Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11412
.pdf
настоящим заявляют, что данное изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к
электрическим коммутационным устройствам в металлическом корпусе, например, для управления
высоковольтными цепями передачи электроэнергии, и в частности, касается расположения изолирующих
коммутационных камер, используемых в таких устройствах в сочетании с главными выключателями.
Целью изобретения является создание улучшенной практической конструкции распределительного
устройства, позволяющей добиться значительной экономии как в стоимости, так и в занимаемом им
пространстве, при сохранении полной безопасности при эксплуатации и обращении с устройством. Хотя
изобретение применимо и для других целей, оно особенно выгодно тем, что обеспечивает компактную и
относительно недорогую конструкцию распределительного устройства в металлическом корпусе, которое
может использоваться для замены распределительных устройств открытого типа, ранее применявшихся на
наружных подстанциях, таких как, например, дублирующие подстанции в кольцевых сетях электропередачи
высокого напряжения.
Распределительное устройство согласно настоящему изобретению использует разъединительный
выключатель, включающий три контакта 1, установленные на изоляторах внутри внутреннего корпуса камеры,
поворотный переключатель 6, расположенный на первом контакте, так что его можно перемещать для
соединения либо со вторым, либо с третьим контактом, и изолированные проводники, проходящие через
корпус камеры для соединения контактов с внешними цепями или оборудованием, причем по меньшей мере
один из таких проводников обычно служит для соединения контакта с одним из контактов главного
автоматического выключателя, но может перемещаться продольно вне зоны соприкосновения с контактом в
цепи 9 для разрыва такого соединения.
В варианте исполнения разъединительного выключателя первый и второй контакты соединены с контактами
главного выключателя 1 продольно перемещающимися изолированными проводниками, а соединение с
третьим контактом выполнено в виде кабельного герметизирующего наконечника. В другом варианте
исполнения первый контакт соединен с контактом главного выключателя продольно перемещающимся
изолированным проводником, а соединения со вторым и третьим контактами выполнены в виде кабельных
герметизирующих наконечников. Кабельный герметизирующий наконечник или каждый кабельный
герметизирующий наконечник предпочтительно крепится к стенке камеры разъединительного выключателя и
выступает в полый изолятор, установленный в ней таким образом, чтобы входить в зацепление с клеммой в
изоляторе, соединенной с контактом в камере. Таким образом, для промежуточной камеры
разъединительного выключателя между двумя главными выключателями первый и второй контакты могут
быть соединены через продольно перемещающиеся проводники соответственно с контактами двух
выключателей. Для главных автоматических выключателей, в то время как третий контакт подключен к
кабелю, дополнительное соединение предусмотрено в камере между первым и вторым контактами. Для
камеры разъединителя, работающей только с одним главным автоматическим выключателем, первый контакт
может быть соединен с автоматическим выключателем продольно перемещающимся проводником, в то
время как второй и третий имеют кабельные соединения. В этом случае обычно удобно предусмотреть второй
поворотный разъединитель, отдельно поворачивающийся вокруг первого контакта, для взаимодействия со
вторым и третьим контактами, при этом первый контакт может быть соединен только со вторым контактом,
только с третьим контактом или как со вторым, так и с третьим контактами.
Схема распределительного устройства может варьироваться в зависимости от требований управляемых
цепей, однако один из удобных вариантов предусматривает использование группы главных автоматических
выключателей, расположенных последовательно друг за другом, с изолирующей коммутационной камерой
100 между каждой парой последовательных главных автоматических выключателей и дополнительной
изолирующей коммутационной камерой в конце линии.
В этой схеме первый и второй контакты в промежуточных камерах соединены продольно перемещаемыми
проводниками с соответствующими контактами главного выключателя, а вторые контакты в торцевых камерах
соединены между собой с помощью обходного кабельного соединения, в то время как третьи контакты во всех
камерах соединены с фидерами или другими внешними цепями. В этом случае между первым и вторым
контактами в каждой промежуточной камере, помимо поворотного выключателя, предусмотрено
фиксированное соединение, а в каждой торцевой камере имеется двойной поворотный выключатель, как
описано выше.
Согласно изобретению, камера изолирующего выключателя может быть заполнена маслом или другой
изоляционной жидкостью, и для максимальной экономии места в масле между контактами и корпусом камеры,
который удобно имеет треугольную форму, могут быть предусмотрены изоляционные барьеры. В случае
полого изолятора, содержащего герметизирующий конец кабеля, предпочтительно на изоляторе
предусмотрен клапан, который может быть открыт для заполнения небольшого пространства в изоляторе
вокруг герметизирующего конца изоляционной жидкостью из камеры и может быть закрыт для извлечения
герметизирующего конца без необходимости слива жидкости из самой камеры.
Изобретение может быть реализовано на практике различными способами, но в качестве удобного варианта
можно привести следующий, в котором изобретение применяется к трехфазному распределительному
устройству на дублирующей подстанции высоковольтной кольцевой магистрали.
