Переривник для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги

Реферат: Винахід належить до переривника для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги, який містить полюсну деталь (1), яка має стаканоподібний корпус (4), виготовлений з ізоляційного матеріалу, для вміщення вставки (3) переривника, в якій працює привідний стрижень (12), при цьому стаканоподібний корпус (4) поділений на верхню частину (5), у якій розташована вставка (3) переривника, і нижню частину (6) для вміщення магнітного приводу (2), при цьому привідний стрижень (12) вставки (3) переривника розташований коаксіально з якорем (13) магнітного приводу (2). UA 108622 C2 (12) UA 108622 C2 UA 108622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область Винаходу Представлений винахід відноситься до переривника для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги, який містить полюсну деталь та магнітний привід, при цьому полюсна деталь містить стаканоподібний корпус, виготовлений з ізоляційного матеріалу, для вміщення вставки переривника, в якій функціонує привідний стрижень. Винахід головним чином фокусується на області вакуумних переривників середньої напруги. Протягом останніх років ці спеціальні переривники покращували процес переривання подачі струму по суті завдяки меншому шляху переміщення контакту, меншій швидкості руху контакту і малим масам для переміщення електричних контактів. Відповідно, ці вакуумні переривники вимагають значно меншого приводу з меншим споживанням енергії, який зазвичай виконується як електромагнітний пристрій, який має принаймні одну електричну обмотку, оточену феромагнітним ярмом, яке відповідає рухомому феромагнітному якорю, для генерування придатної механічної привідної сили для вставки переривника усіх з'єднаних полюсних деталей. Зазвичай, необхідно три полюсні деталі для переривника середньої напруги мережі енергопостачання. Переривник середньої напруги з номінальною напругою 1-72 кВ в більшості випадків встановлюється в розподільний пристрій з металевим корпусом для внутрішнього застосування або може встановлюватися зовні в підстанції. В наш час, сучасні вакуумні переривники замінюють повітряні переривники для внутрішніх застосувань. Характеристики переривників середньої напруги надаються міжнародними стандартами. Головним чином, вакуумні переривники мають номінальний струм до 300 Ампер. Ці переривники переривають подачу струму шляхом створення і гасіння електричної дуги у вакуумному контейнері. Тим не менше, представлений винахід застосовується не тільки до вакуумних переривників, але й також до повітряних переривників або сучасних переривників SF6, які мають камеру, заповнену газоподібним гексафторидом сірки. Представлений винахід міг би також застосовуватися до переривників високої напруги. Рівень Техніки Загальновідомо, що переривники вищеописаного типу в більшості випадків оснащені електромагнітними приводами. Електромагнітний привід головним чином генерує високу густину сили для швидкого оперування рухомими контактами вставок переривника. Для створення достатньої статичної утримувальної сили для утримування електричних контактів у розімкненому або у зімкненому положенні, використовують постійний магніт. Для переведення приводу із увімкненого положення у вимкнуте положення, до інтегрованої електричної обмотки подають електроенергію. Зазвичай, електромагнітний привід встановлюють у його власний корпус. Документ JP 56 167222 А розкриває переривник для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги з ознаками, вказаними в преамбулі пункту 1 формули винаходу, який містить полюсну деталь Документ ЕР 0 898 780 В1 описує переривник середньої напруги з електромагнітним приводом. Єдиний електромагнітний привід приводить в дію спільний проміжний вал. Проміжний вал всередині передає привідну силу до рухомих електричних контактів кожного вакуумного переривника на усі три полюсні деталі за допомогою ізольованих штовхальних стрижнів. Електромагнітний привід складається з бістабільної магнітної системи, у якій перемикання якоря у відповідні положення - вимкнуте або увімкнуте - здійснюється магнітним полем електрично збуджуваної обмотки. Під час аварій магнітна фіксація вимагає утримувальних засобів для контактів. Постійний магніт утримує феромагнітний якір в одному із