Разъединитель
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в разъединителях высокого напряжения.
Сущность полезной модели состоит в том, что в известном разъединителе, содержащем раму, изоляторы и контактные ножи, на одном из которых установлен ламельный контакт, состоящий из подпружиненных ламелей с заходной и концевой частями, ловителей входящего контакта, на другом контактном ноже - входящий контакт с контактной частью, согласно полезной модели, ловители входящего контакта выполнены в виде, по меньшей мере, двух отдельных элементов, ловители входящего контакта выполнены в виде, по меньшей мере, двух отдельных элементов, закрепленных одним концом шарнирно на контактном ноже, ламельный контакт в своей заходной части соединен с указанным ловителем входящего контакта с возможностью их взаимного перемещения, а в своей концевой части - шарнирно, при этом во включенном положении разъединителя поверхности ловителей входящего контакта расположены над контактной частью входящего контакта без соприкосновения с указанной контактной частью. Ловители входящего контакта могут быть выполнены в виде, по меньшей мере, двух пластинчатых элементов, установленных на контактном ноже на ребро. Ловители входящего контакта могут быть выполнены из нетоковедущего материала или из ферромагнитного материала, также они могут быть выполнены с изоляцией от ламельного контакта. Ламельный контакт может быть выполнен в виде нескольких пластин, установленных на контактном ноже на ребро, и снабжен магнитным замком в виде П-образных скоб или противогололедного кожуха.
Разъединители по данной полезной модели обладают пониженным расходом цветного металла в ламельном контакте, т.к. ламели по длине выполняются укороченными без ловителей, а ловители выполнены в виде отдельных нетоковедущих элементов. Ламельный контакт получается компактным, установка ламелей на ребро на контактном ноже улучшает работоспособность при гололеде и теплоотвод при протекании номинального тока. Разъединители обладают повышенной стойкостью к токам короткого замыкания в связи с тем, что ловители могут выполняться из ферромагнитного материала, а также могут снабжаться эффективным магнитным замком, в том числе, в виде противогололедного кожуха.
Известны разъединители, содержащие раму, основания с поворотными валами и плитами, на которых установлены опорно-поворотные изоляторы. На одном изоляторе закреплен контактный нож с ламельным контактом, на другом - контактный нож с входящим контактом, образующими разъемный контакт разъединителя.
Ламельный контакт состоит из подпружиненных пластинчатых ламелей, на заходной и концевой частях которых имеются контактные поверхности, выполненные виде фасонных сгибов ламелей. На заходной части ламелей как их продолжение имеется также отгиб под некоторым углом к продольной оси ламелей (примерно 35-45°), который является ловителем входящего контакта, Ловитель выполняется для улавливания входящего контакта в самых неблагоприятных условиях эксплуатации, в том числе для успешного включения разъединителя. Ловители выполняются длиннее у разъединителей на большие напряжения (свыше 110 кВ), при номинальных токах более 1000 А, при больших тяжениях подводящего провода, гололедообразовании более 10 мм, низких температурах (ниже минус 30°С), наличии люфтов в шарнирах, упругих деформаций элементов кинематики и т.д., когда под действием совокупности перечисленных факторов при включении разъединителя между продольными осями контактных ножей образуется некоторый угол и ламели не могут успешно войти во входящий контакт другого контактного ножа без ловителей. Ловители выполняются из того же материала, что и ламели, т.е. из токоведущего материала (меди) и в проведении тока не участвуют. На каждой ламели установлена пластина из стали (ферромагнитного материала) такой же ширины, которая служит не только для повышения жесткости ламели, но в первую очередь для выполнения функции так называемого магнитного замка, который повышает контактное нажатие на контактные поверхности ламели при протекании тока короткого замыкания и таким образом повышает стойкость токам короткого замыкания. Для защиты от гололеда толщиной корки льда 10 мм и более установлен специальный противогололедный кожух (В. В. Афанасьев «Разъединители переменного тока высокого напряжения», Госэнергоиздат, М., 1963 г, с.156, рис.6-20).