В данной конфигурации используются однофазные главные выключатели, которые и соответствующие им
части распределительного устройства расположены в три параллельных ряда, один за другим,
соответственно, для трех фаз.
Аппаратура на каждой фазе аналогична аппаратуре на других фазах, а соответствующие части оборудования
на разных фазах расположены одна за другой, при этом основной механизм управления, общий для всех трех
фаз, расположен на передней панели распределительного устройства.
В каждой фазе аппаратура включает три основных масляных выключателя, баки которых расположены на
земле, и четыре разъединительных выключателя, установленных на опорных стойках выше уровня верхних
частей баков выключателей и чередующихся с ними. Таким образом, между выключателями расположены два
промежуточных разъединительных выключателя, а на концах ряда выключателей — два концевых
разъединительных выключателя.
Каждая камера разъединителя состоит из вертикально установленного металлического корпуса, обычно
треугольной формы в плане, с тремя равномерно расположенными контактами, находящимися вблизи
вершин треугольника примерно посередине, по высоте камеры. Эти контакты опираются на изоляторы,
выступающие вертикально вниз от верхней пластины камеры, или, в некоторых случаях, на изоляторы,
выступающие вверх от нижней пластины камеры, а соединения с контактами осуществляются через нижнюю
пластину камеры. Эти соединения различаются в разных камерах разъединителей.
Таким образом, первый и второй контакты двух промежуточных камер соединены с соседними контактами
главного выключателя посредством продольно перемещающихся изолированных проводников, в то время как
третьи контакты этих камер соединены через концевые муфты кабелей соответственно с кабелями,
составляющими две стороны кольцевой магистрали. Две концевые камеры также в целом похожи друг на
друга, или, точнее, являются зеркальными отражениями друг друга, поскольку первый контакт левой концевой
камеры находится с правой стороны камеры, а второй контакт — слева, в то время как в других камерах
первый контакт находится с левой стороны. Первые контакты двух концевых камер соединены с контактами
главного выключателя посредством продольно перемещающихся изолированных проводников, а третьи
контакты этих камер соединены через концевые муфты кабелей с кабелями, ведущими соответственно к двум
питающим трансформаторам подстанции, в то время как вторые контакты этих двух камер соединены вместе
через концевые муфты кабелей и обходной кабель. Таким образом, левая Автоматический выключатель
подключен между первыми контактами 1 л O 10 левой торцевой камеры и левой промежуточной камеры,
средний автоматический выключатель — между вторым контактом: i левой промежуточной камеры и первым
контактом правой промежуточной камеры 115, а правый автоматический выключатель — между вторым
контактом правой промежуточной камеры и первым контактом правой торцевой камеры 120. Соединения
между контактами | В камерах разъединителей управление ими осуществляется в случае торцевых камер
двумя поворотными разъединителями, а в случае промежуточной камеры 125 — сначала одним поворотным
разъединителем и фиксированным соединением. В каждом случае первый контакт Rerve-R является
контактом для поворотных разъединителей. Таким образом, в каждой промежуточной камере первый и второй
контакты 13 C I r,,,i, Z 410,207 420,207 постоянно соединены между собой жестким стержневым соединением,
а рычаг поворотного разъединителя выступает горизонтально от первого контакта так, что его свободный
конец может зацепляться либо со вторым контактом, либо с третьим контактом. В каждой торцевой камере
два рычага поворотных разъединителей выступают горизонтально, один над другим, от первого контакта и
установлены таким образом, что их можно вращать независимо, чтобы привести их свободные концы в
зацепление со вторым или третьим контактом. Механизм управления поворотным разъединителем или
переключателями i S расположен в отсеке, простирающемся над верхняя часть камеры разъединителя, и это
отделение также служит (способом, который сам по себе является предметом отдельной параллельной
заявки на британский патент от имени настоящих заявителей) в качестве расширительного бака для масла,
которым заполнена камера разъединителя и связанные с ней части распределительного устройства. Для
уменьшения размера камеры разъединителя предпочтительно предусматривать изоляционные барьеры в
масле между контактами и стенками камеры.
Основные автоматические выключатели расположены, как правило, так, как описано в технических условиях,
прилагаемых к находящимся на рассмотрении британским патентным заявкам заявителей № 8768 от 1932
года (серийный номер).
398,889), 8769 от 1932 г. (Серийный номер.
