Встроенный пружинный привод выключателя

Пружинный привод высоковольтного выключателя

О П И С А Н И Е 38645I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № 289454

Заявлено 05.1Ъ .1971 (№ 1641041f24-7) с присоединением заявки №

Опубликовано 14.VI.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 22.IX.1973. т1. Кл. Н 011т 33 40

Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров

УДК 621.316,542.027.3.067. .4 (088.8) Авторы изобретения

В. Л. Луковец, Р. И. Гордиенко и В. П, Турский

ПРУЖИННЫИ ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к пружинным приводам для силовых высоковольтных выключателей.

Известен по основному авт. св. № 289454 пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий заводное устройство рабочих пружин и винтовую пару, состоящую из винтовой части, выполненной на внешней стороне регулируемой втулки, установленной на барабане пружинного энергоносителя, и диск-гайки с направляющими, жестко связанными с валом привода. При относительном вращении указанных барабана и вала дискгайка перемещается в аксиальном направлении и через промежуточные звенья приводит в соответствующее положение блок-контакты управления и сигнализации, указатели положения и т. п.

Пружинные приводы такой конструкции обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими известными приводами.

Они используются во многих опытно-конструкторских разработках. Однако в некоторых конструкциях приводов специального назначения требуется хороший доступ к рабочим пружинам, заключенным в барабане.

С целью упрощения конструкции и улучшения компоновки в предложенном приводе втулка, на которой выполнена винтовая часть винтовой пары, жестко закреплена на торцовой крышке барабана, а направляющие дискгайки установлены на рабочем элементе передаточного механизма, предназначенного для передачи движения от вала привода к валу выключателя. Причем указанные втулка или крышка .и диск-гайка снабжены упорами, взаимодействующими между собой в .конце заводки рабочих пружин.

Кроме того, с целью упрощения технологии сборки в торцовой крышке барабана выполнены отверстия, в которые входят при сборке направляющие диск-гайки.

На фиг. 1 и 2 показан предложенный пру>кинный привод, общий вид и разрез по Л вЂ” А.

15 На стальной сварной раме 1, являющейся корпусом привода, при помощи подшипников установлены вал 2 привода и вал 8 выключателя, который является промежуточным для передачи движения от вала привода к выклю20 чателю. На валу привода концентрически установлен барабан 4 пружинного энергоносителя, внутри которого заключены рабочие пружины 5, связанные одним концом с указанным барабаном, а другим концом с ва25 лом 2 привода. Барабан 4 энергоносителя установлен на валу 2 при помощи подшипников б и снабжен цилиндрической втулкой 7, на внешней стороне которой выполнена правая резьба. Причем втулка жестко закрепле30 на на торцовой крышке 8 барабана и выпол386451 нена регулируемой. Регулировка ее может быть осуществлена путем поворота крышки 8.

Необходимо отметить, что втулка и торцовая крышка могут быть выполнены в виде одной детали.

На винтовой части втулки установлена диск-гайка 9, снабженная направляющими10, которые установлены на рабочем элементе (щеке) 11 передаточного механизма, предназначенного для передачи движения от вала прпвода к валу выключателя. Передаточный механизм выполнен в виде эксцентрика, жестко установленного на валу 2 привода, обоймы 12 и закрепленной на ней тяги 18, шарнирно связанной с рычагом вала 8 выключателя.

Втулка 7 и соответственно барабан 4 пружинного энергоносителя с диск-гайкой 9 составляют винтовую пару. При этом диск-гайка через промежуточные звенья связана с блок-контактами управления устройством автоматической заводки, блок-контактами сигнализации и указателем положения (на чертеже.не показаны). Диск-гайка снабжена также упором 14 для взаимодействия в конце ручной заводки с упором 15, выполненным на торцовой, крышке 8, причем последний может иметь различную форму, а также может быть установлен на конце втулки 7. В данном случае важным является только то, чтобы он был жестко связан с барабаном 4. При установке упора 15 на конце втулки резьба винтовой пары должна быть левой. В этом случае при полностью раскрученных рабочих пружинах 5 диск-гайка 9 подходит к барабану

4 вплотную, и возможно заклинивание между рабочими элементами винтовой пары, вследствие возникновения значительных осевых усилий. Поэтому диск-гайку целесообразно снабжать вышеописанной блокировкой с обеих сторон, т. е. со стороны барабана и передаточного механизма. При этом упоры, устанавливаемые с обеих сторон диск-гайки, на торцовой крышке и втулке, могут быть выполнены в виде пальцев, выступов, углублений, незамкнутых концентрических пазов и другим образом, а также в виде различных их сочетаний. Кроме того, в торцовой крышке барабана выполнены отверстия 1б, в которые входят при сборке направляющие 10. В процессе сборки привода передаточный механизм сдвигается по валу 2 в сторону барабана 4, при этом втулка 7 может частично входить в отверстие 17, выполненное в щеке 11, а направляющие 10 входят в отверстия lб в торцовой крышке 8. После установки вала 2 привода передаточный механизм отодвигается на требуемое расстояние и жестко закрепляется на валу.

