № 25132А) та вимикач вакуумний типу ВВ/ТЕЛ-10 (патент Російської Федерації № 2202631 С). До зарубіжних аналогів можна віднести вакуумні вимикачі з електромагнітними приводами типу ВБТ-10-20/1600 (розробник ВЕІ, а виробник ДНВП "Контакт" м. Саратов. Російська Федерація). Для одержання очікуваного результату та за найбільшою кількістю суттєвих ознак подібних до суттєвих ознак запропонованого винаходу за прототип прийнято електромагнітний привод вакуумного вимикача ВВГГЕЛ-10 підприємства "Таврида Електрик" м. Севастополь. Запропонований прототип, як (винахід, складається з котушки керування (у винаході котушки увімкнення і вимикання), магнітом'яких деталей: якоря, направляючої (у винаході дві). Крім того у запропонованому прототипі встановлено кільце э магнітотвердого матеріалу (у винаході два постійних магніта) і вимикаюча пружина, яка відсутня у винаході. До суттєвих недоліків прототипа слід віднести те, що утримуюча сила "магнітної защіпки" (сила створена магнітним полем намагніченого котушкою керування магнітотвердого кільця електромагнітного привода) є відносно невеликою, .тому електромагнітний привод побудований на такому принципі є дуже чутливим до умов підвищених вібрацій та ударів, що можуть бути причиною самовільних вимикань вимикача. Недоліком аналога слід вважати і те, що конструкція обмежує застосування механічного СО Г" О ю со 35013 блокування привода, функціональне значення якого не допустити увімкнутого стану вимикача в проміжному (між робочим і контрольним) положенні в межах шафи КРП Вище перераховані недоліки знижують його експлуатаційну надійність (з точки зору ступеня захисту обслуговуючого персоналу), а відповідно обмежують область застосування таких вимикачів Запропонований винахід це новий, тип електромагнітного привода, в якому повністю відсутні недоліки, що є в аналога. В основу винаходу поставлена задача створення такого типу електромагнітного привода з застосуванням нових конструктивних та технологічних рішень, що дозволяють усунути недоліки, які є в прототипа. При цьому повинні бути покращені техніко-економічні показники та масово-габаритні параметри та досягнутий вищий ступінь надійності в експлуатації. В основі запропонованого винаходу, а саме електромагнітного привода вакуумного вимикача, покладено принцип двопозиційної магнітної' системи електромагнітного привода. Якір електромагнітного привода в двох крайніх положеннях ("увімкнено" та "вимкнено") утримується магнітнимполем двох постійних магнітів. Операції "увімкнення" або "вимикання" почнуться тільки тоді, коли сили утримання постійних магнітів будуть анульовані збудженням однією з котушок електромагнітного привода. Отже, поставлена задача досягається шляхом застосування багатофункціонального електромагнітного привода, в якому за допомогою котушок увімкнення та вимикання якір привода переміщується з одного крайнього положення в протилежне, причому постійні магніти двопозиційного електромагнітного привода утворюють два магнітних кола так звані "магнітні защіпки", в яких надійно фіксується якір. При цьому постійні магніти встановлені з орієнтацією одноіменних полюсів в сторону якоря, який розміщений між цими постійними магнітами, співвісно з котушками увімкнення і вимикання та з зазором відносно магнітопровода а одній з котушок в залежності від положення якоря. Крім того, в електромагнітному приводі встановлені з магнітом'якого матеріалу якір, направляючі і магнітопровід, який виконаний з шихтованих Ш-подібних пластин з'єднаних між собою верхньою і нижньою опорними пластинами Поставлена задача також досягається шляхом застосування в електромагнітному приводі вказівника положення вимикача, а також механізмів блокування увімкнення, який відсутній в прототипа і ручного вимикання, який реалізується через вал вимикача в прототипа. Застосування в електромагнітному приводі даного винаходу дозволяє забезпечити фіксацію якоря не тільки в увімкненому положенні вимикача, як у прототипа, а і в вимкненому за допомогою двох магнітних защіпок Запропонований винахід дозволяє забезпечити створення високотехнологічної, уніфікованої серії електромагнітних приводів з різними потужностями, що необхідно для створення нової серії вакуумних вимикачів. Крім того, застосування винаходу дозволяє забезпечити механічне блокування привода. Отже, на думку авторів такі конструктивні рішення мають перевагу над існуючими електромагнітними приводами вакуумних та інших вимикачів. На фіг. 1 зображено розміщення електромагнітного привода в рамі вакуумного вимикача. На фіг. 2 - електромагнітний привод вакуумного вимикача (вид зверху). На фіг. З - електромагнітний привод вакуумного вимикача (вид збоку). В рамі вакуумного вимикача конструктивно розміщено електромагнітний привод 1 (див. фіг. 1), який кінематично з'єднаний з валом вимикача 2 На рамі розміщений полюс вакуумного вимикача, що складається з ізоляційної тяги 3 з пружинами підтиску 4. гнучкого струмопровідного зв'язку 5, нижнього контакту 6, залитих в ізоляційний корпус 7 ВДК 8 і верхнього контакту 9. Конструктивно електромагнітний привод вакуумного вимикача (див. вид зверху фіг.2) складається з слідуючих вузлів та деталей; пластин магнітопровода 10, якоря 11, двох постійних магнітів 12, штока увімкнення 13, підшипників 14, стопорних шайб 15, осі 16, напрямної колодки увімкнення 17, пластин фіксації напрямної колодки 18, пальців 19, котушки увімкнення 20 та котушки вимикання 2 1 , а також напрямної колодки вимикання 22, роликів 23, пружини 24, вала механізму ручного вимикання 25 і штока вимикання 26. Верхня 27 і нижня 28 опорні пластини (див. вид збоку фіг.