SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 11
Downloaden Sie, um offline zu lesen
(19) BY (11) 6957
(13) U
(46) 2011.02.28
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(51) МПК (2009)
H 01H 33/00
H 01H 33/66
(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
(21) Номер заявки: u 20100536
(22) 2010.06.08
(71) Заявитель: Бугайчук Виктор Михай-
лович (UA)
(72) Автор: Бугайчук Виктор Михайлович
(UA)
(73) Патентообладатель: Бугайчук Виктор
Михайлович (UA)
(57)
1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий корпус, закрепленные на
корпусе полюсы с вакуумными дугогасительными камерами, внутри каждой из которых
расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тя-
говым изолятором, оборудованным пружинами поджатия, смонтированные внутри корпу-
са пружинный привод, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами посредством
приводного вала, связанные с упомянутым приводом блок управления и элементы сигна-
лизации состояния выключателя и связанные с упомянутым приводом и блоком управле-
ния элементы механического блокирования, выполненные с возможностью блокирования
включения выключателя при одновременной подаче команды на его выключение, отли-
чающийся тем, что он содержит элементы электрического блокирования, выполненные с
возможностью размыкания цепей включения выключателя при одновременном механиче-
ском блокировании его включения, а приводной вал пружинного привода закреплен в
подшипниках качения, смонтированных внутри корпуса.
Фиг. 4
BY6957U2011.02.28
BY 6957 U 2011.02.28
2
2. Высоковольтный вакуумный выключатель по п. 1, отличающийся тем, что пружин-
ный привод состоит из пружинного механизма, механизма взвода пружины, передаточно-
го механизма, коммутационного механизма, промежуточного механизма, фиксирующего
механизма и стопорного механизма, при этом пружинный механизм содержит закреплен-
ные на приводном валу барабан и расположенную внутри него спиральную пружину, ме-
ханизм взвода спиральной пружины содержит храповой механизм для ручного взвода,
связанный со спиральной пружиной посредством цепной передачи, и электродвигатель
для автоматического взвода, закрепленный на приводном валу и связанный со спиральной
пружиной посредством упомянутых храпового механизма и цепной передачи, передаточ-
ный механизм выполнен с возможностью соединения пружинного механизма с тяговыми
изоляторами, коммутационный механизм выполнен с возможностью включения и выключе-
ния выключателя в ручном режиме, промежуточный механизм выполнен с возможностью
обеспечения взаимодействия коммутационного механизма со стопорным механизмом и
сигнализации о состоянии выключателя, фиксирующий механизм выполнен с возможно-
стью взаимодействия между промежуточным механизмом и стопорным механизмом, а
стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования положения приводного
вала при включенном и выключенном состояниях выключателя.
3. Высоковольтный вакуумный выключатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
блок управления выполнен с возможностью многократного включения и выключения вы-
ключателя и содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода пружины и состояния
выключателя, электромагниты включения и выключения, дополнительный электромагнит
отключения, микровыключатель, расцепители непрямого действия по току и по напряже-
нию, при этом электромагниты включения и выключения выполнены линейного типа.
4. Высоковольтный вакуумный выключатель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем,
что элементы электрического блокирования выполнены в виде микровыключателя и реле.
5. Высоковольтный вакуумный выключатель по любому из пп. 1-4, отличающийся
тем, что элементы сигнализации выполнены с возможностью указания состояния выклю-
чателя и пружинного привода и указания количества произведенных коммутационных
циклов включения.
(56)
1. Вакуумный выключатель VD4. Проспект: ООО "ABB". - Предприятие EJF. Чешская
Республика, г. Брно, 2002. - С. 16.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтным вакуумным
выключателям с пружинным приводом, предназначенным для коммутации электрических
цепей при нормальных и аварийных режимах работы в комплектных распределительных
устройствах (КРУ) и в камерах сборных одностороннего обслуживания (KCO), а также
при замене коммутационных аппаратов в указанных устройствах.
Важными условиями эксплуатации высоковольтных вакуумных выключателей (далее -
выключатели), являются достаточно высокие требования к приводным устройствам, кото-
рые должны развивать достаточно большие величины усилий и одновременное их быстро-
действие для замыкания и размыкания контактов в вакуумных дугогасительных камерах.
Как правило, собственное время включения выключателя должно составлять не более 0,07 с,
а выключения - не более 0,045 с при величинах усилий до 9,0 кН. При этом приводное
устройство должно обеспечивать механический ресурс, составляющий не менее 50000 циклов
включения-выключения выключателя в течение 25 лет эксплуатации. Указанные условия
эксплуатации выключателей предъявляют повышенные требования к их надежности
и безопасности, которые должны учитываться при их проектировании и изготовлении.
BY 6957 U 2011.02.28
3
Надежность выключателей в значительной степени зависит от конструктивного исполне-
ния приводного устройства, которое должно обеспечивать стабильное многократное
включение и отключение контактов в вакуумных дугогасительных камерах и удержание
их в этих положениях при заданных величинах усилий. Безопасность выключателей зави-
сит, прежде всего, от наличия и конструктивного исполнения механизмов блокирования
выключателя, предотвращающих возникновение нештатных ситуаций при эксплуатации.
Известен высоковольтный вакуумный выключатель VD4 производства компании ABB
[1], содержащий корпус, закрепленные на корпусе три полюса с вакуумными дугогаси-
тельными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный
контакты, последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружи-
нами поджатия. Внутри корпуса смонтированы пружинный привод аккумуляторного ти-
па, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами посредством приводного вала, и
связанные с упомянутым приводом блок управления и элементы сигнализации о состоя-
нии выключателя.
Пружинный привод выполнен с возможностью включения и выключения выключате-
ля в автоматическом и ручном режимах и состоит из пружинного механизма, механизма
взвода пружины, передаточного механизма, коммутационного механизма, промежуточно-
го механизма, фиксирующего механизма и стопорного механизма. Пружинный механизм
состоит из барабана и расположенной внутри него спиральной пружины, закрепленных на
приводном валу. Приводной вал закреплен в подшипниках скольжения, смонтированных
в боковых стенках корпуса. Механизм взвода пружины состоит из электродвигателя и
храпового механизма. Передаточный механизм выполнен с возможностью соединения
пружинного механизма с тяговыми изоляторами. Коммутационный механизм выполнен с
возможностью включения и выключения выключателя. Промежуточный механизм вы-
полнен с возможностью взаимодействия коммутационного механизма со стопорным ме-
ханизмом и для сигнализации о состояниях выключателя. Фиксирующий механизм
выполнен с возможностью взаимодействия между промежуточным механизмом стопор-
ным механизмом. Стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования поло-
