КОММУТАЦИОННЫМИ АППАРАТАМИ

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

 

Приводом называется отдельный или встроенный в выключатель или разъединитель механизм, предназначенный для выключения выключателя или разъединителя, удержания его во включенном положении и отключения.

В настоящее время выпускают различные приводы выключателей, каждый из которых должен развивать мощность, достаточную для успешного включения выключателя, а также быть быстродействующим. Последнее требование является очень важным, поскольку недостаточ­ная скорость включения может привести к сильному обгоранию контактов выключателя или их свариванию.

К наиболее простым отно­сят ручные приводы, которые не требуют специального источника электроэнергии для подготовки включения выключателя и не сложны по конструкции, что является их преимуществом. Однако эти приводы имеют ряд существенных недостатков: не могут быть применены в схемах АВР и АПВ, т. е. когда требуется автоматическое или дистанци­онное включение выключателя; при ручном включении требуется определенная мускульная сила и трудно получить высокие скорости подвижных контактов выключателя, необходимые при больших токах короткого замыкания.

Более совершенными, но в то же время и более сложными явля­ются грузовые и пружинные приводы, которые обеспечивают скоро­сти выше, чем ручные, что увеличивает включающую и отключающую способность выключателя. Грузовые и пружинные приводы включают выключатель за счет заранее запасенной энергии поднятого груза или заведенной пружины, что позволяет использовать их для автомати­ческого включения и телеуправления. Поднятие груза и завод пружины осуществляются электродвигателем небольшой мощности (0,1— 0,3 кВт). Аналогичную область применения имеют электромагнитные приводы.

По способу питания энергией приводы разделяют на две группы: прямого и косвенного действия.

У первой группы энергия, расходуемая на включение выключателя, сообщается приводом во время включения, у второй − энергия запа­сается заранее. К более простым по конструкции приводам прямого действия относят ручные, электромагнитные или соленоидные, а к приводам косвенного действия − грузовые и пружинные, а также пневматические и гидравлические.

Приводы прямого и косвенного действия должны иметь механизм свободного расцепления, т. е. возможность освобождения выключате­ля от связи с удерживающим и заводящим механизмом приводов при срабатывании отключающего устройства и отключения выключателя под действием своих отключающих пружин.

В конструкции современных приводов предусмотрено свободное расцепление почти на всем ходу подвижных контактов, в результате при включении выключателя на короткое замыкание его отключение произойдет в момент возникновения дуги, что предотвратит контакты от сильного оплавления и обеспечит надежную работу выключателя.

Для закрытых распределительных устройств 6−10 кВ выпущены и выпускаются различные приводы:

• ручные автоматические ПРА, ПРБА, КАМ, ПМ-10;
• грузовые ПГ-10, ПГМ, УГП и пружинно-грузовые УПГП, ППМ-10, АПВГ;

· пружинные ПП-61, ПП-67, ППВ-10, пружинный подвесной для вы­ключателя ВК-10 и пружинные, встроенные в выключатели ВМП-10П, ВМПП-10;

· электромагнитные ПС-10, ПЭ-11 и электромагнитные, встроенные в выключатели, ПЭВ-11А, ПЭГ-7 и др.

 

КОНСТРУКЦИЯ ПРИВОДОВ

 

Для управления трехполюсными разъединителями в распределительных устройствах напряжением до 10 кВ внутренней установки обычно применяют ручные рычажные приводы ПР. В зависимости от положения разъединителя (в одной плоскости с приводом или за сте­ной, на которой установлен привод) эти приводы имеют различные варианты исполнений.