З) утримують шихтований магнітопровід. Крім того, до складу привода входять механізм ручного вимикання 29, механізм блокування увімкнення вимикача ЗО з штоком 31 та пружиною 32. Утримуюча шпилька 33 дає змогу підтримувати проміжний вал 34 з важелями. Вказівник положення вимикача 35 вказує положення вимикача і привода, до складу якого також входять опорні пластини 36 і 37 І направляючі 38 і 39. Робота електромагнітного привода відбувається наступним чином. Сила магнітного поля створена електромагнітним приводом, завдяки своїм магнітним характеристикам, переміщує рухомий якір 11 (фіг. 2) з одного пложення в протилежне і при цьому безпосередньо через важелі проміжного вала 34 (фіг. 3), вал вимикача 2 (фіг. 1) і ізоляційні тяги 3 (ф'Г-1) діє на рухомі контакти ВДК 8 (фіг. 1). Така кінематична схема забезпечує мінімальний знос її елементів на протязі всього терміну елекспуатації вакуумного вимикача. Постійні магніти 12 (фіг. 2) електромагнітного привода вакуумного вимикача 1 (фіг. 1) утримують контакти ВДК 8 (фіг. 1) в крайніх положеннях "увімкнено" та "вимкнено" за рахунок вищезгаданої системи "магнітної защіпки", в основі якої є замикання магнітного кола увімкнення чи вимикання відповідно якорем 11 (фіг.2). Для увімкнення вимикача необхідно через котушку увімкнення 20 (фіг.2) пропустити постійний струм, при якому сила дії в магнітному полі увімкнення, незважаючи на великий зазор між якорем І магнітопроводом (див. фіг.2), перебільшить величину сили притягання якоря в магнітному колі вимикання, де аналогічний зазор відсутній. При досягненні величини "зрушення" якзр 11 (фіг.2) електромагнітного привода 1 (фіг. 1) рухається з прискоренням, приводячи в рух всю кі 35013 нематичну ланку вимикача. При цьому ізоляційні тяги полюсів 3 (фіг. 1) рухаючись вверх замикають контакти ВДК 8 (фіг.1) Якір 11 (фіг.2) зупиняє свій рух вибравши вищезгаданий "зазор" і фіксується в цьому положенні "магнітною защіпкою". Чим менший зазор між якорем 11 (фіг.2) І магнітопроводом 10 (фіг 2) магнітного кола, тим більша сила притягування постійних магнітів 12 (фіг. 2). Результуюча сила утримання складає приблизно 80Q Н. Вимикач надійно фіксується в увімкненому положенні навіть в умовах ударів і вібрацій (що є недоліком електромагнітного привода вакуумного вимикача взятого за прототип). Отже, увімкнення вимикача це результат спільної дії магніторушійної сили котушки увімкнення 20 (фіг 2) зі струмом і дії постійних магнітів 12 (фіг.2), що мають велику енергоємкість. При цьому, рухаючись, якір 11 (фіг.2) електромагнітного привода замикає собою магнітне коло вимикання привода і тим самим чітко фіксує вимикач у вимкнутому положенні "магнітною защіпкою", яку забезпечують постійні магніти 12 (фіг 2) вакуумного вимикача. Відповідно, операція завершується переміщенням вказівника положення 35 (фіг. 3) розміщеного на штоку увімкнення 13 (фіг. 2) і в вікні фасадної перегородки вимикача заявляється напис "ВИМ\ Суттєвим в конструкції електромагнітного привода є й те, що механізм блокування вимикача ЗО (фіг.З) дозволяє, через відповідний отвір в рамі вимикача, діяти на шток 31 (напр. спеціальним механізмом викатного елемента) та переміщати його в направляючих отворах електромагнітного привода і тим самим заблокувати якір 11 (фіг. 2), що відповідно, не дає можливість увімкнути вимикач (напр. під час переміщення вимикача в шафі КРП). Для вимикання вимикача необхідно через котушку вимикання 21 (фіг. 2) пропустити струм у напрямку, при якому сила дії на якір 11 (фіг. 2) перебільшить результуючу силу утримання "магнітної защіпки". Ця сила є різниця між силами притягання постійних магнітів 12 (фіг. 2), атмосферного тиску у ВДК 8 (фіг. 1) трьох полюсів і силою трьох груп пружин підтиску 4 (фіг 1) полюсів вимикача Такий електромагнітний привод створений на СП РЗВА (м. Рівне) та пройшов всі нормативні (електромеханічні, комутаційні та інші) випробування з новоствореним вакуумним вимикачем. На думку авторів, такий електромагнітний привод вакуумного вимикача є необхідним для експлуатаційних організацій енергомереж народного господарства України. ФІГ.1 35013 15 16 18 Фіг. 2 35013 Фіг. З Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03