Высоковольтный коммутационный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

siss 983796 (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23Л7.81 (21)3319606/24-07 (513 М.Кл з

Н 01 Н 33/68 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР. но делан изобретений н открытий (23) Приоритет,— (33) УДК 621. 316. . 524 (088. 8) Опубликовано 2Ю2Я2. Бюллетень М47

Дата опубликования описания 2у282

И.М. Сирота и З.И. Васильев (72) Авторы изобретения

9 ") ; ;,:,.„.. э ;,s t

:. . ° (,,, 4, н р —:- ;-"я -Д о;: ф;" пт.,- .. . 1 ..Ф

CCP (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской (5 4 ) ВЫСОКО ВОЛЬТНЫП КОММУТАЦИОННЫЙ

АППАРАТ

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к электрическим высоковольтным коммутационным аппаратам напряжением до 10 кВ, и может быть использовано в устройствах автоматического быстродействующего замыкания Фазы на земпю, применяемого для обеспечения благопо-. лучного исхода электротравмы в случае прикосновения человека к токоведущей части электроустановки, в качестве исполнительного силового коммутационного аппарата для заьикания на землю поврежденной Фазы электроустановки.

Устройства автоматического заьикания Фазы на землю должны иметь достаточное быстродействие порядка

5 — 7 мс. Известно, что при укаэанном быстродействии достигается вы.сокая вероятность предотвращения

Фибрилляции сердца и других тяжелых последствий для организма человека, оказавшегося под воздействием высокого напряжения Г1 ).

Это имеет большое значение для обеспечения безопасности обслуживания электроустановок, в особенности при наличии в них условий повышенной опасности или особо опасных.

В связи с этим в качестве силовых исполнительных коммутационных органов в .устройствах замыкания Фазы используются известные быстродейству ощие коммутационные аппараты.

Известны тиристорные замякатели, состоящие из последовательно-параллельно и встречно соединенных тиристоров, RC-цепочек, блока управления t 2 g.

Известен вакуумный выключатель, включающий вакуумную дугогасительную камеру, расположенные в ней подвижный и неподвижный контакты и электромагнитный привод ГЗ ).

Иэвестен электромагнитный контактор, содержащий дугогасительную камеру, систему силовых и вспомогательных контактов и электромагнит ный привод 4 ).

Недостатком этих коммутационных аппаратов является то, что они выполнены однофазными и поэтому при осуществлении автоматического замыкания Фазы в трехфазных электроустановках в каждую Фазу приходится устанавливать отдельный коммутационный аппарат. А так как устройство должно обеспечить искусственное замыкание на землю только одной пов983796 режденной фазы, т.е. фазы, к которой прикоснулся человек, то для исключения возможного срабатывания двух или трех однофазных аппаратов применяются различные схемы блокировки.

Однако при этом усложняется электрическая схема соединений, снижается надежность электроустановки из-эа случайного отказа блокировки, увеличивается общее время срабатывания.

При однофазных коммутационных .аппаратах, например тиристорных, существует реальная опасность одновременного срабатывания двух или трех из них из-за неправильной работы схемы блокировки, выбора поврежденной фазы или управления тиристорами. При самом тщательном выполнении указанной схемы все же не может бытЬ полной гарантии невозможности ее неправильной работы вследствие изменения характеристик, входя- 20 щих в ее состав полупроводниковых приборов, нарушений исправности монтажа и т.п. Неправильная работа этой схемы приводит к двухфазному или трехфазному замыканию на землю и 25 еще более утяжеляет последствия электротравмы, так как человек оказывается включенным между двумя фазами.

Кроме того, при практическом вы- g0 полнении устройства на силовых тиристорах для установок напряжением

6-10 кВ возникают затруднения связанные с тем, что тиристоры выпускаются на.меньшие номинальные напряжения, их приходится соединять последовательно, принимать меры к равномерному распределению напряжений и т.д. Это требует значительного усложнения всего устройства и сопро- @ вождается дополнительным снижением

его надежности.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является трехфазный баковый масляный выключатель типа ВМ3-6, который предназ- 45 начен для выполнения коммутаций в сетях 6-10 кВ. Этот выключатель состоит из бака, .наполненного трансформаторным маслом, трех неподвижных и трех подвижных кбнтактов, соединен- 50 ных с выводами для присоединения к фазам электрической сети 153.

Однако известный выключатель нельзя или точнее нецелесообразно использовать в качестве силового коммута- 55 ционного аппарата в устройствах автоматического заземления фазы, так как в выключателе осуществляется од-. новременное замыкание контактов трех фаз. 60

Кроме того, если допустить, что контакты одного выключателя электрически можно соединить и использовать как один, для устройства потребуется три выключателя и в этой случае появляется необходимость в междуфазной блокировке, от одновременного включения выключателей на разных фазах, как и в случае с аналогами.

Недостаток такого включения заключается в том, что система из трех выключателей является слишком громоздкой.

Целью изобретения является повышение надежности и умеиьшение raбаритов коммутационного аппарата путем создания за>ыкателя, в котором должна быть конструктивно полностью исключена возможность одновременного замыкания на земли двух или трех разноименных фаз и должно обеспечиваться надежное и достаточно быстродействующее замыкание на землю только одной поврежденной фазы. С этой целью данный коммутационный аппарат должен иметь механическую самоблокировку, позволяющую замкнуться на землю только одному из числа трех контактов, соединенных с разноименными фазами сети.

