PL218856B1 - Rozłącznik z komorami próżniowymi - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rozłącznik z komorami próżniowymi, przystosowany do instalowania na słupach, przeznaczony do załączania i wyłączania prądów występujących w sieciach rozdzielczych średniego napięcia oraz do przewodzenia i załączania prądów zwarciowych.

Znane rozłączniki, stosowane w liniach energetycznych, zawierają komory gaszeniowe powietrzne, olejowe, gazo-wydmuchowe lub próżniowe.

Znany z polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru 61411 rozłącznik napowietrzny składa się z trzech segmentów biegunowych połączonych ze sobą za pomocą łącznika sterującego, do którego przymocowana jest dźwignia sterująca połączona obrotowo z cięgnem napędu. Każdy segment biegunowy składa się z korpusu stałego, który w dolnej części ma osadzony zacisk mocujący, a w górnej części ma przymocowany izolator nieruchomy ze stykiem stałym oraz korpus obrotowy z przymocowanym do niego izolatorem ruchomym ze stykiem ruchomym, przy czym do styków przymocowane są przyłącza prądowe. Każdy segment biegunowy wyposażony jest w zespół gaszenia łuku zawierający sprężysty pręt gaszący przymocowany do górnego okucia izolatora ruchomego oraz przymocowaną do górnego okucia izolatora nieruchomego powietrzną komorę gaszeniową składającą się z dwóch równoległych względem siebie płaskich płyt o kształcie nieregularnych wieloboków, pomiędzy którymi osadzony jest pomocniczy styk stały. Pręt gaszący i pomocniczy styk stały połączone za pośrednictwem pomocniczych przewodów z przyłączami prądowymi odpowiednio styku ruchomego i stałego głównego toru prądowego tworzą pomocniczy tor prądowy równoległy do głównego toru prądowego.

Z polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru 61289 znany jest łącznik wysokiego napięcia z komorą próżniową w którym na obrotowym sworzniu mechanizmu sterującego osadzona jest krzywka, zaś po obydwu jej stronach zaklinowane są krążkowe dźwignie zaopatrzone w czopy prowadzące. Krążkowe dźwignie połączone są przegubowo z teleskopowymi trzpieniami, które osadzone są na wspólnej osi za pośrednictwem tłumiących podkładek. Na teleskopowych trzpieniach osadzone są śrubowe sprężyny rozpierające. Sworzeń mechanizmu sterującego połączony jest z ogranicznikiem obrotów złożonym z ramienia i osadzonego na jego końcu zderzaka współpracującego z odpowiednio ukształtowaną wewnętrzną powierzchnią obudowy. Obrót sworznia mechanizmu sterującego, ograniczony dwoma położeniami kątowymi ogranicznika, powoduje, za pośrednictwem krążkowych dźwigni i czopów prowadzących, obrót osadzonej na sworzniu krzywki. Obrót krzywki powoduje za pośrednictwem krążka dociśnięcie pierścienia, który pokonując opór sprężyn umieszczonych wewnątrz i na zewnątrz tulei przesuwa się wraz z tuleją do dołu, wskutek czego następuje połączenie styku ruchomego ze stykiem stałym komory próżniowej. Zamknięcie styków komory próżniowej utrzymywane jest za pomocą teleskopowego trzpienia i osadzonej na nim sprężyny. Obrót sworznia mechanizmu sterującego w przeciwnym kierunku powoduje pokonanie oporu sprężyny osadzonej na teleskopowym trzpieniu i obrót krzywki, zwolnienie nacisku krążka na pierścień, w wyniku czego tuleja znajdująca się pod działaniem sprężyny zewnętrznej unosi się do góry powodując rozłączenie styków komory próżniowej.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 187251 rozłącznik zawiera umieszczone w izolacyjnym korpusie komorę próżniową i mechanizm sterujący. Mechanizm sterujący ma mimośrodowy element uruchamiający, który za pośrednictwem popychacza, krążka dociskowego i przy współdziałaniu sprężyn umieszczonych wewnątrz i na zewnątrz tulei, w której umieszczony jest styk ruchomy komory próżniowej, działa na styk ruchomy powodując zamykanie i otwieranie styków komory. Izolacyjny korpus komory próżniowej zaopatrzony jest w metalowe płytki czołowe, pomiędzy którymi nałożony jest mankiet uszczelniający ściśle obejmujący komorę próżniową. Mankiet uszczelniający, wykonany z materiału elektroizolacyjnego, zabezpiecza przed zewnętrznym przebiciem napięcia pomiędzy płytkami czołowymi komory próżniowej.

