Высоковольтный вакуумный выключатель

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к высоковольтным вакуумным выключателям с электромагнитным приводом, предназначенным для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах работы в комплектных распределительных устройствах и в камерах сборных одностороннего обслуживания, а также при замене коммутационных аппаратов в указанных устройствах. Выключатель содержащит 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 поджатия, смонтированные внутри корпуса электромагнитные приводы, каждый из которых расположен соосно с полюсами и соединен с тяговым изолятором соответствующего полюса, и пружины отключения, а также связанные с электромагнитными приводами блок управления и механизм ручного отключения. Каждый электромагнитный привод содержит неподвижную и подвижную. части магнитопровода, катушку и постоянный магнит. Подвижная часть магнитопровода содержит шток, противоположные концы которого соединены с якорем и тяговым изолятором соответствующего полюса. Электромагнитные приводы соединены между собой посредством синхронизирующего вала, связанного со штоками подвижной части магнитопровода. Пружины отключения расположены между электромагнитными приводами и связаны с подвижными частями магнитопроводов посредством синхронизирующего вала. Неподвижная часть каждого магнитопровода содержит корпус кольцеобразной формы и коаксиально расположенный внутри корпуса сердечник с центральным отверстием и кольцевым выступом в его верхней части. Катушка закреплена между корпусом и сердечником под упомянутым кольцевым выступом с образованием зазора между последним и внутренней поверхностью корпуса. Постоянный магнит расположен в упомянутом зазоре над катушкой по наружной поверхности кольцевого выступа сердечника. Шток расположен в центральном отверстии сердечника, а якорь выполнен дискообразной формы. Пружины отключения расположены на штоках, смонтированных в П-образных скобах, верхние полки которых жестко закреплены на плите в верхней части корпуса выключателя. Штоки выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, а их нижние части посредством тяг шарнирно соединены с рычагами, жестко закрепленными на синхронизирующем вале. Механизм ручного отключения содержит съемную рукоятку, выполненную с возможностью фиксирования в корпусе выключателя посредством упора, закрепленного на его задней стенке, и взаимодействия с синхронизирующим валом посредством вилки, соединенной со штоком одного из электромагнитных приводов. В фасадной части корпуса выключателя выполнено отверстие для размещения упомянутой рукоятки. Блок управления выполнен в отдельном корпусе. В целом предлагаемое конструктивное исполнение обеспечивает существенное повышение величины усилия удержания подвижных контактов в вакуумной камере при включенном состоянии выключателя, его надежность при одновременном упрощении конструкции и повышении безопасности. 1 н.п. ф-лы; 3 з.п. ф-лы; 7 фиг. черт. 1 прим.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к высоковольтным вакуумным выключателям с электромагнитным приводом, предназначенным для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах работы в комплектных распределительных устройствах и в камерах сборных одностороннего обслуживания, а также при замене коммутационных аппаратов в указанных устройствах.

Важными условиями эксплуатации высоковольтных вакуумных выключателей (далее - выключатели), которые должны учитываться при их проектировании и изготовлении, являются надежность и безопасность. Надежность в значительной степени зависит от конструктивного исполнения электромагнитного привода и его мощности, которая должна обеспечивать многократное включение и отключение подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах и их удержание в этих положениях при заданных величинах усилий. Безопасность зависит, прежде всего, от наличия и конструктивного исполнения механизмов блокирования выключателя, предотвращающих возникновение нештатных ситуаций при эксплуатации.

