Устройство и работа составных частей

Основание выключателя

Основание выключателя состоит из внешних стенок 3 (рис. 4) с опорами 7 и колесами 8, поперечных полок 14, 23 и траверсы 22, скрепленных болтами со стенками внутренних стоек 9, закрепленных между полками. На внутренних стойках установлены подшипники 11, в которых вращается вал 10 выключателя, на концах которого установлены рычаги 1.

Вал выключателя соединен: шарнирной тягой 6 с рычагом 5 вала привода, тягами 15 с устройством воздушного поддува 12, с помощью вилки 24 с внутренней 25 и наружной 26 отключающими пружинами через рычаги 1 с воздушными буферами 2. Рычаги вала 17 (рис. 1 и рис. 2) шарнирно соединяются с изоляционными тягами 16.

В верхней части основания к передней части стенок прикреплен уголок 19 (рис. 4), на котором установлены стойки 4 и изоляционный экран 16. На верхней полке установлен изоляционный экран 13.

На фасадной части стенок 3 закреплен болтами привод 20 с монтажным жгутом 18 и штепсельным разъемом 17.

Полюс выключателя

Полюс выключателя на номинальную силу тока 1600 А состоит из двух однотипных проходных изоляторов 3 (рис. 5) и 6, главных неподвижных 11 и подвижного 12 контактов, неподвижных 7 и подвижных 8 дугогасительных контактов, боковых стоек 2, 4.

Проходные изоляторы представляют собой отливку из эпоксидной смолы, внутри которой находится токоведущий стержень и металлическая арматура для крепления изолятора к боковым стойкам. На выступающих частях токоведущих стержней устанавливаются втычные розеточные контакты 9 (рис. 1), корпус 5 (рис. 5) главных неподвижных контактов и корпус 15 главного подвижного контакта.

Главные неподвижные контакты представляют собой самоустанавливающиеся пальцевые контакты с изоляционными экранами 25 на концах. Контактное давление всех пар пальцев создается пружинами 23, устанавливаемыми по одной штуке на каждую пару пальцев. Продольное перемещение пальцев ограничивается пружинным штифтом 22.

У выключателей на номинальную силу тока 2000А и 3200 А установлены пальцы с серебряными напайками 26.

Неподвижные дугогасительные контакты 7 состоят из одной пары пальцев, прижатых к корпусу контакта пружинами 28. Верхняя часть пальцев облицована контактами 30 из дугостойкой металлокерамики.

Главные подвижные контакты 12 изготовлены из двух соединенных между собой шин, имеющих специальные прорези в зоне касания с неподвижными контактами. Дополнительно главные подвижные контакты соединяются с корпусом 15 гибкой связью 14.

В верхней части главных подвижных контактов крепится дугогасительный подвижный контакт 8, который имеет облицовку из металлокерамики. В выключателях на номинальную силу тока 2000А и 3200 А применяются главные подвижные контакты, снабженные серебряными напайками 24. Контактное давление в корпусе 15 создается пружиной 19.

Пружины 16 и 20, работающих на кручение, служат в качестве дополнительных пружин отключения. На шинах главного подвижного контакта имеются отверстия для подсоединения изоляционной тяги, соединяющей контакт с валом выключателя.

Из-за малого времени нахождения дуги на дугогасительных контактах при отключении токов короткого замыкания последние повреждаются незначительно.

Полюс выключателя на номинальную силу тока 3200 А, в отличие от полюса выключателя на номинальную силу тока 2000 А, не имеет проходных изоляторов. Токопроводом является набор спаянных неизолированных шин 3 (рис. 6), 6, непосредственно закрепленных к боковым стойкам 2 и 4. На шинах 3 и 6 устанавливаются втычные контакты 9 (рис. 2), главный подвижный контакт 12 (рис. 6), неподвижные главные контакты 11 и дугогасительные контакты 7, конструктивно не отличающиеся от описанных выше.

Камера дугогасительная

Камера содержит пакет 11 (рис.7), собранный из склеенных между собой в единый блок пластин цирконовой керамики. Каждая пластина пакета в нижней части имеет Л-образный вырез, вершина которого смещена от середины пластины. Смещения в пластиках направлены в разные стороны. Таким образом, вырезы в пластинах образуют лабиринт, в который затягивается дуга при отключении.