жения приводного вала при включенном и выключенном состояниях выключателя. Блок
управления содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода спиральной пружины
и цепей состояния выключателя, электромагниты включения и выключения, дополни-
тельный электромагнит отключения, расцепитель непрямого действия по току и расцепи-
тель непрямого действия по напряжению. Элементы сигнализации расположены на
съемной фасадной панели корпуса и включают указатели состояния выключателя и со-
стояния пружинного привода, механический счетчик коммутационных циклов, кнопки
включения и выключения выключателя. Выключатель содержит элементы механического
блокирования, предназначенные для предотвращения включения выключателя в нештат-
ных режимах его работы и для взаимосвязи с элементами блокирования выкатного эле-
мента. Недостатками известного выключателя являются:
выполнение крепления приводного вала посредством подшипников скольжения, что
снижает стабильность характеристик при передаче усилий от пружинного привода к тяго-
вым изоляторам при включении и выключении выключателя и соответственно к сниже-
нию надежности выключателя в целом;
выполнение выключателя только с элементами механического блокирования не ис-
ключает выход из строя электромагнитов включения и выключения в нештатных режимах
его работы, что снижает безопасность выключателя.
В основу полезной модели поставлена задача создания такого выключателя, в котором
за счет иного конструктивного выполнения крепления приводного вала пружинного при-
вода и введения элементов электрического блокирования, а также иной их взаимосвязи с
элементами конструкции достигается повышение надежности в эксплуатации при одно-
временном повышении безопасности его работы.
BY 6957 U 2011.02.28
4
Поставленная задача решается тем, что в высоковольтном вакуумном выключателе,
содержащем корпус, закрепленные на корпусе полюсы с вакуумными дугогасительными
камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты,
последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружинами под-
жатия, смонтированные внутри корпуса пружинный привод, кинематически соединенный
с тяговыми изоляторами посредством приводного вала, связанные с упомянутым приво-
дом блок управления и элементы сигнализации состояния выключателя и связанные с
упомянутым приводом и блоком управления элементы механического блокирования, вы-
полненные с возможностью блокирования включения выключателя при одновременной
подаче команды на его выключение, согласно полезной модели, он содержит элементы
электрического блокирования, выполненные с возможностью размыкания цепей включе-
ния выключателя при одновременном механическом блокировании его включения, а при-
водной вал пружинного привода закреплен в подшипниках качения, смонтированных
внутри корпуса.
При этом пружинный привод состоит из пружинного механизма, механизма взвода
пружины, передаточного механизма, коммутационного механизма, промежуточного меха-
низма, фиксирующего механизма и стопорного механизма, пружинный механизм содер-
жит закрепленные на приводном валу барабан и расположенную внутри него спиральную
пружину, механизм взвода спиральной пружины содержит храповой механизм для ручно-
го взвода, связанный со спиральной пружиной посредством цепной передачи, и электро-
двигатель для автоматического взвода, закрепленный на приводном валу и связанный со
спиральной пружиной посредством упомянутых храпового механизма и цепной передачи,
передаточный механизм выполнен с возможностью соединения пружинного механизма с
тяговыми изоляторами, коммутационный механизм выполнен с возможностью включения
и выключения выключателя в ручном режиме, промежуточный механизм выполнен с воз-
можностью обеспечения взаимодействия коммутационного механизма со стопорным ме-
ханизмом и сигнализации о состоянии выключателя, фиксирующий механизм выполнен с
возможностью взаимодействия между промежуточным механизмом и стопорным меха-
низмом, а стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования положения при-
водного вала при включенном и выключенном состояниях выключателя.
При этом блок управления выполнен с возможностью многократного включения и
выключения выключателя и содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода пру-
жины и состояния выключателя, электромагниты включения и выключения, дополнитель-
ный электромагнит отключения, микровыключатель, расцепители непрямого действия по
току и по напряжению, при этом электромагниты включения и выключения выполнены
линейного типа.
Для повышения безопасности эксплуатации элементы электрического блокирования
выполнены в виде микровыключателя и реле.
Для обеспечения удобства эксплуатации элементы сигнализации выполнены с воз-
можностью указания состояния выключателя и пружинного привода и указания количест-
ва произведенных коммутационных циклов включения.
Совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемой полезной
модели позволяет повысить надежность выключателя в эксплуатации при одновременном
повышении безопасности его работы. За счет закрепления приводного вала в подшипни-
ках качения исключается появление "задиров" в их соединении, характерных для под-
шипников скольжения в быстродействующих устройствах, что обеспечивает повышение
стабильности силовых характеристик при передаче усилий от пружинного привода к тяго-
вым изоляторам при включении и выключении выключателя и соответственно увеличение
ресурса работы пружинного привода. Введение в конструкцию выключателя элементов
электрического блокирования позволяет повысить безопасность выключателя, связанную
с предотвращением возникновения нештатных ситуаций при эксплуатации, например си-
туаций, связанных с "человеческим фактором".
BY 6957 U 2011.02.28
5
Конструктивное исполнение полезной модели иллюстрируется на примере высоко-
вольтного вакуумного выключателя серии ВБ4-П с пружинным приводом, разработанного
Обществом с ограниченной ответственностью "ABM АМПЕР", г. Кременчуг, Украина.
Выключатели серии ВБ4-П предназначены для коммутации электрических цепей при
нормальных и аварийных режимах работы в сетях трехфазного переменного тока частоты
50/60 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ в системах с изолированной нейтралью и
могут устанавливаться на выкатных элементах в КРУ, в частности серии BM-1, и в KCO.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными фигурами чер-
тежа, где на фиг. 1 - общий вид, вид сбоку; на фиг. 2 - общий вид, вид спереди; на фиг. 3 -
сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг 2; на фиг. 5 - сечение B-B на фиг. 2;
на фиг. 6 - вид Г на фиг. 3; на фиг. 7 - вид Д на фиг. 5.
Высоковольтный вакуумный выключатель содержит (фиг. 1, 2, 4, 5) корпус 1, на кото-
ром закреплены три полюса 2, выполненные с верхним 3 и нижним 4 контактами. Внутри
каждого полюса 2 расположена вакуумная дугогасительная камера 5 с размещенными
внутри нее неподвижным 6 и подвижным 7 контактами. Неподвижные контакты 6 соеди-
нены с верхними контактами 3 посредством жестких связей 8, а подвижные контакты 7
соединены с нижними контактами 4 посредством гибких связей 9. Подвижные контакты 7
соединены также с тяговыми изоляторами 10, оборудованными пружинами поджатия 11.
Внутри корпуса 1 (фиг. 3-7) смонтированы пружинный привод аккумуляторного типа,
кинематически соединенный с тяговыми изоляторами 10, связанные с пружинным приво-