Известен выключатель типа ВВКЕ-10 производства ОАО "Ровенский завод высоковольтной аппаратуры", г. Ровно, Украина (см. патент UA 25132, Н01Н 33/66, дата публикации 30.10.1998 г.), содержащий корпус, закрепленные на корпусе три полюса с вакуумными дугогасительными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружинами поджатия. Внутри корпуса соосно с полюсами смонтированы три электромагнитных привода, каждый из которых расположен соосно с полюсами и соединен с тяговым изолятором соответствующего полюса. Каждый электромагнитный привод выполнен цилиндрической формы и содержит неподвижную и подвижную части магнитопровода, катушку, постоянный магнит и пружину отключения. Неподвижная часть магнитопровода содержит сердечник цилиндрической формы и фланец дискообразной формы с концентрическими зубцами на нижней поверхности. В верхней части сердечника выполнена коническая выемка для размещения эластичного буфера, а в нижней - кольцеобразная выемка для размещения катушки. Постоянный магнит расположен между сердечником и фланцем и выполнен дискообразной формы. Диаметры фланца и постоянного магнита соответствуют меньшему диаметру кольцевой выемки в сердечнике. Катушка размещена в кольцевой выемке сердечника. Подвижная часть магнитопровода содержит корпус чашкообразной формы, якорь дискообразной формы и шток. Якорь закреплен внутри корпуса посредством винтовых соединений. Шток расположен в проходных центральных отверстиях, выполненных в сердечнике, фланце, постоянном магните, якоре и корпусе. Посредством направляющей втулки шток изолирован от элементов неподвижной части магнитопровода и от постоянного магнита. Один конец штока соединен с тяговым изолятором, а противоположный конец закреплен на корпусе с его внешней стороны. Пружина отключения расположена соосно со штоком в проходных центральных отверстиях между корпусом и постоянным магнитом. Сердечник, фланец и якорь выполнены из магнитомягкого материала, постоянный магнит выполнен из материала с высокой энергоемкостью, например, из редкоземельного металла, а направляющая втулка выполнена из немагнитного антифрикционного материала. Электромагнитные приводы соединены между собой посредством синхронизирующего вала, связанного с нижними концами штоков. Блок управления смонтирован дистанционно относительно выключателя и связан с электромагнитными приводами посредством синхронизирующего вала и соединенных с ним магнитоуправляемых блок-контактов внешних вспомогательных цепей.

Электромагнитный привод выполнен с одним воздушным зазором в магнитной системе, образуемым между поверхностями фланца и якоря. Во включенном состоянии выключателя якорь находится в крайнем верхнем положении и удерживается "магнитной защелкой" при обесточенных катушках за счет действия остаточной индукции, создаваемой постоянным магнитом в сердечнике, фланце и якоре. В выключенном состоянии выключателя якорь находится в крайнем нижнем положении и удерживается за счет действия пружин отключения.

Недостатками известного выключателя являются:

- применение недостаточно эффективных электромагнитных приводов, выполненных с одним воздушным зазором, что существенно снижает величину силы притяжения якоря к неподвижной части магнитопровода и, соответственно, усилие удержания подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах при включенном состоянии выключателя;

- выполнение электромагнитных приводов с размещенными внутри них пружинами отключения, что уменьшает площади поперечного сечения магнитопроводов и дополнительно снижает величину силы притяжения якоря к неподвижной части магнитопровода, соответственно уменьшая усилия удержания подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах при включенном состоянии выключателя;

- сложность конструкции электромагнитных приводов, обусловленная размещением в них пружин отключения, а также достаточно большим количеством деталей, их сложной конфигурацией и сложным соединением между собой;

- отсутствие механизма ручного отключения электромагнитного привода, что снижает безопасность выключателя при эксплуатации.

В совокупности указанные недостатки существенно снижают надежность и безопасность выключателя при эксплуатации.

Известен выключатель серии BB/TEL производства Компании "Таврида Электрик" (см. Выключатели вакуумные серии BB/TEL. Руководство по эксплуатации ИТЕА674152.003РЭ. - 2002. - 27 с.), содержащий корпус, закрепленные на корпусе три полюса с вакуумными дугогасительными камерами, внутри каждой из которых расположены неподвижный и подвижный контакты, последний из которых соединен с тяговым изолятором, оборудованным пружинами поджатия. Внутри корпуса соосно с полюсами смонтированы три электромагнитных привода, каждый из которых соединен с тяговым изолятором соответствующего полюса. Каждый электромагнитный привод выполнен цилиндрической формы и содержит неподвижную и подвижную части магнитопровода, катушку, постоянный магнит и пружину отключения. Неподвижная часть магнитопровода содержит верхнюю и нижнюю крышки, выполненные дискообразной формы с центральными проходными отверстиями и кольцеобразными фланцами вокруг них. Постоянный магнит расположен между упомянутыми крышками и выполнен кольцеобразной формы. Наружный диаметр постоянного магнита соответствует диаметру крышек. Катушка размещена между постоянным магнитом и внутренней поверхностью кольцеобразного фланца нижней крышки. Подвижная часть магнитопровода выполнена в виде якоря цилиндрической формы с кольцевым выступом в его верхней части и центральным отверстием для размещения штока и пружины отключения. Наружный диаметр якоря соответствует диаметру центрального отверстия в нижней крышке. Противоположные концы штока соединены с якорем и тяговым изолятором соответствующего полюса. Пружина отключения расположена соосно со штоком в центральном отверстии якоря. Верхняя и нижняя крышки и постоянный магнит выполнены из магнитотвердого материала. Электромагнитные приводы соединены между собой посредством синхронизирующего вала, связанного с нижними концами штоков. Блок управления смонтирован дистанционно относительно выключателя и связан с электромагнитными приводами посредством синхронизирующего вала и соединенных с ним магнитоуправляемых блок-контактов внешних вспомогательных цепей. Механизм ручного отключения состоит из кнопки, соединенной посредством тяг и рычагов с синхронизирующим валом.