Пакет пластин, установленный между боковыми пластинами 9, 21 и колодками 8, 10, упирается в распорки 12 и 13 с помощью эксцентриков 16 к пакету поджимаются керамические плиты 15 и 22. Установленные в месте разъема плит и пакета уплотнения изолируют зону гашения дуги от пластин 9 и 21. В верхней части камеры установлено выхлопное устройство 20, состоящее из ряда вертикально расположенных изоляционных пластин и предназначенное для вывода горячих газов, образующихся в процессе отключения. По краям пакета помещены медные рога 4 и 18, по которым перемещаются концы дуги в процессе отключения. Система магнитного дутья состоит из двух катушек 6 и 17, сердечников 5, баковых щек 1 и 19. Катушка 6 одним концом соединяется с корпусом неподвижных контактов (верхним выводом выключателя), другим — с рогом 4. Катушка 17 соединяется с рогом 18 и через промежуточную шину с нижним выводом выключателя.

Таким образом, в отключенном положении выключателя к рогам камеры приложено полное рабочее напряжение, Под полным рабочим напряжением в этом случае находятся также щеки 1 и 19. Козырьки 14 увеличивают электрическую прочность промежутка между щеками.

Боковые щеки, набранные из изолированных друг от друга стальных листов, поджаты с помощью болтов к торцам сердечников 5. Экран 2 изолирует катушки 6 от зоны горения дуги. Гребенка 3 способствует охлаждению и гашению участка дуги, шунтирующего катушку 5.

Кожух выключателя

Кожух 12 (рис.1 и рис.2) устанавливается для изоляции полюсов друг от друга и металлических частей ячейки КРУ от выхлопных газов.

У выключателя в сейсмостойком исполнении на кожухе дополнительно устанавливаются амортизаторы, обеспечивающие устойчивость дугогасительных камер при сейсмических воздействиях.

Кожух состоит из трех соединенных между собой изоляционных коробов. С фасадной стороны кожуха устанавливают стальной заземленный лист.

На выключателе кожух фиксируется распорками 1и закрепляется болтами 19, а в нижней части упирается в основание 4, На кожухе закреплены две скобы 11, для установки на них штепсельных разъемов 13 при выкаченном из ячейки выключателе.

Изоляционная тяга

Тяга 16 (рис.1 и рис.2) служит для передачи движения подвижному контакту полюса 8 от вала 17 выключателя. С валом выключателя и подвижным контактом тяга соединена с помощью металлических наконечников.

Привод

Отличительной особенностью привода является использование избыточной энергии подвижных частей для частичного подзавода рабочих пружин привода в конце включения выключателя. Привод состоит из следующих основных частей: рамы с передней 13 (рис. 9), средней 27 и задней 37 стенками, боковыми швеллерами 34, верхним и нижним швеллерами 48, вала 41, кривошипа с храповым колесом 43, вала 1 привода, сочленяемого с валом выключателя; первичного вала 6; механизма свободного расцепления 70, электродвигателя 52 с редуктором; вала 51 ручной заводки, пружин включения 74; дополнительной пружины включения 62, блок-контактов 58 положения привода SQM; блок-контактов положения выключателя Q—переключателей 42 и 79; клеммных зажимов XТ 11; блокирующей защелки 22; электромагнита дистанционного отключения YAT 85; электромагнита дистанционного отключении независимого питания YAV 80; электромагнита дистанционного включения YАС 18; кнопок ручного включения 10 и ручного отключения 86; защелки включения 15; монтажного жгута 84; счетчика количества операций (рис. 10).

Механизм включения, рабочие положения которого показаны на рис. 11, состоят из: рычага 2 с игольчатым подшипником, установленных на первичном валу 1; вала 3 кривошипа; механизма свободного расцепления 6; рычага 7; рычага заводки 8; пружин 5 и вала 4 привода.

Механизм служит для:

удержания вала 4 привода, а, следовательно, и вала выключателя во включенном положении;

отключения выключателя при воздействии на механизм отключающего элемента (положение а или b, рис. 11);

передачи момента рабочих включающих пружин с первичного вала 1 на вал 4 привода и, соответственно, на вал выключателя в процессе включения (положения c и d, рис. 11).

