Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей. Целью полезной модели являются: повышение номинального тока, надежности работы, экономия цветных и драгоценных металлов и увеличение срока эксплуатации. Это достигается тем, что разъединитель имеет автономное жидкостное охлаждение подвижных контактов. Новым в данной полезной модели является наличие четырех подвижных контактов (ножей) выполненных в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, радиаторов, трубок радиатора, соединительных трубок, распределителей, штуцеров, а также наличие в верхней части каждого из распределителей датчика давления поршневого типа имеющего возможность воздействовать на микровыключатель аварийной сигнализации.

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей.

Известен разъединитель типа РВК-20/12000 с естественным охлаждением на 12000 ампер (Филиппов Ю.А. Разработка конструкций и исследования разъединителей на номинальные токи 12000-14000 А. - Сб. «Высоковольтное аппаратостроение» под ред. проф. В.В.Афанасьева, «Энергия», 1969, с.173-181.)

На стальном сварном цоколе установлены семь опорных изоляторов и один поворотный изолятор, служащий элементом привода разъединителя. Между изоляторами и цоколем расположен дюралюминиевый лист служащий, используемый, как часть экрана при установке разъединителя в закрытом токопроводе, чем значительно снижается нагрев цоколя от воздействия электромагнитного поля. На изоляторах закреплены неподвижный разъемный контакт и неподвижный неразъемный контакт, в сторону которого уходит нож при отключении разъединителя. Коробчатая конструкция неподвижных образуется из четырех уголков и четырех пластин между ними. Уголки и пластины обоих неподвижных контактов выполнены из листовой меди и закреплены на стальных сварных контактодержателях. Нож разъединителя выполнен из восьми одинаковых шин, имеющих в сечении швеллеробразный профиль полками наружу, расположенных по две с каждой из четырех сторон неподвижных контактов. Заданная ориентация шин ножа относительно друг друга и относительно неподвижных контактов достигается с помощью сварной неподвижной коробки, которая, в свою очередь, ориентирована относительно неподвижного контакта посредством регулируемых роликов установленных на внутренних стенках контактодержателя.

Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, большой расход цветных (меди) и драгоценных (серебра) металлов, сравнительно невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации.

Известен разъединитель типа РВП(З)-20/12500 с естественным охлаждением на 12500 ампер (Беляев В.Л. Многоамперные электрические аппараты постоянного тока. - СПб: СЗТУ, 2003. - с.256.).

По конструкции разъединитель с поступательным движением главных ножей состоит из основания, опорных изоляторов, подвижных контактных ножей, неподвижных контактов, приводного вала и редукторов. На основании располагается один или два вала заземлителей. Изоляция разъединителя состоит из шести опорных изоляторов. На изоляторах закреплена контактная система, состоящая из двух неподвижных и восьми подвижных контактных ножей. Контактные ножи образуют подвижную систему, которая на роликах поступательно движется внутри неподвижного контакта. Контактное давление создается контактными пружинами

Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, большой расход цветных (меди) и драгоценных (серебра), сравнительно невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации.

Целью изобретения являются: повышение номинального тока и надежности работы, экономия цветных (меди) и драгоценных металлов (серебра) и увеличение срока эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что разъединитель имеет автономное жидкостное охлаждение подвижных контактов разъединителя

Общий вид разъединителя с автономным жидкостным охлаждением показан на Фиг.1. Здесь токопровод коробчатого сечения образует два укрепленных на изоляторах неподвижных контактов 1 и 2, перемыкаемых 4 подвижными контактными ножами 3 с серебряными напайками. Эти ножи сделаны из полых медных шин с каналами для водяного охлаждения. Они соединены между собой трубками 4. Над аппаратом расположены два радиатора 5 и 6, соединенные с контактными ножами правой и левой половины аппарата. Радиаторы механически связаны с ножами и передвигаются вместе с ними. Вся система заполнена охлаждающей жидкостью. Нагревание жидкости начинается в ножах, расположенных на нижней поверхности разъединителя. Далее он проходит через ножи, расположенные на боковых сторонах аппарата, и поступает в верхнюю часть радиатора, который для улучшения условий тепловой конвекции наклонен к горизонту. Охлажденная жидкость вытекает из его нижнего конца и поступает в контактные ножи на нижней горизонтальной стороне аппарата. Этим создается замкнутый контур циркуляции.