Недостатком этих разъединителей является большой расход цветного металла в ламельном контакте, вызванный тем, что ловители входящего контакта объединены с ламелями, а также тем, что затруднена теплоотдача с ламелей из-за их расположения плашмя на контактном ноже. Кроме того, не в полной мере используется эффект магнитного замка, т.к. имеются большие магнитные зазоры по ширине ламельного контакта, пластины магнитного замка располагаются друг относительно друга с зазором, определяемым расположением ламелей, что приводит к снижению стойкости к токам короткого замыкания. При больших номинальных токах ламельный контакт имеет большой габарит по ширине, что отрицательно сказывается на работе при гололеде.
Задачей настоящей полезной модели является создание разъединителя с уменьшенным расходом цветного металла, с повышенной стойкостью к токам короткого замыкания и улучшенной работоспособностью при гололеде.
Решение этой задачи достигается тем, что в известном разъединителе, содержащем раму, изоляторы и контактные ножи, на одном из которых установлен ламельный контакт, состоящий из подпружиненных ламелей с заходной и концевой частями, ловителей входящего контакта, на другом контактном ноже - входящий контакт с контактной частью, согласно полезной модели, ловители входящего контакта выполнены в виде, по меньшей мере, двух отдельных элементов, закрепленных одним концом шарнирно на контактном ноже, ламельный контакт в своей заходной части соединен с указанным ловителем входящего контакта с возможностью их взаимного перемещения, а в своей концевой части - шарнирно, при этом во включенном положении разъединителя поверхности ловителей входящего контакта расположены над контактной частью входящего контакта без соприкосновения с указанной контактной частью.
Ловители входящего контакта могут быть выполнены в виде, по меньшей мере, двух пластинчатых элементов, установленных на контактном ноже на ребро.
Ловители входящего контакта могут быть выполнены из нетоковедущего материала или из ферромагнитного материала, а также могут быть выполнены с изоляцией от ламельного контакта.
Ламельный контакт может быть выполнен в виде нескольких пластин, установленных на контактном ноже на ребро, и снабжен магнитным замком в виде П-образных скоб или противогололедного кожуха.
На фиг.1 изображен разъединитель, общий вид; на фиг.2 - ламельный контакт; на фиг.3 - то же, что на фиг.2, вид сверху; на фиг.4 - ламельный контакт с магнитным замком в виде противогололедного кожуха; на фиг.5 - то же, что на фиг.4, вид сверху.
Разъединитель содержит раму 1, на которой закреплены основания 2, в которых установлены поворотные валы с плитами 3. К плитам 3 крепятся два опорно-поворотных изолятора 4 (как частный случай на небольшие напряжения до 110 кВ у разъединителя может быть только один опорно-поворотный изолятор).
На изоляторах 4 устанавливаются контактный нож 5 с ламелями 6 (контактными пальцами) и контактный нож 7 с входящим контактом 8, образующими ламельный (разъемный) контакт разъединителя.
На контактном ноже 5 закреплен неподвижно уголок 9, к которому шарниром 10 (например, цилиндрическим в виде оси, болта и т.д.) прикреплен в виде отдельного элемента ловитель 11 входящего контакта 8 с улавливающей частью 12 (минимум два ловителя 11 по одному с каждой стороны контактного ножа 5). Ламельный контакт состоит из нескольких пар ламелей 6 (минимум двух, конкретное число зависит от пропускаемого тока), прижатых к контактному ножу 5 пружинами 13. Ламели 6 своими контактными поверхностями на заходной части 14 контактируют с входящим контактом 8 во включенном положении разъединителя благодаря пружинам 13, а на концевой части 15 - с контактными поверхностями контактного ножа 5.
