BG113376A - Избирач за стъпален регулатор на напрежение - Google Patents

Abstract

Носеща конструкция на избирача е съставена от горен корпус (8), изолационен цилиндър (1) и кръгло дъно (5). Аксиално в средата е разположена изолационна тръба (14), на която етажно са подредени четни (16) и нечетни (17) контактни пръстени. В корпуса (8) около тръбата (14) са монтирани четно (9) и нечетно (10) малтийски колела, които се задвижват посменно от двоен превод (11), свързан със задвижващ вал (12). На изолационния цилиндър (1) са монтирани шахматно разположени четни (2) и нечетни (3) неподвижни контактни елементи. Връзката между тези елементи и неподвижните контактни пръстени (16, 17) се осъществява от контактни ламели (18), разположени на изолационни рейки (21, 24), които съответно са свързани с малтийските колела (9, 10). В тръбата (14) минават проводници (27), свързани с контактните пръстени (16, 17). Характерно е, че изолационният цилиндър (1) е цял и тънкостенен. Свързва се към корпуса (8) чрез горен пръстен (4), като е осигурена възможност за периферно завъртане. Така монтажът се осъществява при завъртяно положение на контактните ламели (18) спрямо контактните елементи (2, 3). След това чрез завъртане на цилиндъра (1) се реализира нормалното контактуване. Контролът се осъществява през отворите на дъното (5). Също така, неподвижните контактни елементи (2, 3) се изработват от прътов материал чрез струговане, като е осигурена възможност да има две или четири контактни точки, съобразно регламентирания номинален ток.

Description

ИЗБИРАЧ ЗА СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР НА НАПРЕЖЕНИЕ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до стъпалните регулатори на напрежение. Те са сложни електромеханични изделия, които се вграждат в силовите трансформатори с цел да регулират напрежението на консуматорите под товар, т.е. без да се прекъсва електроснабдяването. Стъпалните регулатори най-често са съставени от няколко основни възли - маслен съд, мощностен превключвател, избирач и предизбирач. Избирачът има определен брой контактни възли, към които са свързани отклоненията от регулационната намотка на трансформатора. Подвижната контактна система на избирача избира конкретни отклонения в зависимост от командите на автоматичен регулатор.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е избирач за стъпален регулатор на напрежение (1) съдържащ носеща глава с малтийски механизъм и долен фланец, между които са закрепени пет вертикални изолационни рейки с правоъгълно сечение. На всяка рейка етажно са монтирани шест неподвижни контактни възли, по един четен и по един нечетен за фаза. В средата на избирача е разположена централна изолационна тръба хваната към носещата глава и фланеца. Етажно около тръбата са закрепени шест контактни пръстена, по един четен и по един нечетен за фаза. Към всеки пръстен е закрепен по един тоководещ проводник, който преминава вертикално нагоре вътре в тръбата. Проводниците са бандажирани с изолационна лента. Неподвижните контактни възли са съставени от контактен елемент изработен от прътов материал и два екрана със сложна форма. Четните неподвижни контактни елементи и четните контактни пръстени са свързани чрез контактни пластини носени от четен вертикален задвижващ вал закрепен към четно малтийско колело. Аналогична е и конструкцията на нечетния тоководещ контур. Контактните пластини са със сложна форма осигуряваща по четири

1/7 контактни места към неподвижния контактен елемент и към контактния пръстен.

Недостатък на този избиран е, че е с увеличена височина и недостатъчна стабилност, тъй като се крепи само на пет рейки, които трябва да са с увеличено сечение и да нямат кривина. Друг недостатък е, че контактните елементи са усложнени. Недостатък е и това, че проводниците в централната тръба са бандажирани, в резултат на което значително е влошено охлаждането им.

Известен е и избирач за стъпален регулатор на напрежение (2), който също има носеща глава с малтийски механизъм и долен фланец. Те са свързани чрез пет изолационни колони съставени от по две изолационни рейки. Неподвижните контактни елементи са изработени от отливки и са подредени зигзагообразно на външните страни на двете рейки. Така се увеличават изолационните разстояния и се намалява височината на избирача. Подобрява се и стабилността. Също така има централна изолационна тръба с шест контактни пръстена свързани с бандажирани проводници вътре в тръбата. Четен и нечетен вертикални задвижващи изолационни вала, свързани с малтийските колела, носят подвижни контактни ламе ли. Те са по две за по-малки токове и по четири за по-големи токове.

Недостатък на този избирач е, че изолационните колони са усложнени, тъй като двете изолационни рейки са укрепени допълнително чрез изолационни елементи. Недостатък е и това, че изолационните разстояния между неподвижните контактни елементи са разпределени неравномерно, поради което при някои избирачи може да е необходим поголям диаметър. Друг недостатък е, че неподвижните контактни елементи са изработени от отливка, което увеличава себестойността им. Също така недостатък е и това, че проводниците в централната тръба са бандажирани, в резултат на което е влошено охлаждането им.