Заводное устройство рабочих пружин включения 74, 62 (рис. 9) состоит из: электродвигателя 52 с редуктором и установленной на его эксцентричном выходном валу собачки 46, подпружиненной пружиной 53; храпового колеса 43, вала 41 кривошипа; рычага 76 и рычага заводки 69.

Рисунок 9 – Привод пружинный подвесной:

1 – вал привода; 2,7,73 – диск; 3,64 – пластина; 4,16.23,53,77 – пружина; 5,8,25,28,33,59,61,72,76,83,87 – рычаг; 6 – вал первичный; 9,29,82 – упор; 10 – кнопка включения; 11 – зажим клем-мный; 12 – кулиса; 13,27,37 – стенка; 14 – штифт; 15 – защёлка включения; 17 – кулачок; 18 – электромагнит включения YAC; 19,24,54 – кронштейн; 20 – скоба; 21,88 – ролик; 22 – защёлка блокирующая; 26,49,66 – винт; 30,45,46 – собачка; 31,47 – держатель; 32,40 – тяга; 34,48 – швеллер; 35,36,90 – ось; 38,89 – подшипник; 39,56 – шайба стопорная; 41 – вал кривошипа; 42,79 – переключатель ПКУЗ; 43 – колесо храповое; 44 – кулак; 50 – шайба; 51 – вал ручной заводки; 52 – электродвигатель с редуктором; 55 – серьга; 57 – стойка; 58 – блок-контакт SQM; 60 – пружинодержатель; 62 – узел дополнительной пружины включения; 63 – буфер; 65 – конус; 67 – гайка; 68 – направляющая; 69 – рычаг заводки; 70 – механизм свободного расцепления,71,78 – шток; 74 – пружина включения; 75 – палец; 80 - электромагнит отключения независимого питания YAV; 81 – рычаг отключения; 84 – жгут монтажный; 85 – электромагнит отключения YAT; 86 – кнопка отклю чения; I – ГОТОВ; II – НЕ ГОТОВ; III – ВКЛ.; IV – ОТКЛ.

Рисунок 10 – Установка счётчика (отключенное положение привода):

1 – шайба; 2,6 – кронштейн; 3 – пружина; 4 – направляющая; 5 – тяга; 7 – счётчик; 8 – рычаг; 9 – зажим; I – ВКЛ.; II – ОТКЛ.

Рисунок 11 – Характерные положения механизма включения:

a – выключатель отключен, пружины не заведены; b - выключатель отключен, пружины заведены; с - выключатель включен, пружины не заведены; d - выключатель включен, пружины заведены; 1 – вал первичный; 2 – рычаг; 3 – вал кривошипа; 4 – вал привода; 5 - пружина; 6 – механизм свободного расцепления; 7 – рычаг; 8 – рычаг заводки

Переключение блок-контактов SQM происходит при полностью заведенных рабочих пружинах (цепь питания электродвигателя обесточивается).

Блок-контакты положения выключателя Q состоят из двух отдельно установленных переключателей ПКУЗ 42 и 79. В переключателе 42 имеется два размыкающих и три замыкающих контакта, в переключателе 79—по шесть размыкающих и замыкающих контактов. Переключаются блок контакты посредством тяг 40 и 32 от вала привода.

Буфер 63 состоит из собственно буфера и стенки 2 (рис. 12), к которой он крепится двумя болтами.

Верхней частью стенки буфер 63 (рис. 9) крепится к стенке 27, а нижней частью — на первичном валу 6.

Буфер предназначен для:

ограничения угла поворота рычага 72, шарнирно связанного с механизмом свободного расцепления 70, при отключении выключателя валом привода;

смягчения ударов подвижных частей привода и выключателя при включении;

удержания вала привода и вала выключателя во включенном положении через рычаг 72 и механизм свободного расцепления.

Рисунок 12 – Буфер:

1 – шарик; 2 – стенка; 3 – полукольцо; 4 – кольцо; 5 – пружина; 6 – втулка; 7 – цилиндр; 8 – поршень; 9 – крышка; 10 – кольцо; Б - отверстие для выхода воздуха из буфера; В – отверстие для входа воздуха в буфер

Установленный на валу 41 кривошипа тормоз (рис. 9, А) удерживает частично подзаведенные рабочие пружины привода в конце операции включения и исключает возможность поворота храпового колеса и удары его зубьев по собачкам 30, 45 и 46.