Ламели 6 в своей концевой части 15 соединены с ловителем 11 входящего контакта 8 шарниром 10 (например, цилиндрическим в виде оси, болта и т.п.) с небольшим зазором, что позволяет ламелям 6 несколько поворачиваться (самоустанавливаться) на контактной поверхности при включении разъединителя. В заходной части 14 ламели 6 соединены с ловителем 11 входящего контакта 8 с возможностью взаимного перемещения ламелей 6 и ловителей 11 (например, в шарнирном соединении 16 с зазором относительно оси, проходящей через цилиндрическое отверстие в ламелях 6 и продолговатое отверстие в ловителе 11), что позволяет входящему контакту 8 беспрепятственно войти в ламели 6 при включении разъединителя.
При этом во включенном положении разъединителя ловители 11 входящего контакта 8 расположены над контактной частью входящего контакта 8 без соприкосновения с нею, т.е. ловители 11 входящего контакта 8 не взаимодействуют с контактными поверхностями входящего контакта 8 и контактного ножа 5 во включенном положении разъединителя.
Ловители 11 входящего контакта 8 могут быть выполнены в виде минимум двух пластинчатых элементов, установленных на контактном ноже 5 на ребро, причем ловители могут быть установлены в центре ламельного контакта (в виде двух пластинчатых элементов), или по краям ламелей (возможно, в виде четырех пластинчатых элементов), или в любом месте в ламельном контакте. Выполнение ловителей 11 в виде пластинчатых элементов, установленных на ребро на контактном ноже 5, позволяет улучшить работоспособность при гололеде, т.к. слой льда легче срезается с тонкой стороны ловителя при включении разъединителя, кроме того, уменьшается поперечный размер ламельного контакта. Ловители 11 могут быть выполнены из нетоковедущего материала, например, из пластмассы соответствующей прочности и сечения, или из другого материала с подобными свойствами.
Ловители 11 могут быть выполнены из ферромагнитного материала (стали соответствующей марки), что позволит в полной мере использовать эффект магнитного замка, т.к. ловители 11 расположены по всей длине ламелей 6. При протекании тока короткого замыкания магнитный поток замыкается на всей длине ловителей 11, что способствует повышению стойкости к токам короткого замыкания всего разъединителя. Ловители 11 входящего контакта 8 могут быть выполнены с изоляцией от ламельного контакта, например, путем покрытия слоем изоляционного материала, например, фторопласта, при этом фторопласт, обладая низкими адгезионными свойствами ко льду, не позволяет образовываться корке льда и значительно уменьшает сопротивление входу входящего контакта 8 из-за низкого коэффициента трения скольжения.
Ламельный контакт может быть выполнен в виде нескольких пластинчатых ламелей 6, установленных на контактном ноже 5 на ребро. Это позволяет выполнить ламельный контакт компактным с уменьшенным размером по ширине или с увеличенным числом ламелей (и соответственно контактных точек), что важно в разъединителях с большими номинальными токами и токами короткого замыкания. Кроме того, такой контакт меньше подвержен гололедообразованию из-за меньшей поверхности, и поэтому он лучше работает при гололеде.
В разъединителях на большие токи короткого замыкания ламельный контакт целесообразно снабжать магнитным замком в виде П-образных скоб 17, при этом полка 18 скобы 17 будет перекрывать ламельный контакт со стороны ребер ламелей 6, а стенки 19 скобы - со стороны их широкой стороны, охватывая, таким образом, большую часть ламельного контакта. В связи с этим магнитный поток от тока короткого замыкания, замыкаясь по П-образным скобам, имеет небольшое магнитное сопротивление, поэтому дополнительное усилие, действующее на ламели 6, в этом случае будет значительным.