Известен е и трети избирач за стъпален регулатор на напрежение (3), който също има носеща глава с малтийски механизъм и долен фланец. Те са свързани помежду си с пет изолационни сегмента изрязани от изолационен цилиндър. На всеки сегмент са монтирани по три четни и по три нечетни неподвижни контактни елементи разместени зигзагообразно. Всеки контактен елемент е изработен от прътов материал и има две контактни ролки, разположени една до друга по оста му. Шестте контактни пръстена са закрепени към три изолационни рейки разположени радиално на по 120°. Тоководещите проводници са закрепени към контактните

2/7 пръстени и са монтирани в изолационни тръби. При повишени изисквания към изолацията, те се бандажират. Има само едно малтийско колело и един вертикален изолационен задвижващ вал. Подвижната контактна система е оформена като мост. Този избиран е с опростена конструкция и с повишена устойчивост на изолационния кафез. Същевременно той е предназначен за по-малки номинални токове и изолационни параметри. Недостатък е, че неподвижните контактни възли са усложнени. Дру недостатък е, че след разрязване на изолационния цилиндър на сегменти, те могат да претърпят известни деформации в резултат на вътрешни напрежения получени при навиването на цилиндъра.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да се създаде избирач за стъпален регулатор на напрежение, който да е с опростена конструкция, с намалени габаритни размери, тегло и себестойност, да е здрав и стабилен и същевременно да е с високи технически параметри. Да има унифицирани изпълнения за гама от технически параметри.

Задачата е решена с избирач за стъпален регулатор на напрежение съдържащ носеща глава с малтийски механизъм и долен фланец свързани с кръгъл кафез от изолационни сегменти. На тях са монтирани четни и нечетни неподвижни контактни възли. В центъра на избирача има централна изолационна тръба с етажно подредени около нея четни и нечетни контактни пръстени. Тези пръстени са свързани с неподвижните контактни възли чрез контактни ламели закрепени към вертикални изолационни валове задвижвани от малтийския механизъм. Вътре в централната изолационна тръба са разположени изолирани проводници свързани с контактните пръстени.

Съгласно изобретението, кафезът от сегменти е заменен от цял тънкостенен изолационен цилиндър монтиран отделно на горен метален пръстен и долен фланец. Монтираните по периферията на изолационния цилиндър четни контактни възли и нечетни контактни възли имат сферично оформена контактна повърхност и са закрепени към изолационния цилиндър чрез вътрешна пластмасова подложка, външна пластмасова подложка и гайка. Челата на контактните пръстени са оформени с дъгообразни контактни повърхности така, че двете контактни ламели контактуват с изпъкналите повърхности на контактните пръстени и неподвижните контактни елементи. На горния пръстен на изолационния цилиндър има тангенциални дъгообразни канали, в които влизат болтове

3/7 свързващи пръстена и носещата глава. Каналите позволяват завъртане до 15° на изолационния цилиндър по време на монтажа му към носещата глава. Така при монтажа се осигурява разминаване на подвижните контактни ламели спрямо неподвижните контактни възли , а след това чрез завъртане на цилиндъра се постига контактуване.

Контактните пръстени и проводниците в централната тръба са свързани чрез накрайници и винтова връзка, предимно с болтове. Проводниците са поставени в изолационни тръби с малко по-голям вътрешен диаметър, така, че да има маслени канали за циркулация на трансформаторното масло. На горните чела на проводниците в централната тръба са закрепени радиални проводници чрез винтова връзка.

Контактната пластина има на двата си края два взаимно перпендикулярни оформени под ъгъл канала, които осигуряват контактуване на по две контактни места на двата края на пластината. Това е вариант, когато се изискват по-големи номинални токове. За по-малки номинални токове може да се използва опростен вариант с плоски контактни пластини, с по едно контактно място. Две контактни места на сферичната контактна повърхност на неподвижния контактен елемент може да се постигне като вариант чрез два срещуположно оформени под ъгъл канала. В случая контактните чела на ламелите са плоски.

Предимство на избирача за стъпален регулатор на напрежение е, че е стабилен поради това, че се използва цял изолационен цилиндър. Той е тънкостенен с опростена обработка, което намалява себестойността. Предимство е и това, че закрепването на неподвижните контактни възли е стабилно, тъй като се използват вътрешна и външна пластмасови подложки с едностранна кривина, която пасва на кривината на цилиндъра. Подложките са евтини, защото се получават чрез шприцване.

Друго предимство е, че с малки промени могат да се осигурят контактни системи за по-големи и за по-малки токове.

