Перемикальний пристрій

1. Перемикальний пристрій з двома робочими положеннями для перемикання обмотки під час роботи трансформатора, причому при перемиканні прохідний струм комутується з однієї лінії на іншу лінію, причому для кожної фази передбачено принаймні один горизонтальний рівень, причому у кожному горизонтальному рівні навколо комутаційного вала, встановленого по центру і вертикально, на спільному корпусі із ізоляційного матеріалу встановлені нерухомі контакти, причому у кожному рівні на комутаційному валу закріплений принаймні один рухомий комутаційний контакт, виконаний з можливістю почергового утворення з'єднання з нерухомими контактами, який відрізняється тим, що рухомий комутаційний контакт (10) виконаний у вигляді дугоподібної, горизонтально орієнтованої шини із електропровідного матеріалу, при цьому нерухомі контакти (7) мають верхні і нижні паралельно один до іншого орієнтовані контактні пальці (22, 23), розведені зусиллями верхніх і нижніх контактних пружин (24, 25) з можливістю утворення електричного з'єднання із вве C2 2 (19) 1 3 Такий перемикальний пристрій відомий під назвою „Advanced Retard Switch", скорочено ARS (Модифікований перемикач із затримкою), із фірмового матеріалу заявника „Advanced-RetardSwitch (ARS), Betriebsanleitung ΒΑ 274/01" (Модифікований перемикач із затримкою, Інструкція з експлуатації ВА 274/01); вихідні дані публікації: ВА 274/01 de, 0605, дата публікації червень 2005 р. Такий відомий перемикальний пристрій у комбінації з силовим перемикачем обмоток трансформатора може бути використаний для різних застосувань. Його використовують переважно для зміни полярності регулювальної напруги у разі значного діапазону регулювання, наприклад, у трансформаторах з фазокомпенсатором. При цьому він виконує функцію реверсного перемикача. У цьому відомому пристрої для кожної комутованої фази передбачено, як правило, два горизонтальні рівні. У кожному рівні навколо центрального обертового комутаційного валу на корпусі із ізоляційного матеріалу розміщені нерухомі контакти. Ці нерухомі контакти у кожному рівні перемикаються закріпленим на комутаційному валі електропровідним дугоподібним комутаційними сегментом. Переведення відомого перемикального пристрою із одного робочого положення у інше здійснюється шляхом обертанням комутаційного валу. При цьому зміна робочих положень потребує повороту на 120 градусів. У відомому перемикальному пристрої рухомий контакт має кілька підпружинених контактних пальців чи ламелей, які забезпечують надійне набігання на встановлений на корпусі нерухомий контакт навіть у разі незначних, технологічно неминучих горизонтальних відхилень. Контактні пальці чи ламелі уможливлюють надійне охоплення^, нерухомого контакту чи нерухомих контактів і тим самим надійне замикання контакту. Цей відомий перемикальний пристрій має різні недоліки. По-перше, рухомий контакт, тобто комутаційний сегмент, що містить кілька незалежно підпружинених контактних пальців, є дуже складним конструктивним вузлом з великою кількістю деталей, тому дорогий і витратний у виготовленні. По-друге, внаслідок того, що послідовно кілька контактних пальців рухомого контакту мають набігати на нерухомі контакти, причому кожного разу мають бути подолані пружні зусилля, що діють на кожен контактний палець, необхідний значний обертовий момент для приведення в дію центрального комутаційного валу. Як правило необхідні два функціональні рівні на фазу обмежують можливу конструкційну програму внаслідок видовження перемикального пристрою. Геометрія контактних пальців комутаційного сегмента і узгоджених з ним нерухомих контактів на ізоляційному корпусі допускає лише обмежений об'єм комутаційного контакту. Одначе це вирішальним фактором для тривалості терміну служби. Задачею винаходу є розробка перемикального пристрою з наведеними родовими ознаками, вільного від цих недоліків. Ця задача вирішена у перемикальному пристрої з ознаками першого пункту формули винахо 95680 4 ду. Додаткові пункти стосуються вигідних форм виконання винаходу. Згідно з винаходом рухомий комутаційний контакт, тобто дугоподібний комутаційний сегмент, виконаний у вигляді простої зігнутої шини із електропровідного матеріалу. Він не містить ніяких контактних пальців, ніяких пружин, ніяких напрямних комутаційний сегмент складається лише із масивної шини, переважно із мідної шини, кінці якої звужені для полегшення набігання на нерухомі контакти. Ця шина може бути просто пригвинчена до виконаного із ізоляційного матеріалу тримача, який у свою чергу закріплений на комутаційному валі. Очевидно, що це набагато простіше і дешевше рішення. Крім того, завдяки такій конструкції комутаційного сегмента стає можливим об'єднання обох необхідних функціональних рівнів з чотирма місцями контактів у кожному в одному рівні з шістьма місцями контактів. У особливо вигідній формі виконання винаходу на кінцях дугоподібного комутаційного сегмента з радіальним