Электромагнитный привод выполнен с одним воздушным зазором в магнитной системе, образуемым между прилегающими поверхностями якоря и верхней крышки. Во включенном состоянии выключателя якорь находится в крайнем верхнем положении и удерживается "магнитной защелкой" при обесточенных катушках за счет действия остаточной индукции, создаваемой постоянным магнитом в сердечнике и якоре. В выключенном состоянии выключателя якорь находится в крайнем нижнем положении и удерживается за счет действия пружин отключения. При этом выключение выключателя осуществляется в результате размагничивания постоянного магнита.

Известный выключатель обладает несколько большей безопасностью при эксплуатации, так как содержит механизм ручного отключения электромагнитного привода.

Недостатками известного технического решения являются:

- применение недостаточно эффективных электромагнитных приводов, выполненных с одним воздушным зазором, что существенно снижает величину силы притяжения якоря к неподвижной части магнитопровода и, соответственно, усилие удержания подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах при включенном состоянии выключателя;

- выполнение электромагнитных приводов с размещенными внутри них пружинами отключения, что уменьшает площади поперечного сечения магнитопроводов и дополнительно снижает величину силы притяжения якоря к неподвижной части магнитопровода, соответственно уменьшая усилия удержания подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах при включенном состоянии выключателя;

- сложность конструкции электромагнитных приводов, обусловленная размещением в них пружин отключения, а также достаточно большим количеством деталей, их сложной конфигурацией и сложным соединением между собой;

- недостаточная безопасность при эксплуатации, обусловленная возможными отказами механизма ручного отключения электромагнитного привода в результате перекосов и заклиниваний тяг, находящихся в постоянном кинематическом соединении с синхронизирующимся валом.

В основу полезной модели поставлена задача создания такого высоковольтного вакуумного выключателя, в котором за счет иного конструктивного выполнения электромагнитных приводов, иного размещения пружин отключения и иной их взаимосвязи с элементами конструкции достигается повышение надежности в эксплуатации при одновременном упрощении конструкции выключателя. При этом за счет иного выполнения механизма ручного отключения и иной его взаимосвязи с электромагнитными приводами упрощается конструкция и повышается безопасность работы выключателя.

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 поджатия, смонтированные внутри корпуса электромагнитные приводы, каждый из которых расположен соосно с полюсами и соединен с тяговым изолятором соответствующего полюса, и пружины отключения, а также связанные с электромагнитными приводами блок управления и механизм ручного отключения, при этом каждый электромагнитный привод содержит неподвижную и подвижную части магнитопровода, катушку и постоянный магнит, подвижная часть магнитопровода содержит шток, противоположные концы которого соединены с якорем и тяговым изолятором соответствующего полюса, а электромагнитные приводы соединены между собой посредством синхронизирующего вала, связанного со штоками подвижной части магнитопровода, согласно полезной модели пружины отключения расположены между электромагнитными приводами и связаны с подвижными частями магнитопроводов посредством синхронизирующего вала, неподвижная часть каждого магнитопровода содержит корпус кольцеобразной формы и коаксиально расположенный внутри корпуса сердечник с центральным отверстием и кольцевым выступом в его верхней части, катушка закреплена между корпусом и сердечником под упомянутым кольцевым выступом с образованием зазора между последним и внутренней поверхностью корпуса, а постоянный магнит расположен в упомянутом зазоре над катушкой по наружной поверхности кольцевого выступа сердечника, при этом шток расположен в центральном отверстии сердечника, а якорь выполнен дискообразной формы.

