Вакуумний високовольтний вимикач

Вакуумний високовольтний вимикач, що містить раму, полюси-з вакуумними дугогасильними камерами, ізоляційні тяги з пружинами підтиску, вал вимикача, електромагнітний привод, блок-контакти положення вимикача, механізм ручного ви Запропонований винахід, як і прототип, складається з наступних основних частин - полюсів з вакуумними дугогасильними камерами (далі за текстом ВДК) в ізоляційних литих корпусах, рами, в якій вмонтовано електромагнітний привід (в прототипі три привода), вала вимикача, плат конденсаторів, кіл керування та захисту, блок-контактів положення вимикача, механізм ручного ви CM т о ю со 35012 микання, фасадної панелі, лічильника, вказівника положення та джгутів приводів вторинних кіл. До суттєвих недоліків прототипа слід віднести те, що конструкція обмежує застосування механічного блокування привода, функціональне значення якого - не допустити увімкненого стану вимикача в проміжному (між робочим і контрольним) положенні в межах шафи КРП. В конструкції' прототипа застосуються три відключаючі пружини (по одній в кожному полюсі), які здійснюють вимикання і фіксацію вимикача в положенні "вимкнуто" В запропонованому винаході відключаючі пружини відсутні В конструкції прототипа використовуються три пофазних електромагнітних привода з магнітною защіпкою в положеннг "увімкнуто" На відміну, в запропонованому винаході застосовуюється єдиний для всіх трьох полюсів електромагнітний привід з двома магнітними защіпками в обох його крайніх положеннях, маючи при цьому два магнітних кола - увімкнення і вимикання, що утворює пара постійних магнітів В основу винаходу поставлена задача створення вакуумного вимикача для комутацій електричних кіл при нормальних і аварійних режимах в мережах трифазного змінного струму частоти 50(60) Гц з номінальною напругою 10 кВ з застосуванням нових конструктивних і технологічних рішень, що дозволить усунути недоліки, які є в прототипі, а також спростити і підвищити технологічність конструкції Такий вимикач повинен забезпечити високу надійність та відсутність необхідності ремонтів на протязі всього терміну експлуатації, зменшення струму споживання електромагнітів лри увімкненні вимикача при зменшених габаритах і масі. Отже, поставлена мета в високовольтному вимикачі, що містить раму, полюси з ВДК, досягається згідно з винаходом тим, що полюси з вакуумними дугогасильними камерами, які встановлені вертикально в ряд на рамі, кінематично з'єднані через ізоляційні тяги, що містять пружини підтиску і встановлений горизонтально під полюсами вал вимикача і регулюючу тягу з одним електромагнітним приводом, який виконаний з шихтованого магнітопровода, котушок увімкнення і вимикання, якоря, постійних магнітів і при цьому оснащений двома магнітними защіпками, виконаними у вигляді двох магнітних кіл постійних магнітів, що утримують якір в обох його крайніх положеннях, при чому електромагнітний привід містить механізм блокування увімкнення, а вал вимикача кінематично з'єднаний з блок-контактами положення вимикача. Саме шляхом застосування в вимикачі регулюючої тяги з сферичними підшипниками, вала вимикача і одного електромагнітного привода, горизонтально встановлених під полюсами за оригінальною кінематичною схемою, дозволило забезпечити мінімальні габаритні розміри вимикача і при цьому дозволило не виносити за межі рами плати кіл керування і захисту вимикача (в прототипі плати кіл керування і захисту встановлюються поза рамою в окремому блоці). При цьому блок-контакти положення вимикача кінематично з'єднані з валом вимикача Застосування нового електромагнітного привода, який виконує функцію вимикання і не потребує наявності відключаючих пружин (які в прототипі встановлюються в кожній фазі), що дозволило значно спростити конструкцію вимикача. Оригінальна, проста і технологічна конструкція полюсів і багатофункціональних приводів надає можливість виконувати багато варіантів компановок вимикача з різномагнітними кінематичними з'єднаннями полюсів з приводом в залежності від вимог КРП до компановки вимикача, а вимикач робить високонадійним, малогабаритним апаратом з мінімальними струмами споживання для його керування. Примінення таких та інших конструктивних рішень є, на думку авторів, перевагою новостореного вакуумного вимикача, порівняно з вимикачами, що випускаються серійно як в Україні, так і за кордоном. Створення такого вимикача в поєднанні.