Для ручной и автоматической заводки рабочих пружин предусмотрено устройство, состоящее из роликовой обгонной муфты, одна из внешних обойм 18 которой предназначена для ручной заводки и снабжена рычагом 19, а другая 20 — предназначена для автоматп55

1. Пружинный привод высоковольтного выключателя по авт. св. Хо 298454, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения компоновки, втулка, на которой выполнена винтовая часть винтовой пары, жестко закреплена на торцовой крышке барабана, а направляющие диск-гайки установлены на рабочем элементе передаточного механизма, причем указанные втулка и диск-гайка ческой заводки и связана посредством рычага 21 и промежуточного редуктора 22 с электродвигателем 28 заводки. Внутренняя обойма обгонной муфты (на чертеже не показана) жестко связана с барабаном 4.

Фиксация и удержание подвижных рабочих органов привода в положении «включено» или

«отключено» осуществляется запорным устройством, установленным в правой части

>0 привода и связанным с его валом 2 (на чертеже запорное устройство закрыто крышкой).

Корпус привода закрыт съемной крышкой

24, на которой установлена ручка 25. На крышке предусмотрены окна для кнопки 2б ручного включения, кнопки 27 ручного отключения и указателя 28 положения.

Для производства операций включения и отключения необходимо завести рабочие пружины 5, что может быть осуществлено вруч20 ную (посредством рычага 19), или автоматически (электродвигателем 28), При этом вал 2 привода удерживается запорным устройством.

Во время заводки рабочих пружин барабан4 совместно с втулкой 7 вращается по часовой

25 стрелке (со стороны обгонной муфты), а дискгайка 9 перемещается в аксиальном направлении,к барабану. Так как диск-гайка через промежуточные звенья связана с блок-контактами управления устройством автоматической

З0 заводки и сигнализации, то в конце заводки блок-контакты разрывают цепь питания электродвигателя 28 и замыкают цепь сигнализации о положении рабочих пружин. Если же заводка рабочих пружин осуществляется

З5 вручную, то упор 15 торцовой крышки 8 входит в зацепление с упором 14 диск-гайки, и барабан стопорится. При этом упоры 14 и 15 установлены и отрегулированы таким образом, что входят в зацепление между собой

40 только после срабатывания блок-контактов и разрыва цепи питания электродвигателя 28.

Включение и отключение выключателя осуществляется путем поворота вала 2 привода соответственно на каждые 180 за счет потен45 циальной энергии, накопленной в пружинном энергоносителе. Полный цикл «включение— отключение» осуществляется при повороте вала 2 на 360 . При этом вращение вала 2 привода преобразуется в колебательное движе50 ние промежуточного вала 8 при помощи передаточного эксцентриково-рычажного механизма.

Составитель С. Шутова

Техред Е. Борисова

Корректор Т. Гревцова

Редактор Л. Францевич

Заказ 2564 9 Изд. № 1658 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, гК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 снабжены упорами, взаимодействующими между собой в конце заводки рабочих пружин, 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, г (»

Фиг 1,4 с целью упрощения технологии сборки, в торцовой крышке барабана выполнены отверстия, в которые входят при сборке направляющие диск-гайки.

Приводы высоковольтных выключателей

1.Привод ручной блинкерный автоматический

2.Электромагнитный привод

3.Пружинный привод

4.Пневматический привод.

Особенности, конструктивное исполнение, достоинства и недостатки:

1. Привод ручной блинкерный автоматический: применяют для малообъемных выключателей. Привод включают вручную, путем поворота рычага из нижнего положения в верхнее, после чего механизм привода удерживается защелкой во включенном состоянии. Снизу в коробке привода установлены встроенные реле тока (1-3) и катушки отключения. Отключается привод автоматически катушками или реле. Или вручную, поворотом рычага из верхнего положения в нижнее, освобождается защелка и происходит отключение.