Для улучшения условий движения жидкости циркуляционному контуру придана такая форма, что по всей его восходящей части нет участков, где бы жидкости приходилось опускаться вниз, а на нисходящей - подниматься вверх. Каждая секция радиатора состоит из пяти оребренных медной проволокой латунных трубок 7, заделанных своими концами в распределители 8, представляющие собой прямоугольные коробки из нержавеющей стали. Они имеют штуцера 9 для соединения с аппаратом и отверстия для заливки жидкости, закрываемые металлическими пробками. Для предохранения системы от чрезмерного повышения давления при парообразовании в верхней части распределителя установлен датчик давления поршневого типа, воздействующий на микровыключатель аварийной сигнализации. Внутри распределителей 8 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 7 радиатора 5.

На Фиг.2 показана схема автономного охлаждения подвижных контактов с одной стороны разъединителя. Подвижные контакты - ножи 3, соединительные шланги 4 и радиатор 5.

Разъединитель работает следующим образом: (Рис.2). При включении подвижных контактов 3 по разъединителю идет ток нагрузки. Жидкость, находящаяся внутри полых подвижных контактов нагревается, ее плотность уменьшается, и она поднимается вверх в радиатор 5. Холодная жидкость с большей плотностью опускается из радиатора в контакты 3. Наблюдается конвективный обмен тепла между контактами 3 и радиатором 5, в котором жидкость охлаждается. В результате происходит более интенсивный отбор тепловых потерь из контактной системы разъединителя, снижается его температура, и ток нагрузки через разъединитель может быть увеличен.

Технико-экономический эффект предполагаемого технического решения состоит в:

1. Повышение номинального тока достигается наличием подвижных контактов (ножей) 3 выполненных в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения и использованием системы автономного жидкостного охлаждения.

2. Повышение надежности работы разъединителя достигается использованием автономного жидкостного охлаждения подвижных контактов разъединителя и наличием в верхней части распределителя 8 датчика давления поршневого типа имеющего возможность воздействовать на микровыключатель аварийной сигнализации. Кроме того, внутри распределителей 8 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 7 радиатора. Постоянное наличие и циркуляция охлаждающей жидкости в системе автономного охлаждения является гарантом стабильно низких и допустимых температур нагрева подвижных и неподвижных контактов электрического аппарата.

3. Упрощение конструкции аппарата и приводного механизма достигается тем, что счет применения системы автономного жидкостного охлаждения стало возможным уменьшить в 2 раза число подвижных контактов (ножей). (Было 8 стало 4)

4. Экономия цветных (меди) и драгоценных (серебра) металлов достигается также за счет того, что используется система автономного жидкостного охлаждения и количество подвижных контактов (ножей) с серебряными напайками уменьшилось в 2 раза (Было 8 стало 4).

5. Увеличение срока эксплуатации достигается также применением системы автономного жидкостного охлаждения за счет которой удалось снизить, стабилизировать и перераспределить температуры нагрева, как подвижных, так и неподвижных контактов разъединителя

Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением, включающий основание, неподвижные контакты, подвижные контакты (ножи), изоляторы, отличающийся тем, что он снабжен двумя радиаторами, каждый из которых снабжен распределителем, трубками радиатора и штуцером, при этом четыре подвижных контакта выполнены в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, которые соединены соединительными трубками с радиатором, а в верхней части каждого из распределителей установлен датчик давления поршневого типа с возможностью воздействия на микровыключатель аварийной сигнализации.