Для упрощения конструкции выключателя при одновременном повышении надежности в эксплуатации пружины отключения расположены на штоках, смонтированных в П-образных скобах, верхние полки которых жестко закреплены на плите в верхней части корпуса выключателя, при этом штоки выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, а их нижние части посредством тяг шарнирно соединены с рычагами, жестко закрепленными на синхронизирующем вале.

Для упрощения конструкции при одновременном повышении безопасности работы выключателя механизм ручного отключения содержит съемную рукоятку, выполненную с возможностью фиксирования в корпусе выключателя посредством упора, закрепленного на его задней стенке, и взаимодействия с синхронизирующим валом посредством вилки, соединенной со штоком одного из электромагнитных приводов, при этом в фасадной части корпуса выключателя выполнено отверстие для размещения упомянутой рукоятки.

Для упрощения конструкции выключателя блок управления выполнен в отдельном корпусе.

Совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемой полезной модели позволяет повысить надежность выключателя в эксплуатации при одновременном упрощении его конструкции и повышении безопасности работы. Повышение надежности и упрощение конструкции достигается за счет существенного увеличения усилий удержания подвижных контактов в вакуумных дугогасительных камерах при выполнении электромагнитных приводов с двумя воздушными зазорами в магнитной системе и размещении пружин отключения между электромагнитными приводами, что позволяет несколько увеличить площадь поперечного сечения сердечников. При этом иное размещение пружин отключения одновременно решает задачу их замены в эксплуатации без демонтажа электромагнитных приводов, что повышает удобство обслуживания выключателей. Предлагаемое исполнение механизма ручного отключения позволяет повысить безопасность эксплуатации выключателя и упростить его конструкцию.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными фигурами чертежа: на фиг.1 - общий вид, вид сзади; на фиг.2 - общий вид, вид спереди (выключенное состояние); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2 (с механизмом ручного отключения); на фиг.5 - электромагнитный привод (схематичное изображение, включенное состояние); на фиг.6 - блок управления (вид спереди); на фиг.7 - блок управления (вид с открытой крышкой).

Высоковольтный вакуумный выключатель содержит (фиг.1-4) корпус 1, на котором 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 соединены 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.2-5) смонтированы три электромагнитных привода 12, каждый из которых расположен соосно с полюсами 2 и соединен с тяговым изолятором 10 соответствующего полюса 2. Электромагнитные приводы 12 закреплены на плите 13, расположенной в верхней части корпуса 1. Каждый электромагнитный привод 12 выполнен цилиндрической формы и содержит неподвижную и подвижную части магнитопровода, катушку и постоянный магнит. Неподвижная часть магнитопровода содержит корпус 14 кольцеобразной формы и коаксиально расположенный внутри него сердечник 15 с центральным отверстием 16, выполненным с двумя разными диаметрами, и кольцевым выступом 17 на внешней поверхности в верхней части. Сердечник 15 закреплен в корпусе 14 посредством штифтов 18. Катушка 19 размещена под упомянутым кольцевым выступом 17 с образованием зазора между внутренней поверхностью корпуса 14 и сердечником 15 и закреплена посредством стопорных колец 20. Катушка 19 выполнена с двумя обмотками - включения и выключения (не показаны). В упомянутом зазоре над катушкой 19 расположен постоянный магнит 21, выполненный, например, в виде отдельных магнитов в форме призм или параллепипедов или одного магнита кольцевой формы (не показано). Подвижная часть магнитопровода выполнена в виде штока 22, расположенного в центральном отверстии 16 сердечника 15. Один конец штока 22 посредством верхней вилки 23 соединен с тяговым изолятором 10, а на противоположном конце посредством нижней вилки 24 закреплен якорь 25 дискообразной формы. Наружный диаметр якоря 25 выполнен больше внутреннего диаметра корпуса 14 и меньше его наружного диаметра. Электромагнитный привод 12 выполнен с двумя воздушными зазорами, образуемыми между торцевыми прилегающими поверхностями якоря 25 с корпусом 14 и сердечником 15. Шток 22 и штифты 18 выполнены из немагнитного материала, например, из нержавеющей стали. Корпус 14, сердечник 22 и якорь 25 выполнены из магнитомягкого материала, например, из малоуглеродистой электротехнической стали. Постоянный магнит 21 выполнен из высококоэрцитивного магнитотвердого материала, намагниченного в радиальном направлении.