Istota rozłącznika według wynalazku polega na tym, że usytuowany obok komory próżniowej mechanizm sterujący składa się z osadzonego obrotowo w korpusie sworznia, do końca którego przymocowany jest chwytak rolki stykowej osadzonej w górnym końcu wysięgnika przymocowanego do głównego styku ruchomego rozłącznika. Na sworzniu osadzone jest koło zębate z krzywką, połączone ze sworzniem poprzez rowki śrubowe o dużym skoku i współpracujące z listwą zębatą obsady, wewnątrz której umieszczona jest sprężyna działająca za pośrednictwem obsady i blokady na dźwignię połączoną ze stykiem ruchomym komory próżniowej. Powyżej koła zębatego usytuowana jest zapadka górna zwalniająca blokadę osadzoną przesuwnie w dźwigni, zaś poniżej koła zębatego położona jest zapadka dolna blokująca obrót koła zębatego, z boku którego umieszczona jest zapadka boczna blokująca i zwalniająca obsadę sprężyny. Koło zębate ma ograniczony zakres ruchu obrotoPL 218 856 B1 wego i przesuwu, zaś sworzeń nie mający możliwości przesuwu ma możliwość obrotu o określony kąt α, przy czym obrót sworznia o kąt α/2 powoduje przesunięcie na nim koła zębatego o wartość pozwalającą zazębić lub wyzębić koło zębate z listwy zębatej, natomiast dalszy obrót sworznia o kąt α/2 powoduje jednoczesny obrót koła zębatego i sworznia.

Korzystnym jest, gdy koło zębate i krzywka stanowią monolit, przy czym zęby koła zębatego wykonane są na części obwodu powierzchni zewnętrznej koła zębatego, na którego obwodzie, poza obwodem zawierającym zęby, ukształtowana jest krzywka.

Korzystnym jest, gdy rolka stykowa składa się z tulei z kołnierzem, na której osadzona jest tarcza, przy czym kołnierz i tarcza posiadają na całej długości obwodów zbieżne ku sobie powierzchnie stożkowe tworzące pryzmo we wgłębienie obwodowe rolki stykowej.

Korzystnym jest, gdy chwytak wykonany jest w postaci dwóch odpowiednio wyprofilowanych prętów stykowych o różnych kształtach i długościach.

Zaletą rozłącznika według wynalazku jest to, że odznacza się on małymi wymiarami gabarytowymi wynikającymi z usytuowania mechanizmu sterującego stykami komory próżniowej obok komory oraz małą masą wynikającą z zastosowania tworzyw sztucznych na elementy mechanizmu sterującego. Ponadto konstrukcja zespołu gaszenia łuku poprawia parametry łączeniowe przez zwiększenie szybkości otwierania styków, co wpływa na skrócenie całkowitego czasu wyłączania.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunkach na których, fig. 1 przedstawia rozłącznik z komorami próżniowymi w położeniu zamkniętym w widoku aksonometrycznym, fig. 2 - segment biegunowy rozłącznika w położeniu zamkniętym w widoku aksonometrycznym, fig. 3 - zespół gaszenia łuku ze stykami głównymi rozłącznika w położeniu zamkniętym w widoku aksonometrycznym z częściowym wyrwaniem, a fig. 4 - komorę próżniową z mechanizmem sterującym w położeniu zamkniętym w widoku aksonometrycznym od strony przeciwnej do fig. 3.