дом блок управления, элементы сигнализации о состоянии выключателя и элементы сис-
темы безопасности. Пружинный привод предназначен для автоматического включения и
выключения выключателя в автоматическом и ручном режимах и состоит из пружинного
механизма, механизма взвода пружины, передаточного механизма, коммутационного ме-
ханизма, промежуточного механизма, фиксирующего механизма и стопорного механизма.
Пружинный механизм состоит (фиг. 3, 6) из барабана 12, расположенной внутри него
спиральной пружины (не показана), поводка 13 и звездочки 14, закрепленных на привод-
ном валу 15 в нижней части корпуса 1. Спиральная пружина одним своим концом закреп-
лена на приводном валу 15, а вторым - на барабане 12. Механизм взвода спиральной
пружины предназначен для поддержания ее рабочего (взведенного) состояния и состоит
из храпового механизма 16 для ручного взвода и электродвигателя 17 с редуктором для
автоматического взвода. Храповой механизм 16 смонтирован на валу 18 и содержит хра-
повое колесо (не обозначено), выполненное с гнездом (не обозначено) для взаимодействия
со съемной рукояткой 19 ручного взвода, пружину 20 и звездочку 21, связанную посред-
ством цепи 22 со звездочкой 14. При взводе спиральной пружины съемная рукоятка 19
перемещается на угол α относительно места ее крепления в гнезде на храповом колесе.
Приводной вал 15 закреплен в подшипниках качения 23, смонтированных в вертикальных
перегородках 24 корпуса 1.
Передаточный механизм (фиг. 3-5) предназначен для соединения пружинного механиз-
ма с тяговыми изоляторами 10 и соответственно преобразования вращательного движения
спиральной пружины и приводного вала 15 в возвратно-поступательное перемещение
упомянутых тяговых изоляторов 10. Передаточный механизм состоит из трех кулачковых
дисков 25, закрепленных на приводном валу 15, и трех двуплечих рычагов 26, закреплен-
ных посредством валиков 27 на кронштейнах 28. Каждый из двуплечих рычагов 26 одним
плечом шарнирно соединен с соответствующим тяговым изолятором 10, а их противопо-
ложные плечи выполнены с возможностью фрикционного взаимодействия с соответствую-
щими кулачковыми дисками 25. На двуплечих рычагах 26 между валиками 27 и их
шарнирным соединением с тяговыми изоляторами 10 смонтированы пружины возврата 29.
Коммутационный механизм (фиг. 7) предназначен для включения и отключения вы-
ключателя и состоит из вала 30 включения, вала 31 выключения и закрепленных на них
кронштейнов 32 и 33, выполненных с возможностью передачи силового воздействия на
BY 6957 U 2011.02.28
6
упомянутые валы 30 и 31 со стороны планок включения 34 и выключения 35 соответст-
венно.
Промежуточный механизм (фиг. 3-5, 7) предназначен для обеспечения взаимодейст-
вия между коммутационным и стопорным механизмами и для сигнализации о состоянии
выключателя. Промежуточный механизм состоит из кинематически связанных вала 36,
двуплечих рычагов 37 и 38, упора 39, поводка 40 для блокирования коммутационного ме-
ханизма, блокирующего рычага 41 для блокирования управления выключателем при не-
взведенной спиральной пружине и поводков 42. Вал 36 предназначен для передачи
движения от передаточного механизма к упору 39 и поводкам 42. Рычаги 37 и 38 предна-
значены для передачи воздействия от коммутационного механизма к фиксирующему ме-
ханизму.
Фиксирующий механизм (фиг. 3-5) предназначен для обеспечения взаимодействия
между промежуточным и стопорным механизмами и состоит из фиксирующего вала 43 и
закрепленного на нем рычага 44, выполненного с возможностью взаимодействия с про-
межуточным механизмом. Посредством рычага 44 при вращении вала 43 выполняется
блокирование и разблокирование стопорного механизма.
Стопорный механизм (фиг. 3, 4) предназначен для фиксирования положения приводно-
го вала 15 и состоит из поводков 45, закрепленных на валу 46, и ролика 47, закрепленного
между упомянутыми поводками 45. Ролик 47 предназначен для стопорения демпферного
барабана 48 при повороте приводного вала 15 на заданные углы при включении и выклю-
чении выключателя.
Блок управления (фиг. 3) предназначен для многократного включения и выключения
выключателя электрическим способом и содержит блок-контакты 49 цепей электродвига-
теля 17 взвода спиральной пружины, блок-контакты 50 состояния выключателя, электро-
магниты включения 51 и выключения 52 линейного типа, дополнительный электромагнит
отключения 53 линейного типа, микровыключатель 54, расцепитель непрямого действия
по току 55 и расщепитель непрямого действия по напряжению 56.
Элементы сигнализации (фиг. 1, 2) расположены на съемной фасадной панели 57 кор-
пуса 1 и включают: указатели состояния выключателя 58 и состояния пружинного при-
вода 59, механический счетчик коммутационных циклов 60, кнопки включения 61 и
выключения 62 выключателя. Фасадная панель 57 выполнена с вертикальной прорезью
(не обозначена) для установки съемной рукоятки 19. Под указателем 58 и счетчиком 60
закреплены таблички с функциональными надписями (не обозначены), а на верхней части
корпуса 1 расположен переходник для вывода вторичных цепей из выключателя (не
показан).
Выключатель содержит элементы электрического и механического блокирования.
Элементы электрического и механического блокирования предназначены для предотвра-
щения включения выключателя и соответственно предотвращения выхода из строя элек-
тромагнитов включения 51 и выключения 52 в нештатных режимах работы выключателя и
для взаимосвязи с элементами блокирования выкатного элемента в КРУ или KCO (не по-
казаны).
Элементы электрического блокирования (фиг. 5 и 7) выполнены в виде микропереклю-
чателя 63 и реле 64, связанных с электромагнитом включения 51. Микропереключатель 63
предназначен для размыкания цепей электромагнита включения 51 в промежуточном
(между рабочим и контрольным) положении выкатного элемента в КРУ или KCO, при ко-
тором механически блокируются кнопка включения 61 и вал 30 включения коммутацион-
ного механизма. Реле 64 предназначено для блокирования включения электромагнита
включения 51 при одновременной подаче команды на электромагнит выключения 52.
Элементы механического блокирования включения выключателя (фиг. 3, 5) выполне-
ны в виде поводка 40 для блокирования коммутационного механизма и блокирующего
рычага 41 для блокирования управления выключателем при невзведенной спиральной
BY 6957 U 2011.02.28
7
пружине, расположенные в промежуточном механизме, а также в виде тяги 65, верхняя
часть которой кинематически связана с промежуточным механизмом, а нижняя часть вы-
полнена с возможностью соединения с треком выкатного элемента в КРУ или KCO и бло-
кирования кнопки включения 61 при промежуточном положении выкатного элемента, а
также блокирования перемещения выкатного элемента из рабочего в контрольное поло-
жение при включенном состоянии выключателя.
Работа заявляемого высоковольтного вакуумного выключателя осуществляется сле-
дующим образом.
В выключенном состоянии выключателя неподвижные 6 и подвижные 7 контакты в
вакуумных дугогасительных камерах 5 разомкнуты, плечи двуплечих рычагов 26, соеди-
ненные с тяговыми изоляторами 10, находятся в крайнем нижнем положении, планка
включения 34 не заблокирована, указатель 59 состояния пружинного привода показывает,
что пружина не взведена, а указатель 58 состояния выключателя показывает, что он нахо-
дится, например, в выключенном состоянии.
