Приводы к выключателям высокого напряжения — Пружинные приводы
Содержание материала
Глава шестая
ПРУЖИННЫЕ ПРИВОДЫ
1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННЫХ ПРИВОДОВ
В пружинных приводах энергия, необходимая для включения выключателя, предварительно запасается в виде потенциальной энергии растянутых или сжатых пружин. Растяжение или сжатие пружин обычно совершается задолго до включения выключателя; поэтому время, необходимое для включения, не зависит от времени растяжения или сжатия пружин.
Энергия, необходимая для включения выключателя, запасается постепенно за счет работы мускульной силы оператора или работы электродвигателя. При применении электродвигателя выбирают двигатель сравнительно небольшой мощности. Электродвигатель, вращаясь в течение длительного промежутка времени, натягивает или сжимает пружины привода; по окончании завода пружины остаются в напряженном состоянии до тех пор, пока потребуется включить выключатель. Пружинные приводы подразделяются на: 1) приводы с ручным заводом и 2) приводы с электродвигательным заводом.
Приводы с ручным заводом могут быть применены для выключателей небольшой мощности, а приводы с электродвигательным заводом применяются для более мощных выключателей. Однако пружинные приводы для обслуживания особенно тяжелых выключателей не применяются, так как с увеличением работы включения конструкции пружинных приводов становятся неэкономичными по сравнению с другими приводами.
Пружинные приводы, так же как и другие приводы, могут быть применены как для автоматического включения и отключения выключателей, так и для цикла АПВ.
Для обеспечения АПВ необходимо включающую пружину после включения выключателя снова завести и оставить ее в заведенном состоянии. При отключении выключателя механизм прикола срабатывает и освобождает защелку, удерживающую пружину в заведенном состоянии, в результате освобождения пружина автоматически повторно включает выключатель. Отключение выключателя может быть произведено как при помощи отключающих реле и катушек электромагнитов, так и от руки оператора при нажатии на соответственную кнопку цепи управления.
Пружинные приводы не очень сложны и надежно работают в эксплуатации.
2. ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД С РУЧНЫМ ЗАВОДОМ
Заводами «Уралэлектроаппарат» и «Электроаппарат» было разработано большое количество пружинных приводов для управления различными выключателями. Некоторые из разработанных приводов в настоящее время проходят стендовые испытания и возможно в ближайшее время будут запущены в производство. На рис. 6-1 показан пружинный привод типа ППР, выпускаемый заводом «Электроаппарат». Этот привад выполнен в виде подвесной конструкции и состоит из включающей пружины, механизма для завода пружины, включающего и отключающего электромагнита и механизма свободного расцепления.
Включающая пружина 2 и механизм для завода пружины собраны между стальными пластинами 3. Завод пружины совершается при помощи ручного рычажного привода 23, тяга которого 6 соединяется с заводным рычагом 5. Неподвижный конец включающей пружины прикреплен болтом 1, причем этим болтом в нужный момент можно производить необходимый натяг пружины. Подвижный конец пружины сцеплен с заводящим храповиком 13. Для завода пружины необходимо совершать попеременное движение рукоятки ручного привода 23 вниз и вверх, при этом собачка 11 поворачивает храповик 13 на один зуб. Когда рукоятка ручного привода движется вверх, в это время храповое колесо приводится в движение толкачом 9, а собачка скользит по следующему зубу храпового колеса и заскакивает за этот зуб. Для полного завода пружины требуется четыре движения рукоятки 23 (вниз — вверх — вниз — вверх). После заведения пружины рукоятка в верхнем положении запирается мертвым положением звеньев механизма ручного привода и специальным запорным пальцем 24.
Чтобы включить выключатель, необходимо освободить собачку 11, которая удерживается за удлиненную часть хвостовика специальной защелкой 7. Включение производится вручную посредством тяги 15 или дистанционно включающим электромагнитом 4.
Когда освобождается хвостовая часть собачки, собачка 11 поворачивается вокруг пальца 10 и тем самым опускает зуб храповика 13. Освобожденный храповик под действием сил растянутой пружины 2 приходит в движение и тем самым увлекает за собой (через палец 12) включающий рычаг 14, связанный через механизм свободного расцепления 16 с приводным рычагом выключателя.
Механизм свободного расцепления привода представляет собой простейшее шарнирное устройство, закрытое отключающей защелкой 17 в положении, близком к мертвому. Отключение может быть произведено либо вручную, либо посредством отключающего электромагнита 18, так как отключающая электромагнит не блокируется, он в любой момент может произнести отключение выключателя под действием релейной защиты или от кнопки дистанционного управления.
Рис. 6-1. Общий вид пружинного привода типа ППР.
1—болт; 2— включающая пружина; 3—стальные пластины; 4—включающий электромагнит; 5—заводной рычаг; 6—тяга; 7—защелка; 8—вал заводного рычага; 9—толкач; 10—палец; 11—собачка; 12—палец; 13—храповик; 14—включающий рычаг; 15—тяга; 16—механизм свободного расцепления; 17—отключающая защелка; 18—отключающий электромагнит; 19—тяга сигнализация; 20—тяга ручного управления; 21 — рычаг ручной команды; 22—блок сигнализации; 23—рычажный привод; 24—запорный палец; 25—рычаг с пальцем; 26 и 27—ломающийся рычаг.
