Высоковольтный трехполюсный выключатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119). И 1) 3151) Н 01 Н 33/4 ОСУДАРСТВЕННЦЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЦТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЬЩ ;1 ц 1 г)1АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Производственногообъединения "Уралэлектротяжмаш"им, В.И,Ленина(54) (57), ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ТРЕХПОЛЮСНЬЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ с приводом, содержащий в каждом полюсе механизм управления контактом с гибкими элементами и главным валом с жестко закрЕпленным на нем шкивом, которыйсвязан с выходным элементом приводапосредством устройства полиспастового типа, подвижный блок которогоразмещен на рычаге, установленномна валу с возможностью вращения относительно последнего, и указатель положения выключателя, выполненныйв виде стрелки, закрепленной науказанном рычаге, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания,стрелка закреплена на рычаге шарнирно и снабжена хвостовиком, которыйпосредством пружины уперт в дополнительно введенный кулачок-эксцентрик, жестко закрепленный на валу,при этом конфигурации кулачка ихвостовика таковы, что в отключенном положении рычага и соответствующем ему положении вала угол а между линией перехода основной частикулачка в эксцентриковую и линиейхвостовика составляет 1 - 5 , ширина эксцентриковой части выбрана изусловия, что при отключенном положении рычага и положении вала, соответствующем включенному положениювыключателя, хвостовик уперт в эксцентриковую часть, а высота профиляэксцентриковой части такова, чтоугол 1) между положениями хвостовика, упертого в основную и эксцентриковую части составляет не менее50Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению и касается конструктивного исполнения элементов выключателя,Известны высоковольтные трехполюсные выключатели, управляемые одним приводом, в которых механизмуправления контактом выполнен кривошипно-шатунного типа с жесткимизвеньями, одинаково работающими ина сжатие и на растяжение. 10Для обеспечения информации оператору о включенном и отключенном положениях выключателя, т,е. положенияхего подвижного контакта, такие выключатели снабжаются указателями положения, выполняемыми в виде стрелок,блинкеров или семафоров, жестко связанных с одним из подвижных элементов механизма и расположенных в зоне, доступной визуальному наблюдению. При этом этот подвижный элементмеханизма оказывается отделенным отподвижного контакта цепочкой звеньев 1,Если при этом выключатель имеетрозеточный неподвижный контакт, топри разрушении одного из звеньевэтой цепи в одном из полюсов подвижный контакт этого полюса не выходитиз соединения с неподвижным розеточным контактом, т.е. остается во включенном положении, а остальные звеньяи выходной элемент привода вместес указателем. положения примут положение "отключено" вслед за перемещением звеньев двух других полюсов. Вэтом случае работа персонала на линии становится крайне опасной, таккак провод за полюсом, в которомпроизошла поломка, остается под напряжением и под током и даже отключение разъединителя в этих условияхможет, вызвать образование в этойфазе стоячей дуги на его контактах,которая перекинувшись на другие провода вызывает короткое замыкание враспределительном устройстве, и перемещающейся дуги большого токавблизи человекаВ описываемых выключателях с жесткими звеньями при описанной поломкезвенья, находящиеся между разрушенным звеном и приводом, могут смещаться только на величину люфта в шарнирах, При этом в силу малой величинысмещения его весьма труДно зафиксировать, а следовательно, отразить спомощью указателя положения, .Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является высоковольтный трехполюсный выключатель, содержащий в каждом полюсемеханизм управления контактом с гибкими элементами и главным валом, сжестко закрепленным на нем.шкивом,который связан с выходным элементом 65 привода посредством устройства полиспастового типа, подвижный блок которого размещен на рычаге, установЛенном на валу с воэможностью вращения относительно него, и указатель положения выключателя, выполненного в виде стрелки, закрепленной на рычаге 2 Д .В этом выключателе подвижный контакт может не выйти из соединения с неподвижным в двух случаях; когда нарушена отключающая ветвь вертикальной передачи или когда разрушилась отключающая пружина либо одним из элементов цепочки звеньев, соединяющей эту пружину с корпусом, или механизмом управления,Целью изобретения является повышение безопасности работы обслуживающего персонала подстанции путем обеспечения сигнализации о механических нарушениях в механизме полюса выключателя, которые могут повлечь за собой неразмыкание его контактов,Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном трехполюсном выключателе с приводом, содержащем в каждом полюсе механизм управления контактом с гибкими элементами и главным валом с жестко закрепленным на нем шкивом, который связан с выходным элементом привода посредством устройства полиспастового типа, подвижный блок которого размещен