Пружины отключения 26 расположены (фиг.4) в корпусе 1 между электромагнитными приводами 12 и смонтированы на штоках 27 внутри П-образных скоб 28. Верхние полки П-образных скоб 28 жестко закреплены на плите 13. Штоки 27 размещены в отверстиях (не показаны) на верхних и нижних полках П-образных скоб 28 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении. Под пружинами отключения 26 на штоках 27 расположены опорные шайбы 29. Нижние части штоков 27 посредством тяг 30 шарнирно соединены с синхронизирующим валом 31.

Синхронизирующий вал 31 закреплен на торцевых стенках корпуса 1 в подшипниках качения 32 и выполнен в форме шестигранника с жестко закрепленными на нем одноплечими рычагами 33. Синхронизирующий вал 31 посредством рычага 34 связан с блокирующими устройствами выкатного элемента, на котором смонтирован выключатель. Средние части одноплечих рычагов 33 посредством тяг 35 шарнирно соединены, с нижними вилками 24 подвижных частей магнитопроводов. Консольные части одноплечих рычагов 33 шарнирно соединены с рычагами 36, закрепленными на вспомогательном вале 37, для взаимодействия с блок-контактами 38 состояния выключателя посредством тяг 39 и скоб 40.

Механизм ручного отключения предназначен для отключения выключателя при отсутствии в цепи вспомогательного или оперативного напряжения и содержит съемную рукоятку 41, выполненную с возможностью фиксирования в корпусе 1 выключателя посредством упора 42, закрепленного на его задней стенке, и взаимодействия с синхронизирующим валом 31 посредством вилки 24, соединенной со штоком 22 среднего электромагнитного привода. В фасадной части корпуса 1 выполнено отверстие (не показано) для размещения упомянутой рукоятки.

В фасадной части корпуса 1 расположены указатель состояния выключателя 43, механический счетчик коммутационных циклов 44, клеммник (не показан), закрывающийся крышкой 45, и переходник (не показан) для вывода вторичных цепей из корпуса 1 выключателя.

Блок управления (фиг 6, 7) выполнен в отдельном корпусе 46 с переходником 47 для соединения со вторичными цепями в корпусе 1. Блок управления содержит клеммник 48, автоматический выключатель 49, пускатели 50 и 51, два конденсатора 52 и плату цепей управления 53. На фасадной панели корпуса 46 расположены кнопка разряда конденсатора 54 и индикатор 55, сигнализирующий о возможности включения выключателя.

В выключателе предусмотрена система безопасности, реализуемая цепями электрического блокирования, которая не позволяет выполнить включение выключателя при одновременной подаче команды на выключение. Указанная система блокирует повторное включение выключателя после его выключения. Посредством рычага 34 выключатель связан с механизмами блокирования, предусмотренными в конструкциях комплектных распределительных устройств или камер сборных одностороннего обслуживания.

Работа заявляемого высоковольтного вакуумного выключателя осуществляется следующим образом.

В выключенном состоянии выключателя неподвижные 6 и подвижные 7 контакты в вакуумных дугогасительных камерах 5 разомкнуты, катушки 19 электромагнитных приводов 12 обесточены, штоки 22 с якорями 25 находятся в крайнем нижнем положении и удерживаются в нем за счет воздействия усилий начального натяжения, создаваемых двумя пружинами отключения 26. Постоянный магнит 21 создает поляризующий магнитный поток, который проходит через корпус 14 и якорь 25, а также через сердечник 15 и якорь 25. Возникающая при этом сила притяжения якоря 25 к корпусу 14 и к сердечнику 15 из-за магнитного сопротивления, образуемого в двух воздушных зазорах между их близлежащими поверхностями, значительно ниже усилия, создаваемого пружинами отключения 26. Консольные части одноплечих рычагов 33 синхронизирующего вала 31 занимают крайнее нижнее положение, при котором блок-контакты 38 находятся в свободном состоянии, а указатель 44 состояния выключателя показывает, что он выключен.