Тормоз состоит из диска 2, охватываемого пакетом из четырех разрезных пластин 3. Разрез пластин фиксируется осями 90 и 35 в подпружиненном пружиной 4 рычаге 5. Ось 36 колебания рычага 5 установлена в стенке 37.

Благодаря подпружиниванию разрез пластин всегда имеет минимальную величину, что обеспечивает сплошное прилегание цилиндрических поверхностей диска и пластин. Этим же обеспечивается одностороннее торможение, что исключает вращение диска с валом кривошипа по часовой стрелке (при частичной подзаводке рабочих пружин в процессе включения).

Защелка 22 блокирует защелку включения 15 при включенном положении выключателя и заведенных рабочих пружинах привода. Устройство блокировки включения показано на рис. 13.

При отключении рычаг 2 вала 1 привода отжимает своим выступом подпружиненную пружиной 4 блокирующую защелку 3 и разблокирует ось 5 защелки включения 9.

Указателем положения рабочих пружин привода служит диск 73 (рис. 9) с табличками ГОТОВ и НЕ ГОТОВ, укрепленный на первичном валу.

Рисунок 13 – Устройство блокировки включения:

1 – вал привода; 2 – рычаг; 3 – защёлка блокирующая; 4 – пружина; 5 – ось; 6,7 – ролик; 8 – корпус подшипника; 9 – защёлка включения

Указателем включенного и отключенного положений выключателя служит диск 7 с надписями ВКЛ. и ОТКЛ., который укреплен на валу привода. В зависимости от положения привода и, соответственно, выключателя в окошке крышки привода появляются соответствующие таблички.

Конструкция электромагнита отключения YAT, электромагнита включения YAC и электромагнита отключения независимого питания YAV показана на рис. 14, 15, 16. Электрические данные электромагнитов приведены в разделе 2 (п. 2.18), а обмоточные данные—в табл. 1

Рисунок 14 – Электромагнит отключения YAT:

1 – катушка; 2 – гильза; 3 – сердечник; 4 – штифт; 5 – пружина; 6 – шплинт; 7 – колодка; 8,15 – винт; 9 – магнитопровод; 10 – контрполюс; 11 – шток; 12 – гайка; 13,14 – пластина; 16 – зажим

Таблица 1 – Обмоточные данные электромагнитов

Род тока	Номинальное напряжение, V	Число витков в катушке	Данные провода		Омическое сопротивление, Ω	Масса провода, кг
Род тока	Номинальное напряжение, V	Число витков в катушке	марка	диаметр, мм	Омическое сопротивление, Ω	Масса провода, кг
Постоянный	110 220	1950 3900	ПЭВ-2	0,335 0,236	36,4±3,63 155±15,5	0,134 0,130
Переменный	127 220	1140 2000	ПЭВ-2	0,40 0,315	13,8±1,38 42±4,2	0,125 0,124

Рисунок 15 – Электромагнит включения YAC:

1 – катушка; 2 – гильза; 3 – сердечник; 4 – штифт; 5 – пружина; 6 – шплинт; 7 – колодка; 8 – винт; 9 – магнитопровод; 10 – контрполюс; 11 – шток; 12 – гайка; 13 – пластина; 14 – колодка

Упор 29 (рис. 9) ограничивает ход рычага 28, который останавливает подвижные части привода в отключенном положении.

Благодаря противоразрядному устройству (рис. 17) невозможно:

выкатить включенный выключатель из рабочего положения в разобщенное (в КРУ);

вкатить включенный выключатель из рабочего положения в разобщенное (в КРУ);

вкатить включенный выключатель из разобщенного (контрольного) положения в рабочее (в КРУ);

включить выключатель в промежуточном положении между разобщенным и рабочим.

При нажатии педали 21 (рис. 4) стержень 13 (рис. 17) перемещается вверх и пальцем 11 поворачивает рычаг 1, который соединен с кулачком 2. Кулачок поворачивается по часовой стрелке, запирая кулачок 17 (рис. 9) включающего устройства.

