RU2136073C1

RU2136073C1 - High-voltage load switch

Info

Publication number: RU2136073C1
Application number: RU97105624A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Выборов; А.Г. Анищенко
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Нальчикский завод высоковольтной аппаратуры"; Выборов Юрий Степанович; Анищенко Александр Григорьевич
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: high-voltage circuit- opening devices. SUBSTANCE: bases of movable contacts are provided with beak-shaped operating guides spaced at least one fourth of their length from axis of current-carrying strips of movable contacts which enter gap between mentioned current-carrying strips. EFFECT: improved reliability and service life, reduced cost. 5 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, в частности к трехполюсным выключателям нагрузки. The invention relates to high-voltage apparatus engineering, in particular to three-pole load switches.

Известен выключатель нагрузки, содержащий основание (раму), три контактные системы из подвижных и неподвижных контактов, установленных на изоляторах, механизмы привода и управления, приводящие контактные системы в положение "Включено" или "Отключено" [1]. Known load switch containing a base (frame), three contact systems of movable and fixed contacts mounted on insulators, drive and control mechanisms that bring the contact system to the "On" or "Disabled" position [1].

Недостатком этого выключателя является низкий механический ресурс контактных систем. The disadvantage of this switch is the low mechanical life of the contact systems.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является автогазовый выключатель нагрузки [2]. Closest to the technical solution of the present invention is an autogas load switch [2].

Недостатком такого выключателя являются пониженная надежность контактных систем из-за отсутствия надежного направления главных подвижных контактов в момент включения выключателя, низкая долговечность вспомогательных дугоприемных и дугогасительных контактов, недостаточная прочность соединения (сварки) дугостойких элементов вспомогательных подвижных и неподвижных дугогасительных контактов, а также повышенное электрическое сопротивление главных контактных систем. The disadvantage of such a switch is the reduced reliability of contact systems due to the lack of reliable direction of the main movable contacts at the moment the switch is turned on, the low durability of the auxiliary arc-receiving and arcing contacts, the insufficient strength of the connection (welding) of the arc-resistant elements of the auxiliary movable and fixed arcing contacts, as well as the increased electrical resistance main contact systems.

Целью изобретения является повышение надежности работы выключателя, упрощение конструкции контактных систем и исключение указанных недостатков. The aim of the invention is to increase the reliability of the circuit breaker, simplifying the design of contact systems and eliminating these disadvantages.

Поставленная цель достигается тем, что рабочие части оснований главных подвижных контактов выполнены клювообразной формы и расположены на расстоянии от оси вращения главных подвижных контактов не менее 1/4 части их длины L, дугостойкие элементы вспомогательных подвижных и неподвижных дугогасительных и дугоприемных контактов унифицированы и увеличена прочность их соединения за счет криволинейных или ломаных поверхностей, вспомогательные дугоприемные контакты выполнены в виде симметричных прямоугольников, обеспечивающих последовательное использование каждой из его контактных точек в процессе эксплуатации, дугогасительные контакты камер дугогашения выполнены в виде спаренных прямоугольных пластин с дугостойкими элементами, имеющих заходную часть и подвижно соединенных на общем основании так, чтобы между внутренними поверхностями заходной части оставался зазор не более толщины контакта, входящего между ними, а снаружи сжатые пружинами-захватами, концы которых расположены на продольной оси симметрии на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части, токоведущие пластины подвижных контактов перед сборкой выполнены дугообразной формы в продольном сечении и усилены плоскими пружинами с защемленными концами, причем кривизна сопрягаемых поверхностей пружин больше кривизны сопрягаемых поверхностей пластин, что обеспечивает зазор между ними в 1-2 толщины пружины. This goal is achieved by the fact that the working parts of the bases of the main movable contacts are made in a beak-shaped form and are located at a distance from the axis of rotation of the main movable contacts at least 1/4 of their length L, the arc-resistant elements of the auxiliary movable and stationary arcing and arc-receiving contacts are unified and their strength is increased connections due to curved or broken surfaces, auxiliary arc-receiving contacts are made in the form of symmetrical rectangles providing The full use of each of its contact points during operation, the arcing contacts of the extinguishing chambers are made in the form of paired rectangular plates with arc-resistant elements having a lead-in and movably connected on a common base so that between the inner surfaces of the lead-in there remains a gap of no more than the thickness of the contact between them, and externally compressed by gripping springs, the ends of which are located on the longitudinal axis of symmetry at a distance of at least 1.5 the width of the arc-resistant element from the approach of the current part, the current-carrying plates of the movable contacts before assembly are made in an arcuate shape in longitudinal section and are reinforced with flat springs with clamped ends, and the curvature of the mating surfaces of the springs is greater than the curvature of the mating surfaces of the plates, which provides a gap between them of 1-2 spring thickness.