з новим типом викатного елемента, що містить механізм роздільного переміщення, дозволило створити нову серію КРП з високою подвійною ступінню захисту обслуговуючого персоналу завдяки тому, що переміщення вимикача з робочого положення в контрольне і навпаки здійснюється при закритих дверях КРП [2]. Таке КРП також створено на СП РЗВА і дістало назву КРП КУ-10Ц, а новостворений вакуумний вимикач-VMIS-IO. Запропонований винахід - новий тип вакуумного високовольтного вимикача і відноситься до високовольтних комутаційних апаратів нового покоління Невеликі габаритні розміри, покращені технікоекономічні показники, високі експлуатаційні властивості схем управління та захисту створює можливість комплектації в будь-яких типах КРП як зарубіжного, так і вітчизняного виробництва. На фіг 1 - зображено вакуумний високовольтний вимикач в шафі КРП; На фіг. 2 - вакуумний високовольтний вимикач на викатному елементі з механізмом роздільного переміщення; На фіг. З - вакуумний високовольтний вимикач VM1S-10; На фіг. 4 - вакуумний високовольтний вимикач (вид спереду без фасадної панелі); На фіг. 5 - вакуумний високовольтний вимикач (вид зверху); На фіг. 6 - вакуумний високовольтний вимикач (січення А-А); На фіг. 7 - вакуумний високовольтний вимикач (січення Б-Б); На фіг. 8 - електромагнітний привід вакуумного високовольтного вимикача. Вакуумний високовольтний вимикач 1 (див. фіг.1) призначений для комплектації шаф КРП 2. Викатний елемент з механізмом роздільного переміщення 3 (фіг. 2) дозволяє переміщати вимикач, змонтований на рухомій частині, з робочого положення в контрольне і навпаки, по пазах в нерухомій частині. Вимикач складається з трьох полюсів з вакуумними дугогасильними камерами (далі за текстом ВДК) 4 (фіг. 3) встановленими на рамі 5 (фіг. 3) з місцем для уземлення 6 (фіг. 3) та розетками штепсельних роз'ємів 7 (фіг. 3). На фасадній панелі (фіг. 3) розміщені отвори: важеля оперативного 35012 вимикання вимикача 9 (фіг. 3), механічного показчика положення 10 (фіг. 3) та лічильника операцій "вмикання"-"вимикання" 11 (фіг. 3). В рамі вимикача (фіг. 4) розміщено: механізм блокування увімкнення 12, лічильник 13, вилки роз'ємів 14, кронштейни кріплення плат кіл захисту і керування 15.16,17 та 18, плата кіл керування 19, вісь обертання плати керування 20, плата конденсаторів 22, котушка вимикання 23 електромагнітного привода 24, котушка увімкнення 25 і вказівник увімкненого і вимкненого положення вимикача 26. На фіг. 5 розміщено регулюючу тягу 27, вал вимикача 28, підшипники вала вимикача 29, кронштейн кріплення плати кіл захисту ЗО, гайки кріплення електромагнітного привода 31, кронштейн кріплення плати конденсаторів 32, кришку 33, три групи блок-контактів положення вимикача 34, контактор 35, кронштейн для кріплення контактора 36, джгут проводів вторинних кіл 37. фасадну панель 38, кронштейн 39. кільце гумове 40, плату кіл захисту 41 та вісь 42. На фіг. 6 зображено січення А-А рами вимикача, а саме стопорні шайби 43, які фіксують осі з'єднання ізоляційних тяг 44, що містить механізми підтиску вакуумних камер з важелями вала вимикача. Крім того, на фіг. 6 розміщено гумові втулки 45 і пружина лічильника 46. На фіг. 7 зображено січення Б-Б рами вимикача. Гвинти кріплення блок-контактів положення вимикача 47, гумові прокладки 48, а вісь 49 з'єднує вказані блок-контакти з валом вимикача. Вони монтуються відповідно до варіантів принципових електричних схем і мають певну кількість розмикаючих і замикаючих контактів. На фіг. 8 зображено електромагнітний привід високовольтного вакуумного вимикача, а саме направляюча 50, шихтований магнітопровід 51, якір 52, постійні магніти 53 і направляюча 54, магнітні кола увімкнення і вимикання, а також зазор між якорем і магніто'проводом привода. Механізм блокування виконує функцію блокування вимкнутого вимикача. До його складу входить скоба, шток і пружина, що утримує шток в нижньому розблокованому положенні. В рамі вимикача є необхідний отвір діаметром 20 мм (див.