Для подсчета количества операций включения-отключения в приводе установлен счетчик количества операций.

Отличительной особенностью привода для управления выключателями на 40 кА является наличие в нем узла дополнительной пружины включения (рис. 18).

Схема электрическая соединений привода показана на рис. 19. Положение элементов схемы соответствует отключенному выключателю и не заведенному приводу.

Рисунок 16 – Электромагнит отключения независимого питания YAV:

Рисунок 17 – Противоразрядное устройство рабочих пружин

включения:

1,5 – рычаг; 2 – кулачок; 3 – блокировка; 4,9 – пружина; 6 – штифт; 7 – эксцентриситет; 8 – ролик; 10,12 – ось; 11 – палец; 13 – стержень; 14 – болт; 15 – гайка; I – кулачок 17 (рис. 9); II – рычаг 81 (рис. 9)

Работа

На рис. 9 привод показан в отключенном положении с незаведенными рабочими пружинами включения 74 и 62. Для автоматической заводки рабочих пружин необходимо подать питание на электродвигатель 52 с редуктором. Вращательное движение электродвигателя посредством эксцентриков выходного вала мотор-редуктора и установленной на нем собачки 46, подпружиненной пружиной 53, преобразуется в колебательное движение.

Рисунок 18 – Узел дополнительной пружины включения:

1 – пружина; 2 – направляющая; 3 – головка; 4 – скоба; 5 – втулка; 6 – ось; 7 – рычаг заводки

Колеблющаяся собачка 46 сообщает вращательное движение храповому колесу 43, жестко посаженному на вал 41 кривошипа. Вал посредством рычага 76 поворачивает по часовой стрелке рычаги 59 и 69, жёстко соединённые с первичным валом 6, и заводит рабочие пружины. При этом пружина 62 сжимается, а пружины 74 растягиваются.

Для предотвращения обратного вращения храпового колеса под действием усилия, возникающего в процессе заводки рабочих пружин, помимо тормоза (рис. 9, вид А) предусмотрена стопорная собачка 30. Процесс складывания механизма свободного расцепления 70 происходит в течение всего времени заводки рабочих пружин и заканчивается в конце заводки, а при заведенных рабочих пружинах — мгновенно. Одновременно, в процессе заводки рабочих пружин, стойка 57 (размещенная между блок-контактами SQM 58 и кулаком 44 в направляющей кронштейна 54 и подпружиненная пружинами блок-контактов SQM) скользит по профилю кулака 44 и в конце заводки рабочих пружин, западая в вырез кулака, дает возможность блок-контактам SQM переключиться и разорвать цепь питания электродвигателя мотор - редуктора.

Рисунок 19 – Схема электрическая соединений выключателя с

пружинным проводом:

YAC – электромагнит включения; YAT – электромагнит отключения; YAV - электромагнит отключения независимого питания (по отдельному заказу); KBS – реле блокировки от повторного включения; M – электродвигатель; XP1,XP2 – штепсельный разъём; Q – блок-контакты положения выключателя; SQM – блок-контакты положения привода; XT – клеммные зажимы

Положение

SQM

выключателя

привода

27-56

2-12

30-31

29-31

9-56

26-57

5-57

38-39

40-41

42-43

44-45

46-47

48-49

50-51

52-53

54-55

24-3

17-1

4-11

32-33

отключен

не заведен

заведен

включен

не заведен

заведен

Х – контакты замкнуты

Вал кривошипа, поворачиваясь за мертвую точку, под действием заведенных рабочих пружин своим зубом упирается в ролик 58 (7, рис. 13) защелки включения 15 (рис. 9). Последняя роликом 21 (6, рис. 13) запирается на включающем кулаке 17 (рис. 9). В процессе заводки рабочих пружин диск 73 механического указателя положений привода поворачивается и при полностью заведенных пружинах в окошке крышки привода появляется надпись ГОТОВ.

Рабочие пружины можно заводить и вручную—вращением рукоятки 6 (рис. 20) по часовой стрелке.