На фиг. 1 схематически изображена контактная система выключателя в положении "Включено". Она состоит из контактной группы с рабочим контактом 1, дугогасительным контактом 2, дугоприемным контактом 3, основанием 4 с направляющей частью 5 клювообразной формы и контактной группы с неподвижным контактом 6, дугогасительным контактом 7, камерой дугогашения 8. Группы смонтированы на изоляторах 9. Контакт 1 связан с тягой 10, соединенной с приводом, осуществляющим операцию "Включено" или "Отключено". In FIG. 1 schematically shows the contact system of a switch in the "On" position. It consists of a contact group with a working contact 1, an arcing contact 2, an arc-receiving contact 3, a base 4 with a guiding part 5 of a beak-shaped form, and a contact group with a fixed contact 6, an arcing contact 7, a suppression chamber 8. The groups are mounted on insulators 9. Contact 1 connected to the rod 10 connected to the drive performing the operation "Enabled" or "Disabled".

На фиг. 2 схематически изображена контактная группа с контактом 1, выполненным в виде двух скрепленных между собой токоведущих пластин 11, 12, усиленных по бокам пластинчатыми пружинами 13, 14 с защемленными концами, например, специзаклепками 15, 16. Перед сборкой токоведущие пластины с пружинами имеют дугообразную форму в продольном сечении со стрелкой прогиба 1-1,5 толщины пластины, причем кривизна сопрягаемых поверхностей пружины больше кривизны сопрягаемых поверхностей пластин, что обеспечивает зазор в средней части 1-2 толщины пружины. При сборке пластин с пружинами с дугоприемным контактом 3 на граненом стержне 18 с одной стороны, шарниром 24 с другой стороны и тягой 10 в средней части ось 17 стягивает выпуклые части пластин. Таким образом создается на концах рабочего контакта 1 необходимое контактное давление между контактирующими поверхностями клювообразной части 5 и контакта 6. In FIG. 2 schematically depicts a contact group with contact 1, made in the form of two current-carrying plates 11, 12 fastened together, reinforced laterally by leaf springs 13, 14 with pinched ends, for example, special rivets 15, 16. Before assembly, the current-carrying plates with springs have an arcuate shape in a longitudinal section with a deflection arrow of 1-1.5 plate thickness, and the curvature of the mating surfaces of the spring is greater than the curvature of the mating surfaces of the plates, which provides a gap in the middle part of 1-2 thickness of the spring. When assembling plates with springs with an arc contact 3 on a faceted rod 18 on one side, by a hinge 24 on the other side and a rod 10 in the middle part, axis 17 pulls together the convex parts of the plates. Thus, the necessary contact pressure is created at the ends of the working contact 1 between the contacting surfaces of the beak-shaped part 5 and the contact 6.

На фиг. 3 схематически изображена внизу контактная группа с рабочим контактом 6, дугогасительным контактом 7, расположенным внутри камеры дугогашения 8, и контактом 2, замкнутым с контактом 7. Вверху слева в увеличенном масштабе показан продольный разрез контакта 7, справа - его поперечный разрез А-А. Контакт 7 состоит из плоского основания 20 с двумя выступами 22 и двумя отверстиями, через которые при помощи заклепок 25 или других крепежных элементов подвижно закреплены по бокам две прямоугольные пластины 19, на концах которых закреплены дугостойкие элементы 23. На внутренних угловых верхних ребрах оформлена заходная часть, гарантирующая заход контакта 2 между пластинами. In FIG. 3, a contact group with a working contact 6, an arcing contact 7 located inside the arcing chamber 8, and a contact 2 closed with contact 7. is schematically shown below. A longitudinal section of contact 7 is shown on an enlarged scale in the upper left, its transverse section A-A. Contact 7 consists of a flat base 20 with two protrusions 22 and two holes, through which, using rivets 25 or other fasteners, two rectangular plates 19 are movably fixed on the sides, at the ends of which arc-resistant elements 23 are fixed. An entrance part is formed on the inner corner upper ribs guaranteeing contact 2 contact between the plates.

Снаружи на продольной оси симметрии на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части оформлены углубления, куда вставляются концы пружины-захвата 21, сжимающие пластины. В положении "Отключено", когда контакт 2 выведен из контакта 7, концы пластин сходятся, сохраняя зазор не более толщины выведенного контакта. Это условие обеспечивается за счет толщины основания и длины заклепок. Контакт 7 в собранном виде крепится при помощи выступов 22 через отверстия в теле контакта 6. Outside, on the longitudinal axis of symmetry, at a distance of not less than 1.5 the width of the arc-resistant element from the inlet part, recesses are formed where the ends of the gripping spring 21 are inserted, compressing plates. In the "Disconnected" position, when contact 2 is brought out of contact 7, the ends of the plates converge, maintaining a gap of not more than the thickness of the output contact. This condition is provided due to the thickness of the base and the length of the rivets. The contact 7 in the assembled form is mounted using the protrusions 22 through the holes in the body of the contact 6.