згаданих двох положень. У вимкненому положенні, електричні контакти вакуумного переривника розімкнуті; в увімкненому положенні ці електричні контакти зімкнуті. Усі основні деталі переривника потребують власного корпусу, головним чином, три полюсні деталі мають захисний ізоляційний корпус. Також робочий механізм і привідна деталь оснащені відповідними корпусами, які мають форму згідно з їх технічними функціями. Під час процесу виготовлення переривника усі ці корпуси повинні з'єднуватися між собою за допомогою гвинтів Цей принцип конструювання призводить до великих геометричних розмірів переривника. Окрім того, традиційний окремий корпус для реалізації механічного з'єднання між принаймні одним приводом і веденими полюсними деталями, а також робочим механізмом призводить до втрати робочого ходу внаслідок люфту і внаслідок гнучкості усіх деталей. Окрім того, він збільшує зусилля по виготовленню переривника, як з точки зору матеріалу так і з точки зору збірки. Документ DE 102 38 950 А1 розкриває інше рішення, яке вирішує вищезгадану проблему шляхом використання іншого принципу розташування основних деталей Згідно з новим 1 UA 108622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 принципом розташування, привідна деталь розташована коаксіально з полюсною деталлю переривника. Полюсна деталь складається з корпуса з пластичного матеріалу для вміщення вставки вакуумного переривника. На противагу до такого електрично ізольованого корпуса, привідна деталь поміщена у феромагнітне ярмо, яке оточує дві електричні обмотки, а також проміжний постійний магніт для генерування механічної сили магнітного приводу Феромагнітне ярмо необхідне для пропускання магнітного потоку, який створює механічну силу разом з сусіднім рухомим якорем. Рухомий якір складається з складаного осьового стрижня, який має на кожній стороні обмежувач. Одна частина складаного осьового стрижня з'єднана з привідним стрижнем вставки переривника. Згаданий привідний стрижень рухає нижній електричний контакт пари електричних контактів вставки переривника. Верхній електричний контакт головним чином фіксований, проте має електричне живлення. Між корпусом полюсної деталі і корпусом магнітного приводу розташована додаткова металева пластинка для заземлення. Переривник, як описано вище, має компактну конструкцію, але кожна головна деталь має свій власний корпус. Головним чином, металічний корпус магнітного приводу, який представлений феромагнітним ярмом, є відкритим. З точки зору безпеки, відкриті електричні деталі є небезпечними. Задачею представленого винаходу є надання компактного переривника, який має безпечний ізольований корпус. Короткий Опис Винаходу Згідно з винаходом надається переривник для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги за пунктом 1 формули винаходу, який має спеціальну полюсну деталь з стаканоподібним корпусом, виготовленим з ізоляційного матеріалу, для вміщення вставки переривника, в якій функціонує привідний стрижень, при цьому стаканоподібний корпус поділений на верхню частину, у якій розташована вставка переривника, і нижню частину для вміщення магнітного приводу, при цьому привідний стрижень вставки переривника розташований коаксіально з якорем магнітного приводу. Іншими словами, представлений винахід пропонує спеціальне інтегрування магнітного приводу в полюсну деталь. Вставка переривника, а також магнітний привід і уся решта деталей для передачі зусиль розташовані всередині спільного корпуса, виготовленого з ізоляційного матеріалу. Тому, відсутня потреба в окремих корпусах. Завдяки компактній конструкції суттєво зменшується кількість деталей і тривалість збірки є значно меншою. Переважно, осьовий стрижень магнітного якоря є невід'ємною деталлю привідного стрижня вставки переривника для одержання прямого і компактного з'єднання. Згідно з переважним варіантом виконання, осьовий стрижень безпосередньо поміщений в нижній ізольований кінець привідного стрижня. Альтернативно, осьовий стрижень міг би також вгвинчуватися у привідний стрижень для кріплення якоря, регульованого відносно вставки переривника. Гвинтове з'єднання між осьовим стрижнем і якорем та привідним стрижнем вставки переривника повинне кріпитися фіксувальними засобами для уникнення люфту протягом терміну експлуатації. Ця фіксація різі може досягатися