Указанная цель достигается тем, что в выключателе, имеющем бак, наполненный дугогасящей жидкостьи, неподвижные и подвижные контакты, привод внутри бака, на изоляционном расстоянии от днища в плоскости, перпендикулярной к оси бака, и соосно с ним жестко установлен фиксатор подвижного контакта, имеющий три направляющие прорези, расположенные в виде симметричной трехлучевой звезды, подвижный контакт выполнен в виде штока, представляющего собой двуплечий рычаг. Крепление штока осуществлено в крышке по оси бака при помощи шарового шарнира. При этом конец его нижнего плеча, несущий наконечник подвижного контакта, в отключенном состоянии замыкателя зафиксирован в центре трехлучевой звезды прорезей,а при неподвижных контакта разноименных фаз установлены соответственно напротив каждой прорези.

Действие устройства осуществляется по следующей схеме.

Под воздействием привода шток совершает двухтактное качательное движение. Первый такт — при включении, нижний конец штока, на котором укреплен подвижный контакт, движется из фиксированного положения в центре в радиальном направлении по одной из трех прорезей (в зависимости от управляющего сигнала) к ее концу и замыкается с одним неподвижным контактом. Второй такт — при отключении, шток совершает обратное движение, размыкаясь с, неподвижным контактом, и фиксируется в центре трехлучевой звезды прорезей.

На фиг, 1 показан высоковольтный коммутационный аппарат, разрез; на фиг. 2 дано сечение A-А на фиг.1;

983796 на фиг. 3 — показан аппарат, вид сверху.

Коммутационный аппарат имеет три

Неподвижных контакта 1, соединенные шинами 2 с токопроводящими стержнями 3, изолированными от бака 4 с .5 крышкой 5 проходными изоляторами 6, вертикальный шток 7 с подвижным контактом 8. В отверстии крышки бака 4 установлен шаровый шарнир 9 для крепления подвижного штока. Подвижный шток 7 соединен гибким проводником

10 с выводом 11, предназначенным для присоединения к устройству заземления. Внутри бака 4 к токоведущим стержням 3 трех фаз при помощи шин 2 крепится монтажная плата 12, на которой установлен фиксатор 13, имеющий три прорези, расположенные в виде трехлучевой звезды. Фиксатор 13 имеет три Г-образные пластины 14, поджатые пружинами 15, 16 и имеющие . возможность поворота на небольшой угол вокруг осей 17. На пластинах .14 установлены три фиксирукших пальца 18, прижимаемых к подвижному штоку 7 пружинами 19.

Подвижный шток 7 выполняется из токопроводящего материала, например, дюралюминия . Монтажная плата 12 может быть изготовлена из твердого ! изоляционного материала, например, 30 текстолита.

Привод 20, например, электромагнитный, состоит их трех пар электромагнитов один включающий и один отключающий на каждую Фазу). 35

Технико-экономическая эффективность предлагаемого заьикателя фазы на землю в сравнении с известными разработками заключается в том, что заьикатель Фазы выполнен трехфазным, 40 вместе с тем обеспечивает замыкание на землю только одной поврежденной фазы, одновременно осуществляя механическое блокирование от включения контактов двух других неповрежденных фаз.

Таким образом, использование заьикателя в устройстве быстродействующего замыкания Фазы на земпю исключает воэможность возникновения двухфазного или трехфазного замыкания на землю из-за неисправности в схеме блокировки заьикателя, что повышает надежность работы как устройства, так и в целом электроустановки.

Трехфазный замыкатель Фазы на землю, в сравнении с известными, является компактным, достаточно простым, несложным в монтаже. Следовательно, устройства, снабженные предлагаемям зачинателем, могут найти широкое применение в сетях 1,14-10 кВ промышленных предприятий с повышенной электроопасностью и особо опасных, например, открытых карьерах горнорудных разработок.

Фактический эфФект от применения изобретения будет заключаться в эна.

;чительном повышении надежности действия устройств замыкания фазы.

Формула изобретения

Высоковольтный коммутационный аппарат, содержащий -бак С дугогасящей жидкостью, подвижный и неподвижные контакты, привод, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и уменьшения габаритных размеров эаьикателя путем обеспечения при срабатывании заьикания на землю контакта только одной фазы и одновременного блокирования от заикания контактов двух других фаз, он снабжен фиксатором подвижного контакта с тремя направляющими прорезями, расположенными в виде симметричной трехлучевой звезды, жестко установленным соосно внутри бака,.подвижный контакт выполнен в виде штока, представляющего собой двуплечий рычаг, установленного на шарнире вертикально по оси бака, при этом

его нижний конец зафиксйрован в центре прорезей, а три неподвижных контакта разноименных фаз установлены соответственно напротив каждой прорези.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сирота И.М. и Назаров В.В.

Автоматическая коммутация поврежденной фазы в сетях с изолированной нейтралью. — "Электричество", 1980, Р 8, с. 13-19.

2. Назаров В.В. и Сирота И.М.

Быстродействующее автоматическое заьикание на земпю поврежденной Фазы в некомпенсированных сетях напряжением до 10 кВ. Киев, Препринт ИЭД

АН УССР, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 524244, кл. Н 01 H 33/66, 1976.

4.,Табата Ясуки. Устройство для предотвращения поражений электрическим током в распределительных устройствах. — "Ohm", 1979, 66, 9 2, с. 81-84 (Яцония).

5. Электротехнический справочнйк.

Под ред. Чиликина N.Ã. М., "Энергия"., т. I 5-е изд. 1975, с.610.

983796

Составитель В. Попова

Редактор Ar.Øàíäîð Техред О.Неце Корректор О. Билак

Заказ 9937/63 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, >(- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4