Също така е предимство, че проводниците в централната тръба не са бандажирани и се охлаждат директно от трансформаторното масло. При изискване за осигуряване на по-голяма изолационна здравина между контактните елементи, върху изолационния цилиндър би могло да се изрежат надлъжни канали, осигуряващи допълнителна маслена изолация.

4/7

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на избирана за стъпален регулатор на напрежение, съгласно изобретението, е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през избирана.

Фигура 2 - напречен разрез през избирана на две нива (А-А и В-В).

Фигура 3 - надлъжен разрез през контактната система в увеличен мащаб.

Фигура 4 - напречен разрез през контактната система от фиг. 3.

Фигура 5 - варианти на контактуване при неподвижния контактен възел.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фиг. 1 и фиг. 2 е представен трифазен избирач за регулиране в звезден център. По периферията на цял изолационен цилиндър 1 с намалена дебелина (примерно 5 мм) са етажно подредени четни неподвижни контактни елементи 2 и нечетни неподвижни контактни елементи 3. Цилиндърът 1 на горното си чело има метален пръстен 4, а на долното си чело - фланец 5 с три или четири радиални ребра 6. Пръстенът 4 е закрепен чрез болтове 7 към носеща глава 8, в която е монтиран известен малтийски механизъм съставен от четно малтийско колело 9, нечетно малтийско колело 10 и двоен превод 11, монтиран върху задвижващ вал 12. На пръстена 4 има определен брой тангенциални канали 13 (примерно 6 бр.), в които влизат болтовете 7. Тези канали позволяват при монтажа да може да се постигне определено ъглово завъртане (примерно до 15°) между пръстена 4 и носещата глава 8. Осево в центъра на избирача е разположена изолационна тръба 14 закрепена между носещата глава 8 и опорен вал 15, монтиран върху фланеца 5. Около тръба 14 са етажно подредени и закрепени към нея четни контактни пръстени 16 и нечетни контактни пръстени 17.

Четните контактни елементи 2 и четните контактни пръстени 16 са свързани чрез контактни ламели 18 с контактни пружини 19. Ламелите 18 са закрепени към носачи 20, които са монтирани към две вертикални изолационни рейки 21. В горния си край рейките 21 са свързани с рамо 22 монтирано към четното малтийско колело 9, а в долния си край - към рамо

5/7

23, лагеровано на опорния вал 15. По аналогичен начин нечетните контактни елементи 3 и нечетните контактни пръстени 17 са свързани чрез същите контактни ламели 18, закрепени към носачи 20, които са монтирани на две изолационни рейки 24. Тези рейки са свързани в горния си край с рамо 25 монтирано към нечетното малтийско колело 10, а в долния си край - към рамо 26, лагеровано на опорния вал 15. Към всеки контактен пръстен 16 и 17 е присъединен по един тоководещ проводник 27 монтиран в изолационна тръба 28 и преминаващ вертикално нагоре в централната тръба 14. Тръбите 28 са подпрени в долния си край към диск 29 центриращ тръбата 14.

В горния си край проводниците 27 са свързани с хоризонтални тоководещи проводници 30, които по известен начин се присъединяват към известна тоководеща система на мощностен превключвател. Двете малтийски колела 9 и 10 са лагеровани на лагерна втулка 31. Ако се използват търкалящи лагери, лагероването на малтийските колела може да се направи директно върху изолационната тръба 14. При необходимост от повишаване на изолационната здравина по повърхността на цилиндъра 1, на него могат да се изрежат вертикални канали 32 осигуряващи маслена междина. С позиция 33 е означено положението на ламелите 18 при завъртане по време на монтажа.

Подробности за контактната система на избирача се виждат на фигури 3 и 4 представени в увеличен мащаб. Позициите от фигури 1 и 2 са същите. Новото е следното.

Неподвижният контактен елемент 2 има сферично оформена контактна повърхност и опашка 34 с отвор 35 за присъединяване на проводниците от регулационната намотка на трансформатора. Закрепването на контактния елемент 2 към сравнително тънката стена на изолационния цилиндър 1 става чрез вътрешна пластмасова подложка 36, външна пластмасова подложка 37 и притискаща гайка 38. Контактния пръстен 16 също има сферично оформени бордове. На края на контактните ламели 18 са направени канали така, че се получават четири контактни петна вместо две, в резултат на което се намалява прегряването и се повишава термодинамическата устойчивост. Между двете вертикални изолационни рейки 21 е закрепен носач 20, върху който чрез шпилки 39 са монтирани контактните ламели 18. Те са притиснати към контактния елемент 2 и контактния пръстен 16 чрез пружините 19. На долния край на тоководещия проводник 27 е хванат накрайник 40 чрез болт 41. Накрайникът 40 е свързан с контактния пръстен 16 по известен начин чрез един или два болта показани чрез прекъсната линия.

