Патент на изобретение №2305343

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным электрическим аппаратным комплексам, и может быть использовано в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше. Высоковольтный аппаратный комплекс содержит, по крайней мере, один разъединитель, состоящий из рамы, изоляционных колонок с главными токоведущими ножами, неподвижными контактами и контактными выводами, приводы для управления хотя бы одной изоляционной колонкой с токоведущими ножами, заземлители с приводами, установленными на раме, и неподвижными контактами заземлителей на изоляционных колонках, выключатель и трансформатор тока, по крайней мере, одна изоляционная поворотная колонка выполнена из двух опорных изоляторов, на каждом из которых закреплен верхний и нижний токоведущий нож, причем расстояние для данного класса напряжения от нижнего токоведущего ножа до заземленной рамы выбрано не менее расстояния «фаза-земля», а расстояние от верхнего токоведущего ножа до нижнего выбрано не менее расстояния между контактами полюса разъединителя, поворотные колонки с верхними и нижними токоведущими ножами управляются, по крайней мере, от одного привода. На раме могут быть установлены не менее трех заземляющих ножей, два у одной изоляционной колонки с контактными выводами и, по крайней мере, один – у другой. Один из заземлителей у изоляционной колонки имеет длину не менее расстояния «фаза-земля», а другой, установленный у той же изоляционной колонки, имеет длину не менее двух расстояний «фаза-земля». Опорные изоляторы каждой колонки могут быть установлены один на другом. В качестве неподвижной изоляционной колонки разъединителя может быть использован выключатель. В качестве одного из опорных изоляторов поворотной изоляционной колонки может быть использован трансформатор тока. Техническим результатом является упрощение распредустройства, сокращение количества применяемых аппаратов, уменьшение площади и объема высоковольтного аппаратного комплекса и всего распредустройства в целом. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным электрическим аппаратным комплексам, и может быть использовано в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше.

Известны высоковольтные аппаратные комплексы, например разъединители горизонтально-поворотного типа с главными токоведущими ножами (полуножами) (Александров Г.Н. Электрические аппараты высокого напряжения. Л.: Энергоатомиздат, 1989; Афанасьев В.В., Якунин Э.Н. Разъединители. Л.: Энергия, 1979).

Известен высоковольтный аппаратный комплекс в виде горизонтально-поворотного разъединителя с тремя изоляционными колонками (патент RU 2235382, Н01Н 31/30, Н01Н 31/02, 27.08.2004) и заземляющими ножами у неподвижных изоляционных колонок.

Наиболее близким к заявляемому решению является высоковольтный аппаратный комплекс (А.С. СССР 1429186, Н01Н 33/02, 07.10.1987), содержащий разъединитель с заземлителем, выключатель и измерительный трансформатор.

В указанном высоковольтном аппаратном комплексе на раме разъединителя в качестве одной изоляционной колонки установлен измерительный трансформатор и на нем закреплен один из подвижных контактов разъединителя и неподвижный контакт заземлителя, причем один из выводов измерительного трансформатора электрически соединен с дугогасительной камерой выключателя, а другой – с контактом разъединителя на измерительном трансформаторе, а другой подвижный контакт разъединителя установлен на поворотной изоляционной колонке.

На раме разъединителя смонтированы также заземлители (один или два) и приводы для управления заземлителями.

Во включенном положении разъединителя подвижные контакты (главные токоведущие ножи) своими контактными поверхностями соединены друг с другом и вместе с присоединенными токоведущими проводами образуют токоведущую цепь.

При отключении разъединителя управляемые от привода изоляционные колонки поворачиваются на 90° вместе с главными токоведущими ножами и образуют в токоведущей цепи видимый разрыв. Только при таком положении главных токоведущих ножей – отключенном положении разъединителя – могут быть включены от своего привода заземлители, предназначенные для заземления уже отключенных участков электрической цепи.

Этот высоковольтный аппаратный комплекс имеет один существенный недостаток, а именно: с его помощью можно создать только один видимый разрыв в цепи; для отключения и вывода в ремонт участка цепи (группы аппаратов) необходима, как правило, установка двух таких аппаратных комплексов, создающих два видимых разрыва с обеих сторон от выводимого в ремонт участка цепи, что приводит к увеличению количества аппаратов, усложнению конструкции распределительного устройства, усложнению системы управления, увеличению площади и объема, занимаемых распределительным устройством, увеличению его стоимости.