зміщенням закріплені, наприклад пригвинчені, спеціальні насадки із особливо стійкого до вигоряння матеріалу. Це сприяє необхідному для подовження терміну служби збільшенню об'єму спеціального стійкого до вигоряння матеріалу. Крім того, завдяки такому радіальному зміщенню мідна шина, що тривало сприймає основний струм в усталеному режимі, значно менше забруднюється. Згідно з іншою ознакою винаходу нерухомі контакти, закріплені на ізоляційному корпусі, мають верхні і нижні, паралельно орієнтовані один відносно іншого контактні пальці, встановлені з можливістю розведення проти дії пружин при введенні між ними рухомого комутаційного сегмента і утворення електричного з'єднання з ним. Особливою перевагою винаходу є зменшення кількості деталей; усі нерухомі контакти складаються із ідентичних конструктивних елементів. Крім того, кількість деталей зменшується завдяки можливому у особливо переважній формі виконання винаходу суміщенню функціональних площин у одну площину. До того ж, у відповідному винаходові перемикальному пристрої необхідний значно менший - порівняно з рівнем техніки обертовий момент, оскільки при набіганні рухомого комутаційного сегмента мають бути подолані значно менші зусилля дії пружин на контактні пальці. Нижче винахід докладніше пояснюється з використанням прикладу виконання, представленого на ілюстраціях. На них схематично зображено: Фіг. 1. Відповідний винаходові перемикальний пристрій, Фіг. 2. Частина цього перемикального пристрою в ізометрії, Фіг. 3. Наведена вище частина у перерізі, Фіг. 4. Тримач контактів відповідного винаходові перемикального пристрою, Фіг. 5. Нерухомий контакт відповідного винаходові перемикального пристрою, Фіг. 6. Частина такого контакту детальніше, Фіг. 7. Нерухомий контакт, який особливо вигідно може бути використаний у 5 відповідному винаходові перемикальному пристрої, Фіг. 8. Послідовність перемикання відповідного винаходові перемикального пристрою із одного стаціонарного положення у інше. На фіг. 1 зображений перемикальний пристрій, що містить відому верхню частину 1, на якій закріплене верхнє сепараторне кільце 2. На ньому встановлений верхній адаптер 3. У нижній частині пристрою розміщене нижнє сепараторне кільце 4, на якому закріплений нижній адаптер 5. Між верхнім адаптером 3 і нижнім адаптером 5 встановлені орієнтовані вертикально і паралельно один до іншого контактні стрижні 6. У зображеній формі виконання з кутовим інтервалом 20 градусів розміщено вісімнадцять таких контактних стрижнів 6. На шести із цих контактних стрижнів 6 у трьох різних рівнях - у даному разі для кожної комутованої фази передбачений один рівень; зі збільшенням загального струму зростає кількість рівнів - закріплено по нерухомому контакту 7. Вільні контактні стрижні 6 є так званими порожніми стрижнями, які служать для покращення жорсткості усієї конструкції. На фіг. 1 загалом шість нерухомих контактів першого рівня мають позиційне позначення 7', шість нерухомих контактів другого рівня мають позиційне позначення 7", шість нерухомих контактів третього рівня мають позиційне позначення 7'". В центрі перемикального пристрою встановлений вертикальний комутаційний вал 8, на якому у кожному рівні закріплений тримач 9 контактів. На тримачі 9 контактів закріплені розміщені один навпроти іншого два дугоподібні комутаційні контакти 10, які таким чином обертаються разом із комутаційним валом 8. Перемички 11, передбачені по дві на кожен рівень, розміщені одна навпроти іншої і закріплені кожна на двох сусідніх нерухомих контактах, забезпечують надійне електричне з'єднання між обома нерухомими контактами. Рухомі комутаційні контакти 10 простягаються у межах дуги кола 120 градусів, завдяки чому у стаціонарному положенні у кожній фазі одночасно з ними перебувають у контакті і тим самим електрично з'єднані між собою два з'єднані перемичкою і один вільний сусідній нерухомий контакт 7. Комутаційний вал 8 приводиться у дію не зображеним мальтійським механізмом, з'єднаним з верхнім редуктором 12. Його привід здійснюється через привідний вал 13, відомим чином з'єднаний з електроприводом. На фіг. 2 детальніше зображений тримач 9 контактів, закріплений на комутаційному валі 8. Тут ще краще видно, що на виготовленому із ізоляційного матеріалу тримачі 9 контактів закріплені два розміщені один навпроти іншого рухомі дугоподібні комутаційні контакти 10. Комутаційні контакти 10 виготовлені масивними із електропровідного матеріалу, переважно із міді. На фіг. 3 у виді зверху представлений фрагмент, зображений на фіг. 2. Тут особливо чітко видно, що у стаціонарному положенні електрично з'єднані між собою два нерухомих контакти 7, з'єднаних перемичкою 11, і один вільний сусідній нерухомий контакт 7. На фіг. 4 детальніше зображений сам тримач 9 контактів, на якому встановлені описані вище 95680 6 масивні дугоподібні комутаційні контакти 10. На внутрішніх поверхнях вільних кінців комутаційних контактів 10 пригвинчені