декількома способами, головним чином шляхом використання затискного гвинта на тій же різі. Альтернативно, один або більша кількість малих гвинтів могли б використовуватися у наперед встановлених місцях в різі. Окрім того, можна приклеювати різь для постійного з'єднання. Це могло б реалізовуватися саме додаванням клею для ультразвукового зварювання зовні з'єднаних деталей. Різьбове з'єднання могло б також виконуватися у такий спосіб, щоб внутрішнє тертя було достатнім для утримування приводу на місці так, щоб не вимагалось окремих фіксувальних засобів. Згідно з іншим аспектом винаходу, магнітний привід поміщається безпосередньо під вставкою переривника на ділянці отвору стаканоподібного корпусу. Тому, немає потреби у додатковому механічному з'єднанні. Переважно, магнітний привід має на своєму корпусі гвинтову різь, яка відповідає внутрішній гвинтовій різі на ділянці отвору стаканоподібного корпуса. Коли під час процесу збірки додають осьовий стрижень якоря магнітного приводу, то він переважно вгвинчується у відповідний привідний стрижень вставки переривника до досягання вірного положення відносно вставки переривника. Електромагнітний привід переважно містить одну електричну обмотку для переміщення феромагнітного якоря, який складається з нижнього обмежувального елемента і верхнього обмежувального елемента і з'єднаного з проміжним осьовим стрижнем. Після встановлення осьового стрижня шляхом вгвинчування у відповідний привідний стрижень вакуумного переривника, верхній обмежувальний елемент якоря переважно нагвинчується на спільну вісь, потім додають осьовий стрижень і, нарешті, нижній обмежувальний елемент для забезпечення легкого складання. 2 UA 108622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вищезгадані та інші аспекти винаходу стануть очевидними після читання детального опису винаходу з посиланням на додане креслення. Короткий Опис Креслення Фігура зображає схематичний вид збоку переривника середньої напруги, який приводиться в дію бістабільним електромагнітним приводом для оперування відповідною полюсною деталлю. Детальний Опис Креслення Переривник середньої напруги, як зображено на фігурі, головним чином складається з полюсної деталі 1 і магнітного приводу 2, які розміщені коаксіально один відносно іншого. Для вміщення магнітного приводу 2, а також вставки 3 вакуумного переривника передбачений спільний стаканоподібний корпус 4. Стаканоподібний корпус 4 ділиться на верхню частину 5 і нижню частину 6. Верхня частина 5 корпуса містить вставку З вакуумного переривника ι її робочий засіб. На противагу цьому, нижня частина б корпуса містить магнітний привід 2. Стаканоподібний корпус 4 виготовляється з придатного до лиття під тиском термопластичного матеріалу. Вставка 3 переривника виконується як вставка вакуумного переривника з вакуумною камерою, у якій розташований фіксований електричний контакт 7 і відповідний рухомий електричний контакт 8. Обидва електричні контакти 7 і 8 розташовані коаксіально на протилежних сторонах вакуумної камери. Фіксований електричний контакт 7 з'єднаний з відповідним електричним виводом 9, виготовленим з мідного матеріалу і сформованим в корпусі 1. Відповідний електричний контакт 8 вставки 3 вакуумного переривника з'єднаний з можливістю переміщення з відповідним електричним виводом 10, який також сформований в корпусі 1 Між електричним виводом 10 і рухомим електричним контактом 8 розташована проміжна гнучка з'єднувальна деталь 11. У вставці 3 вакуумного переривника працює привідний стрижень 12, виготовлений з ізоляційного матеріалу, який коаксіально з'єднаний з якорем 13 магнітного приводу 2. Осьовий стрижень 14 якоря 13 поміщений у нижній ізольований кінець привідного стрижня 12. На силовій доріжці між якорем 13 магнітного приводу 2 і привідним стрижнем 12 вставки 3 вакуумного переривника розташована ковзна пружина 15. Магнітний привід 2, інтегрований у нижню частину 6 корпуса полюсної деталі 1, поміщений безпосередньо під вставкою 3 переривника на ділянці 16 отвору стаканоподібного корпуса 4. Для кріплення магнітного приводу 2 на ділянці 16 отвору корпуса 4, на ньому передбачається гвинтова різь 17, яка відповідає внутрішній гвинтовій різі, сформованій на ділянці 16 отвору корпуса 4. Гвинтове з'єднання між магнітним приводом 2 та корпусом 4 кріпиться не зображеними