398,890 и 8770 от 1932 г. (серийный номер 398891). Таким образом, каждый автоматический выключатель
включает в себя два неподвижных главных контакта и подвижный соединительный контактный элемент,
причем предпочтительное расположение должно обеспечивать, скажем, шесть последовательных
размыканий. Соединительный контактный элемент приводится в действие соответствующим механизмом,
проходящим через крышку масляного бака, содержащего автоматический выключатель. Два полых
цилиндрических конденсаторных изолятора окружены металлической втулкой с фланцем, который
прикреплен болтами к крышке бака, так что изолятор наклонно проходит вниз через крышку к одному из
неподвижных главных контактов автоматического выключателя. Нижний конец каждого изолятора герметично
закрыт металлической крышкой, соединенной с соответствующим главным контактом автоматического
выключателя, и металлическая трубка проходит вверх от этой крышки внутри нижней части изолятора. На
верхнем конце каждого изолятора окружающая металлическая втулка имеет фланец, к которому прикреплен
болтами цилиндрический металлический стержень, окруженный кольцевой камерой, в которой могут
располагаться трансформаторы тока. Вокруг верхнего конца металлического корпуса расположен гибкий
металлический сильфон, который может быть закреплен как на верхней части корпуса трансформатора, так и
на дне вентильного ящика, расположенного ниже соответствующей камеры разъединителя. Первый контакт
(или второй контакт, в зависимости от случая) в этой камере разъединителя находится на одной линии через
вентильный ящик с осями 70 металлического корпуса и полого изолятора конденсатора, и связь между
камерой и трубчатым отсеком, образованным корпусом и изолятором конденсатора, может быть прервана
закрытием 75 скользящего задвижного клапана в вентильном ящике.
В этом трубчатом отсеке, перемещаясь продольно, установлен изолированный проводник, который в рабочем
положении 80 служит для соединения контакта в камере разъединителя с внутренней металлической трубкой
в изоляторе конденсатора, а затем с контактом главного выключателя при открытом запорном клапане. Этот
изолированный проводник 85 представляет собой жесткую центральную трубку, окруженную изоляцией,
которая в случае высоковольтных установок выполнена в виде изоляции конденсатора, причем изоляция
заключена во внешнюю металлическую оболочку 90, которая соединяется с металлическим корпусом между
баком выключателя и камерой разъединителя.
Центральная трубка служит для размещения гибких соединений между контактами на верхнем и нижнем
концах изолированного проводника, причем нижние контакты представляют собой подпружиненные наружу
плунжеры, входящие в зацепление с металлической трубкой в нижней части конденсаторного изолятора, в то
время как верхние контакты представляют собой пучок стыковых контактов 100, независимо подпружиненных
в продольном направлении, так что вместе они образуют самоустанавливающийся стыковой контакт для
зацепления с контактом в камере разъединителя. Изолированный проводник может быть выдвинут вниз из
своего нормального положения в разъединяющее положение, в котором он находится внутри трубчатого
отсека, образованного металлическим корпусом и 110 конденсаторным изолятором, при этом его верхний
конец находится ниже запорного клапана. Таким образом, когда проводник находится в разъединяющем
положении, запорный клапан может быть закрыт для герметизации отверстия в нижней стенке камеры
разъединителя 115, и, при необходимости, гибкое сильфонное соединение может быть отсоединено от
корпуса клапана, чтобы позволить извлечь весь автоматический выключатель. Для капитального ремонта или
восстановления 120. Перемещение выдвижного проводника осуществляется гидравлически путем изменения
давления масла выше и ниже проводника, при этом наружная металлическая оболочка проводника снабжена
поршневыми кольцами 125, так что оболочка действует как поршень, перемещающийся в цилиндре,
образованном металлическим корпусом. Для этой цели на корпусе трансформаторной камеры установлен
масляный насос, приводимый в движение электродвигателем, и соединен соответствующими каналами с
верхним и нижним концами трубчатого отсека, внутри которого перемещается выдвижной проводник. Таким
образом, для подъема проводника из изолирующего положения в рабочее положение насос запускается для
забора масла из верхнего конца корпуса и подачи его внутрь конденсаторного изолятора. Для опускания
проводника насос вращается в обратном направлении, при этом вес проводника помогает перемещению. Для
удержания проводника в любом из двух положений предусмотрена механическая защелка, которая
расположена в нижнем конце металлического корпуса непосредственно над верхней частью конденсаторного
изолятора. В металлической оболочке выдвижного проводника предусмотрены канавки для зацепления с
защелкой, а для обеспечения правильного положения нижней канавки предусмотрен воротник на верхнем
конце металлического корпуса, с которым верхний конец металлической оболочки входит в зацепление, когда
проводник находится в поднятом положении. Клетка, содержащая нижние контакты, аналогичным образом
входит в зацепление с выступом на нижнем конце металлической трубки внутри конденсаторного изолятора
для правильного позиционирования верхней канавки, когда проводник находится в изолирующем положении.
Сама защелка состоит из кольца, окружающего проводник и поворачивающегося вокруг вертикального
штифта на нижнем конце металлического корпуса с одной стороны; кольцо имеет два внутренних фланца на
разных уровнях с противоположных сторон проводника.
Защелка перемещается в одну или другую сторону вокруг своей оси с помощью двух пружинных кривошипных
рычагов на горизонтальном валу, который вращается для управления защелкой с помощью рычага
управления, перемещающегося между упорами. Таким образом, при удерживании проводника в поднятом
положении за счет зацепления нижнего фланца защелки в нижнем пазу, перемещение рычага управления
защелкой в другое предельное положение освободит фланец из паза и будет удерживать верхний фланец
защелки подпружиненным прижатым к поверхности металлической оболочки, так что, когда проводник
достигнет своего изолирующего положения, верхний фланец защелки пружинно войдет в зацепление в
верхнем пазу, а обратное действие защелки происходит при поднятии проводника. Защелка также
используется для управления рядом вспомогательных переключателей в целях индикации или блокировки,
как будет описано позже.