Rozłącznik zawiera trzy segmenty biegunowe, a każdy z nich składa się z korpusu stałego 1, w którego dolnej części osadzony jest zacisk mocujący 2, zaś w górnej części przymocowane są korpus obrotowy 3 z izolatorem ruchomym 4 oraz izolator nieruchomy 5. Do górnych okuć izolatora ruchomego 4 i nieruchomego 5 przymocowane są odpowiednio styk ruchomy 6 i styk stały 7, przy czym każdy ze styków wyposażony jest w przyłącze prądowe 8 służące do mocowania przewodów przyłączowych. Styki ruchomy 6 i stały 7 z przyporządkowanymi do nich przyłączami prądowymi 8 tworzą główny tor prądowy rozłącznika. Każdy segment biegunowy wyposażony jest w zespół gaszenia łuku składający się z zamontowanego na styku ruchomym 6 wysięgnika 9, w którego górnym końcu osadzona jest rolka stykowa 10 składająca się z tulei z kołnierzem 10a i tarczy 10b, przy czym kołnierz 10a i tarcza 10b posiadają zbieżne ku sobie stożkowe powierzchnie obwodowe, zaś na tulei osadzona jest sprężyna dociskająca 11, usytuowana pomiędzy tarczą 10b i powierzchnią wysięgnika 9, oraz z mechanizmu sterującego i komory próżniowej 12 umieszczonych w korpusie 13 zamontowanym na styku stałym 7. Mechanizm sterujący składa się z chwytaka 14, wykonanego w postaci dwóch odpowiednio wyprofilowanych prętów stykowych o różnych kształtach i długościach, przymocowanego za pośrednictwem płytki przewodzącej 15 do końca sworznia 16, na którym osadzone jest koło zębate 17 z krzywką 18. Koło zębate 17, osadzone osiowo na sworzniu 16 i połączone z nim poprzez rowki śrubowe o dużym skoku, ma ograniczony zakres ruchu obrotowego oraz przesuwu. Sworzeń 16 nie ma możliwości przesuwu, ale ma możliwość obrotu o kąt α, przy czym obrót sworznia 16 o kąt α/2 powoduje przesunięcie na nim koła zębatego 17 o wartość pozwalającą zazębić lub wyzębić koło zębate 17 z listwy zębatej 19 obsady 20, natomiast dalszy obrót sworznia 16 o kąt α/2 powoduje jednoczesny obrót koła zębatego 17. Sworzeń 16 osadzony jest obrotowo w korpusie 13, w którym znajduje się obsada 20 z umieszczoną w niej sprężyną 21 sterującą za pośrednictwem dźwigni 22 z umieszczoną w niej przesuwnie blokadą 23 stykiem ruchomym komory próżniowej 12. W korpusie 13 osadzone są usytuowana powyżej koła zębatego 17 zapadka górna 24 zwalniająca blokadę 23 dźwigni 22, położona poniżej koła zębatego 17 zapadka dolna 25 blokująca obrót koła zębatego 17 oraz umieszczona z boku koła zębatego 17 zapadka boczna 26 blokująca i zwalniająca obsadę 20 sprężyny 21. W górnej części komory próżniowej 12 przymocowany jest elastyczny przewód 27 łączący styk ruchomy komory próżniowej 12, za pośrednictwem płytki przewodzącej 15, z chwytakiem 14 rolki stykowej 10, przy czym elastyczny przewód 27 przechodzi przez wzdłużny otwór wykonany wewnątrz sworznia 16. Wysięgnik 9, rolka stykowa 10, chwytak 14, płytka przewodząca 15 oraz elastyczny przewód 27 wykonane są z materiałów przewodzących prąd, natomiast korpus 13, sworzeń 16, koło zębate 17 z krzywką 18, obsada 20 z listwą zębatą 19, dźwignia 22, zapadka górna 24, zapadka dolna 25 i zapadka boczna 26 wykonane są z tworzyw sztucznych, przy czym przestrzeń w korpusie 13 wokół