На рис. 6.1 показан привод ПР-10-1, основанием которого служит чугунный литой подшипник 1. На передней оси подшипника надета рукоятка 5, на задней оси − сектор 4 и рычаг 3, скрепленные болтом, который пропущен в одно из отверстий сектора. Рычаг 3 шарнирно сое­диняется с тягой, связанной с разъединителем. Сектор 4 и рукоятка 5 соединены между собой шарнирно тягой 6 таким образом, что при повороте рукоятки на угол 150 ° сектор поворачивается только на 90 °. Для регулировки сектор имеет несколько отверстий. Для запирания привода в крайних положениях служит фиксатор 2 включенного и от­ключенного положений или блок-замок. Приводы могут иметь си­гнальные блок-контакты КСА, которые используют в схемах сигнали­зации, автоматики и др. Масса привода составляет 5,4 кг.

 

 

Рис. 6.1. Привод ПР-10-1:

1 – чугунный подшипник; 2 – фиксатор; 3 – рычаг; 4 – сектор; 5 – рукоятка; 6 – тяга

 

Ручные автоматические приводыПРА имеют несколько разновид­ностей. Последней модификацией является привод ПРА-17, который предназначен для управления выключателями нагрузки ВН-16, ВНП-16, ВНП-17, ВНР и имеет механизм свободного расцепления, позволяющий отключать выключатели как вручную, так и автоматически с по­мощью встроенного электромагнита. Общий вид привода и его кине­матическая схема представлены на рис. 6.2, а, б.

Привод состоит из чугунного литого корпуса 4, главной оси 10, проходящей через стенки корпуса, на которой с помощью утапливае­мого пальца закреплен секторный рычаг 8, соединенный гнутой вил­кой 9 и тягой с рычагом на валу выключателя. В рабочем положении ось вращается вместе с рычагом. С правой стороны главной оси крепится указатель 3 положения выключателя, а на рукоятке ручного отключения (заводящем рычаге) 7 размещены отключающая собач­ка 11 и защелка 6. Последняя своим зубом зацеплена за стопорный палец, расположенный между стенками корпуса привода. На прямоугольной скобе, установленной над приводом, крепится отключающий электромагнит 5.

 

а)	б)

 

Рис. 6.2. Привод ПРА-17:

а – общий вид; б – кинематическая схема;

1 – рукоятка ручного отключения; 2 – рычажок ручного отключения; 3 – указатель;

4 – корпус; 5 – отключающий электромагнит; 6 – защелка; 7,11 – собачки;

8 – секторный рычаг; 9 – вилка рычага; 10 – ось

 

Выключатель нагрузки во включенном положении удерживается приводом, а отключается дистанционно с помощью электромагнита и вручную рычажком 2 ручного отключения, расположенным на руко­ятке привода.

Для включения выключателя нагрузки нажимают на рычажок 2 ручного отключения. «Хвостовик» рычажка, упираясь в палец защелки 6, приподнимает ее. Рукоятка 1 освобождается и опускается вниз до упора (примерно на угол 150⁰), а вокруг главной оси 10 перемещаются отключающая 11 и расцепляющая 7 собачки. Таким образом, происхо­дит их взаимное зацепление и образуется жесткая кинематическая связь между секторным рычагом 8, расцепляющей и отключающей собачками и рукояткой привода. Привод готов к включению выключа­теля нагрузки, для чего рукоятку быстро поворачивают на себя и поднимают вверх до упора, чтобы обеспечить достаточную скорость движения контактов выключателя. Во время подъема рукоятки секторный рычаг должен повернуться на 100⁰, а защелка под действием пружины – заце­питься зубом за стопорный палец. Выключатель включен.

Отключать выключатель нагрузки, как уже отмечалось, можно с помощью отключающего электромагнита или рычажка ручного отключения. При этом происходит нажатие на «хвост» отключающей собачки 11, освобождающей собачку 7, которая поворачивается на своей оси под действием пружин выключателя, передаваемым через тягу к приводу. Секторный рычаг 8 освобождается от зацепления, и выключатель под действием своих пружин отключается. Одновременно с секторным рычагом поворачивается главная ось 10 привода на угол 100⁰ с закреп­ленным на ней указателем положения выключателя.

Привод ПР-17 в отличие от привода ПРА-17 не имеет отключаю­щего электромагнита, т. е. предназначен только для ручного управ­ления. Совместно с приводом могут поставляться блок-контакты. Привод ПРА-17 имеет массу 7,2 кг, а ПР-17 −5,7 кг.