Подключение кабеля к контакту в камере разъединителя осуществляется посредством герметизирующего
наконечника кабеля, вводимого через отверстие в нижней стенке камеры. Поскольку материал, из которого
предпочтительно изготавливаются изоляционные стенки внутри камеры разъединителя, не должен
подвергаться воздействию влаги из атмосферы, важно расположить фитинги герметизирующего наконечника
кабеля таким образом, чтобы избежать необходимости сливать масло из камеры при установке или
извлечении герметизирующего наконечника.
Для этой цели полый изолятор герметично устанавливается над отверстием, через которое вставляется
уплотнительный конец 75, и снабжен клеммой внутри своего верхнего конца, соединенной через верхнюю
часть изолятора с контактом в камере. Сам уплотнительный конец вставляется в этот изолятор таким
образом, чтобы обеспечить соединение между кабелем и клеммой, и имеет фланец, который может быть
закреплен на стенке камеры вокруг отверстия с помощью соответствующей изоляции, чтобы изолировать
оболочку кабеля от стенки камеры 85. Таким образом, между уплотнительным концом и изолятором
заключена небольшая камера, которая заполняется маслом из камеры через клапан на полом изоляторе. На
фланце предусмотрен сливной кран 90 для слива небольшого количества масла; из отсека после закрытия
клапана, когда необходимо снять уплотнительный конец 95. Теперь будет описан способ расположения
контактов и поворотных переключателей в камерах изолирующих переключателей, сначала рассмотрим две
промежуточные камеры, которые похожи друг на друга.
Третий контакт в каждой промежуточной камере может быть выполнен с помощью полого изолятора,
содержащего концевой герметик кабеля, или, альтернативно, с помощью изолятора, закрепленного на
концевой части камеры. Сам контакт соединен с клеммой, с которой входит концевой герметик кабеля, и
представляет собой металлическое кольцо, установленное на конце поддерживающего изолятора 10 и с
которым входит конец поворотного изолятора переключателя.
Второй контакт расположен на изоляторе, закрепленном на верхней части камеры и окруженном с нижнего
конца металлическим кольцом 115, образующим контакт, с которым взаимодействует рычаг поворотного
переключателя.
Под этим кольцом находится короткий цилиндрический элемент, заканчивающийся полусферическим
контактом, с которым входит торцевой контакт на 120 верхнем конце выдвижного проводника.
Цилиндрический элемент удобно выполнен из двух половин и снабжен боковым отверстием, обращенным к
первому контакту. Через это отверстие 125 проходит жесткая соединительная планка к первому контакту,
конец которой закреплен на центральном болте, установленном на нижней части изолятора, и соединен с
цилиндрическим элементом гибким соединением 130 410,207 410,207.
Изолятор, поддерживающий первый контакт, установлен с возможностью вращения под верхней стенкой
камеры, при этом центральный шпиндель проходит от нее вверх в верхний отсек. Нижний конец изолятора
окружен металлическим кольцом, от которого горизонтально выступает сам рычаг изолирующего
выключателя. Центральный болт, закрепленный на нижней части изолятора, служит для крепления конца
жесткой соединительной планки, ведущей ко второму контакту, при этом планка соединена гибким
соединением с цилиндрическим элементом, заканчивающимся полусферическим концом. Цилиндрический
элемент снабжен боковым отверстием для соединительной планки, достаточно широким, чтобы обеспечить
вращательное движение всего изолятора и контакта на 60 градусов.
В двух торцевых камерах второй и третий контакты расположены аналогично третьему контакту в каждой
промежуточной камере, при этом металлическое кольцо достаточно длинное, чтобы служить контактом для
обоих рычагов поворотного разъединителя.
Первый контакт в каждой торцевой камере опирается на два концентрических вращающихся изолятора, при
этом шпиндель внутреннего изолятора расположен внутри трубки, образующей шпиндель внешнего
изолятора и проходящей через верхнюю стенку цепной камеры. На нижнем конце внешнего изолятора
находится металлическое кольцо, из которого выступает верхний рычаг поворотного выключателя.
Внутренний изолятор имеет центральную трубку, которая перемещается на шарикоподшипниках в
кронштейне, установленном на металлическом кольце внешнего изолятора, и сама несет небольшое
металлическое кольцо, из которого выступает нижний рычаг поворотного выключателя.
Металлическое кольцо на внешнем изоляторе несет цилиндрический элемент, заканчивающийся
полусферическим нижним концом, как и в случае первых контактов в других камерах, и цилиндрический
элемент имеет боковое отверстие для нижнего рычага изолирующего выключателя, достаточно широкое,
чтобы обеспечить относительное перемещение на 60° между двумя рычагами выключателя. Небольшое
металлическое кольцо, несущее нижний рычаг выключателя, соединено гибким соединением с
цилиндрическим элементом.