Отключение производится под действием отключающих пружин выключателя следующим образом. При втягивании сердечника электромагнита 18 приходит в движение рычаг с пальцем 25, который поворачивается около своей оси и ударяет в ролик, сидящий на конце рычага 16. В это время рычаг отходит вправо и поворачивается около оси, укрепленной на одном из звеньев ломающегося рычага 26. При повороте рычага 16 защелка сходит со своего упора и тем
самым дает возможность ломающемуся рычагу 26—27 прийти в движение. В результате этого отключающие пружины выключателя производят отключение, одновременно с этим поворачиваются рычаги механизма привода и занимают положение, подготовленное к включению.
Когда пружины заведены, включение выключателя может быть осуществлено при помощи кнопки включающего электромагнита 4. При этом сердечник электромагнита втягивается, тем самым поворачивает коромысло, которое ударяет в хвост защелки 7, удерживающей собачку 11. Механизм при этом поворачивается, и собачка освобождает храповик 13. В свою очередь храповик поворачивается под действием пружины 22 против часовой стрелки и увлекает своим пальцем диск и ломающийся рычаг 26—27 и рычаг, поворачивающий вал выключателя, тем самым включает выключатель.
Установка ручного рычажного привода 23 (рис. 6-1) по отношению к пружинному приводу ППР может быть произведена не только с лицевой стороны, как показано на рис. 6-1, но и с тыльной стороны.
Как было отмечено, в привод встраиваются электромагнит включения и электромагнит отключения. Обмотки катушек этих электромагнитов выполнены в зависимости от номинального напряжения оперативного тока. Данные о потребляемых токах электромагнитов приведены в табл. 6-1.
Таблица 6-1
Для сигнализации положения включения и отключения устанавливается блок 22, в котором имеется рычаг ручной команды 21 и блок-контакты типа КСА на 6 или 8 цепей. Рычаг ручной команды связан с механизмом привода ППР посредством тяги 20. Для включения необходимо совершить движение рычага вверх, а для отключения — движение рычага вниз.
Включенное и отключенное положения привода и выключателя фиксируются специальным указателем положения с четырьмя надписями: 
Надписи Готов и Не готов показывают подготовленность привода произвести включение выключателя, т. е. свидетельствуют о заведенном или незаведенном состоянии включающей пружины.
Надписи включен и отключен относятся к положению выключателя.
а — схема с питанием электромагнитов и ламп от одной цепи; б— схема с питанием электромагнитов и ламп от разных цепей. Буквенные обозначения см. подпись к рис. 5-5.
Схема сигнального устройства привода показана на рис. 6-2. Кроме того, в привод могут быть встроены блок-реле с различными вариантами исполнения реле и электромагнитов в зависимости от схемы защиты, которые обозначаются так: БР-110, БР-113, БР-114, БР-450, БР-455 и БР-500.
БР означает блок-реле, а цифры означают различные варианты реле и электромагнитов, обозначение и выбор которых производятся по данным табл. 2-2.
Источник
Пружинный привод высоковольтного выключателя
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в высоковольтных выключателях. Технический результат полезной модели — повышение быстродействия и надежности работы высоковольтного выключателя. Пружинный привод содержит включающий (1) и отключающий (2) электромагниты, выходной вал (3) и спиральную пружину (4). Пружина (4) кинематически связана с выходным валом (3) через храповой механизм с храповым колесом 5, которое установлено на валу 6. Храповой механизм фиксируется во взведенном положении пружины (4) и расфиксируется под воздействием якоря включающего электромагнита (1). Храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом (14) и кинематически связан с валом (3) через механизм свободного расцепления. Механизм свободного расцепления выполнен с возможностью фиксации включенного положения вала (3) и его расфиксации с разрывом кинематической связи с валом (3) под воздействием якоря отключающего электромагнита (2). Храповой механизм снабжен маховиком (27), установленным на валу (6) храпового колеса (5). 1 з.п.ф., 2 ил.
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена в высоковольтных выключателях.
Известен пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом отключение выключателя (под действием его собственных отключающих пружин) обеспечивается за счет освобождения выходного вала, зафиксированного приводом во включенном состоянии выключателя [RU 99655 U1].
Недостаток известного решения состоит в следующем.
В случае включения на поврежденную линию или другую нагрузку, отключающим пружинам выключателя приходится дополнительно преодолевать инерционное сопротивление элементов цепи кинематической связи выходного вала с храповым механизмом. Это замедляет процесс отключения тока нагрузки, снижает быстродействие выключателя, ускоряет износ его контактов под воздействием разрываемой электрической дуги.
Технический результат полезной модели — повышение быстродействия и надежности работы высоковольтного выключателя.
