Вакуумний переривник для напруги в діапазоні від середньої до високої

Реферат: Вакуумний переривник для напруги в діапазоні від середньої до високої містить корпус (1) принаймні однієї полюсної деталі для вміщення вакуумної вставки (2), у якій співвісно встановлена пара відповідних електричних контактів (3, 4), де нерухомий електричний контакт (3) електрично з'єднаний з верхнім кінцем (5) корпуса (1) полюсної деталі, а осьовий рухомий електричний контакт (4) електрично з'єднаний з нижнім кінцем (6) корпуса (1) полюсної деталі і переміщується ізоляційним штовхачем (7), при цьому ізоляційний штовхач (7) проходить крізь екрануючу пластинку (8), встановлену на нижньому отворі корпуса (1) полюсної деталі. Екрануюча пластинка (8) виготовляється з твердого литого пластичного ізоляційного матеріалу, при цьому принаймні одне ущільнювальне кільце (9; 9а, 9b), яке виготовляється з пружного матеріалу, формується на периферії екрануючої пластинки (8). UA 104314 C2 (12) UA 104314 C2 UA 104314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Представлений винахід належить до переривника для напруги в діапазоні від середньої до високої, який містить корпус принаймні однієї полюсної деталі для вміщення вакуумної вставки, в якій розташована співвісно пара відповідних електричних контактів, при цьому нерухомий електричний контакт електрично з'єднаний з верхнім кінцем полюсної деталі, а осьовий рухомий електричний контакт електрично з'єднаний з нижнім кінцем полюсної деталі і керується ізоляційним штовхачем, який проходить крізь екрануючу пластинку, розташовану на нижньому отворі корпуса полюсної деталі. Переривники такого типу переважно використовуються для середньої напруги з інтервалу 172 кВ та високого струму. Ці переривники в більшості випадків використовуються в електричних мережах для переривання струмів короткого замикання, а також струмів навантаження при великих повних опорах навантаження. Вакуумна вставка переривника середньої напруги перериває струм шляхом формування і гасіння дуги в закритому вакуумному контейнері. Сучасні вакуумні переривники передбачаються для довгого терміну експлуатації відносно до традиційних повітряних вимикачів. Тим не менше, представлений винахід застосовується не тільки для вакуумних переривників, а також для сучасних переривників SF6, які мають камеру, заповнену газоподібним гексафторидом сірки. Більше того, переривання струму вакуумним засобом є однією з технологій, використовуваних аж до високої напруги. Для гарантії безпеки цих пристроїв, необхідні спеціальні екрануючі засоби і заземлюючі засоби. Документ WO 2009/043361 А1 описує полюсну деталь переривника середньої напруги. Вакуумна вставка, яка містить пару відповідних електричних контактів, поміщена в ізоляційний корпус з епоксидної смоли. Верхній електричний контакт у вакуумній переривальній камері нерухомий, тоді як нижній електричний контакт у вакуумній переривальній камері є рухомим. Рухомий електричний контакт переміщається назовні за допомогою пружної гофрованої мембрани і може переміщатися осьовою рухомою проміжною віссю. Для забезпечення передачі електричного струму між нижнім рухомим електричним контактом і відповідним нижнім кінцем, між штовхачем рухомого електричного контакту та зовнішнім кінцем передбачається металічне електропровідне з'єднання. Металічне електропровідне з'єднання містить поршень, який здатен рухатися в металічному електропровідному циліндрі, який поміщений в ізоляційний корпус полюсної деталі і який також формує згаданий верхній кінець полюсної деталі. Ізоляційний корпус полюсної деталі відомим чином відкритий на нижньому кінці. Полюсна деталь зазвичай кріпиться на нижній стороні монтажної поверхні корпуса редуктора за допомогою гвинтів. Корпус редуктора передбачений для вміщення проміжної вісі для маніпуляції штовхачем однієї або більшої кількості полюсних деталей, закріплених на ньому. В переривниках відстань між деталями з високою напругою та заземленими деталями зазвичай є такою короткою, що вимагаються додаткові засоби для забезпечення найвищих напруг ізоляції, що вимагаються