CC BY
277
Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 2
УДК 621.321
ПРИВОД РУЧНОГО ОПЕРАТИВНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
В.Н. Василенко, В.А. Лавринович
Томский политехнический университет E-mail: tevn@tpu.ru
Разработан малогабаритный привод ручного оперативного включения для вакуумных выключателей с усилием поджатия вакуумных дугогасительных камер не более 800 Н. Привод может быть использован совместно с электромагнитным. Приведены: кинематическая схема привода, принцип его работы, конструкция для серийного вакуумного выключателя типа ВБСК-10-20/1000.
Введение
Вакуумные выключатели находят широкое применение в энергетике при напряжениях 6...10 кВ. В их конструкциях используют в основном две разновидности приводов: электромагнитные и пружинно-моторные. Наиболее просты и надежны выключатели с электромагнитным приводом, поэтому они получили наибольшее распространение. В тех случаях, когда мощность вторичных цепей недостаточна для питания электромагнитного привода, применяют выключатели с пружинно-моторным приводом. Эти приводы, как правило, имеют механизм ручного взвода пружины включения. Таким образом, пружинно-моторные приводы, несмотря на их сложность и меньшую надежность по сравнению с электромагнитными, находят свое применение, т.к. допускают включение выключателя при отсутствии вторичного напряжения. В выключателях с электромагнитным приводом обычно такой возможности нет [1]. Это обусловлено необходимостью создания достаточно больших усилий (более 1500 Н) и скоростей (около 1 м/с) при включении выключателя. Включением при помощи физических усилий оператора эти параметры обеспечить невозможно, а дополнительные механические устройства будут иметь значительные габариты и вес, сопоставимые со всем приводом выключателя. Появление вакуумных дугогасительных камер с усилием поджатия около 800 Н и меньше [2] делает реальным создание таких дополнительных устройств для включения выключателя вручную. Нами разработана конструкция ручного привода, который может быть совмещен с электромагнитным приводом в одном выключателе. Такая комбинация существенно расширяет функциональные возможности вакуумного выключателя и повышает надежность его работоспособности - все функции электромагнитного привода дублируются приводом ручного оперативного включения.
Конструкция и принцип работы
Кинематическая схема предлагаемого привода ручного оперативного включения приведена на рис. 1. Основным элементом привода является вал В, на котором с одной стороны установлен кривошип Кр, с другой стороны подсоединяется рукоятка включения РВ для ручного поворота вала В. Кроме этого, на валу В жестко закреплен кулачок
Кул, который может взаимодействовать с толкателем Т. Механизм ручного оперативного включения при отсутствии воздействия на его вал усилий со стороны рукоятки включения РВ всегда возвращается в исходное положение посредством пружины включения ПВкл, которая одним концом прикреплена к кривошипу Кр, а другим - к раме выключателя. Для передачи усилия от механизма ручного оперативного включения к механизму свободного расцепления вакуумного выключателя предусмотрен толкатель Т, который имеет пружину ПВоз для возврата толкателя в исходное положение после воздействия на него кулачка.
а) б)
Рис. 1. Кинематическая схема механизма ручного включения. Положение элементов механизма: а) в исходном положении; б) при взведенной пружине включения (кривошип находится в нижней мертвой точке)
В исходном положении выключатель отключен, элементы механизма ручного оперативного включения находятся в положении, приведенном на рис. 1, а. Для включения выключателя необходимо рукоятку взвода РВ присоединить к валу В. Узел присоединения на рис. 1 не изображен, но он обязательно должен содержать храповой механизм, чтобы вал В мог поворачиваться против часовой стрелки отдельно от рукоятки взвода РВ. При повороте рукоятки взвода на 180° элементы механизма ручного оперативного включения займут положение, приведенное на рис. 1, б. Кривошип будет находиться в нижней мертвой точке, пружина включения ПВкл будет растянута, кулачок Кул находится в состоянии готовности взаимодействовать с толкателем Т. Как только рукоятка взвода РВ пере-
Технические науки
ведет кривошип за мертвую точку, под действием пружины включения ИВ кривошип Кр продолжит вращение против часовой стрелки, при этом кулачок будет взаимодействовать с толкателем Т и переведет его из одного положения в другое. В свою очередь, толкатель Т будет взаимодействовать с валом выключателя и включит выключатель. Толкатель Т может взаимодействовать с валом выключателя, воздействуя непосредственно через якорь электромагнита включения на механизм свободного расцепления и рычаг вала выключателя [2]. После прохождения кулачком Кул толкателя Т, последний возвращается в исходное положение пружиной ИВоз. Таким образом, все элементы механизма ручного оперативного включения пришли в исходное состояние и готовы к следующему циклу включения выключателя.
Конструктивная схема предложенного механизма ручного оперативного включения для вакуумного выключателя ВБСК-10-20/1000 приведена на рис. 2. Механизм ручного включения собран на основании - 1, которое состоит из двух уголков, устанавливаемых на электромагнит включения. На основании - 1 располагаются вал - 2 с кулачком - 3 и рычагами - 4, промежуточная ось - 5 с роликами -6 и 7, пружина включения - 8, кривошип - 9. Ручное включение выключателя происходит при повороте вала - 2 (рис. 2) против часовой стрелки специальной ручкой (на рис. 2 не показана) с приложением усилия не более 100 Н (10 кг), что приводит к взводу пружины - 8. При переходе кривошипа - 9 через мертвую точку дальнейший поворот вала происходит под действием взведенной пружины - 8, при этом кулачок через ролики - 6 и 7 воздействует на якорь - 1 электромагнита включения, включая выключатель аналогично действию электромагнита.
2
3
9
Рис. 2.
Применение предложенного механизма ручного оперативного включения для вакуумного выключателя ВБСК-10-20/1000 [2] позволило расширить его функциональные возможности, т.е. включать выключатель не только электромагнитным приводом, но и вручную. Общий вид вакуумного выключателя с установленным механизмом ручного оперативного включения приведен на рис. 3.
Отдельно общий вид механизма ручного оперативного включения приведен на рис. 4.
Рис. 3. Фотография выключателя ВБСК-10-20/1000 с установленным механизмом ручного оперативного включения (вид со стороны привода, лицевая крышка снята)
Конструктивная схема механизма ручного оперативного включения для вакуумного выключателя ВБСК-10-20/1000: 1) основание, 2) вал, 3) кулачок, 4) рычаг, 5) ось промежуточная, 6, 7) ролик, 8) пружина включения, 9) кривошип
Рис. 4. Фотография механизма ручного оперативного включения для вакуумного выключателя ВБСК-10-20/1000
Выводы
Разработанная конструкция механизма ручного оперативного включения нашла применение в серийно выпускаемом вакуумном выключателе ВБСК-10-20/1000, расширив его функциональные возможности. Возможно дальнейшее расширение применений предложенной конструкции в выключателях нагрузки, вакуумных выключателях, где необходимо ручное включение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 2.
1. Афанасьев В.В., Якунин Э.Н. Приводы к выключателям и разъединителям высокого напряжения. - Л.: Энергоатомиздат, 1982. - 224 с.
Василенко В.Н., Лавринович В.А., Перепелкин С.Н., Стрелков В.Н. Малогабаритный вакуумный выключатель типа ВБСК-10-20 // ЭЛЕКТРО. - 2002. - № 5. - С. 22-26.