PL 218 856 B1 komory próżniowej 12 wypełniona jest materiałem izolacyjnym trwale elastycznym, który izoluje elektrycznie komorę próżniową 12 i zabezpiecza ją przed osadzaniem się wilgoci na jej powierzchni. Segmenty biegunowe rozłącznika połączone są ze sobą za pomocą łącznika sterującego 28 umieszczonego w korpusach obrotowych 3. Do łącznika sterującego 28 przymocowana jest dźwignia sterująca 29, a z nią połączone jest obrotowo cięgno 30, z którym połączony jest napęd 31 ręczny lub silnikowy. Przesterowanie segmentów biegunowych rozłącznika w określone położenia pracy odbywa się w wyniku przenoszenia siły z napędu 31 za pośrednictwem cięgna 30 i dźwigni sterującej 29 na łącznik sterujący 28, który powoduje obrót izolatorów ruchomych 4 wszystkich segmentów biegunowych jednocześnie. W położeniu otwartym rozłącznika sprężyna 21 utrzymuje komorę próżniową 12 w stanie otwartym.

Podczas cyklu załączania rozłącznika, w każdym segmencie biegunowym jednocześnie, najpierw rolka stykowa 10 wchodzi pomiędzy pręty stykowe chwytaka 14 powodując jego obrót, w wyniku którego następuje obrót sworznia 16. Zablokowane przed obrotem zapadką dolną 25 koło zębate 17 przesuwa się na sworzniu 16 i zazębia z listwą zębatą 19 obsady 20, zaś połączona z kołem zębatym 17 zapadka górna 24 naciska na blokadę 23 osadzoną przesuwnie w dźwigni 22 powodując w odpowiednim momencie zepchnięcie blokady 23 z obsady 20 sprężyny 21, w wyniku czego dźwignia 22 sterująca stykiem ruchomym komory próżniowej 12 powoduje zamknięcie obwodu poprzez zamknięcie jej styków i ostatecznie zamknięcie głównych styków ruchomych 6 i stałych 7 rozłącznika. Po wykonaniu przez sworzeń 16 obrotu o kąt α/2 koło zębate 17 przesuwając się do końca rowków śrubowych zostaje zablokowane na sworzniu 16 i dalszy obrót wykonują razem, przy czym koło zębate 17 współpracując z listwą zębatą 19 przesuwa obsadę 20 i napina sprężynę 21. Po wykonaniu przez sworzeń 16 obrotu o kąt α zapadka boczna 26 blokuje obsadę 20 sprężyny 21, zaś blokada 23 zaskakuje za krawędź w obsadzie 20 sprężyny 21.