накладки 15 із особливо стійкого до вигоряння матеріалу. Крім того, вільні кінці комутаційних контактів 10 і накладок 15 мають заокруглення 16, яке сприяє кращому набіганню рухомих контактів 10 на нерухомі контакти 7, що нижче буде пояснено детальніше. Увесь тримач 9 контактів за допомогою фланцевого з'єднувального вузла 14 прикріплений до не зображеного на фіг. 4 комутаційного валу 8. На фіг. 5 зображений нерухомий контакт 7 відповідного винаходові перемикального пристрою. Нерухомий контакт 7 має верхній тримач 18 і виконаний симетрично до нього нижній тримач 19, які насуваються на контактний стрижень, на якому вони мають бути закріплені. Між тримачами 18, 19 затиснутий електропровідний контакт 20, що має приєднувальний отвір 21 для фіксування не зображеного тут приєднувального провідника. Цей контакт 20 електрично з'єднаний з верхніми контактними пальцями 22 і нижніми контактними пальцями 23 власне контактної зони. Верхні контактні пальці 22 встановлені з можливістю відхиляння вгору проти дії зусилля верхніх контактних пружин 24 (зображених на фіг. 6), а нижні контактні пальці 23 встановлені з можливістю відхиляння вниз проти дії зусилля нижніх контактних пружин 25 (також зображених на фіг. 6). Між цими контактними пальцями 22, 23 проходить рухомий комутаційний контакт і встановлює електричне з'єднання. Завдяки підпружиненню контактних пальців 22, 23, які з обох боків охоплюють рухомий комутаційний контакт 10, з одного боку створюється необхідне контактне зусилля, а з іншого боку компенсуються можливо наявні незначні горизонтальні допуски усієї конструкції. На передніх кінцях контактних пальців 22 і 23 припаяні стійкі до вигоряння накладки 30, 31, які разом із стійкими до вигоряння накладками 15 на рухомих контактах 10 сприймають струми вмикання і розмикання. Положення контактних пальців 22, 23 зі стійкими до вигоряння накладками 30, 31 -ліворуч чи праворуч у корпусі 32 контакту - залежить від положення у перемикальному пристрої. Між контактними пальцями 22, 23 встановлена контропора 26. Зверху і знизу на контактний пристрій надягнуті верхній екран 27 і нижній екран 28, кожен з яких має виконаний посередині відповідний отвір, який уможливлює насування на контактний стрижень. Крім того, зображено гвинти 29, які закріплюють тримачі 18, 19 контактів і екрани 27, 28 на контактних стрижнях. Екрани 35, 36, встановлені на корпус 32 контакту, закривають контактні пальці 22, 23 і стійкі до вигоряння накладки 30, 31 і служать таким чином для покращення структури електричного поля. Ця частина подібного нерухомого контакту з тримачами, екранами і отворами, крізь які продіваються кріпильні гвинти, уже відомі із публікації заявника DE 10 2004 041 317 В3. На фіг. 6 ще раз окремо зображений фрагмент відповідного винаходові нерухомого контакту. Видно, що верхні контактні пальці 22 і нижні контактні пальці 23 разом із контактними пружинами 24, 25 розміщені у - тут знятому - корпусі 32 контакту. 7 Контактні пальці 22, 23 на протилежних кінцях мають контактні дужки 33 і 34, які у переважній формі виконання винаходу з обох боків охоплюють нерухомий контакт 20 і таким чином утворюють безпосереднє електричне з'єднання. Встановлені між верхніми контактними пальцями 22 і шайбами 37 і відповідно між нижніми контактними пальцями 23 і шайбами 37 (тут не видно) електропровідні перемички 38 допомагають уникнути багаторазового замикання і розмикання між контактними пальцями 22, 23 і електропровідним контактом 20 внаслідок механічної вібрації при кожному вмиканні і вимиканні комутаційних контактів 10. На фіг. 7 ще раз окремо зображений нерухомий контакт. При цьому видно, що завдяки простому затисканню контактними дужками 33, 34 контакту 20 відповідний винаходові нерухомий контакт, зображений на фіг. 5, може бути просто виготовлений за модульною системою. Зрештою на фіг. 8 представлений процес перемикання відповідного винаходові перемикально 95680 8 го пристрою із одного робочого положення у інше. У верхній частині зображена електрична схема, а у нижній частині відповідні положення носія контактів і рухомих контактів однієї фази відносно нерухомих контактів. Шість нерухомих контактів однієї фази позначені К1...К6. Ліве зображення представляє перше стаціонарне робоче положення; напрямок обертання при перемиканні позначений стрілкою. Праворуч зображені комутаційні контакти, повернуті на кут 60 градусів. На наступному зображенні кут повороту становить трохи більше, ніж 60 градусів; прохідний струм перемикається на іншу лінію; це ілюструється символами блискавки. У крайньому правому зображенні після обертання на 120 градусів досягається нове стаціонарне робоче положення. Таким чином, перемикання закінчене; в результаті здійснене перемикання згідно з поясненою вище функцією реверсного перемикача. 9 95680 10 11 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95680 Підписне 12 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