промисловими стандартами. Деякі стандарти додатково вимагають шляхів струму витоку, які довші за відстань між деталями з високою напругою і заземленими деталями. Задачею представленого винаходу є надання переривника з легким, проте ефективним екраном між корпусом полюсної деталі як деталі з високою напругою і корпусом редуктора як сусідньою заземленою деталлю. Задача вирішується об'єктом незалежного п. 1 формули винаходу. Подальші ілюстративні варіанти виконання очевидні із залежних пунктів формули винаходу. Згідно з винаходом, ізоляційний штовхач для маніпуляції нижнім рухомим електричним контактом проходить крізь спеціальну екрануючу пластинку, яка розташована на дні корпуса полюсної деталі. Спеціальна екрануюча пластинка виготовляється з твердого литого пластичного ізоляційного матеріалу, при цьому принаймні одне ущільнювальне кільце, яке виготовляється з пружного матеріалу, безпосередньо формується на периферії екрануючої пластинки. Таким чином, винахід забезпечує високий стандарт ізоляції і збільшує довжину шляху струму витоку завдяки герметизації між спеціальною екрануючою пластинкою і внутрішньою стінкою відповідної відкритої ділянки корпуса полюсної деталі. Екрануюча пластинка виготовляється з ізоляційного матеріалу і покриває краї нижнього отвору корпуса полюсної деталі для запобігання поверхневим пробоям між нижнім електричним кінцем і краями корпуса полюсної деталі. Екрануюча пластинка є литою пластиковою деталлю, яку легко виготовляти. Оскільки ущільнювальне кільце формується безпосередньо на краї екрануючої пластинки, то винахід надає цільну деталь, яка є безпечною і яку легко встановлювати на корпусі полюсної деталі. Іншими словами, представлений винахід пропонує застосовувати спеціальну екрануючу пластинку з інтегрованим ущільнювальним кільцем. Спеціальне ущільнювальне кільце може 1 UA 104314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виготовлятися за два послідовні етапи в одному і тому ж інструменті для лиття під тиском, використовуючи твердіший пластичний матеріал для пластинки і м'якіший матеріал для герметизуючої частини. Згідно з подальшим аспектом винаходу, рекомендується формувати на внутрішній стороні екрануючої пластинки концентричні кільцеві ребра. Ці концентричні кільцеві ребра збільшують довжину шляху струму витоку між деталями з високою напругою і заземленими деталями вакуумного переривника. Додаткові ребра виконуються з використанням тільки додаткового твердого пластичного матеріалу. Довжина ребер не повинна бути однаковою. Деякі ребра можуть проходити по довжині декількох коротших ребер для, відповідно, збільшення довжини шляху струму витоку. Для підвищення надійності герметизації, можуть використовуватися декілька паралельних ущільнювальних кілець. В переважному варіанті виконання, два ущільнювальні кільця встановлені паралельно на периферії екрануючої пластинки з малою відстанню між собою. Переважно ущільнювальне кільце має увігнутий поперечний переріз. В іншому варіанті виконання принаймні одне ущільнювальне кільце має конічний поперечний переріз для полегшення вставляння в отвір корпуса полюсної деталі. Згідно з іншим переважним варіантом виконання винаходу, принаймні два ущільнювальні кільця з'єднані між собою за допомогою спільної частини герметизуючого тіла. Таким чином, спільне ущільнювальне кільце є більш пружним для забезпечення безпечної герметизації між екрануючою пластинкою і оточуючим корпусом полюсної деталі. Згідно з іншим варіантом виконання винаходу, також можна встановлювати ущільнювальне кільце на або навколо кутової ділянки екрануючої пластинки. Переважно, внутрішній периферійний кут екрануючої пластинки придатний для забезпечення надійної герметизації. Зазвичай, ущільнювальне кільце забезпечує циліндричну контактну поверхню з внутрішньою стінкою корпуса полюсної деталі на етапі монтування, коли пружний матеріал ущільнювального кільця стискається. Альтернативно, також можна виготовляти ущільнювальне кільце у формі ущільнювального елемента, який має принаймні одну ущільнювальну кромку, яка виступає радіально назовні з периферії екрануючої