Для заземления отходящего кабеля, связанного с третьим контактом в каждой из камер разъединительных
выключателей, используется заземляющий выключатель плунжерного типа, а посадочное место для
плунжера выключателя предусмотрено внутри металлического кольца, образующего третий контакт. Когда
этот контакт установлен на изоляторе, закрепленном на верхней стенке камеры, этот изолятор сделан полым
и служит корпусом для плунжера заземляющего выключателя. Плунжер размещен внутри втулки, имеющей
зубчатую рейку с одной стороны, с которой входит в зацепление зубчатый квадрант в верхнем отсеке. Таким
образом, плунжер и его втулка обычно располагаются внутри контейнера, частично расположенного в
верхнем отсеке и частично выступающего над ним, причем верхняя выступающая часть снабжена окном,
через которое вращающийся индикатор, приводимый в действие движением плунжера, показывает, заземлен
кабель или нет. Срабатывание зубчатого квадранта приводит в движение втулку и плунжер вниз, чтобы
нижняя часть плунжера вошла в зацепление с посадочным местом, а контакт на верхнем конце плунжера — с
контактом. 80 часть заземленного металлического каркаса камеры. Для обеспечения хорошего контакта
втулка подпружинена как к самому плунжеру, так и к верхнему контакту. Нижняя часть плунжера 85 выполнена
в виде золотникового клапана, который прижимается к отверстию в нижней стенке верхнего отсека при
подъеме плунжера. Цель этого — обеспечить герметизацию камеры разъединителя 90, чтобы (при
необходимости) давление масла в этой камере можно было повысить для перемещения выдвижной втулки
вниз, независимо от уровня масла в верхнем отсеке. Следует отметить, что верхний отсек постоянно
сообщается с камерой разъединителя через два очень маленьких отверстия, которые, будучи достаточно
большими для компенсации расширения и сжатия масла в результате изменения температуры, все же
достаточно малы, чтобы обеспечить гидравлическое давление в камере. Нормальный уровень масла
составляет примерно треть высоты верхнего отсека 105, так что сама камера всегда поддерживается полной.
Для первоначального заполнения используется винтовой клапан, управляемый через Между верхним отсеком
и отсеком расположен редуктор с маховиком, находящимся снаружи камеры; этот клапан обычно закрыт.
Дополнительный клапан предназначен для регулирования подачи масла в верхний отсек.
Верхний отсек полностью закрыт, за исключением «дыхательного» устройства, которое обеспечивает
осушение воздуха, поступающего в камеру в результате падения температуры масла. В верхнем отсеке также
установлен поплавковый индикатор уровня масла.
Помимо своей функции маслораспределительного бака, верхний отсек также содержит механизм управления
не только поворотным выключателем или выключателями J25 и заземляющим выключателем кабеля, но и
фиксатором на выдвижном проводнике (или проводниках). Таким образом, в каждой камере управляются
четыре выключателя, а именно: поворотный выключатель 130, два выдвижных проводника и заземляющий
выключатель в каждой промежуточной камере, или два поворотных выключателя, один выдвижной проводник
и заземляющий выключатель в каждой торцевой камере. Верхний отсек имеет треугольное расширение перед
верхней частью камеры выключателей, так что отсек имеет ромбовидную форму в плане, и четыре механизма
управления выключателями приводятся в действие соответственно вращением четырех вертикальных
шпинделей, расположенных в линию друг с другом в этом расширении. Эти шпиндели соединены карданными
шарнирами ниже нижней части расширения верхнего отсека с четырьмя вертикальными валами, которые
простираются почти до уровня земли. В нижней части каждого вала находится фланец, снабженный рядом
равномерно расположенных отверстия, которые прикреплены болтами к аналогичному фланцу с немного
другим набором равномерно расположенных отверстий на коротком валу, выступающем вверх из канавки,
идущей от передней части к задней части всего переключателя, причем такое расположение обеспечивает
верньерную регулировку относительного углового положения валов. Четыре коротких вала соединены
соответственно кривошипными рычагами на самоустанавливающихся подшипниках с четырьмя парами
стержней, проходящих вдоль канавки и служащих для соединения соответствующего рабочего механизма в
трех фазах. Четыре пары стержней соединены соответственно с четырьмя рычагами на одном валу в
передней части канавки, эти рычаги, в свою очередь, соединены посредством рычажно-рычажного механизма
с четырьмя вертикальными шпинделями, установленными на подставке перед механизмом. Каждый
шпиндель снабжен гнездом над верхней частью рабочей подставки, в которое можно вставить рукоятку
управления, когда необходимо управлять любым из различных разъединительных или заземляющих
выключателей. Таким образом, вращение одного из шпинделей, скажем, на 1000 градусов с помощью
рукоятки вызовет одновременное управление переключателем. соответствующие переключатели в трех
фазах.