Включение выключателя осуществляется только электрическим способом по соответствующей команде из внешней схемы. При подаче напряжения на обмотку включения катушки 19 в неподвижных и подвижных частях магнитопроводов создается поляризующий магнитный поток, совпадающий по направлению с магнитным потоком, создаваемым постоянным магнитом 21. В результате суммарного воздействия этих магнитных потоков сила притяжения якоря 25 к корпусу 14 и к сердечнику 15 становится значительно больше величины усилия, создаваемого пружинами отключения 26. Под действием силы притяжения якорь 25 вместе со штоком 22 начинают перемещаться вверх. Соответственно вверх перемещается тяговый изолятор 10. Включенное состояние неподвижных контактов 6 с подвижными контактами 7 в вакуумных дугогасительных камерах 5 и замыкание верхних 3 и нижних 4 контактов на полюсах 2 в силовой цепи обеспечивается пружинами поджатия 11. Пружины отключения 26 при этом сжимаются. Консольные части одноплечих рычагов 33 синхронизирующего вала 31 перемещаются из нижнего в верхнее положение. Блок-контакты 38 отключают из внешней схемы команду на включение, после чего прекращается подача напряжения на обмотку включения катушки 19 в электромагнитных приводах 12. Дальнейшее удержание якоря 25 и штока 22 в крайнем верхнем положении обеспечивается за счет усилий воздействия магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 21 в магнитопроводах, - "магнитной защелки". Вследствие того, что поляризующие магнитные потоки индуцируются постоянными магнитами 21 как между корпусом 14 и якорем 25, так и между сердечником 15 и якорем 25, усилие удержания якоря 25 при обесточенных катушках 19 и одинаковой величине магнитного потока увеличивается примерно в два раза по сравнению с электромагнитными приводами, выполненными с одним воздушным зазором в магнитной системе. Во включенном состоянии выключателя блок-контакты 38 замкнуты, механический указатель 43 показывает, что выключатель включен, а механический счетчик коммутационных циклов 44 перемещается на одно деление.

Выключение выключателя может осуществляться как электрическим способом, так и в ручном режиме посредством механизма ручного отключения. При выключении электрическим способом из блока управления по соответствующей команде из внешней схемы на обмотку выключения катушки 19 через пускатель 51 разряжается предварительно заряженный конденсатор 52. Обмотки выключения катушек 19 создают в неподвижных и подвижных частях магнитопроводов поляризующий магнитный поток, противоположный по направлению с магнитным потоком, создаваемым постоянным магнитом 21. В результате этого магнитная система частично размагничивается и суммарный магнитный поток между якорем 25 и корпусом 14, а также между якорем 25 и сердечником 15 уменьшается практически до нуля. Соответственно уменьшается усилие удержания якоря 25 и он под действием пружин отключения 26 вместе со штоком 22 перемещается в нижнее положение. Шарнирно связанные со штоками 22 посредством нижних вилок 24 и тяг 35 консольные части одноплечих рычагов 33 синхронизирующего вала 31 перемещаются в нижнее положение. При этом через тяговый изолятор 10 подвижные 7 и неподвижные 6 контакты в вакуумных дугогасительных камерах 5 расходятся, размыкая верхние 3 и нижние 4 контакты полюсов 2 в силовой цепи. Блок-контакты 38 отключают из внешней схемы команду на выключение, после чего подача напряжения на обмотки выключения катушек 19 в электромагнитных приводах 12 прекращается. Блок-контакты 38 переключаются в свободное состояние. Постоянным магнитом 21 создается поляризующий магнитный поток, который проходит через корпус 14 и якорь 25, а также через сердечник 15 и якорь 25. Возникающая при этом сила притяжения якоря 25 к корпусу 14 и к сердечнику 15 из-за магнитного сопротивления, создаваемого в двух воздушных зазорах между их близлежащими поверхностями, значительно ниже усилия пружин отключения 26. Дальнейшее удержание якоря 25 штока 22 в крайнем нижнем положении обеспечивается за счет усилий начального натяжения пружин отключения 26. Указатель 44 состояния выключателя показывает, что он выключен. В заявляемой конструкции выключателя в отличие от выключателя-прототипа выключение осуществляется в результате резкого уменьшения магнитного потока в воздушных зазорах в магнитной системе, а не за счет размагничивания постоянного магнита.

