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, повышение распределения номинального тока по подвижным контактам (ножам), упрощение конструкции, повышение надежности работы и увеличение срока эксплуатации. Это достигается тем, что разъединитель с автономным жидкостным охлаждением имеет радиаторы размещенные на площадке, закрепленной на изоляторах, расположенных на неподвижных контактах, в местах соприкосновения неподвижных контактов и подвижных контактов (ножей) используются электропроводящие пасты и смазки, при этом длина радиаторов увеличена и радиаторы размещаются параллельно неподвижным контактам. Новым в полезной модели является размещение радиаторов на площадке закрепленной на изоляторах, наличие площадки, изоляторов, использование электропроводящих паст и смазок, увеличение длины и площади поверхностей радиаторов и размещение радиаторов параллельно неподвижным контактам.

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 12 ООО 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 используемый как часть экрана при установке разъединителя в закрытом токопроводе, что значительно снижает 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(3)-20/12500 с автономным жидкостным охлаждением на номинальный ток 24000 Ампер (Шалагинов .., Беляев В.Л. Патент 124433, Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением, 2013.)·

По конструкции разъединитель имеет основание, неподвижные контакты, подвижные контакты (ножи) в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, изоляторы, площадку (основание), радиаторы с распределителями, трубки радиатора, штуцеры, соединительные трубки, датчики давления поршневого типа, микровыключатели аварийной сигнализации.

Недостатками этого аппарата являются: ограничение номинального тока, сравнительно неравномерное распределение тока по подвижным контактам (ножам) и невысокая надежность и ограниченный срок эксплуатации вследствие того, что радиаторы механически связаны с подвижными контактами (ножами) и во время процесса коммутации (включения-отключения) радиаторы перемещаются одновременно с подвижными контактами, то есть подвижные контакты несут дополнительную механическую нагрузку, что понижает надежность работы, уменьшает срок эксплуатации и делает конструкцию разъединителя более сложной.

Целью полезной модели являются: повышение номинального тока, улучшение распределения номинального тока по подвижным контактам (ножам), упрощение конструкции, повышение надежности работы и увеличение срока эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что разъединитель имеет радиаторы, размещенные на площадке закрепленной на изоляторах на неподвижных контактах (тем самым снимая радиаторы с подвижных контактов (ножей) и полностью убирая дополнительную механическую нагрузку на подвижные контакты - ножи), неподвижные и подвижные контакты имеют в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) и неподвижных контактов электропроводящие пасты и смазки, что позволит увеличить площадь соприкосновения, уменьшить и стабилизировать переходное сопротивление (сопротивление стягивания) и сделать распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) более равномерным, при этом длина и площадь охлаждающих поверхностей радиаторов увеличены, и радиаторы размещаются параллельно неподвижным контактам.

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 четырьмя подвижными контактными ножами 3 с серебряными напайками, с использованием электропроводящих паст и смазок 4. Эти ножи 3 сделаны из полых медных шин с каналами для водяного охлаждения. Они соединены между собой трубками 5. Над аппаратом расположены два радиатора 6 и 7, расположенные на площадке 8, закрепленной на изоляторах 9, 10 и 11, 12 установленных на неподвижных контактах 1 и 2. 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 одну часть радиатора. Охлажденная жидкость вытекает из его другого конца и поступает в контактные ножи на горизонтальной стороне аппарата. Этим создается замкнутый контур циркуляции.

Для улучшения условий движения жидкости циркуляционному контуру придана такая форма, что по всей его части нет участков, где бы жидкости приходилось опускаться вниз или подниматься вверх. Каждая секция радиатора состоит из пяти оребренных медной проволокой латунных трубок 13, заделанных своими концами в распределители 14, представляющие собой прямоугольные коробки из нержавеющей стали. Они имеют штуцера 15 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 13 устанавливаются перегородки, позволяющие использовать желаемое число параллельно включенных трубок 12 радиатора 5.

На Фиг.2 показана схема автономного охлаждения подвижных контактов с одной стороны разъединителя. Подвижные контакты - ножи 3, 4 - электропроводящие пасты и смазки, соединительные шланги 5 и радиатор 6.

Разъединитель работает следующим образом: (Фиг.2). При включении подвижных контактов 3 по разъединителю идет ток нагрузки. Жидкость, находящаяся внутри полых подвижных контактов 3 нагревается, ее плотность уменьшается, и она поднимается вверх в радиатор 6. Холодная жидкость с большей плотностью опускается из радиатора в контакты 3. Наблюдается конвективный обмен тепла между контактами 3 и радиатором 6, 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. При этом благодаря наличию электропроводящих паст и смазок 4 в зоне контакта обеспечивается более равномерное распределение тока по подвижным контактам (ножам) 3.

Технико-экономический эффект предполагаемого технического решения состоит в:

1. Повышении номинального тока которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на площадке 8 закрепленной на изоляторах 9, 10и 11, 12 расположенных на неподвижных контактах 1 и 2 (вместо размещения на подвижных контактах (ножах) 3);

2. Повышении номинального тока, которое достигается использованием в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) 3 и неподвижных контактов 1 и 2 электропроводящих паст и смазок 4, что позволит увеличить площадь соприкосновения, уменьшить и стабилизировать переходное сопротивление (сопротивление стягивания) контакта и сделать тем самым распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) 3 более равномерным;

3. Повышении надежности работы разъединителя, которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на площадке 8 закрепленной на изоляторах 9, 10 и 11, 12 расположенных на неподвижных контактах 1 и 2 (вместо размещения на подвижных контактах (ножах) 3);

4. Упрощение конструкции аппарата, которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на площадке 8 закрепленной на изоляторах 9, 10 и 11, 12 расположенных на неподвижных контактах 1 и 2 вместо размещения на подвижных контактах (ножах) 3);

5. Увеличении срока эксплуатации, которое достигается размещением радиаторов 6 и 7 на площадке 8 закрепленной на изоляторах 9, 10 и 11, 12 расположенных на неподвижных контактах 1 и 2 и использованием в местах соприкосновения подвижных контактов (ножей) 3 и неподвижных контактов 1 и 2 электропроводящих паст и смазок 4, что позволит увеличить площадь соприкосновения, улучшить переходное сопротивление (сопротивление стягивания) и улучшить тем самым распределение номинального тока по подвижным контактам (ножам) 3 и сделать его более равномерным;

6. Увеличение срока эксплуатации, которое достигается также снижением температуры нагрева воды на выходе радиаторов более, чем на 10°C, вследствие увеличения длины и поверхности радиаторов и большим временем остывания жидкости во время прохождения по радиаторам расположенным горизонтально (скорость движения жидкости снижается).

Разъединитель с автономным жидкостным охлаждением, включающий основание, неподвижные контакты, подвижные контакты (ножи) в виде полых медных шин с каналами для водяного охлаждения, изоляторы, радиаторы с распределителями, трубки радиатора, штуцеры, соединительные трубки, датчики давления поршневого типа, микровыключатели аварийной сигнализации, отличающийся тем, что радиаторы размещаются на площадке, закрепленной на изоляторах, расположенных на неподвижных контактах, в местах соприкосновения неподвижных контактов и подвижных контактов (ножей) используются электропроводящие пасты и смазки, при этом длина и площадь поверхностей радиаторов увеличены и радиаторы размещаются параллельно неподвижным контактам.