фіг. 4), розміщеного під штоком. Якщо через вказаний отвір натиснути на шток і перемістити його у верхнє положення, то при цьому відбувається механічне блокування вимикача. Вимикач працює наступним чином. У вимкнутому положенні вимикача контакти ВДК розімкнуті, якір 52 (фіг.8) електромагнітного привода утримується в крайньому вимкненому положенні за допомогою магнітної защіпки. В цьому положенні на якір 52 (фіг.8) діють сили втягування трьох ВДК (атм. тиск) та сили тяги постійних магнітів 53 (фіг.8), направлених в протилежну сторону. В увімкненому положенні якір 52 (фіг.8) електромагнітного привода утримується силою притягання постійного магніта 53 (фіг.8), тобто "магнітною защіпкою". У цьому випадку контакти ВДК замкнуті і підтиснуті через тарільчаті пружини підтиску. В цьому положенні на якір 52 (фіг.8) діють сили: сила втягування ВДК, сила дії "магнітної защіпки", а також сила тарільчатих пружин підтиску, направлена в протилежну сторону. Резуль туюча сила утримання складає близько 880 Н Вимикач надійно фіксується в увімкненому положенні навіть в умовах ударів і вібрацій. Блок-контакти положення вимикача 34 (фіг. 5) при переході в увімкнуте положення переключаються. Для увімкнення вимикача необхідно через котушку увімкнення 25 (фіг.4) пропустити постійний струм, при якому сила дії в магнітному колі увімкнення, не зважаючи на великий зазор між якорем 52 (фіг.8) і магнітопроводом 51 (фіг 8). перебільшить силу притягання постійними магнітами 53 (фіг.8) якоря 52 (фіг.8) в магнітному полі вимикання, де аналогічний зазор відсутній. Як тільки сила тяги досягне величини (величини зрушення), якір 52 (фіг. 8) електромагнітного привода починає з прискоренням рухатись та приводить до руху всю кінематичну ланку вимикача. Якір 52 (фіг.8) через шток увімкнення, проміжний вал діє на регулюючу тягу 27 (фіг.5), з'єднану з валом вимикача 28 (фіг.5), і повертає його. При цьому ізоляційні тяги полюсів 44 (фіг.6). що закріплені на важелях основного вала, починають рухатись вверх. Після замикання контактів ВДК пружини підтиску, що встановлені в ізоляційних тягах 44 (фіг.6). починають стискатись. Дотик якоря 52 (фіг.8) магнітопровода 51 (фіг.8) вказує, що вимикач увімкнено і відбувається його фіксація в цьому .положенні „"магнітною защіпкою". Чим меншим стає зазор між якорем 52 (фіг.8) і магнітопроводом 51 (фіг.8) магнітного кола, тим більша сила тяги постійних магнітів 53 (фіг.8). Отже, увімкнення вимикача відбувається в результаті спільної дії магніторушійної сили котушки увімкнення 25 (фіг. 4) з струмом і дії постійних магнітів 53 (фіг 8), що мають велику енергоємкість. При цьому вказівник положення вимикача 26 (фіг. 4) переміщується разом з якорем 52 (фіг 8) електромагнітного привода 24 (фіг. 4) і в вікні фасадної кришки 10 (фіг.З) з'являється напис "УВМ" Для вимикання вимикача необхідно через котушку вимикання 23 (фіг. 4) електромагнітного привода • пропустити постійний струм у напрямку, при якому сила дії на якір 52 (фіг.8) перебільшить результуючу силу утримання "магнітної" защіпки". Сила утримання в увімкненому положенні дорівнює різниці між силами притягання постійних магнітів 53 (фіг.8), притягання ВДК трьох полюсів 4 (фіг.З) і силою трьох груп пружин підтиску полюсів вимикача приблизно 800 Н. Після розтиснення на величину ходу пружин підтиску починають розмикатись контакти ВДК і починає відбуватись процес гасіння електричної дуги. Процес вимикання закінчується тим, що якір 52 (фіг.8) електромагнітного привода 24 (фіг 4) замикає собою магнітне коло вимикання і тим самим чітко фіксує вимикач у вимкнутому положенні "магнітною защіпкою", яку забезпечують постійні магніти привода 53 (фіг.8). Вказівник положення вимикача 26 (фіг.4) при цьому переміщується разом з якорем 52 (фіг. 8), у вікні фасадної кришки 10 (фіг. 3) з'являється напис "ВИМ". Новостворений вакуумний високовольтний вимикач предбачає блокування повторного увімкнення. Його суть в тому, що при збереженні команди "увімкнути" і одночасній команді "вимкнути" вимикач вимикається і повторно не вмикається. Для 35012 здійснення повторного увімкнення вимикача (після вимикання) необхідно зняти команду "увімкнути", а потім знову й подати Виготовлений на СП РЗВА дослідний взірець вакуумного високовольтного вимикача показав високу надійність в роботі під час електромеханічних випробуваннях та свою надійну працездатність повністю підтвердив під час комутаційних випробувань в НДЦ ВВА м. Москва. На думку авторів, такий вакуумний високовольтний вимикач є необхідним для експлуатаційних організацій енергомереж народного господарства України. ФІГ. 1 35012 Фіг. З 35012 39 \ 38 ФІГ, 6 35012 Б-Б Фіг. 7 магнітне коло Фіг. 8 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 магнітне коло