пластинки. Ці та інші аспекти представленого винаходу стануть очевидними з пояснення винаходу з посиланням на описані нижче варіанти виконання. Нижче варіанти виконання представленого винаходу описуються детальніше з посиланням на додані креслення. Фіг. 1 зображає схематичний вид збоку вакуумного переривника, Фіг. 2 зображає детальний вид збоку у перерізі другого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 3 зображає детальний вид збоку в перерізі третього варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 4 зображає детальний вид збоку в перерізі четвертого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 5 зображає детальний вид збоку в перерізі п'ятого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 6 зображає детальний вид збоку в перерізі шостого варіанта виконання спеціальноїекрануючої пластинки, Фіг. 7 зображає детальний вид збоку в перерізі сьомого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 8 зображає детальний вид збоку в перерізі восьмого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки, Фіг. 9 зображає детальний вид збоку в перерізі дев'ятого варіанта виконання спеціальної екрануючої пластинки. Позиційні позначення, використовувані на кресленнях, і їх значення наведені в короткій формі в списку позиційних позначень. В принципі, на фігурах ідентичні деталі мають однакові позиційні позначення. Усі фігури є схематичними, як зазначено вище. Згідно з Фіг. 1, переривник для середньої напруги складається з корпуса 1 полюсної деталі, який виготовлений з пластичного ізоляційного матеріалу і вміщує вакуумну вставку 2. Всередині вакуумної вставки 2 співвісно встановлена пара відповідних електричних контактів 3 і 4 для формування електричного перемикача. Для перемикання передбачений нерухомий електричний контакт 3, який електрично з'єднаний з відповідним верхнім кінцем 5, сформованим в корпусі 1 полюсної деталі. Нерухомий електричний контакт 3 відповідає рухомому електричному контакту 4, який електрично 2 UA 104314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'єднаний з відповідним нижнім кінцем 6 корпуса 1 полюсної деталі. Для осьового переміщення рухомого електричного контакту 4, передбачений ізоляційний штовхач 7. Ізоляційний штовхач 7 виготовляється з ізоляційного матеріалу і проходить від рухомого електричного контакту 4 з проходженням (не зображено) знизу крізь центральний отвір екрануючої пластинки 8. Спеціальна екрануюча пластинка 8 розташована на нижньому отворі горщикоподібного корпуса 1 полюсної деталі. Ізоляційний штовхач 7 закінчується всередині корпуса 10 переривника. Корпус 10 переривника вміщує (не зображену) зубчасту передачу для маніпуляції відомим способом штовхачем 7. Корпус 10 переривника виготовляється з металевого матеріалу і заземляється. Спеціальна екрануюча пластинка 8 відділяє таку заземлену деталь від деталі з високою напругою всередині корпуса 1 полюсної деталі. Тому, екрануюча пластинка 8 виготовляється з твердого литого пластичного ізоляційного матеріалу, де принаймні одне ущільнювальне кільце 9, яке виготовляється з пружного матеріалу, безпосередньо формується на периферії екрануючої пластинки 8. Як зображено на Фіг. 2, екрануюча пластинка 8 додатково має концентричні кільцеві ребра 11 для збільшення довжини шляху струму витоку між деталлю з високою напругою та заземленою деталлю. В такому варіанті виконання усі кільцеві ребра 11 мають однакову довжину. В іншому варіанті виконання, згідно з Фіг. 2, одне кільцеве ребро 11а охоплює довжину інших кільцевих ребер 11, які є відносно коротшими. З огляду на Фіг. 4, екрануюча пластинка 8 має два окремі ущільнювальні кільця 9а і 9b, які розташовані паралельно одне іншому для покращення герметизації. З огляду на Фіг. 5, три ущільнювальні кільця 9а-9с з'єднані між собою за допомогою спільної частини 12 герметизуючого тіла. Окрім того, ущільнювальні кільця 9а-9с мають конічні поперечні перерізи для полегшення вставляння в нижній отвір корпуса 1 полюсної деталі. В іншому варіанті виконання, згідно з Фіг. 6, мале ущільнювальне кільце 9" розташоване на верхній кутовій ділянці