2. Электромагнитный привод: предназначен для дистанционного и автоматического включения и отключения выключателя на электростанциях и подстанциях.

Недостаток:значительный ток (100А), потребляемый катушками.

Достоинства: наличие унифицированного механизма и сменных электромагнитных блоков.

3. Пружинные приводы: В этих приводах энергия необходимая для включения, запасается в спиральной (ППМ – 10) или цилиндрической (ПП – 74) пружинах, встроенных в маховик. После каждого включения пружины автоматически заводятся через редуктор, с помощью электродвигателя мощностью 1кВт. Пружинными приводами можно выполнить АПВ. Применяется привод ПП – 67 в ВМП – 10 и ВМП – 10 (внутренней установки) и ШПВ – 45 (шкаф). ПП не требует мощного источника постоянного тока (как ЭМ) или сжатого воздуха

4. Пневматические приводы: По принципу действия сходны с ЭМ. Но включают его поршнем под действием сжатого воздуха. При дистанционном включении в нем открывается электропневматический клапан, который подает из резервуара сжатый воздух в рабочий цилиндр. Поршень со штоком поднимается и включает выключатель.

Преимущества: конструктивно прост, надежен в работе, имеет малые габариты и невысокую стоимость, быстродействующий, включается без резких ударов.

Недостатки: необходимость в компрессорной установки, для создания сжатого воздуха, и в разветвленной сети воздухопроводов.

Отечественные заводы изготавливают бетонные реакторы, т.е. реакторы с сухой изоляцией и бетонным каркасом на напряжение 6 – 35кВ и ток 400 – 4000А. Трехфазный реактор представляет собой комплект, состоящий из трех катушек, по катушке на фазу. Обмотка выполняется из медного или алюминиевого многожильного провода, который имеет как наружную, так и внутреннюю изоляцию.

Чтобы предать обмотке механическую прочность, от динамических нагрузок при к.з., ее заливают в особой форме раствором цемента. После затвердевания окрашивают от проникновения влаги.

— обозначение одинарного реактора в схемах.

— обозначение сдвоенного реактора в схемах.

Способы расположения катушек реакторов:

1.Вертикальное

2. Ступенчатого

3.Горизонтальное.

Расстояние между осями S определяется из условий электродинамической стойкости всего комплекта.

Способы установки зависят от массы, размеров и конструкции РУ.

Наряду с одинарными реакторами широкое распространение получили сдвоенные реакторы, имеющие по 2 катушки на каждую фазу, намотанные в одном направлении и включенные согласно. Они имеют три зажима, один средний и два крайних.

Преимуществом сдвоенного реактора является изменение сопротивления в зависимости от применяемой схемы включения катушек и направления токов. Это позволяет изменять способность ограничивать токи к.з..

Комплектные трансформаторные подстанции.

КТП – это подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков КРУ или КРУН, поставленные с завода полностью соб­ранными или подготовленными для сборки. КТП применяют в постоянных, а также временных электроустановках промышленных предприятий, т.к. они транспортабельны и просты для монтажа и демонтажа. Изготавливают для внутренней КТП и наружной КТПН установки, могут быть открытыми и закрытыми.

КТП внутренней установки напряжением 6 – 10/0,4 – 0,23кВ применяют для непосредственного снабжения промышленных объектов, установок. Устанавливают вблизи потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть, идущую к токоприемникам, и дает возможность выполнять ее совершенными (в конструктивном отношении) магистралями ШМА и распределительными ШРА шинопроводами. Для безопасности эксплуатации на КТП применяют трансформаторы с сухой изоляцией и баком повышенной прочности.

Комплектные цеховые трансформаторные подстанции выполняют на напряжение 6 –10/0,4 – 0,23кВ с трансформаторами до 2500кВА. На сравнительно небольшой площади, занимаемой КТП, размещают силовой трансформатор, коммутационную защитную и измерительную аппаратуру и при необходимости секционный автомат для присоединения второго комплекта двух трансформаторной КТП. В КТП на стороне высокого напряжения применяют предохранители ПК и выключатели ВНП, на стороне низкого напряжения – предохранители ПН – 2 или Автоматические выключатели АВМ.

Приводы выключателей

Привод – это специальное устройство, создающее необходимые усилие для производства операции включения, для удержания во включенном положении и для отключения выключателя.

Основными частями привода являются: выключающий механизм, запирающий механизм (защелка), который удерживает выключатель во включенном положении, и расцепляющий механизм, освобождающий защелку при отключении.