В разъединителях, предназначенных для работы в районах с сильным гололедообразованием, ламельный контакт целесообразно снабжать магнитным замком в виде противогололедного кожуха, который может представлять собой две П-образные скобы 17, установленные своими стенками на ламелях 6. При этом скобы своими полками 18 приближаются друг к другу достаточно близко, образуя зазор 20, равный или немного больший зазора контактов ламелей 6 в их заходной части 14, а входящий контакт 8 полностью заходит в пространство, образуемое полками 18 кожуха (П-образной скобы). В этом случае кожух эффективно защищает не только ламельный контакт, но и входящий контакт 8. При этом в данном случае сопротивление магнитному потоку от тока короткого замыкания минимально из-за малых воздушных промежутков и поэтому дополнительное усилие на ламели будет максимальным.
Разъединитель работает следующим образом. При включении его в нормальных условиях, когда продольные оси контактных ножей 7 и 5 находятся практически в одной плоскости, входящий контакт 8 контактного ножа 5 заходит в ламельный контакт (в заходную часть 14 ламелей 6) беспрепятственно, т.к. в этом случае ламели 6 поворачиваются вокруг шарнира 10 на незначительный угол, соответствующий ходу ламели 6 - всего около одного миллиметра. При включении разъединителя в неблагоприятных условиях (отложение гололеда на подводящих проводах, некоторое проседание опор, люфты и деформации элементов и т.п., когда между продольными осями контактных ножей появляется некоторый угол) входящий контакт 8 контактного ножа 7 ударяется об улавливающую часть 12 ловителя 11. При этом ловитель 11 поворачивается на некоторый угол, а вместе с ним и ламели 6, т.к. они соединены шарнирно, благодаря чему входящий контакт 8 в дальнейшем беспрепятственно заходит сначала в заходную часть 14 ламелей 6, а затем и в ламельный контакт.
Разъединители по данной заявке обладают пониженным расходом цветного металла в ламельном контакте, т.к. ламели по длине выполняются укороченными
без ловителей, а ловители выполнены в виде отдельного нетоковедущего элемента. Ламельный контакт получается компактным, установка ламелей на ребро на контактном ноже улучшает работоспособность при гололеде и теплоотвод при протекании номинального тока. Разъединители обладают повышенной стойкостью к токам короткого замыкания в связи с тем, что ловители могут выполняться из ферромагнитного материала, а также могут снабжаться эффективным магнитным замком, в том числе, в виде противогололедного кожуха.
На ЗАО «ЗЭТО» изготовлены разъединители на напряжения от 35 до 500 кВ по данной заявке, испытания которых показали хорошие результаты.
1. Разъединитель, содержащий раму, изоляторы и контактные ножи, на одном из которых установлен ламельный контакт, состоящий из подпружиненных ламелей с заходной и концевой частями, ловителей входящего контакта, на другом контактном ноже - входящий контакт с контактной частью, отличающийся тем, что ловители входящего контакта выполнены в виде, по меньшей мере, двух отдельных элементов, закрепленных одним концом шарнирно на контактном ноже, ламельный контакт в своей заходной части соединен с указанным ловителем входящего контакта с возможностью их взаимного перемещения, а в своей концевой части - шарнирно, при этом во включенном положении разъединителя ловители входящего контакта расположены над контактной частью входящего контакта без соприкосновения с указанной частью.
2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что ловители входящего контакта выполнены в виде двух пластинчатых элементов, установленных на контактном ноже на ребро.
3. Разъединитель по п.2, отличающийся тем, что ловители входящего контакта выполнены из нетоковедущего материала.
4. Разъединитель по п.2, отличающийся тем, что ловители входящего контакта выполнены из ферромагнитного материала.
5. Разъединитель по п.3 или 4, отличающийся тем, что ловители входящего контакта выполнены с изоляцией от ламельного контакта.
6. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что ламельный контакт выполнен в виде нескольких пластинчатых ламелей, установленных на контактном ноже на ребро.
7. Разъединитель по п.6, отличающийся тем, что ламельный контакт снабжен магнитным замком в виде П-образных скоб.
8. Разъединитель по п.6, отличающийся тем, что ламельный контакт снабжен магнитным замком в виде противогололедного кожуха.