Накопление энергии для работы привода выключателя обеспечивается пружинным
механизмом, взвод которого может осуществляться вручную съемной рукояткой 19 или
посредством электродвигателя 17. Ручной взвод пружинного механизма выполняют по-
средством храпового механизма 16, который приводят в действие качательными движе-
ниями съемной рукоятки 19, предварительно вставленной в гнездо на храповом колесе,
закрепленном на валу 18. Вращательное движение вала 18 посредством звездочки 21 и це-
пи 22 передается на звездочку 14, закрепленную на приводном валу 15, и далее на конец
спиральной пружины, закрепленный в барабане 12. При этом неподвижное положение
приводного вала 15 обеспечивает стопорный механизм. Автоматический взвод спираль-
ной пружины осуществляет электродвигатель 17 с редуктором, который посредством по-
водка 13, вращает храповой механизм 16 и через него - спиральную пружину. После
взвода спиральной пружины указатель 59 ее состояния показывает, что пружина взведена.
Включение выключателя может осуществляться автоматически электрическим спосо-
бом, а также в ручном режиме посредством коммутационного механизма. В первом случае
по соответствующей команде из внешней схемы электрический сигнал поступает на элек-
тромагнит включения 51, после чего посредством коммутационного, передаточного и
пружинного механизмов приводной вал 15 с закрепленными на нем кулачковыми дисками
25 поворачивается на 270°. Одновременно кулачковые диски 25 поворачивают двуплечие
рычаги 26 вокруг валиков 27, перемещая посредством тяговых изоляторов 10 подвижные
контакты 7 в верхнее положение. Включение выключателя происходит после замыкания
подвижных контактов 7 с неподвижными контактами 6 в вакуумных дугогасительных ка-
мерах 5, которые соединены с выводами 4 и 3 полюсов 2 в силовой цепи. При этом пру-
жины возврата 29 и пружины поджатия 11 сжимаются. При включении выключателя и
соответствующем положении приводного вала 15 поводок 13 воздействует на блок-
контакты 49, которые автоматически включают электродвигатель 17 для повторного взво-
да спиральной пружины. Стопорный механизм фиксирует положение приводного вала 15
в этом состоянии выключателя. Указатель 58 показывает, что выключатель включен, а ме-
ханический счетчик коммутационных циклов 60 увеличивает показания на единицу. Про-
должительность действия пружинного привода при включении выключателя составляет
не более 0,07 с при величине усилия до 9,0 кН. В связи с этим закрепление приводного
вала 15 в подшипниках качения 23 позволяет повысить стабильность силовых характери-
стик пружинного привода и ресурс его работы в процессе эксплуатации выключателя.
Ручное включение выключателя выполняется посредством коммутационного меха-
низма нажатием на кнопку включения 61, расположенную на фасадной панели 57. При
этом планка включения 34, связанная с упомянутой кнопкой 61, посредством кронштейна 32
проворачивает вал 30, который через промежуточный механизм выполняет включение
выключателя аналогично рассмотренному режиму его включения электрическим способом.
BY 6957 U 2011.02.28
8
Выключение выключателя может осуществляться как электрическим способом, так и
в ручном режиме посредством коммутационного механизма. При выключении электриче-
ским способом по соответствующей команде из внешней схемы электрический сигнал по-
ступает на электромагнит выключения 52, после чего посредством коммутационного,
передаточного и пружинного механизмов, а также пружин возврата 29 приводной вал 15 с
закрепленными на нем кулачковыми дисками 25 поворачивается на 90°. При этом плечи
двуплечих рычагов 26, соединенные с тяговыми изоляторами 10, перемещаются в нижнее
положение, а подвижные 7 и неподвижные 6 контакты в вакуумных дугогасительных ка-
мерах 5 расходятся, размыкая верхние 3 и нижние 4 контакты полюсов 2 в силовой цепи.
При выключении выключателя и соответствующем положении приводного вала 15 пово-
док 13 воздействует на блок-контакты 49, которые автоматически включают электродви-
гатель 17 для повторного взвода спиральной пружины. Стопорный механизм фиксирует
положение приводного вала 15 в этом состоянии выключателя. В выключенном состоянии
выключателя указатель 58 показывает, что выключатель выключен, а механический счет-
чик коммутационных циклов 60 показывает последнее значение цикла включения. Про-
должительность действия пружинного привода при выключении выключателя составляет
не более 0,045 с при величине усилия до 5,0 кН.
Ручное выключение выполняется нажатием на кнопку выключения 62, расположен-
ную на фасадной панели 57 выключателя. При этом планка выключения 35, связанная с
упомянутой кнопкой 62, посредством кронштейна 33 проворачивает вал 31, который через
промежуточный механизм выполняет выключение выключателя аналогично рассмотрен-
ному режиму его выключения электрическим способом.
Элементы электрического и механического блокирования включения выключателя
срабатывают в нештатных режимах его работы и при заданных положениях выкатного
элемента в КРУ или KCO. Микропереключатель 63 срабатывает, размыкая цепь электро-
магнита включения 51 в промежуточном положении выкатного элемента в КРУ или KCO,
при котором механически заблокированы кнопка включения 62 и вал 30 включения
коммутационного механизма. Реле 64 срабатывает, размыкая цепь электромагнита вклю-
чения 51, при одновременной подаче команды на электромагнит выключения 52. Эти
блокирования предотвращают выход из строя электромагнита включения 51 при эксплуа-
тации выключателя. Механическое блокирование включения выключателя при одновре-
менной подаче команды на выключение выполняется посредством поводка 40, который
при нажатии на кнопку выключения 62 перемещается в верхнее положение, блокируя
вращение вала 30 включения коммутационного механизма и соответственно кнопку
включения 61. При промежуточном положении выкатного элемента со смонтированным
на нем выключателем при его эксплуатации в составе КРУ и KCO осуществляется по-
средством тяги 65, верхняя часть которой кинематически связана с коммутационным ме-
ханизмом, а нижняя часть выполнена с возможностью соединения с треком выкатного
элемента (не показаны) и блокирования кнопки включения 61. Введение элементов электри-
ческого и механического блокирования позволило снизить риски "человеческого фактора"
и за счет этого повысить надежность работы и безопасность эксплуатации выключателя.
Заявляемое техническое решение испытано при эксплуатации КРУ серии BM-1, изго-
тавливаемых ООО "ABM "АМПЕР", г. Кременчуг, Украина. Проведенные испытания
подтвердили работоспособность заявляемой конструкции выключателя и достижение по-
ставленной задачи. Предлагаемое закрепление приводного вала позволило повысить ста-
бильность силовых характеристик и ресурс работы пружинного привода в процессе
эксплуатации выключателя, а введение в состав элементов электрического блокирования
микровыключателя позволило снизить риски "человеческого фактора" и за счет этого по-
высить надежность его работы и безопасность эксплуатации. При этом упомянутое закре-
пление приводного вала позволяет одновременно эксплуатировать выключатели в течение
всего срока их службы практически без технического обслуживания подшипников, что
снижает эксплуатационные затраты.
BY 6957 U 2011.02.28
9
Фиг. 1
Фиг. 2
BY 6957 U 2011.02.28
10
Фиг. 3
Фиг. 5
BY 6957 U 2011.02.28
11
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