фіксувальними засобами. Магнітний привід 2 містить одну електричну обмотку 18 для переміщення якоря 13. Якір 13 складається з нижнього обмежувального елемента 19 і верхнього обмежувального елемента 20, які з'єднані з осьовим стрижнем 14 для забезпечення сталої відстані між ними. Нижній обмежувальний елемент 19 видимий із зовні для відображення поточного положення якоря 13, яке відповідає перемикальному положенню переривника. Для утримування якоря 13 в увімкненому положенні або вимкненому положенні без підведення електроенергії, додатковий постійний магніт 21 встановлюють поблизу електричної обмотки 18 магнітного приводу 2. Магнітний привід 2 забезпечує бістабільне перемикальне положення для механічно прикріпленої вставки 3 вакуумного переривника. Винахід не обмежується описаним вище переважним варіантом виконання, який представлений тільки як приклад, але може модифікуватися різними способами в рамках правового захисту, визначених доданою формулою винаходу. Список Позиційних Позначень 1 полюсна деталь 2 магнітний привід 3 вставка переривника 4 корпус 5 верхня частина корпуса 6 нижня частина корпуса 7 фіксований електричний контакт 8 рухомий електричний контакт 9 електричний вивід 10 електричний вивід 11 гнучка з'єднувальна деталь 12 привідний стрижень 3 UA 108622 C2 5 13 якір 14 осьовий стрижень 15 ковзна пружина 16 ділянка отвору 17 гвинтова різь 18 електрична обмотка 19 нижній обмежувальний елемент 20 верхній обмежувальний елемент 21 постійний магніт 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 1. Переривник для перемикання з контуру середньої напруги на контур високої напруги, який містить полюсну деталь (1) і магнітний привід (2), при цьому полюсна деталь (1) містить стаканоподібний корпус (4), виготовлений з ізоляційного матеріалу, для вміщення вставки (3) переривника, яка виконана з можливістю функціонування в ній привідного стрижня (12), при цьому стаканоподібний корпус (4) поділений на верхню частину (5), у якій розміщена вставка (3) переривника, і нижню частину (6) для вміщення магнітного приводу (2), при цьому привідний стрижень (12) вставки (3) переривника розташований коаксіально з якорем (13) магнітного приводу (2), який відрізняється тим, що магнітний привід (2) має гвинтову різь (17), яка відповідає внутрішній гвинтовій різі на ділянці (16) отвору стаканоподібного корпуса (4). 2. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що осьовий стрижень (14) якоря (13) з'єднаний з привідним стрижнем (12) вставки (3) переривника. 3. Переривник за п. 2, який відрізняється тим, що осьовий стрижень (14) встановлений в нижній ізольований кінець привідного стрижня (12). 4. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що осьовий стрижень (14) вгвинчений в привідний стрижень (12) для кріплення якоря (13), регульованого відносно вставки (3) переривника. 5. Переривник за п. 4, який відрізняється тим, що гвинтове з'єднання між осьовим стрижнем (14) якоря (13) і привідним стрижнем (12) вставки (3) переривника закріплене фіксувальними засобами. 6. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що магнітний привід (2) поміщений безпосередньо під вставкою (3) переривника на ділянці (16) отвору стаканоподібного корпуса (4). 7. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що вставка (3) переривника виконана як вставка вакуумного переривника з фіксованим електричним контактом (7) і відповідним рухомим електричним контактом (8), виконаним з можливістю оперування ним привідним стрижнем (12). 8. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що ізоляційний матеріал стаканоподібного корпуса (4) є здатним до лиття під тиском термопластичним матеріалом. 9. Переривник за п. 1, який відрізняється тим, що магнітний привід (2) містить одну електричну обмотку (18) для переміщення якоря (13), який складається з нижнього обмежувального елемента (19) і верхнього обмежувального елемента (20), які з'єднані з проміжним осьовим стрижнем (14). 10. Переривник за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю приведення в дію магнітним приводом (2) для оперування відповідною полюсною деталлю (1). 11. Переривник за п. 10, який відрізняється тим, що три полюсні деталі (1) об'єднані для формування 3-фазного пристрою. 4 UA 108622 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5