Задачей настоящего изобретения является создание высоковольтного аппаратного комплекса, свободного от перечисленных недостатков, а именно создание высоковольтного аппаратного комплекса с двумя видимыми разрывами.

Поставленная задача достигается тем, что в высоковольтном аппаратном комплексе, содержащем, по крайней мере, один разъединитель, состоящий из рамы, изоляционных колонок с главными токоведущими ножами, неподвижными контактами и контактными выводами, по крайней мере, на одной из изоляционных колонок, приводы для управления хотя бы одной изоляционной колонкой с токоведущими ножами, заземлителей с приводами, установленными на раме, и неподвижными контактами заземлителей на изоляционных колонках, выключатель и трансформатор тока, согласно изобретению, по крайней мере, одна изоляционная поворотная колонка выполнена из двух опорных изоляторов, на каждом из которых закреплен токоведущий нож (верхний и нижний), причем расстояние для данного класса напряжения (35, 110, 150, 220 кВ соответственно) от нижнего токоведущего ножа до заземленной рамы выбрано не менее расстояния «фаза-земля», означающего наименьшее расстояние в свету от токоведущих частей, элементов разъединителя и изоляции, находящихся под напряжением, до протяженных заземленных частей (Правила устройства электроустановок, седьмое издание, раздел 4, М., «Издательство НЦ ЭНАС», 2003), а расстояние от верхнего токоведущего ножа до нижнего выбрано не менее расстояния между контактами полюса разъединителя, под которым понимается расстояние между разомкнутыми контактами одного и того же полюса разъединителя (ГОСТ 689-90, ГОСТ 1516.3-96), поворотные колонки с верхними и нижними токоведущими ножами управляются, по крайней мере, от одного привода, а на раме установлены не менее трех заземлителей, два у одной изоляционной колонки с контактными выводами и, по крайней мере, один – у другой; при этом один из заземлителей у изоляционной колонки имеет длину не менее расстояния «фаза-земля» для данного класса напряжения, а другой, установленный у той же изоляционной колонки, имеет длину не менее двух расстояний «фаза-земля», а управление заземлителями, установленными у одной колонки, осуществляется не менее чем от одного привода. Для уменьшения площади и объема, занимаемых высоковольтным аппаратным комплексом, опорные изоляторы каждой изоляционной поворотной колонки с закрепленными на них главными токоведущими ножами могут быть установлены в непосредственной близости и параллельно друг другу, причем один опорный изолятор имеет высоту не менее расстояния «фаза-земля» для данного класса напряжения, а другой опорный изолятор имеет высоту не менее двух расстояний «фаза-земля»; кроме того, опорные изоляторы каждой изоляционной поворотной колонки с закрепленными на них главными токоведущими ножами могут быть установлены один на другом, а в качестве неподвижной изоляционной колонки может быть использован выключатель с закрепленными на нем неподвижными контактами разъединителя, при этом в качестве другой поворотной изоляционной колонки может быть также использован трансформатор тока с закрепленным на нем соосно другим опорным изолятором с верхним токоведущим ножом, а нижний токоведущий нож закреплен на указанном трансформаторе тока и состоит из двух частей, соединенных друг с другом электрически только через первичную обмотку трансформатора тока.

Конструкция одного полюса высоковольтного аппаратного комплекса представлена на фиг.1-7. Три полюса высоковольтного аппаратного комплекса могут быть выполнены пополюсно, а каждый полюс смонтирован на своей раме, как показано на фиг.1-7, или все три полюса на одной раме.