екрануючої пластинки 8; на Фіг. 7 ущільнювальне кільце 9" розташоване на верхній кутовій ділянці екрануючої пластинки 8, яка забезпечує циліндричну контактну поверхню з внутрішньою стінкою корпуса 1 полюсної деталі. Фіг. 8 зображає інший варіант виконання ущільнювального кільця 9’”, яке виконане як ущільнювальний елемент, який має три ущільнювальні кромки на зовнішній периферії. В кінцевому переважному варіанті виконання, як зображено на Фіг. 9, ущільнювальне кільце 9”” розташоване навколо верхньої кутової ділянки екрануючої пластинки 8. В результаті, ущільнювальне кільце 9”” має L-подібний поперечний переріз, який охоплює верхній кут екрануючої пластинки 8. Хоча винахід був проілюстрований і детально описаний на кресленнях та у вищенаведеному описі, така ілюстрація і опис повинні розглядатися як ілюстративні або типові, а не як обмежувальні; винахід не обмежується описаними варіантами виконання. Фахівцями у цій галузі можуть розглядатися і втілюватися інші варіанти виконання по відношенню до описаних, і на основі креслень, опису та доданої формули заявлений винахід можна реалізувати на практиці. Список Позиційних Позначень 1. Корпус полюсної деталі 2. Вакуумна вставка 3. Нерухомий електричний контакт 4. Рухомий електричний контакт 5. Верхній кінець 6. Нижній кінець 7. Ізоляційний штовхач 8. Екрануюча пластинка 9. Ущільнювальне кільце 10. Корпус переривника 11. Кільцеві ребра 12. Спільна частина герметизуючого тіла ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Вакуумний переривник для напруги в діапазоні від середньої до високої, який містить корпус (1) принаймні однієї полюсної деталі для вміщення вакуумної вставки (2), у якій співвісно розміщена пара відповідних електричних контактів (3, 4), при цьому нерухомий електричний контакт (3) електрично з'єднаний з верхнім кінцем (5) корпуса (1) полюсної деталі, а осьовий 3 UA 104314 C2 5 10 15 20 25 рухомий електричний контакт (4) електрично з'єднаний з нижнім кінцем (6) корпуса (1) полюсної деталі і виконаний з можливістю переміщення за допомогою ізоляційного штовхача (7), який відрізняється тим, що ізоляційний штовхач (7) пропущений крізь отвір в екрануючій пластинці (8), розташованій на нижньому отворі корпуса (1) полюсної деталі, при цьому екрануюча пластинка (8) виготовлена з твердого литого пластичного ізоляційного матеріалу, при цьому принаймні одне ущільнювальне кільце (9; 9а, 9b), яке виготовлене з пружного матеріалу, розміщене на периферії екрануючої пластинки (8). 2. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що на внутрішній стороні екрануючої пластинки (8) сформовані концентричні кільцеві ребра (11) для збільшення довжини шляху струму витоку. 3. Вакуумний переривник за п. 2, який відрізняється тим, що принаймні одне кільцеве ребро (11а) є вищим, ніж інші кільцеві ребра (11). 4. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні два ущільнювальні кільця (9а, 9b) розташовані паралельно на периферії екрануючої пластинки (8). 5. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні одне ущільнювальне кільце (9а, 9b, 9с) має конічний поперечний переріз для полегшення вставляння в отвір корпуса (1) полюсної деталі. 6. Вакуумний переривник за п. 4, який відрізняється тим, що принаймні два ущільнювальних кільця (9а, 9b, 9с) з'єднані між собою спільною частиною (12) герметизуючого тіла. 7. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальне кільце (9'; 9'''') розташоване на або навколо кутової ділянки екрануючої пластинки (8). 8. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальне кільце (9'') має циліндричну контактну поверхню для утворення контакту з внутрішньою стінкою корпуса (1) полюсної деталі. 9. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальне кільце (9''') виконане у формі ущільнювального елемента з кромкою. 10. Вакуумний переривник за п. 1, який відрізняється тим, що корпус (1) полюсної деталі встановлений на заземленому корпусі (10) металевого переривника, який містить зубчасту передачу для переміщення штовхача (7). 4 UA 104314 C2 5 UA 104314 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 6