Podczas cyklu wyłączania rozłącznika najpierw wysięgnik 9 z rolką stykową 10 powoduje obrót chwytaka 14 wraz ze sworzniem 16, zaś zablokowane przed obrotem koło zębate 17 przesuwa się na sworzniu 16 i po wykonaniu przez sworzeń obrotu o kąt α/2 wyzębia się z listwy zębatej 19 obsady 20 sprężyny 21, przesuwa się do końca rowków śrubowych, gdzie zostaje zablokowane na sworzniu 16 i dalszy obrót wykonuje razem ze sworzniem 16. Krzywka 18 koła zębatego 17 naciskając na zapadkę boczną 26 powoduje jej przesunięcie skutkujące w odpowiednim momencie zwolnieniem sprężyny 21, która poprzez obsadę 20, blokadę 23 i dźwignię 22 powoduje rozwarcie styków komory próżniowej 12. Po wykonaniu przez sworzeń 16 obrotu o kąt α zapadka dolna 25 blokuje obrót koła zębatego 17. W cyklu wyłączania po rozwarciu styków głównych rozłącznika prąd przewodzony jest od styku stałego 7 poprzez komorę próżniową 12, chwytak 14, rolkę stykową 10 i wysięgnik 9 do styku ruchomego 6. Przerwanie obwodu i zgaszenie łuku w komorze próżniowej 12 następuje w momencie uzyskania przez styki główne rozłącznika odpowiedniej odległości izolacyjnej.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Rozłącznik z komorami próżniowymi zawierający segmenty biegunowe połączone ze sobą łącznikiem sterującym, do którego przymocowana jest dźwignia sterująca połączona obrotowo z cięgnem napędu, zaś każdy segment biegunowy składa się z korpusu stałego, który w górnej części ma przymocowany izolator nieruchomy ze stykiem stałym oraz korpus obrotowy z przymocowanym do niego izolatorem ruchomym ze stykiem ruchomym, a ponadto każdy segment biegunowy wyposażony jest w zespół gaszenia łuku z umieszczoną w korpusie komorą próżniową której styki są zamykane i otwierane za pomocą mechanizmu sterującego zawierającego sworzeń, krzywkę, dźwignię i sprężynę, znamienny tym, że usytuowany obok komory próżniowej (12) mechanizm sterujący składa się z osadzonego obrotowo w korpusie (13) sworznia (16), do końca którego przymocowany jest chwytak (14) rolki stykowej (10) osadzonej w górnym końcu wysięgnika (9) przymocowanego do głównego styku ruchomego (6), oraz z osadzonego na sworzniu (16) koła zębatego (17) z krzywką (18), połączonego ze sworzniem (16) poprzez rowki śrubowe o dużym skoku i współpracującego z listwą zębatą (19) obsady (20), wewnątrz której umieszczona jest sprężyna (21) działająca za pośrednictwem obsady (20) i blokady (23) na dźwignię (22) połączoną ze stykiem ruchomym komory próżniowej (12), a ponadto mechanizm sterujący wyposażony jest w zapadkę górną (24) zwalniającą blokadę (23) dźwigni (22) usytuowaną powyżej koła zębatego (17), pod którym położona jest zapadka dolna (25) blokująca obrót koła zębatego (17), z boku którego umieszczona jest zapadka boczna (26) zwalniająPL 218 856 B1 ca i blokująca obsadę (20) sprężyny (21), przy czym koło zębate (17) ma ograniczony zakres ruchu obrotowego i przesuwu, zaś sworzeń (16) nie mający możliwości przesuwu ma możliwość obrotu o określony kąt α, przy czym obrót sworznia (16) o kąt α/2 powoduje przesunięcie na nim koła zębatego (17) o wartość pozwalającą zazębić lub wyzębić koło zębate (17) z listwy zębatej (19), natomiast dalszy obrót sworznia (16) o kąt α/2 powoduje jednoczesny obrót koła zębatego (17) i sworznia (16).
2. 2. Rozłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że koło zębate (17) i krzywka (18) stanowią monolit, przy czym zęby koła zębatego (17) wykonane są na części obwodu powierzchni zewnętrznej koła zębatego (17), na którego obwodzie, poza obwodem zawierającym zęby, ukształtowana jest krzywka (18).
3. 3. Rozłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rolka stykowa (10) składa się z tulei z kołnierzem (10a), na której osadzona jest tarcza (10b), przy czym kołnierz (10a) i tarcza (10b) posiadają na całej długości obwodów zbieżne ku sobie powierzchnie stożkowe tworzące pryzmowe wgłębienie obwodowe rolki stykowej (10).
4. 4. Rozłącznik według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że chwytak (14) wykonany jest w postaci dwóch odpowiednio wyprofilowanych prętów stykowych o różnych kształtach i długościach.