На фиг.1 дан общий вид высоковольтного аппаратного комплекса (одного полюса) с двумя поворотными изоляционными колонками во включенном положении;

на фиг.2 – то же, что на фиг.1, вид сверху;

на фиг.3 дан общий вид высоковольтного аппаратного комплекса (одного полюса) с одной поворотной изоляционной колонкой и другой стационарной (неповоротной) изоляционной колонкой;

на фиг.4 дан общий вид высоковольтного аппаратного комплекса (одного полюса), у которого в качестве изоляционной колонки (например, стационарной) используется выключатель, а в качестве одного из опорных изоляторов изоляционной поворотной колонки – трансформатор тока с соосно закрепленным на нем другим опорным изолятором;

на фиг.5 дан вид высоковольтного аппаратного комплекса (одного полюса) с одной центральной поворотной изоляционной колонкой и двумя стационарными (неповоротными) изоляционными колонками;

на фиг.6 дан вид комплекса (одного полюса) с одной центральной поворотной изоляционной колонкой и двумя стационарными (неповоротными) изоляционными колонками, где в качестве центральной поворотной изоляционной колонки используется трансформатор тока с соосно закрепленным на нем опорным изолятором с верхним токоведущим ножом;

на фиг.7 дан вид комплекса, у которого каждая изоляционная колонка состоит из двух опорных изоляторов, установленных в непосредственной близости и параллельно друг другу.

На раме 1 (фиг.1) установлены две поворотные изоляционные колонки, одна из которых состоит из изоляторов 2 и 3, а другая – из изоляторов 4 и 5.

На указанных изоляционных колонках закреплены: главные нижние токоведущие ножи (полуножи) 6 и 7 и верхние токоведущие ножи 8 и 9 и контактные выводы 10-11 и 12-13 для подсоединения токоведущих проводов.

Для поворота изоляционных колонок (˜ на 90°) на раме 1 установлен привод 14.

На раме 1 установлены также поворотные заземлители 15 с приводом 16 и заземлители 17 (один или два) с приводом 18. У каждой изоляционной колонки устанавливаются по два заземлителя, причем один заземлитель имеет длину не менее расстояния «фаза-земля» для данного класса напряжения, а другой – не менее двух расстояний «фаза-земля». Неподвижные контакты для заземлителей устанавливаются на главных токоведущих ножах или на изоляционных колонках и электрически соединяются с контактными выводами разъединителя (с главными токоведущими ножами).

Пунктиром на фиг.1 показан участок отключенной высоковольтным аппаратным комплексом цепи, включающий трансформатор тока 19 и выключатель 20, соединенные проводами.

В отключенном положении главных нижних и верхних токоведущих ножей (полуножей) в токоведущей цепи образуются два видимых разрыва А1 и А2.

При наличии напряжения на контактных выводах 10 и 11 и расположении трансформатора тока 19 на ремонтном расстоянии R от указанных контактных выводов на трансформаторе тока 19 и выключателе 20 допускается выполнение ремонтных работ.

На фиг.3 представлено исполнение высоковольтного аппаратного комплекса, у которого одна изоляционная колонка, состоящая из изоляторов 2 и 3, выполнена стационарной (неповоротной) и на ней установлены неподвижные контакты 21 и 22, а другая изоляционная колонка – поворотная; поворот ее осуществляется с помощью привода 14 и на этой поворотной изоляционной колонке установлены удлиненные главные токоведущие ножи 23 и 24.

В этом исполнении видимые разрывы А1 и А2 – это расстояния от неподвижных контактов 21 и 22 на неповоротной изоляционной колонке до выступающих деталей на поворотных удлиненных главных токоведущих ножах 23 и 24 в отключенном положении.

На фиг.4 представлено исполнение высоковольтного аппаратного комплекса, у которого в качестве неповоротной изоляционной колонки используется выключатель 20, состоящий из гасительной камеры и изоляционной части, причем на гасительной камере выключателя 20 установлены неподвижные контакты 21 и 22 разъединителя; поворотная изоляционная колонка состоит из трансформатора тока 19 и изоляционной вставки (опорного изолятора) 25; нижний главный токоведущий нож 26 закреплен и электрически соединен с токоведущим выводом трансформатора тока 19, а верхний главный токоведущий нож 27 – на изоляционной вставке 25.

На фиг.5 представлено исполнение горизонтально-поворотного высоковольтного аппаратного комплекса с двумя неповоротными (стационарными) и одной центральной поворотной изоляционной колонкой, состоящей из опорных изоляторов 28 и 29.