Рисунок 20 – Определение момента на валу привода:

1 – рычаг ручного включения; 2 – крышка; 3 – болт; 4 – вал; 5 – стержень; 6 – рукоятка съёмная; 7 – указатель включенного и отключенного положений; 8 – кнопка включения; 9 – кнопка отключения; 10 – педаль; P – приложенная сила и направление вращения; L – плечо силы

При вращении рукоятки приводится в движение собачка 45 (рис. 9), установленная на кривошипном крае вала ручной заводки 51. Последовательность движений частей привода та же, что и при заводке рабочих пружин мотор-редуктором. В конце заводки рукоятка вращается вхолостую, т.к. собачка находится в контакте с тем сектором храпового колеса, на котором отсутствуют зубья.

При не полностью заведенных рабочих пружинах включить выключатель дистанционно нельзя. Рычагом ручного включения 1 (рис. 20) можно включать и отключать выключатель при наладочных работах и замере момента на валу выключателя.

Включение выключателя происходит при подаче импульса на катушку электромагнита включения YAC 18 (рис. 9) привода или при нажатии на кнопку включения 10 рычага ручного включения. При этом кулачок 17 освобождает ролик 21 защелки включения 15.

Под воздействием кривошипа ролик 88 смещается вместе с защелкой 15 и дает возможность повернуться валу кривошипа и связанным с ним рычагу 76 и рычагу заводки 69, жестко установленному на первичном валу 6. Растянутые пружины 74 (через пружинодержатель 60 и серьгу 55, соединенную с жестко установленным на первичном валу рычагом 59) и сжатая пружина 62, соединенная через направляющую с рычагом заводки 69, поворачивают первичный вал против часовой стрелки. Рычаг заводки пальцем 75 поворачивает рычаг 72, соединенный с механизмом свободного расцепления 70. Последний, будучи соединенным с рычагом 87, жестко установленным на валу 1 привода, поворачивает его по часовой стрелке. Рычаг 5 (рис. 4) вала привода шарнирной тягой 6 поворачивает вал 10 выключателя, который тягами 16 (рис.1 и рис.2), соединенными с подвижными контактами 7 полюсов 5, включает выключатель. В окошке крышки привода появляется надпись ВКЛ.

При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные контакты, затем — главные, ход которых ограничивается буферами 31 (рис.5 и рис.6). Одновременно, при включении, сжимаются отключающие пружины 25 и 26 (рис. 4).

Включенное положение привода и, соответственно, выключателя фиксируется рычагом 72 (рис. 9) на штоке 71 буфера 63.

В процессе включения рычаг 69 посредством рычага 76 поворачивает вал 41 кривошипа и, соответственно, храповое колесо 43 с кулаком 44. Последний, воздействуя на стойку 57, передвигает ее. Передвигаясь, стойка переключает блок-контакты SQM 55, которые замыкают цепь питания электродвигателя 52 с редуктором.

Отключение выключателя происходит при подаче импульса на катушку электромагнита YAT 55 или нажатии на кнопку отключения 86, а также при срабатывании электромагнита YAV 80, которые воздействуют на рычаг отключения 81 соответственно рычагом 83 или 5, или штоком 78.

Рычаг отключения, перемещаясь по пазам, воздействует на рычаг 61 (7, рис. 21) механизма свободного расцепления 70 (рис. 9). Этот рычаг, поворачиваясь против часовой стрелки, выводит из зацепления кулачок 2 (рис. 21), который удерживал тягу 3, в результате чего механизм свободного расцепления «сламывается» и дает возможность повернуться рычагу 4 против часовой стрелки.

Рычаг 57 (рис. 9) под действием сжатых пружин отключения 25, 26 (рис. 4) и пружин 16. 20 (рис.5 и рис.6) поворачивается против часовой стрелки и происходит отключение выключателя (соответственно и привода). В окошке крышки привода появляется надпись ОТКЛ.

При отключении выключателя сначала размыкаются главные контакты, затем—дугогасительные. Воздух в дутьевом устройстве 5 (рис.1 и рис.2), сжимаясь диафрагмой, устремляется по трубкам 6 в зону горения дуги.

Рисунок 21 – Механизм свободного расцепления:

1 – шток буфера; 2 – кулачок; 3 – тяга; 4,7,9 – рычаг; 5,10 – вал; 6 – пружина; 8 - пластина; 11 – амортизатор; 12 – раскос; 13 – болт;