Наибольшая работа совершается приводом при включении, так как необходимо преодолеть собственную массу подвижных контактов, сопротивление отключающих пружин, трение и силы инерции в движущихся частях. Операция включения во избежание приваривания контактов выключателя должна производиться быстро.

При отключении работа привода сводиться к освобождению защелки, удерживающей механизм во включенном положении, и осуществляется за счет силы сжатых или растянутых отключающих пружин.

В зависимости от источника энергии, затрачиваемой на включение и отключение, приводы подразделяют на:

А) ручные приводы применяются для маломощных выключателей, когда мускульной силы оператора достаточно для совершения работы включателя. Отключение м.б. автоматически с помощью реле, встроенных в привод. Приводы работают как на постоянном, так и на переменном токе. Применение ограничено, так как не позволяют дистанционно включать выключатель.

Б) пружинный привод: энергия, необходимая для его включения, запасается в мощной пружине, которая заводиться от руки или двигателем небольшой мощности. После каждого включения необходимо вновь завести пружину. Обычно привод дополняется спиральным двигателем, осуществляющим завод пружины. Такой привод позволяет осуществлять АПВ. Дистанционное и автоматическое отключение выключателя производиться с помощью реле, встроенных в нижней части привода, которые воздействуют на механизм свободного расщепления.

В) в некоторых приводах энергия пружины дополняется потенциальной энергией поднятого груза – пружинно-грузовые приводы.

Г) электромагнитные приводы – энергия, необходимая для включения, сообщается приводу в процессе включения от источника большой мощности. Усилие, необходимое для включения выключателя, создается стальным сердечником, который втягивается в катушку электромагнита при прохождении по ней тока. Электромагниты включения и отключения получают питание от мощной аккумуляторной батареи. Недостаток эл. маг. привода – большой потребляемый ток, отсюда необходимость мощной аккумуляторной батареи и значительное время включения (1с).

Д) пневматический привод обеспечивает быстрое включение выключателя за счет энергии сжатого воздуха (вместо электромагнита применяется пневматический цилиндр с поршнем). Сжатый воздух (Р=200 Н/) подается от компрессорной установки или на каждом приводе устанавливаются баллоны со сжатым воздухом, обеспечивающие 5-6 операций без подкачки воздуха. ().

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Пружинный привод высоковольтного выключателя

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в высоковольтных выключателях. Технический результат полезной модели — повышение быстродействия и надежности работы высоковольтного выключателя. Пружинный привод содержит включающий (1) и отключающий (2) электромагниты, выходной вал (3) и спиральную пружину (4). Пружина (4) кинематически связана с выходным валом (3) через храповой механизм с храповым колесом 5, которое установлено на валу 6. Храповой механизм фиксируется во взведенном положении пружины (4) и расфиксируется под воздействием якоря включающего электромагнита (1). Храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом (14) и кинематически связан с валом (3) через механизм свободного расцепления. Механизм свободного расцепления выполнен с возможностью фиксации включенного положения вала (3) и его расфиксации с разрывом кинематической связи с валом (3) под воздействием якоря отключающего электромагнита (2). Храповой механизм снабжен маховиком (27), установленным на валу (6) храпового колеса (5). 1 з.п.ф., 2 ил.

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в высоковольтных выключателях.

Известен пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом отключение выключателя (под действием его собственных отключающих пружин) обеспечивается за счет освобождения выходного вала, зафиксированного приводом во включенном состоянии выключателя [RU 99655 U1].

Недостаток известного решения состоит в следующем.

В случае включения на поврежденную линию или другую нагрузку, отключающим пружинам выключателя приходится дополнительно преодолевать инерционное сопротивление элементов цепи кинематической связи выходного вала с храповым механизмом. Это замедляет процесс отключения тока нагрузки, снижает быстродействие выключателя, ускоряет износ его контактов под воздействием разрываемой электрической дуги.

Сущность полезной модели

Технический результат полезной модели — повышение быстродействия и надежности работы высоковольтного выключателя.

Предметом полезной модели является пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями его фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом и кинематически связан с выходным валом через механизм свободного расцепления, выполненный с возможностью фиксации включенного положения выходного вала и его расфиксации с разрывом указанной кинематической связи под воздействием якоря отключающего электромагнита.

Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что храповой механизм снабжен маховиком, установленным на валу храпового колеса.