В качестве одной неповоротной изоляционной колонки используется трансформатор тока 19 с неподвижным контактом 30 разъединителя и изоляционная вставка 31 (опорный изолятор) с неподвижным контактом 32 разъединителя; в качестве другой неповоротной изоляционной колонки используется выключатель 20 с неподвижными контактами 33 и 34 разъединителя.

На центральной поворотной изоляционной колонке, состоящей из опорных изоляторов 28 и 29, установлены два поворотных главных токоведущих ножа 35 и 36.

При повороте центральной изоляционной колонки с главными токоведущими ножами 35 и 36 от привода 14 между неподвижными контактами разъединителя 32-33 и 30-34 образуются соответственно два видимых разрыва А1 и А2.

В качестве центральной поворотной изоляционной колонки может быть использована конструкция, состоящая, как показано на фиг.6, из трансформатора тока 19 и соосно установленного на нем опорного изолятора 29, на котором закреплен верхний главный токоведущий нож 36.

На выводах трансформатора тока 19 закреплены главные нижние токоведущие ножи (полуножи) 37 и 38; указанные полуножи электрически соединены друг с другом только через первичную обмотку трансформатора тока 19. При повороте центральной изоляционной колонки с помощью привода 14 образуются два видимых разрыва в цепи А1 и А2.

Опорные изоляторы каждой из изоляционных колонок с закрепленными на них главными токоведущими ножами могут быть установлены, как показано на фиг.7, в непосредственной близости и параллельно друг другу, при этом два опорных изолятора 39 имеют высоту не менее расстояния «фаза-земля» для данного класса напряжения, а другие два опорных изолятора 40 имеют высоту не менее двух расстояний «фаза-земля». В этом случае указанные опорные изоляторы управляются попарно от своих приводов 41 и 42, образуя видимые разрывы А1 и А2.

На раме высоковольтного аппаратного комплекса, фиг.7, могут быть установлены выключатель, трансформатор тока или другой высоковольтный аппарат.

Формула изобретения

1. Высоковольтный аппаратный комплекс, содержащий, по крайней мере, один разъединитель, состоящий из рамы, изоляционных колонок с главными токоведущими ножами, неподвижными контактами и контактными выводами, по крайней мере, на одной из изоляционных колонок, приводы для управления хотя бы одной изоляционной колонкой с токоведущими ножами, заземлители с приводами, установленными на раме, и неподвижными контактами заземлителей на изоляционных колонках, выключатель и трансформатор тока, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна изоляционная поворотная колонка выполнена из двух опорных изоляторов, на каждом из которых закреплен верхний и нижний токоведущие ножи, причем расстояние для данного класса напряжения от нижнего токоведущего ножа до заземленной рамы выбрано не менее расстояния «фаза – земля», а расстояние от верхнего токоведущего ножа до нижнего выбрано не менее расстояния между контактами полюса разъединителя, поворотные колонки с верхними и нижними токоведущими ножами управляются, по крайней мере, от одного привода.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что на раме установлены не менее трех заземлителей, два – у одной изоляционной колонки с контактными выводами и, по крайней мере, один – у другой.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что один из заземлителей у изоляционной колонки имеет длину не менее расстояния «фаза – земля», другой, установленный у той же изоляционной колонки, имеет длину не менее двух расстояний «фаза – земля», а управление заземлителями, установленными у одной колонки, осуществляется не менее чем от одного привода.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что опорные изоляторы каждой изоляционной поворотной колонки с закрепленными на них главными токоведущими ножами установлены в непосредственной близости и параллельно друг другу, причем один опорный изолятор имеет высоту не менее расстояния «фаза – земля», а другой опорный изолятор имеет высоту не менее двух расстояний «фаза – земля».

5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что опорные изоляторы каждой изоляционной поворотной колонки с закрепленными на них главными токоведущими ножами установлены один на другом.

6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве неподвижной изоляционной колонки разъединителя используется выключатель с закрепленными на нем неподвижными контактами разъединителя.

7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из опорных изоляторов поворотной изоляционной колонки разъединителя используется трансформатор тока с закрепленным на нем соосно другим опорным изолятором с установленным на нем верхним токоведущим ножом, а нижний токоведущий нож закреплен на указанном трансформаторе тока и состоит из двух частей, соединенных друг с другом электрически только через первичную обмотку трансформатора тока.

РИСУНКИ