на рычаге, установленном на валу с возможностью вращения относительно последнего, и указатель положения выключателя, выполненный в виде стрелки, закрепленной на указанном рычаге, стрелка закреплена на рычаге шарнирно и снабжена хвостовиком, который посредством пружин уперт в дополнительно введенный кулачокэксцентрик, жестко закрепленный на валу, при этом конфигурации кулачка и хвостовинЬ таковы, что в отключенном положении рычага и соответствующем ему положении вала угол М между линией перехода основной части кулачка в эксцентриковую и линией хвостовика составляет 1-5 , ширина эксцентриковой части выбрана из условия, что при отключенном положе-, нии рычага и положении вала, соответствующем включенному положению выключателя, хвостовик уперт в эксцентриковую часть, а. высота профиля эксцентриковой части такова, что угол ф между положениями хвостовика, упертого в основную и эксцентриковую части, составляет не менее 5оТакое выполнение элементов повышает безопасность обслуживания выключателя, в то время как в известном выключателе особенно опасно нарушение отключающей ветви вертикальной передачи или когда нарушена отключающая пружина или элементы,связывающие ее с корпусом или с валом механизма управления, В обоихслучаях это отражается на положенииглавного вала механизма: в первомслучае отключающая пружина переводит его на угол 20-40 о за нормальное отключенное положение, котороепри ненарушенной отключающей ветвиопределяется ее жесткостью при посадке подвижного контакта на упор; 1 Ово втором случае в полюсе, где произошло разрушение, и контакты, и валне пойдут на отключение и останутсяво включенном положении, ОднакО насадить стрелку указателя положения 15на вал не представляется возможным,так как вал при работе выключателяповорачивается с большей скоростьюна больший угол (порядка 250)срезкими остановками, что при достаточно больших габаритах стрелки(чтобы быть видной издалека) пред 1 ставляет опасность для обслуживающего. персонала при ревизии. Кроме того, известный указатель очень сложно 25укрепить так, чтобы при резких разгонах и, в особенности, остановкахна упоре он не разрушился,Закрепление же стрелки указателя,на медленно движущихся звеньях, свя. занных с приводом, не показывает истинного положения подвижного контакта в полюсе, если происходит одноиз перечисленных нарушений механизма, но дает возможность сделать 35,стрелку большей для четкой различимости ее издалека без ущерба длябезопасности персонала. Однако выполнение закрепления стрелки шарнирным и снабжение ее хвостовиком, прижатым пружиной к кулачку-эксцентрику, жестко закрепленному на валу,обеспечивает перемещение стрелкиуказателя положения и передачу ин.формации ею не только о нормальновключенном и нормально отключенномположении каждого полюса выключателя, но и через положение главноговала механизма о возможном ненормальном режиме. Для этого геометрическиеразмеры кулачка-эксцентрика выбираются из условий, что высота профиляэксцентриковой части такова, что1при повороте вала за нормальное отключенное положение эксцентриковаячасть кулачка, воздействуя на хвостовик, отклоняет стрелку от нормально отключенного положения на угол,достаточный для индикации (не менее5 о), и что при оставшемся включенном положении вала полюса рычаг, на 60котором закреплена стрелка., под действием отключившихся полюсов поворачивается и занимает нормальное положение, при этом ширина эксцентриковой части должна быть такой, чтобы 65 хвостовик стрелки, столкнувшись сэксцентриком, отклонился бы на угол,достаточный для индикации (не менее50)При этом, обеспечив угол междулинией перехода основной части кулачка-эксцентрика в экЬцентриковуючасть и краем прижатого к ней хвостовика, равным 1-5 , эксцентрикоовая часть кулачка не должна воздействовать на стрелку в процессе нормальной работы механизма при длительной эксплуатации, так как изопыта проведения испытаний известно,что вал в процесре работы не отклоняется от своего первоначальногооположения более, чем на 0,5-1 , вто время как при обрыве отключающейветви он заваливается за отключенное положение на 20-40 и тогдаоэксцентриковая часть сразу отклоняет стрелку от нормального положения "Отключено".На Фиг.1 схематично изображенмаломасляный выключатель в отключенном положении, разрез, на Фиг.2 механизм управления полюсом этоговыключателя; на Фиг.3 - кулачокэксцентрик и взаимодействующая сним стрелка указателя положения выключателя,Полюсы трехполюсного выключателя установлены на раму 1, которая одновременно является несущей для корпуса 2 механизма управления, и содержит опорный изолятор 3, промежуточный корпус 4, подвижный контакт 5 и ФарФоровую покркшку 6 дугогасительного устройства. Подвижный контакт 5 связан со шкивом 7, жестко укрепленном на валу 8 механизма посредством включающей ветви, состоящей из стального троса 9, тяги 10 и троса 11, и отключающей ветви, состоящей из троса 12 и тяги 13. Вал 8 связан с рычагом 14 привода 15 посредством тяги 16 и устройства полиспастового типа, подвижный блок 17 которого установлен на оси 18, закрепленной на двуплечем рычаге 19, который через эту же ось с помощью вилки 20 связан с тягой 16 к с помощью шарикоподшипников установлен на валу 8. Стальной трос 21 устройства полиспастового тнпа. одним концом закреплен на шкиве 22, жестко установленном на валу 8, а другим - на оси 23 рычага 19, На этой же оси 23 шарнирно установлена стрелка 24 указателя положения выключателя, снабженная хвостовиком 25, который пружиной 26 прижат к кулачку- эксцентрику 27, жестко сидящем на валу 8. Указанный кулачок-экспентрик представляет собой пластину высотой профиля эксцентриковой части Н таковой, что угол Р между хвостовиком, упертым в основную,.