Способ соединения четырех вертикальных шпинделей, входящих в переднюю часть верхнего отсека каждой
камеры изолирующего выключателя, с самими выключателями различается в разных камерах. В каждом
случае передний шпиндель соединен посредством рычажного и рычажного механизма с зубчатым
квадрантом, управляющим кабельным заземляющим выключателем. В промежуточных камерах второй и
третий шпиндели посредством соответствующих механизмов вращают небольшой вал, проходящий через
боковую стенку верхнего отсека, а рычаг на этом валу, находящийся вне отсека, через стержень приводит в
действие защелку на одном из выдвижных проводников. Четвертый шпиндель служит для управления 410;
207 Поворотный выключатель. Конструкция концевых камер в целом аналогична, за исключением того, что
второй шпиндель используется для управления защелкой на выдвижном проводнике, а третий и четвертый
шпиндели управляют двумя поворотными выключателями. Каждый вертикальный шпиндель вращается на
угол около 100°, а соединительный механизм устроен таким образом, что механическое преимущество
достигает максимума в начале и конце движения, а эффект мертвого центра достигается в каждом конце
хода.
Помимо обеспечения надежной фиксации рабочих механизмов, это имеет еще одно преимущество:
нивелирует влияние незначительных погрешностей в угловых перемещениях валов.
В случае различных выдвижных проводников до сих пор упоминалось лишь о механическом управлении
защелками для этих проводников. Как пояснялось выше, перемещение каждого проводника осуществляется с
помощью насоса с электроприводом.
Вертикальный шпиндель в рабочей стойке, связанный с группой выдвижных проводников, предназначен для
управления контактами в цепи питания насосных двигателей, так что срабатывание этого шпинделя не только
разблокирует защелку 9r, но и подготовит цепь питания насосных двигателей, которая замыкается с помощью
вспомогательных переключателей, управляемых самой защелкой. Следует отметить, что соответствующие
три насосных двигателя в трех фазах соединены параллельно, и все они продолжают работать до
завершения перемещения всех трех проводников. Если проводник завершает свой ход раньше двух других,
масло перекачивается через подпружиненный клапан, встроенный в насос и срабатывающий при превышении
заданного давления масла. Это относится как к перемещению проводников вверх, так и к их перемещению
вниз. Цепь питания насосных двигателей также управляется блокировочным выключателем, управляемым
соответствующим задвижным клапаном, так что проводник не может быть перемещен, если задвижной клапан
1i5 не активирован. Полностью открытое закрытие задвижки во время нахождения проводника в поднятом
положении предотвращается механически с помощью упора, который может входить в любой из нескольких
пазов на диске 120, установленном на приводном валу клапана. Этот упор приводится в действие карданным
валом, соединенным с соответствующим вертикальным валом управления задвижкой в верхней части отсека.
Этот вал имеет такое сечение 125, что позволяет ему скручиваться, если вал приводится в действие, когда
упор не может войти в паз на диске клапана. В этом состоянии первое движение приводного вала задвижки
приведет к тому, что упор пружинит в паз 410,207 и, таким образом, предотвратит дальнейшее движение.
Сами главные автоматические выключатели приводятся в действие с помощью соленоидов, расположенных в
корпусах, находящихся между рабочими стойками в передней части устройства.
Поскольку важно предотвратить замыкание группы автоматических выключателей, если все соответствующие
выдвижные проводники не находятся в нижнем или верхнем положении, цепь питания контактора,
управляющего соленоидом, подается через вспомогательные переключатели на вертикальных шпинделях в
рабочих стойках, связанных с соответствующими выдвижными проводниками, а также через вспомогательные
переключатели, управляемые защелками на самих проводниках.
Также необходимо обеспечить дополнительную блокировку между механизмами управления выдвижными
проводниками, поворотными разъединителями, кабельными заземляющими выключателями и главными
автоматическими выключателями, чтобы предотвратить срабатывание любого из них, когда другие находятся
в состоянии, не подходящем для такого срабатывания.
Это может быть достигнуто путем установки 6 соответствующих механических блокировок между различными
шпинделями в рабочих стойках, или электрически путем установки контактов блокировки, управляемых
шпинделями в цепях питания электромагнитных защелок, управляющих шпинделями, или с помощью
комбинированной механической и электрической системы блокировки. Таким образом, при использовании
электрической блокировки каждый шпиндель может иметь диск с прорезью, с которым взаимодействует
электромагнитная защелка, и может иметь связанный с ним кнопочный переключатель для управления цепью
питания магнита защелки. Таким образом, когда шпиндель должен быть приведен в действие, сначала
нажимается кнопка, и если все контакты блокировки замыкаются, электромагнит отводит защелку и
освобождает шпиндель для управления.
Для предотвращения постоянного включения магнита защелки предусмотрен кнопочный переключатель.
Предпочтительно, на защелке должен быть предусмотрен индикатор, показывающий, свободен шпиндель или
заблокирован.
Траншеи, содержащие управляющие стержни, также служат для размещения основных кабелей и различных
электрических цепей управления, а также цепей от трансформаторов тока, расположенных вокруг выдвижных
проводников или кабелей для индикации, защиты или измерения.