Контактная система выключателя работает следующим образом. The contact system of the switch operates as follows.

При выполнении операции "Включено" тяга 10 (см.фиг.1) под действием привода выполняет вращательно-поступательное движение слева направо, заставляя главный подвижный контакт 1 поворачиваться вокруг оси шарнира 24 по часовой стрелке. Клювообразная рабочая часть 5 основания 4 входит между пластинами 11, 12 главного подвижного контакта 1 (см. фиг.2, вид Г) и задает им устойчивое направление. При подходе верхней части главного подвижного контакта 1 к главному неподвижному контакту 6 под действием высокого напряжения между ним и вспомогательным дугоприемным контактом 3 возникает электрическая дуга включения и при протекании больших токов возможны отклонения главного подвижного контакта 1 под действием электродинамических сил. Наличие направляющей части 5 предотвращает эти отклонения, и рабочие части главного подвижного контакта 1 и главного неподвижного контакта 6 точно смыкаются друг с другом. Вспомогательный подвижный дугогасительный контакт 2 с некоторым запаздыванием входит внутрь камеры 8 под действием пружины 26 (см. фиг.2) и смыкается со вспомогательным неподвижным дугогасительным контактом 7. When performing the "On" operation, the thrust 10 (see Fig. 1) under the action of the drive performs a rotational-translational movement from left to right, forcing the main movable contact 1 to rotate around the axis of the hinge 24 clockwise. The beak-shaped working part 5 of the base 4 enters between the plates 11, 12 of the main movable contact 1 (see figure 2, view D) and sets them in a stable direction. When the upper part of the main movable contact 1 approaches the main fixed contact 6 under the action of high voltage between it and the auxiliary arc-receiving contact 3, an electric switching arc arises and, when high currents flow, deviations of the main movable contact 1 are possible under the action of electrodynamic forces. The presence of the guide part 5 prevents these deviations, and the working parts of the main movable contact 1 and the main fixed contact 6 are precisely closed to each other. The auxiliary movable arcing contact 2 with some delay enters the chamber 8 under the action of the spring 26 (see figure 2) and closes with the auxiliary stationary arcing contact 7.

При выполнении операции "Отключено" (см.фиг. 1) тяга 10 движется справа налево, главный подвижный контакт 1 поворачивается против часовой стрелки и размывается с главным неподвижным контактом 6. Вспомогательный подвижный дугогасительный контакт 2 находится в замкнутом положении, шунтируя главный подвижный контакт 1, воспринимая электрическую нагрузку на себя. При столкновении лобовой части тяги 10 с выступом 27 вспомогательного подвижного дегогасительного контакта 2 он размыкается с вспомогательным неподвижным дугогасительным контактом 7, возникает электрическая дуга отключения. Под действием высокой температуры со стенок камеры генерируется поток газов, увеличиваются давление внутри камеры и электросопротивление межконтактного промежутка. Перед выходом вспомогательного подвижного дугогасительного контакта 2 из камеры дуга гаснет. Для предохранения рабочей части от оплавления и преждевременного выхода их из строя вспомогательные подвижные и неподвижные дугогасительные контакты 2 и 7, а также вспомогательный дугоприемный контакт 3 оснащены унифицированными дугостойкими элементами 23 (см. фиг. 2; 3). When performing the "Disconnected" operation (see Fig. 1), the rod 10 moves from right to left, the main movable contact 1 rotates counterclockwise and erodes with the main fixed contact 6. The auxiliary movable arcing contact 2 is in the closed position, bypassing the main movable contact 1 perceiving an electric load on itself. When the frontal part of the thrust 10 collides with the protrusion 27 of the auxiliary movable gas-suppressing contact 2, it opens with the auxiliary stationary arc-quenching contact 7, and an electric disconnection arc arises. Under the action of high temperature, a gas flow is generated from the chamber walls, the pressure inside the chamber and the electrical resistance of the contact gap increase. Before the output of the auxiliary movable arcing contact 2 from the chamber, the arc goes out. To protect the working part from flashing and premature failure of them, the auxiliary movable and fixed arcing contacts 2 and 7, as well as the auxiliary arcing contact 3 are equipped with unified arc-resistant elements 23 (see Fig. 2; 3).