и им же, упертымв эксцентриковую часть, составляетне менее 5 , Иирина эксцентриковойчасти 5 выбирается такой, чтобы принахождении вала с кулачком в положении, соответствующем вклю ченному положению выключателя, а рычага 19 сострелкой - в положении, соответствующем отключенному, хвостовик был быуперт в эксцентриковую часть,Кулачок в отключенном положениивыключателя установлен с помощью бол Ота, прижимающего его к торцу валатаким образом, чтобы хвостовик касался его основной поверхности, а линия перехода в эксцентриковую частьбыла в непосредственной близостй от 15хвостовика и составляла с линиейхвостовика угол М, равный 1-5 , Корпус 2 механизма закрыт крышкой 28, вкоторой имеется застекленное окно29, через которое хорошо видна стрел-.рОка 24. Против конца этой стрелки вотключенном положении на краю окнананесена хорошо видная метка 30,Отключающая пружина 31 воздействует на вал 8 через трос 32, который 25,закреплен на шкиве, выполненномзаодно целое со шкивом 22 на еготыльной части, и через шкив 7 и отключающую ветвь прижимает подвижныйконтакт 5 до упора в стакан гидравлического буфера 33, чем и фиксируется нормально отключенное положениевсех подвижных частей,Устройство работает следующимобразом,35При включении выключателя рычаг14 привода 15, поворачиваясь противчасовой стрелки, перемещает тягу16 с вилкой 20. Вследствие этогорычаг 19 поворачивается на угол около 60 , Установленный на рычагео 4019 блок 17 своим перемещением воздействует на .трос 21 и вращает шкив22 вместе с валом 8 против часовойстрелки на угол, например, 270 О, Привращении вала 8 трос 9 наматывается 45на шкив 7 и через изоляционную тягу 10 и трос 11 производит перемещение подвижного контакта 5, Вместес рычагом 19 перемещается и стрелка24 указателя положения, показывая 50включенное положение, а с валом 8перемещается кулачок 27 в положение34, показанное штрих-пунктирной линией, Отключающая пружина 31 приэтом растягивается под действием 55наматывающегося на свой шкив троса32, запасая энергию для отключения,При отключении, когда привод15 перестает удерживать через тягу16 выключатель во включенном положении, отключающая пружина 31 черезтрос 32 поворачивает вал 8 по часовой стрелке с закрепленными на нейэлементами. При этом шкив 7 черезтрос 12 и тягу 13 перемещает подвиж 1 ный контакт 5 в отключенное положение. В конце хода на отключениескорость подвижного контакта гасится гидравлическим буфером 33 и контакт останавливается при упоре вего стакан,Трос 21, наматываясь на шкив 22,перемещает рычаг 19 со стрелкой 24по часовой стрелке в исходное отключенное положение. Таким образом кулачок-эксцентрик в процессе нормаль. -ных операций включения и отключениявоздействует на хвостовик толькосвоей основной частью и стрелка вокне перемещается от положения "0"в положение "В" и обратно,Теперь рассмотрим случай, когдапочему-либо произошло нарушение элементов 12 или 13 отключающей ветви,В этом случае вал 8 с кулачком 27теряют жесткую связь с упором 33 ипружина 31, натягивая трос 21, переводит его по часовой стрелке занормально отключенное положение, иэксцентрик занимает положение 35,показаное штриховой линией, Приэтом он своей эксцентриковойчастьювоздействует на хвостовик 25, в результате чего стрелка 25 отклоняется от метки 30 на уголРассмотрим случай, когда выключатель находится во включенном положении и поступила команда на отключение, Если при этом подвижныечасти одного полюса не сдвинулисьс места, например, из-за нарушенияотключающей пружины, то вал 8 исоответственно кулачок 27 этого по 1люса останутся в положении 34, вто время как горизонтальные тяги16 с рычагом 19 и стрелкой 24 поддействием отключающих пружин другихполюсов начнут перемещаться в отключенное положение, Тогда хвостовик25 набегает на эксцентриковуючасть кулачка, и он отклоняет стрелку на угол 3 от метки 30, так какэто определяется шириной 5 .В соответствии с инструкциейобслуживающий персонал прежде,чемначать работать на линии, долженпо .указателю положения убедитьсяв том, что выключатель отключен, Вдвух описанных случаях персонал видит, что в то время как стрелки 24указателей двух полюсов указываютточно на метки 30, стрелка одногополюса отклонена от нее на 5 О иболее, В соответствии с инструкциейна выключатель в этом случае контакты этого полюса могут бьть неразомкнуты, персонал должен принятьспециальные меры и вывести выключатель в ревизию,Изобретение обеспечит безопасность персонала даже в случае отказа полюса при отключении.ИПИ Эакаэ 3835/40 Тираж б 83 Подписно нал ППП фПатеатф, г. Уж 1096711 ул. Проектная,4