Следует отметить, что описанная выше схема приведена лишь в качестве примера и может быть
модифицирована различными способами в рамках изобретения. Так, например, для установок с низким
напряжением может быть удобнее объединить соответствующие автоматические выключатели в трех фазах в
один трехфазный автоматический выключатель, все контакты которого заключены в один масляный бак, и
аналогично объединить три камеры разъединительных выключателей в каждой группе в одну камеру.
Благодаря этой модификации вместо трех соответствующих задвижек можно использовать один задвижной
клапан с тремя портами, или же можно использовать другие формы герметизирующих устройств для
отверстий в стенках камеры. Опять же, описанная схема распределительного устройства использует три
главных выключателя в каждой фазе в так называемой сетчатой конфигурации. Очевидно, что эту схему
можно легко расширить для использования большего числа выключателей, и схема, имеющая, скажем, пять
выключателей в сетчатой конфигурации, в большинстве случаев может рассматриваться как эквивалент
обычной дублирующей шинной схемы с шестью выключателями. Изобретение также применимо к схемам
распределительных устройств других типов, если отойти от сетчатой конфигурации выключателей.
Дата: 17 ноября 1932 года.
KILB 1 h RN & STRODE, агенты заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области соединения с электрическими распределительными устройствами,
покрытыми металлическим сердечником.
Мы, A REY Ro L Lri & COM Pt NY I Limi Th D, компания, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, из IH Iebbu Lrn-on-Tyne, графство Дарем, и AR-c IBALD ALLAN,
британский субъект, из "Crogsi'de"a Ashleigh Grove, Тайнмут, графство Нортумберленд, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно
описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к электрическим распределительным устройствам в металлическом корпусе,
например, для управления высоковольтными силовыми выключателями, и в частности, касается
расположения изолирующих коммутационных камер, используемых в таких устройствах, во взаимодействии с
главными выключателями.
Целью изобретения является создание улучшенной практической конструкции распределительного
устройства, обеспечивающей значительную экономию средств и пространства, занимаемого устройством, при
сохранении полной безопасности при эксплуатации и обращении с ним. Хотя изобретение применимо и для
других целей, оно особенно выгодно тем, что обеспечивает компактную и относительно недорогую
конструкцию распределительного устройства в металлическом корпусе, которое может использоваться для
замены открытых распределительных устройств, ранее применявшихся на наружных подстанциях, например,
на дублирующих подстанциях в высоковольтных кольцевых сетях электропередачи.
Распределительное устройство согласно настоящему изобретению использует камеру разъединителя,
содержащую три контакта, установленных на изоляторах внутри металлического корпуса камеры, два
проводника, проложенных первым контактом в камере для соединения этого контакта с другими контактами,
по меньшей мере один из таких проводников выполнен в виде поворотного разъединителя, который может
перемещаться для соединения либо со вторым, либо с третьим контактом, и изолированные проводники,
проходящие через корпус камеры для соединения контактов с внешними цепями или оборудованием, причем
изолированный проводник, связанный с первым контактом, может перемещаться в продольном направлении
во время нормальной работы устройства, так что он может либо соединять первый контакт с одним из
контактов главного выключателя, либо перемещаться для изоляции первого контакта от него.
В одном варианте расположения камеры разъединителя первый и второй контакты соединены с контактами
главного выключателя продольно перемещающимися изолированными проводниками, а соединение с
третьим контактом выполнено в виде кабельного герметизирующего наконечника. В другом варианте
расположения первый контакт соединен с контактом главного выключателя продольно перемещающимся
изолированным проводником, а соединения со вторым и третьим контактами выполнены в виде кабельных
герметизирующих наконечников. Кабельный герметизирующий наконечник или каждый кабельный
герметизирующий наконечник предпочтительно крепится к стенке камеры разъединителя и выступает в полый
изолятор, установленный в ней таким образом, чтобы входить в зацепление с клеммой в изоляторе,
соединенной с контактом в камере.
Таким образом, для промежуточной разъединительной камеры между двумя главными выключателями
первый и второй контакты могут быть соединены соответственно с контактами двух главных выключателей
через продольно перемещающиеся проводники, в то время как третий контакт соединен с кабелем, причем
первый контакт несет поворотный разъединитель для соединения со вторым и третьим контактами, а также
предусмотрено дополнительное соединение между первым и вторым контактами. Для разъединительной
камеры, работающей только с одним главным выключателем, первый контакт может быть соединен с
выключателем продольно перемещающимся проводником, в то время как второй и третий имеют кабельные
соединения, и в этом случае обычно удобно предусмотреть два поворотных разъединителя, отдельно
поворачивающихся вокруг первого контакта для взаимодействия со вторым и третьим контактами, при этом
первый контакт может быть соединен только со вторым контактом, только с третьим контактом или со вторым
и третьим контактами одновременно. Компоновка распределительного устройства может варьироваться в
соответствии с требованиями управляемых цепей, но одним из удобных вариантов является использование
группы главных выключателей в линия с одним 85, другая с «разъединительной коммутационной камерой
между каждой парой последовательных главных автоматических выключателей и дополнительной
разъединительной коммутационной камерой на каждом конце линии».