7372
73727372
7372
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
12
1212
12
 
10718
1071810718
10718
 
10685
1068510685
10685
 
7424
74247424
7424
 
6878
68786878
6878
 
10369
1036910369
10369
 
28732ip
28732ip28732ip
28732ip
 
6719
67196719
6719
 
6871
68716871
6871
 
7280
72807280
7280
 
28765p
28765p28765p
28765p
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
11
1111
11
 
29995ip
29995ip29995ip
29995ip
 
29300ip
29300ip29300ip
29300ip
 
6599
65996599
6599
 
29296ip
29296ip29296ip
29296ip
 
6670
66706670
6670
 

Ähnlich wie 6957

Ähnlich wie 6957 (18)

6918
69186918
6918
 
10245
1024510245
10245
 
10725
1072510725
10725
 
7378
73787378
7378
 
6944
69446944
6944
 
Памятка по обслуживанию и эксплуатации преобразователячастоты ротора в модуле...
Памятка по обслуживанию и эксплуатации преобразователячастоты ротора в модуле...Памятка по обслуживанию и эксплуатации преобразователячастоты ротора в модуле...
Памятка по обслуживанию и эксплуатации преобразователячастоты ротора в модуле...
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
6835
68356835
6835
 
7387
73877387
7387
 
Фиксация переключения на обходной выключатель по токам
Фиксация переключения на обходной выключатель по токамФиксация переключения на обходной выключатель по токам
Фиксация переключения на обходной выключатель по токам
 
6827
68276827
6827
 
10333
1033310333
10333
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
2
22
2
 
7386
73867386
7386
 
6596
65966596
6596
 
7406
74067406
7406
 
6592
65926592
6592
 

Mehr von ivanov1566334322

Mehr von ivanov1566334322 (20)