Осуществление полезной модели с учетом ее развития

На фиг.1 представлен общий вид привода, а на фиг.2 — привод в разрезе, иллюстрирующем его внутреннее устройство.

Пружинный привод содержит включающий электромагнит 1, отключающий электромагнит 2, выходной вал 3, предназначенный для кинематического соединения с тягой высоковольтного выключателя, и спиральную пружину 4.

Пружина 4 кинематически связана с выходным валом 3. Цепь этой кинематической связи содержит храповой механизм, включающий храповое колесо 5, установленное на валу 6, взводящую собачку 7, удерживающую собачку 8. Фиксацию храпового механизма во взведенном положении пружины обеспечивает механизм удержания, в состав которого входят: валик 9 с лыской на хвостовике, рычаги 10 и 11. На одном конце рычага 11 установлен фиксирующий ролик 12, заходящий за выступ на рычаге 10. Второй конец рычага 11 тягой 13 связан с якорем включающего электромагнита 1, под воздействием которого храповой механизм расфиксируется.

Храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом 14, якорь которого связан с храповым колесом 5 через коромысло 15 и взводящую собачку 7, которая поворачивает храповое колесо 5 на один зуб.

Кинематическая связь храпового механизма с выходным валом 3 осуществляется через кулачок 16, ролик 17, рычаг 18, подпружиненный шток 19 и механизм свободного расцепления. В состав этого механизма входят ролик 20, шарнирно соединенные рычаги 21 и 22. Кроме того, механизм свободного расцепления включает элементы, обеспечивающие фиксацию выходного вала во включенном положении и расфиксацию с разрывом кинематической связи осуществляемую под воздействием якоря отключающего электромагнита 2. К этим элементам относятся: подпружиненный рычаг 23, снабженный роликом, отключающая собачка 24 с пружиной, подпружиненый валик 25 с роликовым упором, а также защелка 26.

На валу 6 храпового колеса 5 установлен маховик 27.

Устройство работает следующим образом.

При каждом срабатывании взводящего электромагнита 14 его якорь поворачивает коромысло 15 и взводящая собачка 7 поворачивает храповое колесо 5 на один зуб. После полного взведения храпового механизма и связанной с ним спиральной пружины 4 электромагнит 14 отключается.

Включение привода (выключателя) осуществляется при срабатывании включающего электромагнита 1, якорь которого через тягу 13 поворачивает рычаг 12 и выводит фиксирующий ролик 12 из зацепления с рычагом 10. Храповое колесо 5 расфиксируется и взведенная пружина 4 освобождается.

Под воздействием пружины 4 храповое колесо 5 и соосные с ним кулачок 16 и маховик 27 поворачиваются против часовой стрелки. Кулачок 16 воздействует через ролик 17 на рычаг 18, который толкает шток 19.

Шток 19 перемещается и передает усилие через ролик 20 и шарнирно соединенные рычаги 21 и 22 на выходной вал 3, который переводит во включенное состояние высоковольтный выключатель. Во включенном положении вала 3 ролик 20 фиксируется защелкой 26.

Отключение осуществляется под действием его собственных пружин выключателя при срабатывании электромагнита 2, якорь которого поворачивает подпружиненный валик 25, высвобождая отключающую собачку 24., которая в свою очередь расфиксирует подпружиненный рычаг 23. При освобождении рычага 23 ролик 20 срывается с защелки 26 и механизм свободного расцепления складывается.

Благодаря расфиксации механизма свободного расцепления с освобождением выходного вала 3 от связи с элементами кинематической связи, обеспечивающими включение привода (подпружиненный шток 19, рычаг 18, ролик 17) уменьшается нагрузка на отключающие пружины выключателя и, как следствие, уменьшается время отключения.

Маховик 27 на валу 6 храпового колеса 5 накапливает энергию на начальном этапе цикла включения, когда пружина 4 только выходит из взведенного состояния и ее усилие максимально, и отдает энергию на последнем этапе цикла включения, когда усилие пружины 4 ослабевает. При этом максимальное усилие на валу 3, необходимое выключателю в конце цикла его включения, обеспечивается при меньшем начальном усилии пружины 4 и, соответственно, меньшей энергии для ее взвода.

1. Пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями его фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом и кинематически связан с выходным валом через механизм свободного расцепления, выполненный с возможностью фиксации включенного положения выходного вала и его расфиксации с разрывом указанной кинематической связи под воздействием якоря отключающего электромагнита.

2. Привод по п.1, в котором храповой механизм снабжен маховиком, установленным на валу храпового колеса.