Предметом полезной модели является пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями его фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом и кинематически связан с выходным валом через механизм свободного расцепления, выполненный с возможностью фиксации включенного положения выходного вала и его расфиксации с разрывом указанной кинематической связи под воздействием якоря отключающего электромагнита.
Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что храповой механизм снабжен маховиком, установленным на валу храпового колеса.
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
На фиг.1 представлен общий вид привода, а на фиг.2 — привод в разрезе, иллюстрирующем его внутреннее устройство.
Пружинный привод содержит включающий электромагнит 1, отключающий электромагнит 2, выходной вал 3, предназначенный для кинематического соединения с тягой высоковольтного выключателя, и спиральную пружину 4.
Пружина 4 кинематически связана с выходным валом 3. Цепь этой кинематической связи содержит храповой механизм, включающий храповое колесо 5, установленное на валу 6, взводящую собачку 7, удерживающую собачку 8. Фиксацию храпового механизма во взведенном положении пружины обеспечивает механизм удержания, в состав которого входят: валик 9 с лыской на хвостовике, рычаги 10 и 11. На одном конце рычага 11 установлен фиксирующий ролик 12, заходящий за выступ на рычаге 10. Второй конец рычага 11 тягой 13 связан с якорем включающего электромагнита 1, под воздействием которого храповой механизм расфиксируется.
Храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом 14, якорь которого связан с храповым колесом 5 через коромысло 15 и взводящую собачку 7, которая поворачивает храповое колесо 5 на один зуб.
Кинематическая связь храпового механизма с выходным валом 3 осуществляется через кулачок 16, ролик 17, рычаг 18, подпружиненный шток 19 и механизм свободного расцепления. В состав этого механизма входят ролик 20, шарнирно соединенные рычаги 21 и 22. Кроме того, механизм свободного расцепления включает элементы, обеспечивающие фиксацию выходного вала во включенном положении и расфиксацию с разрывом кинематической связи осуществляемую под воздействием якоря отключающего электромагнита 2. К этим элементам относятся: подпружиненный рычаг 23, снабженный роликом, отключающая собачка 24 с пружиной, подпружиненый валик 25 с роликовым упором, а также защелка 26.
На валу 6 храпового колеса 5 установлен маховик 27.
Устройство работает следующим образом.
При каждом срабатывании взводящего электромагнита 14 его якорь поворачивает коромысло 15 и взводящая собачка 7 поворачивает храповое колесо 5 на один зуб. После полного взведения храпового механизма и связанной с ним спиральной пружины 4 электромагнит 14 отключается.
Включение привода (выключателя) осуществляется при срабатывании включающего электромагнита 1, якорь которого через тягу 13 поворачивает рычаг 12 и выводит фиксирующий ролик 12 из зацепления с рычагом 10. Храповое колесо 5 расфиксируется и взведенная пружина 4 освобождается.
Под воздействием пружины 4 храповое колесо 5 и соосные с ним кулачок 16 и маховик 27 поворачиваются против часовой стрелки. Кулачок 16 воздействует через ролик 17 на рычаг 18, который толкает шток 19.
Шток 19 перемещается и передает усилие через ролик 20 и шарнирно соединенные рычаги 21 и 22 на выходной вал 3, который переводит во включенное состояние высоковольтный выключатель. Во включенном положении вала 3 ролик 20 фиксируется защелкой 26.
Отключение осуществляется под действием его собственных пружин выключателя при срабатывании электромагнита 2, якорь которого поворачивает подпружиненный валик 25, высвобождая отключающую собачку 24., которая в свою очередь расфиксирует подпружиненный рычаг 23. При освобождении рычага 23 ролик 20 срывается с защелки 26 и механизм свободного расцепления складывается.
Благодаря расфиксации механизма свободного расцепления с освобождением выходного вала 3 от связи с элементами кинематической связи, обеспечивающими включение привода (подпружиненный шток 19, рычаг 18, ролик 17) уменьшается нагрузка на отключающие пружины выключателя и, как следствие, уменьшается время отключения.
Маховик 27 на валу 6 храпового колеса 5 накапливает энергию на начальном этапе цикла включения, когда пружина 4 только выходит из взведенного состояния и ее усилие максимально, и отдает энергию на последнем этапе цикла включения, когда усилие пружины 4 ослабевает. При этом максимальное усилие на валу 3, необходимое выключателю в конце цикла его включения, обеспечивается при меньшем начальном усилии пружины 4 и, соответственно, меньшей энергии для ее взвода.
1. Пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий включающий и отключающий электромагниты, выходной вал и, по меньшей мере, одну спиральную пружину, кинематически связанную с выходным валом через храповой механизм, выполненный с возможностями его фиксации во взведенном положении и расфиксации под воздействием якоря включающего электромагнита, при этом храповой механизм снабжен взводящим электромагнитом и кинематически связан с выходным валом через механизм свободного расцепления, выполненный с возможностью фиксации включенного положения выходного вала и его расфиксации с разрывом указанной кинематической связи под воздействием якоря отключающего электромагнита.
2. Привод по п.1, в котором храповой механизм снабжен маховиком, установленным на валу храпового колеса.
Источник