Выключение выключателя в ручном режиме осуществляется путем перемещения штока 22 с якорем 25 и тяговым изолятором 10 из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение в результате внешнего силового воздействия. Для этого внутрь корпуса 1 через отверстие в фасадной крышке заводят концевую часть съемной рукоятки 41 механизма ручного отключения и ее торцевую часть фиксируют на упоре 42. После этого противоположный конец упомянутой рукоятки 42 с усилием перемещают вниз. В результате синхронизирующий вал 31 проворачивается и посредством рычагов 33 и тяг 35 перемещает штоки 22 и связанные с ними якоря 25 и тяговые изоляторы 10. Подвижные 7 и неподвижные 6 контакты в вакуумных дугогасительных камерах 5 расходятся, размыкая верхние 3 и нижние 4 контакты полюсов 2 в силовой цепи. Блок-контакты 38 переключаются в свободное состояние.

Проведенные исследования заявляемой конструкции выключателя подтвердили его работоспособность и достижение поставленной задачи. Величина усилия удержания подвижных контактов в вакуумной камере при включенном состоянии выключателя составила около 5,4 кН, что практически в 4 раза больше, чем у выключателя-прототипа при примерно одинаковых габаритных размерах и массе электромагнитных приводов. В целом предлагаемое конструктивное исполнение и взаимосвязи электромагнитных приводов, пружин отключения и механизма ручного отключения обеспечивают существенное повышение надежности высоковольтного вакуумного выключателя в эксплуатации при одновременном упрощении его конструкции и повышении безопасности.

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 тяговым изолятором, оборудованным пружинами поджатия, смонтированные внутри корпуса электромагнитные приводы, каждый из которых расположен соосно с полюсами и соединен с тяговым изолятором соответствующего полюса, и пружины отключения, а также связанные с электромагнитными приводами блок управления и механизм ручного отключения, при этом каждый электромагнитный привод содержит неподвижную и подвижную части магнитопровода, катушку и постоянный магнит, подвижная часть магнитопровода содержит шток, противоположные концы которого соединены с якорем и тяговым изолятором соответствующего полюса, а электромагнитные приводы соединены между собой посредством синхронизирующего вала, связанного со штоками подвижной части магнитопровода, отличающийся тем, что пружины отключения расположены между электромагнитными приводами и связаны с подвижными частями магнитопроводов посредством синхронизирующего вала, неподвижная часть каждого магнитопровода содержит корпус кольцеобразной формы и коаксиально расположенный внутри корпуса сердечник с центральным отверстием и кольцевым выступом в его верхней части, катушка закреплена между корпусом и сердечником под упомянутым кольцевым выступом с образованием зазора между последним и внутренней поверхностью корпуса, а постоянный магнит расположен в упомянутом зазоре над катушкой по наружной поверхности кольцевого выступа сердечника, при этом шток расположен в центральном отверстии сердечника, а якорь выполнен дискообразной формы.

2. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что пружины отключения расположены на штоках, смонтированных в П-образных скобах, верхние полки которых жестко закреплены на плите в верхней части корпуса выключателя, при этом штоки выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, а их нижние части посредством тяг шарнирно соединены с рычагами, жестко закрепленными на синхронизирующем валу.

3. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что механизм ручного отключения содержит съемную рукоятку, выполненную с возможностью фиксирования в корпусе выключателя посредством упора, закрепленного на его задней стенке, и взаимодействия с синхронизирующим валом посредством вилки, соединенной со штоком одного из электромагнитных приводов, при этом в фасадной части корпуса выключателя выполнено отверстие для размещения упомянутой рукоятки.

4. Высоковольтный вакуумный выключатель по п.1, отличающийся тем, что блок управления выполнен в отдельном корпусе.