6965
69656965
6965
 
6964
69646964
6964
 
6963
69636963
6963
 
6962
69626962
6962
 
6961
69616961
6961
 
6960
69606960
6960
 
6959
69596959
6959
 
6958
69586958
6958
 
6956
69566956
6956
 
6955
69556955
6955
 
6954
69546954
6954
 
6953
69536953
6953
 
6952
69526952
6952
 
6950
69506950
6950
 
6949
69496949
6949
 
6948
69486948
6948
 
6947
69476947
6947
 
6946
69466946
6946
 
6945
69456945
6945
 
6943
69436943
6943
 

6957

  • 1. (19) BY (11) 6957 (13) U (46) 2011.02.28 ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (12) РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (51) МПК (2009) H 01H 33/00 H 01H 33/66 (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (21) Номер заявки: u 20100536 (22) 2010.06.08 (71) Заявитель: Бугайчук Виктор Михай- лович (UA) (72) Автор: Бугайчук Виктор Михайлович (UA) (73) Патентообладатель: Бугайчук Виктор Михайлович (UA) (57) 1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий корпус, закрепленные на корпусе полюсы с вакуумными дугогасительными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тя- говым изолятором, оборудованным пружинами поджатия, смонтированные внутри корпу- са пружинный привод, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами посредством приводного вала, связанные с упомянутым приводом блок управления и элементы сигна- лизации состояния выключателя и связанные с упомянутым приводом и блоком управле- ния элементы механического блокирования, выполненные с возможностью блокирования включения выключателя при одновременной подаче команды на его выключение, отли- чающийся тем, что он содержит элементы электрического блокирования, выполненные с возможностью размыкания цепей включения выключателя при одновременном механиче- ском блокировании его включения, а приводной вал пружинного привода закреплен в подшипниках качения, смонтированных внутри корпуса. Фиг. 4 BY6957U2011.02.28
  • 2. BY 6957 U 2011.02.28 2 2. Высоковольтный вакуумный выключатель по п. 1, отличающийся тем, что пружин- ный привод состоит из пружинного механизма, механизма взвода пружины, передаточно- го механизма, коммутационного механизма, промежуточного механизма, фиксирующего механизма и стопорного механизма, при этом пружинный механизм содержит закреплен- ные на приводном валу барабан и расположенную внутри него спиральную пружину, ме- ханизм взвода спиральной пружины содержит храповой механизм для ручного взвода, связанный со спиральной пружиной посредством цепной передачи, и электродвигатель для автоматического взвода, закрепленный на приводном валу и связанный со спиральной пружиной посредством упомянутых храпового механизма и цепной передачи, передаточ- ный механизм выполнен с возможностью соединения пружинного механизма с тяговыми изоляторами, коммутационный механизм выполнен с возможностью включения и выключе- ния выключателя в ручном режиме, промежуточный механизм выполнен с возможностью обеспечения взаимодействия коммутационного механизма со стопорным механизмом и сигнализации о состоянии выключателя, фиксирующий механизм выполнен с возможно- стью взаимодействия между промежуточным механизмом и стопорным механизмом, а стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования положения приводного вала при включенном и выключенном состояниях выключателя. 3. Высоковольтный вакуумный выключатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью многократного включения и выключения вы- ключателя и содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода пружины и состояния выключателя, электромагниты включения и выключения, дополнительный электромагнит отключения, микровыключатель, расцепители непрямого действия по току и по напряже- нию, при этом электромагниты включения и выключения выполнены линейного типа. 4. Высоковольтный вакуумный выключатель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что элементы электрического блокирования выполнены в виде микровыключателя и реле. 5. Высоковольтный вакуумный выключатель по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что элементы сигнализации выполнены с возможностью указания состояния выклю- чателя и пружинного привода и указания количества произведенных коммутационных циклов включения. (56) 1. Вакуумный выключатель VD4. Проспект: ООО "ABB". - Предприятие EJF. Чешская Республика, г. Брно, 2002. - С. 16. Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтным вакуумным выключателям с пружинным приводом, предназначенным для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ) и в камерах сборных одностороннего обслуживания (KCO), а также при замене коммутационных аппаратов в указанных устройствах. Важными условиями эксплуатации высоковольтных вакуумных выключателей (далее - выключатели), являются достаточно высокие требования к приводным устройствам, кото- рые должны развивать достаточно большие величины усилий и одновременное их быстро- действие для замыкания и размыкания контактов в вакуумных дугогасительных камерах. Как правило, собственное время включения выключателя должно составлять не более 0,07 с, а выключения - не более 0,045 с при величинах усилий до 9,0 кН. При этом приводное устройство должно обеспечивать механический ресурс, составляющий не менее 50000 циклов включения-выключения выключателя в течение 25 лет эксплуатации. Указанные условия эксплуатации выключателей предъявляют повышенные требования к их надежности и безопасности, которые должны учитываться при их проектировании и изготовлении.
  • 3. BY 6957 U 2011.02.28 3 Надежность выключателей в значительной степени зависит от конструктивного исполне- ния приводного устройства, которое должно обеспечивать стабильное многократное включение и отключение контактов в вакуумных дугогасительных камерах и удержание их в этих положениях при заданных величинах усилий. Безопасность выключателей зави- сит, прежде всего, от наличия и конструктивного исполнения механизмов блокирования выключателя, предотвращающих возникновение нештатных ситуаций при эксплуатации. Известен высоковольтный вакуумный выключатель VD4 производства компании ABB [1], содержащий корпус, закрепленные на корпусе три полюса с вакуумными дугогаси- тельными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружи- нами поджатия. Внутри корпуса смонтированы пружинный привод аккумуляторного ти- па, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами посредством приводного вала, и связанные с упомянутым приводом блок управления и элементы сигнализации о состоя- нии выключателя. Пружинный привод выполнен с возможностью включения и выключения выключате- ля в автоматическом и ручном режимах и состоит из пружинного механизма, механизма взвода пружины, передаточного механизма, коммутационного механизма, промежуточно- го механизма, фиксирующего механизма и стопорного механизма. Пружинный механизм состоит из барабана и расположенной внутри него спиральной пружины, закрепленных на приводном валу. Приводной вал закреплен в подшипниках скольжения, смонтированных в боковых стенках корпуса. Механизм взвода пружины состоит из электродвигателя и храпового механизма. Передаточный механизм выполнен с возможностью соединения пружинного механизма с тяговыми изоляторами. Коммутационный механизм выполнен с возможностью включения и выключения выключателя. Промежуточный механизм вы- полнен с возможностью взаимодействия коммутационного механизма со стопорным ме- ханизмом и для сигнализации о состояниях выключателя. Фиксирующий механизм выполнен с возможностью взаимодействия между промежуточным механизмом стопор- ным механизмом. Стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования поло- жения приводного вала при включенном и выключенном состояниях выключателя. Блок управления содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода спиральной пружины и цепей состояния выключателя, электромагниты включения и выключения, дополни- тельный электромагнит отключения, расцепитель непрямого действия по току и расцепи- тель непрямого действия по напряжению. Элементы сигнализации расположены на съемной фасадной панели корпуса и включают указатели состояния выключателя и со- стояния пружинного привода, механический счетчик коммутационных циклов, кнопки включения и выключения выключателя. Выключатель содержит элементы механического блокирования, предназначенные для предотвращения включения выключателя в нештат- ных режимах его работы и для взаимосвязи с элементами блокирования выкатного эле- мента. Недостатками известного выключателя являются: выполнение крепления приводного вала посредством подшипников скольжения, что снижает стабильность характеристик при передаче усилий от пружинного привода к тяго- вым изоляторам при включении и выключении выключателя и соответственно к сниже- нию надежности выключателя в целом; выполнение выключателя только с элементами механического блокирования не ис- ключает выход из строя электромагнитов включения и выключения в нештатных режимах его работы, что снижает безопасность выключателя. В основу полезной модели поставлена задача создания такого выключателя, в котором за счет иного конструктивного выполнения крепления приводного вала пружинного при- вода и введения элементов электрического блокирования, а также иной их взаимосвязи с элементами конструкции достигается повышение надежности в эксплуатации при одно- временном повышении безопасности его работы.