6/7

На фиг. 5 са представени три варианта на контактните ламели 18. Вариантът от позиция „а“ е за по-големи работни токове, тъй като осигурява четири контактни места. Той се съчетава с показаното на фиг. 3 и е сравнително по-сложен за изпълнение. Вариантът на позиция „Ь” е попрост, но е за сравнително по-малки работни токове. В случая, и на контактния пръстен 16 има само две контактни места, защото няма канал на контактната ламела 18. Вариантът на позиция „с” е хибриден и осигурява също четири контактни места поради това, че на контактния елемент 2 са направени два канала 42.

Действието на избирача е следното. Задвижващият вал 12 се завърта на 180° и двойният превод 11 завърта примерно четното малтийско колело 9 на една стъпка чрез рамото 22 и изолационните рейки 21 с четните контактни ламели 18 се преместват на съседния неподвижен контактен елемент 2. При следващото завъртане на двойния превод 11 се завърта нечетното малтийско колело 10 и се преместват нечетните контактни ламели 18 чрез рамо 25 и рейки 24, на съседния нечетен неподвижен контактен елемент 3.

Важно е да се види как ще стане монтажа на избирача, тъй като поради това, че изолационния цилиндър 1 е цял, достъпът вътре в него ще е затруд нен. Това се реализира по следния начин. Отделно на изолационния цилиндър се монтират металния пръстен 4 и фланеца 5. След това се монтират и неподвижните контактни елементи 2 и 3, което става лесно, тъй като вътре в цилиндъра няма нищо. Отделно се монтират носещата глава 8 с механизмите в нея и централната изолационна тръба 14 с контактните пръстени 16 и 17 и проводниците 27 и изолационните тръби 28. Следва монтаж на изолационните рейки 21 и 24 със закрепените към тях подвижни контактни ламели 18. По-нататък централната част в завъртяно на 15° положение (позиция 33) се спуска в монтирания изолационен цилиндър 1, като металния пръстен 4 се свързва към носещата глава 8 чрез болтове 7 с шайби, като те не се навиват докрай. Осигурява се стабилно лагероване на рамената 23 и 26 към вал 15. Завърта се обратно цилиндъра 1 на 15°, така че да се получи стабилен контакт между неподвижните контактни елементи 2 и 3 с подвижните контактни ламели 18. Контактуването се контролира чрез отворите на фланеца 5 и вертикалните канали 32. След необходимите проверки се затягат болтовете 7 и застопоряват чрез подходящи шайби.

Claims (5)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Избирач за стъпален регулатор на напрежение, съдържащ носеща глава с малтийски механизъм и долен фланец, които са свързани с кръгъл кафез от изолационни сегменти с монтирани на тях четни и нечетни неподвижни контактни възли, в центъра на избирача има централна изолационна тръба с етажно подредени около нея четни и нечетни контактни пръстени, като те са свързани с неподвижните контактни възли чрез контактни ламели закрепени към вертикални изолационни валове задвижвани от малтийския механизъм, а вътре в централната изолационна тръба са разположени изолирани проводници свързани с контактните пръстени, характеризиращ се с това, че кафезът от сегменти е заменен от цял тънкостенен изолационен цилиндър (1) монтиран отделно на горен метален пръстен (4) и долен фланец (5), като монтираните по периферията на изолационния цилиндър (1) неподвижни четни контактни възли (2) и нечетни контактни възли (3) имат сферично оформена контактна повърхност и са закрепени към изолационния цилиндър (1) чрез вътрешна пластмасова подложка (36), външна пластмасова подложка (37) и гайка (38), челата на контактните пръстени (16) са оформени с дъгообразни изпъкнали повърхности така, че двете контактни ламели (18) контактуват с изпъкналите повърхности на контактните пръстени (16) и неподвижните контактни елементи (2,3), а на пръстена (4) има дъгообразни тангенциални канали (13), в които влизат болтовете (7) свързващи пръстена (4) и носещата глава (8) и позволяващи завъртане между тях по време на монтажа.
2. 2. Избирач за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че пръстени (16) и проводниците (27) в централната тръба (14) са свързани чрез накрайници (40) и болтове (41), а проводниците (27) са разположени в изолационни тръби (28), като между тях и проводниците (27) има маслени канали.
3. 3. Избирач за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че хоризонталните тоководещи проводници (30) са свързани с вертикалните проводници (27) при горните им чела чрез болтове.
4. 4. Избирач за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че контактната пластина (18) има на двата си края два взаимно перпендикулярни ъглови канала осигуряващи контактуване на пластината (18) с челото на контактния пръстен (16) на две контактни места, респективно - контактуване на пластината (18) със сферата на неподвижния контактен елемент (2, 3) на две контактни места.
5. 5. Избиран за стъпален регулатор на напрежение, съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че на сферичната повърхност на неподвижния контактен елемент (2, 3) има два срещуположни ъглообразни канала (42), чрез които се получават четири контактни места.