Испытания опытных образцов на механические и электрические параметры дали положительные результаты; повышены надежность включения главных контактов, прочность соединения дугостойких элементов вспомогательных дугогасительных и дугоприемных контактов повышена на 15-16%, снижена величина электрического сопротивления главного токоведущего контура на 19-20%, что снижает степень его перегрева, упрощена конструкция изделия за счет снижения количества деталей, что, в свою очередь, снизило трудоемкость его изготовления. Tests of prototypes for mechanical and electrical parameters gave positive results; the reliability of switching on the main contacts is increased, the connection strength of the arc-resistant elements of the auxiliary arcing and receiving contacts is increased by 15-16%, the electrical resistance of the main current-carrying circuit is reduced by 19-20%, which reduces its overheating, the product design is simplified by reducing the number of parts, which, in turn, reduced the complexity of its manufacture.

Источники информации
1. Высоковольтный выключатель нагрузки ТУ16-674.087-87.Sources of information
1. High-voltage switch of loading TU16-674.087-87.

2. Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНЦ-М1-10/630-20, ТУ16-94 ИБЦЖ. 674212.001ТУ, прототип. 2. Auto-gas load switch type VNC-M1-10 / 630-20, TU16-94 IBTSZH. 674212.001TU, prototype.

Claims

1. Высоковольтный выключатель нагрузки, содержащий основание в виде рамы, контактную систему с рабочими, дугогасительными и дугоприемными подвижными и неподвижными контактами и камерой дугогашения, установленными на указанное основание через опорные изоляторы, пружинный привод с блоком управления, приводящие контактную систему в положение "Включено" или "Отключено", отличающийся тем, что основания подвижных контактов выполнены с рабочими направляющими частями клювообразной формы, расположенными на расстоянии от оси вращения токоведущих пластин подвижных рабочих контактов не менее 1/4 части их длины и входящими между указанными токоведущими пластинами. 1. A high-voltage load switch containing a base in the form of a frame, a contact system with working, arcing and arcing movable and fixed contacts and an arcing chamber installed on the indicated base through support insulators, a spring drive with a control unit that puts the contact system in the “On” position or "Disabled", characterized in that the base of the movable contacts are made with working guiding parts of a beak-shaped shape located at a distance from the axis of rotation of the current path their working plates movable contacts at least 1/4 of their length and the conducting members between said plates.

2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что дугостойкие элементы дугогасительных и дугоприемных контактов унифицированы и прикреплены к контактам по криволинейным или ломаным поверхностям с высотой выступов или впадин не менее 0,1 длины оснований этих дугостойких элементов. 2. The switch according to claim 1, characterized in that the arc-resistant elements of the arcing and arc-receiving contacts are unified and attached to the contacts along curved or broken surfaces with a height of protrusions or troughs of not less than 0.1 of the base length of these arc-resistant elements.

3. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что его дугоприемные контакты выполнены в виде прямоугольных симметричных пластин, обеспечивающих последовательное использование каждой из их контактных точек в процессе эксплуатации. 3. The switch according to claim 1, characterized in that its arc-receiving contacts are made in the form of rectangular symmetrical plates, ensuring the consistent use of each of their contact points during operation.

4. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что дугогасительные контакты, расположенные внутри камер дугогашения, выполнены в виде спаренных прямоугольных пластин, оснащенных дугостойкими элементами с заходными частями и подвижно соединенных на общем основании с зазором между внутренними поверхностями заходной части не более толщины контакта, входящего между ними, и сжатые снаружи пружинами-захватами, концы которых расположены на продольной оси симметрии этих пластин на расстоянии не менее 1,5 ширины дугостойкого элемента от заходной части. 4. The switch according to claim 1, characterized in that the arcing contacts located inside the extinguishing chambers are made in the form of paired rectangular plates equipped with arc-resistant elements with lead-in parts and movably connected on a common base with a gap between the inner surfaces of the lead-in not more than the contact thickness between them and compressed from the outside by gripping springs, the ends of which are located on the longitudinal axis of symmetry of these plates at a distance of not less than 1.5 of the width of the arc-resistant element from the input part .

5. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что токоведущие пластины подвижных рабочих контактов перед сборкой выполнены дугообразной формы в продольном сечении со стрелой прогиба 1 - 1,5 их толщины и усилены плоскими пружинами с защемленными концами, причем кривизна сопрягаемых поверхностей этих пружин больше кривизны сопрягаемых поверхностей токоведущих пластин, что обеспечивает зазор между ними в 1 - 2 толщины пружины. 5. The switch according to claim 1, characterized in that the current-carrying plates of the movable working contacts before assembly are arcuate in longitudinal section with a deflection arrow 1-1.5 of their thickness and reinforced with flat springs with pinched ends, and the curvature of the mating surfaces of these springs is greater the curvature of the mating surfaces of the current-carrying plates, which provides a gap between them in 1 - 2 thickness of the spring.