  • 4. BY 6957 U 2011.02.28 4 Поставленная задача решается тем, что в высоковольтном вакуумном выключателе, содержащем корпус, закрепленные на корпусе полюсы с вакуумными дугогасительными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружинами под- жатия, смонтированные внутри корпуса пружинный привод, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами посредством приводного вала, связанные с упомянутым приво- дом блок управления и элементы сигнализации состояния выключателя и связанные с упомянутым приводом и блоком управления элементы механического блокирования, вы- полненные с возможностью блокирования включения выключателя при одновременной подаче команды на его выключение, согласно полезной модели, он содержит элементы электрического блокирования, выполненные с возможностью размыкания цепей включе- ния выключателя при одновременном механическом блокировании его включения, а при- водной вал пружинного привода закреплен в подшипниках качения, смонтированных внутри корпуса. При этом пружинный привод состоит из пружинного механизма, механизма взвода пружины, передаточного механизма, коммутационного механизма, промежуточного меха- низма, фиксирующего механизма и стопорного механизма, пружинный механизм содер- жит закрепленные на приводном валу барабан и расположенную внутри него спиральную пружину, механизм взвода спиральной пружины содержит храповой механизм для ручно- го взвода, связанный со спиральной пружиной посредством цепной передачи, и электро- двигатель для автоматического взвода, закрепленный на приводном валу и связанный со спиральной пружиной посредством упомянутых храпового механизма и цепной передачи, передаточный механизм выполнен с возможностью соединения пружинного механизма с тяговыми изоляторами, коммутационный механизм выполнен с возможностью включения и выключения выключателя в ручном режиме, промежуточный механизм выполнен с воз- можностью обеспечения взаимодействия коммутационного механизма со стопорным ме- ханизмом и сигнализации о состоянии выключателя, фиксирующий механизм выполнен с возможностью взаимодействия между промежуточным механизмом и стопорным меха- низмом, а стопорный механизм выполнен с возможностью фиксирования положения при- водного вала при включенном и выключенном состояниях выключателя. При этом блок управления выполнен с возможностью многократного включения и выключения выключателя и содержит блок-контакты цепей электродвигателя взвода пру- жины и состояния выключателя, электромагниты включения и выключения, дополнитель- ный электромагнит отключения, микровыключатель, расцепители непрямого действия по току и по напряжению, при этом электромагниты включения и выключения выполнены линейного типа. Для повышения безопасности эксплуатации элементы электрического блокирования выполнены в виде микровыключателя и реле. Для обеспечения удобства эксплуатации элементы сигнализации выполнены с воз- можностью указания состояния выключателя и пружинного привода и указания количест- ва произведенных коммутационных циклов включения. Совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемой полезной модели позволяет повысить надежность выключателя в эксплуатации при одновременном повышении безопасности его работы. За счет закрепления приводного вала в подшипни- ках качения исключается появление "задиров" в их соединении, характерных для под- шипников скольжения в быстродействующих устройствах, что обеспечивает повышение стабильности силовых характеристик при передаче усилий от пружинного привода к тяго- вым изоляторам при включении и выключении выключателя и соответственно увеличение ресурса работы пружинного привода. Введение в конструкцию выключателя элементов электрического блокирования позволяет повысить безопасность выключателя, связанную с предотвращением возникновения нештатных ситуаций при эксплуатации, например си- туаций, связанных с "человеческим фактором".
  • 5. BY 6957 U 2011.02.28 5 Конструктивное исполнение полезной модели иллюстрируется на примере высоко- вольтного вакуумного выключателя серии ВБ4-П с пружинным приводом, разработанного Обществом с ограниченной ответственностью "ABM АМПЕР", г. Кременчуг, Украина. Выключатели серии ВБ4-П предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах работы в сетях трехфазного переменного тока частоты 50/60 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ в системах с изолированной нейтралью и могут устанавливаться на выкатных элементах в КРУ, в частности серии BM-1, и в KCO. Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными фигурами чер- тежа, где на фиг. 1 - общий вид, вид сбоку; на фиг. 2 - общий вид, вид спереди; на фиг. 3 - сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг 2; на фиг. 5 - сечение B-B на фиг. 2; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 3; на фиг. 7 - вид Д на фиг. 5. Высоковольтный вакуумный выключатель содержит (фиг. 1, 2, 4, 5) корпус 1, на кото- ром закреплены три полюса 2, выполненные с верхним 3 и нижним 4 контактами. Внутри каждого полюса 2 расположена вакуумная дугогасительная камера 5 с размещенными внутри нее неподвижным 6 и подвижным 7 контактами. Неподвижные контакты 6 соеди- нены с верхними контактами 3 посредством жестких связей 8, а подвижные контакты 7 соединены с нижними контактами 4 посредством гибких связей 9. Подвижные контакты 7 соединены также с тяговыми изоляторами 10, оборудованными пружинами поджатия 11. Внутри корпуса 1 (фиг. 3-7) смонтированы пружинный привод аккумуляторного типа, кинематически соединенный с тяговыми изоляторами 10, связанные с пружинным приво- дом блок управления, элементы сигнализации о состоянии выключателя и элементы сис- темы безопасности. Пружинный привод предназначен для автоматического включения и выключения выключателя в автоматическом и ручном режимах и состоит из пружинного механизма, механизма взвода пружины, передаточного механизма, коммутационного ме- ханизма, промежуточного механизма, фиксирующего механизма и стопорного механизма. Пружинный механизм состоит (фиг. 3, 6) из барабана 12, расположенной внутри него спиральной пружины (не показана), поводка 13 и звездочки 14, закрепленных на привод- ном валу 15 в нижней части корпуса 1. Спиральная пружина одним своим концом закреп- лена на приводном валу 15, а вторым - на барабане 12. Механизм взвода спиральной пружины предназначен для поддержания ее рабочего (взведенного) состояния и состоит из храпового механизма 16 для ручного взвода и электродвигателя 17 с редуктором для автоматического взвода. Храповой механизм 16 смонтирован на валу 18 и содержит хра- повое колесо (не обозначено), выполненное с гнездом (не обозначено) для взаимодействия со съемной рукояткой 19 ручного взвода, пружину 20 и звездочку 21, связанную посред- ством цепи 22 со звездочкой 14. При взводе спиральной пружины съемная рукоятка 19 перемещается на угол α относительно места ее крепления в гнезде на храповом колесе. Приводной вал 15 закреплен в подшипниках качения 23, смонтированных в вертикальных перегородках 24 корпуса 1. Передаточный механизм (фиг. 3-5) предназначен для соединения пружинного механиз- ма с тяговыми изоляторами 10 и соответственно преобразования вращательного движения спиральной пружины и приводного вала 15 в возвратно-поступательное перемещение упомянутых тяговых изоляторов 10. Передаточный механизм состоит из трех кулачковых дисков 25, закрепленных на приводном валу 15, и трех двуплечих рычагов 26, закреплен- ных посредством валиков 27 на кронштейнах 28. Каждый из двуплечих рычагов 26 одним плечом шарнирно соединен с соответствующим тяговым изолятором 10, а их противопо- ложные плечи выполнены с возможностью фрикционного взаимодействия с соответствую- щими кулачковыми дисками 25. На двуплечих рычагах 26 между валиками 27 и их шарнирным соединением с тяговыми изоляторами 10 смонтированы пружины возврата 29. Коммутационный механизм (фиг. 7) предназначен для включения и отключения вы- ключателя и состоит из вала 30 включения, вала 31 выключения и закрепленных на них кронштейнов 32 и 33, выполненных с возможностью передачи силового воздействия на
  • 6. BY 6957 U 2011.02.28 6 упомянутые валы 30 и 31 со стороны планок включения 34 и выключения 35 соответст- венно. Промежуточный механизм (фиг. 3-5, 7) предназначен для обеспечения взаимодейст- вия между коммутационным и стопорным механизмами и для сигнализации о состоянии выключателя. Промежуточный механизм состоит из кинематически связанных вала 36, двуплечих рычагов 37 и 38, упора 39, поводка 40 для блокирования коммутационного ме- ханизма, блокирующего рычага 41 для блокирования управления выключателем при не- взведенной спиральной пружине и поводков 42. Вал 36 предназначен для передачи движения от передаточного механизма к упору 39 и поводкам 42. Рычаги 37 и 38 предна- значены для передачи воздействия от коммутационного механизма к фиксирующему ме- ханизму. Фиксирующий механизм (фиг. 3-5) предназначен для обеспечения взаимодействия между промежуточным и стопорным механизмами и состоит из фиксирующего вала 43 и закрепленного на нем рычага 44, выполненного с возможностью взаимодействия с про- межуточным механизмом. Посредством рычага 44 при вращении вала 43 выполняется блокирование и разблокирование стопорного механизма. Стопорный механизм (фиг. 3, 4) предназначен для фиксирования положения приводно- го вала 15 и состоит из поводков 45, закрепленных на валу 46, и ролика 47, закрепленного между упомянутыми поводками 45. Ролик 47 предназначен для стопорения демпферного барабана 48 при повороте приводного вала 15 на заданные углы при включении и выклю- чении выключателя. Блок управления (фиг. 3) предназначен для многократного включения и выключения выключателя электрическим способом и содержит блок-контакты 49 цепей электродвига- теля 17 взвода спиральной пружины, блок-контакты 50 состояния выключателя, электро- магниты включения 51 и выключения 52 линейного типа, дополнительный электромагнит отключения 53 линейного типа, микровыключатель 54, расцепитель непрямого действия по току 55 и расщепитель непрямого действия по напряжению 56. Элементы сигнализации (фиг. 1, 2) расположены на съемной фасадной панели 57 кор- пуса 1 и включают: указатели состояния выключателя 58 и состояния пружинного при- вода 59, механический счетчик коммутационных циклов 60, кнопки включения 61 и выключения 62 выключателя. Фасадная панель 57 выполнена с вертикальной прорезью (не обозначена) для установки съемной рукоятки 19. Под указателем 58 и счетчиком 60 закреплены таблички с функциональными надписями (не обозначены), а на верхней части корпуса 1 расположен переходник для вывода вторичных цепей из выключателя (не показан). Выключатель содержит элементы электрического и механического блокирования. Элементы электрического и механического блокирования предназначены для предотвра- щения включения выключателя и соответственно предотвращения выхода из строя элек- тромагнитов включения 51 и выключения 52 в нештатных режимах работы выключателя и для взаимосвязи с элементами блокирования выкатного элемента в КРУ или KCO (не по- казаны). Элементы электрического блокирования (фиг. 5 и 7) выполнены в виде микропереклю- чателя 63 и реле 64, связанных с электромагнитом включения 51. Микропереключатель 63 предназначен для размыкания цепей электромагнита включения 51 в промежуточном (между рабочим и контрольным) положении выкатного элемента в КРУ или KCO, при ко- тором механически блокируются кнопка включения 61 и вал 30 включения коммутацион- ного механизма. Реле 64 предназначено для блокирования включения электромагнита включения 51 при одновременной подаче команды на электромагнит выключения 52. Элементы механического блокирования включения выключателя (фиг. 3, 5) выполне- ны в виде поводка 40 для блокирования коммутационного механизма и блокирующего рычага 41 для блокирования управления выключателем при невзведенной спиральной