В данной конструкции первый и второй контакты 90 в промежуточных камерах и первые контакты в концевых
камерах соединены продольно перемещаемыми проводниками с соответствующими контактами главного
автоматического выключателя, а вторые контакты 95 в концевых камерах соединены между собой обходным
кабельным соединением, в то время как третьи контакты во всех камерах соединены с питающими линиями
или другими внешними цепями. В этом случае между первым и вторым контактами в каждой промежуточной
камере, помимо поворотного выключателя, предусмотрено фиксированное соединение 100, а в каждой
концевой камере установлен двойной поворотный выключатель, как описано выше.
Согласно изобретению, камера разъединителя может быть заполнена маслом или другой изоляционной
жидкостью, а для максимальной экономии места в масле между контактами и корпусом камеры, который
удобно имеет треугольную форму, могут быть предусмотрены изоляционные барьеры, такие как скользящий
задвижной клапан, предпочтительно в сочетании с каждым продольно перемещающимся изолированным
проводником, благодаря чему отверстие в стенке камеры, через которое перемещается проводник, может
быть герметизировано, когда проводник извлечен из камеры.
Изобретение может быть реализовано на практике различными способами, но прилагаемые чертежи
иллюстрируют предпочтительную схему, в которой изобретение 125 применяется к трехфазному
распределительному устройству на дублирующей подстанции питания высоковольтной кольцевой
магистрали. На чертежах (рисунки 1 и 2 представляют собой соответственно фронтальный вид и план,
показывающие общую компоновку всего распределительного устройства; рисунок 3 — принципиальная схема
устройства; рисунок 4 — фронтальный вид части распределительного устройства в большем масштабе;
рисунок 5 — боковой вид устройства в том же масштабе, что и рисунок 4).
Рисунок 6 представляет собой увеличенный поперечный разрез, показывающий расположение одного из
выдвижных проводников; рисунки 7-10 — отдельные поперечные разрезы частей рисунка 6 в большем
масштабе; рисунки 11, 12 и 13 — три поперечных разреза под прямым углом друг к другу одной из
промежуточных изоляторных распределительных камер, разрезы выполнены соответственно по линиям
11-11, 12-12 и 13-13, указанным на этих рисунках; рисунок 14 — частичный горизонтальный разрез по линии
4-14 рисунка 12 в увеличенном масштабе; рисунки 15 и 16 — частичные вертикальные разрезы
соответственно по линиям 15-15 и 16-16 рисунка 13 в увеличенном масштабе; рисунки 17 и 18 — виды,
аналогичные видам на рисунках 12 и 13, левой концевой изоляторной распределительной камеры; рисунок 19
частично показывает в разрезе расположение двойного поворотного изолятора. В торцевой камере,
показанной на рисунках 1 и 18, используется переключатель 1 г.
Рисунок 20 представляет собой горизонтальный разрез по линии 0-20 на рисунке 19, рисунок 21 — боковой
разрез одной из опор, содержащей механизм управления разъединителями и другими выключателями, а
рисунок 22 — план опоры, показанной на рисунке 21, с частично разрезанными частями.
В данной конфигурации используются однофазные главные выключатели, которые и соответствующие им
части распределительного устройства расположены в трех параллельных рядах 50, 51, 52 (рис. 2), один за
другим, соответственно, для трех фаз. Аппаратура в каждой фазе аналогична аппаратуре в двух других
фазах, а соответствующие части оборудования в различных фазах расположены одна за другой, при этом
главный механизм управления, общий для всех трех фаз, установлен на опорах 56, 57 в ряду 55 по передней
части распределительного устройства.
Аппарат на каждом этапе включает в себя три основных масляных автоматических выключателя с баками 60,
61, 62, установленными на опорах, и четыре цепи разъединителей 63, 64, 65, 66, установленные на опорных
стойках (67 выше уровня верхних частей баков автоматических выключателей и чередующиеся с ними). Таким
образом, имеются две промежуточные камеры разъединителей 64, 65, расположенные между
автоматическими выключателями, и две концевые камеры разъединителей 63, 66, расположенные
соответственно на двух концах ряда автоматических выключателей 70. Как будет подробно описано позже,
каждая камера разъединителя состоит из вертикально установленного металлического корпуса, в целом
треугольного в плане, с тремя равномерно расположенными контактами 70, 71, 72 или 75, 75, 76, 77,
расположенными около углов треугольника приблизительно посередине высоты камеры. Соединения с этими
контактами осуществляются через основание. пластина цепного механизма и различаются в 80 различных
камерах, электрический класс.
На рисунке 3 показаны вырезанные фрагменты.
Таким образом, первый и второй контакты 70, 71 двух промежуточных камер 64 соединены с соседними
контактами главного выключателя 85 посредством продольно перемещаемых изолированных проводников,
обозначенных 80, в то время как третьи контакты 72 этих камер соединены через кабельные
Соседние файлы в папке патенты