  • 7. BY 6957 U 2011.02.28 7 пружине, расположенные в промежуточном механизме, а также в виде тяги 65, верхняя часть которой кинематически связана с промежуточным механизмом, а нижняя часть вы- полнена с возможностью соединения с треком выкатного элемента в КРУ или KCO и бло- кирования кнопки включения 61 при промежуточном положении выкатного элемента, а также блокирования перемещения выкатного элемента из рабочего в контрольное поло- жение при включенном состоянии выключателя. Работа заявляемого высоковольтного вакуумного выключателя осуществляется сле- дующим образом. В выключенном состоянии выключателя неподвижные 6 и подвижные 7 контакты в вакуумных дугогасительных камерах 5 разомкнуты, плечи двуплечих рычагов 26, соеди- ненные с тяговыми изоляторами 10, находятся в крайнем нижнем положении, планка включения 34 не заблокирована, указатель 59 состояния пружинного привода показывает, что пружина не взведена, а указатель 58 состояния выключателя показывает, что он нахо- дится, например, в выключенном состоянии. Накопление энергии для работы привода выключателя обеспечивается пружинным механизмом, взвод которого может осуществляться вручную съемной рукояткой 19 или посредством электродвигателя 17. Ручной взвод пружинного механизма выполняют по- средством храпового механизма 16, который приводят в действие качательными движе- ниями съемной рукоятки 19, предварительно вставленной в гнездо на храповом колесе, закрепленном на валу 18. Вращательное движение вала 18 посредством звездочки 21 и це- пи 22 передается на звездочку 14, закрепленную на приводном валу 15, и далее на конец спиральной пружины, закрепленный в барабане 12. При этом неподвижное положение приводного вала 15 обеспечивает стопорный механизм. Автоматический взвод спираль- ной пружины осуществляет электродвигатель 17 с редуктором, который посредством по- водка 13, вращает храповой механизм 16 и через него - спиральную пружину. После взвода спиральной пружины указатель 59 ее состояния показывает, что пружина взведена. Включение выключателя может осуществляться автоматически электрическим спосо- бом, а также в ручном режиме посредством коммутационного механизма. В первом случае по соответствующей команде из внешней схемы электрический сигнал поступает на элек- тромагнит включения 51, после чего посредством коммутационного, передаточного и пружинного механизмов приводной вал 15 с закрепленными на нем кулачковыми дисками 25 поворачивается на 270°. Одновременно кулачковые диски 25 поворачивают двуплечие рычаги 26 вокруг валиков 27, перемещая посредством тяговых изоляторов 10 подвижные контакты 7 в верхнее положение. Включение выключателя происходит после замыкания подвижных контактов 7 с неподвижными контактами 6 в вакуумных дугогасительных ка- мерах 5, которые соединены с выводами 4 и 3 полюсов 2 в силовой цепи. При этом пру- жины возврата 29 и пружины поджатия 11 сжимаются. При включении выключателя и соответствующем положении приводного вала 15 поводок 13 воздействует на блок- контакты 49, которые автоматически включают электродвигатель 17 для повторного взво- да спиральной пружины. Стопорный механизм фиксирует положение приводного вала 15 в этом состоянии выключателя. Указатель 58 показывает, что выключатель включен, а ме- ханический счетчик коммутационных циклов 60 увеличивает показания на единицу. Про- должительность действия пружинного привода при включении выключателя составляет не более 0,07 с при величине усилия до 9,0 кН. В связи с этим закрепление приводного вала 15 в подшипниках качения 23 позволяет повысить стабильность силовых характери- стик пружинного привода и ресурс его работы в процессе эксплуатации выключателя. Ручное включение выключателя выполняется посредством коммутационного меха- низма нажатием на кнопку включения 61, расположенную на фасадной панели 57. При этом планка включения 34, связанная с упомянутой кнопкой 61, посредством кронштейна 32 проворачивает вал 30, который через промежуточный механизм выполняет включение выключателя аналогично рассмотренному режиму его включения электрическим способом.
  • 8. BY 6957 U 2011.02.28 8 Выключение выключателя может осуществляться как электрическим способом, так и в ручном режиме посредством коммутационного механизма. При выключении электриче- ским способом по соответствующей команде из внешней схемы электрический сигнал по- ступает на электромагнит выключения 52, после чего посредством коммутационного, передаточного и пружинного механизмов, а также пружин возврата 29 приводной вал 15 с закрепленными на нем кулачковыми дисками 25 поворачивается на 90°. При этом плечи двуплечих рычагов 26, соединенные с тяговыми изоляторами 10, перемещаются в нижнее положение, а подвижные 7 и неподвижные 6 контакты в вакуумных дугогасительных ка- мерах 5 расходятся, размыкая верхние 3 и нижние 4 контакты полюсов 2 в силовой цепи. При выключении выключателя и соответствующем положении приводного вала 15 пово- док 13 воздействует на блок-контакты 49, которые автоматически включают электродви- гатель 17 для повторного взвода спиральной пружины. Стопорный механизм фиксирует положение приводного вала 15 в этом состоянии выключателя. В выключенном состоянии выключателя указатель 58 показывает, что выключатель выключен, а механический счет- чик коммутационных циклов 60 показывает последнее значение цикла включения. Про- должительность действия пружинного привода при выключении выключателя составляет не более 0,045 с при величине усилия до 5,0 кН. Ручное выключение выполняется нажатием на кнопку выключения 62, расположен- ную на фасадной панели 57 выключателя. При этом планка выключения 35, связанная с упомянутой кнопкой 62, посредством кронштейна 33 проворачивает вал 31, который через промежуточный механизм выполняет выключение выключателя аналогично рассмотрен- ному режиму его выключения электрическим способом. Элементы электрического и механического блокирования включения выключателя срабатывают в нештатных режимах его работы и при заданных положениях выкатного элемента в КРУ или KCO. Микропереключатель 63 срабатывает, размыкая цепь электро- магнита включения 51 в промежуточном положении выкатного элемента в КРУ или KCO, при котором механически заблокированы кнопка включения 62 и вал 30 включения коммутационного механизма. Реле 64 срабатывает, размыкая цепь электромагнита вклю- чения 51, при одновременной подаче команды на электромагнит выключения 52. Эти блокирования предотвращают выход из строя электромагнита включения 51 при эксплуа- тации выключателя. Механическое блокирование включения выключателя при одновре- менной подаче команды на выключение выполняется посредством поводка 40, который при нажатии на кнопку выключения 62 перемещается в верхнее положение, блокируя вращение вала 30 включения коммутационного механизма и соответственно кнопку включения 61. При промежуточном положении выкатного элемента со смонтированным на нем выключателем при его эксплуатации в составе КРУ и KCO осуществляется по- средством тяги 65, верхняя часть которой кинематически связана с коммутационным ме- ханизмом, а нижняя часть выполнена с возможностью соединения с треком выкатного элемента (не показаны) и блокирования кнопки включения 61. Введение элементов электри- ческого и механического блокирования позволило снизить риски "человеческого фактора" и за счет этого повысить надежность работы и безопасность эксплуатации выключателя. Заявляемое техническое решение испытано при эксплуатации КРУ серии BM-1, изго- тавливаемых ООО "ABM "АМПЕР", г. Кременчуг, Украина. Проведенные испытания подтвердили работоспособность заявляемой конструкции выключателя и достижение по- ставленной задачи. Предлагаемое закрепление приводного вала позволило повысить ста- бильность силовых характеристик и ресурс работы пружинного привода в процессе эксплуатации выключателя, а введение в состав элементов электрического блокирования микровыключателя позволило снизить риски "человеческого фактора" и за счет этого по- высить надежность его работы и безопасность эксплуатации. При этом упомянутое закре- пление приводного вала позволяет одновременно эксплуатировать выключатели в течение всего срока их службы практически без технического обслуживания подшипников, что снижает эксплуатационные затраты.
  • 9. BY 6957 U 2011.02.28 9 Фиг. 1 Фиг. 2
  • 10. BY 6957 U 2011.02.28 10 Фиг. 3 Фиг. 5
  • 11. BY 6957 U 2011.02.28 11 Фиг. 6 Фиг. 7 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.