Грузовые и пружинно-грузовые приводы предназначены для ручного, дистанционного и автоматического управления высоковольтными выключателями. Выпускавшиеся ранее грузовые приводы имели недостатки в конструк­ции, небольшую мощность включения, а также нерациональный рас­ход металла на изготовление грузов.

На смену грузовому приводу УГП-51 пришел универсальный пру­жинно-грузовой привод УПГП, который стал легче, компактнее и обес­печил большую скорость включения выключателя. На рис. 6.3 показан внешний вид привода УПГП.

 

 

Рис. 6.3. Пружинно-грузовой привод УПГП:

1 – пружина; 2 – груз

 

Силовой орган привода УПГП (рис. 6.3) состоит из включающих пружин 1, располо­женных у правой стенки корпуса, и груза 2, насаженного на траверсу. Такая конструкция необходима потому, что пружины, имея значитель­ное начальное натяжение, в конце включения выключателя имеют небольшой запас энергии, в то время как сопротивление включению возрастает. Для компенсации недостатка усилий пружин в конце хода включения установлен груз 2, который за счет кинетической энергии помогает довключить выключатель.

В пружинно-грузовом приводе ППМ-10 (рис. 6.4) силовой орган со­стоит из плоской спиральной пружины 1 и массивного маховика 2, надетых на втулку заводящего рычага, что упрощает механизм переда­чи усилий от пружины к валу выключателя. Взаимодействие всех основных механизмов привода ППМ-10 аналогично взаимодействию этих же механизмов привода УПГП.

 

 

Рис. 6.4. Привод ППМ-10:

1 – спиральная пружина; 2 – маховик

 

В результате усовершенствования УПГП появились приводы ПП-61 и ПП-67, область применения которых в схемах защит значи­тельно расширилась. Если привод УПГП в зависимости от сочетания отключающих элементов защиты имел 9 вариантов исполнения, то ПП-61 имеет 23, а ПП-67-26 вариантов. Приводы УПГП, ПП-61, ППМ-10 снабжены АПВ мгновенного действия, а ПП-67 — встроенным устройством АПВ с выдержкой времени.

Пружинный привод ПП-67, представленный на рис. 6.5, может быть установлен на разных типах выключателей, имеющих максимальный статический мо­мент на валу не более 400 Дж и работу включения не более 250 Дж.

 

Рис. 6.5. Устройство привода ПП-67:

1,4 – рукоятки; 2,5,8,16 – рычаги; 3 – редуктор; 6 – шестерня; 7 – зуб траверсы;

9 – упор; 10 – включающие пружины; 11 – регулировочный болт; 12 – траверса;

13 – отражатель; 14 – корпус; 15 – планка; 17 – конечный выключатель;

18 – электродвигатель

 

Включение привода осуществляется за счет предварительно натянутых трех пружин 10, расположенных у правой стенки корпуса 14, и груза, укрепленного на траверсе 12. Подготовка привода к включению (натяжение пружин) осуществляется заводящим механизмом, приво­димым в действие электродвигателем 18.

Как отмечалось ранее, привод ПП-67 имеет встроенное устройство АПВ с выдержкой времени однократного действия, в результате чего в некоторых случаях селективную работу АПВ можно осуществлять без применения специальных релейных схем, что является преимуществом этого привода.

Мощные пружины и совершенная кинематика привода обеспечивают необходимую скорость включения выключателя, которая зависит от его типа, усилия включающих пружин, трения подвижных частей. Время включения составляет 0,2 − 0,4 с, отключения (собствен­ное) − 0,1 − 0,15 с, цикла мгновенного АПВ (от подачи команды на от­ключение до замыкания контактов выключателя) − 0,3 − 0,5 с, выдерж­ки АПВ − 0,5 − 4 с.

Привод ПП-67 обеспечивает включение и отключение выключателей ВПМ-10 и ВМП-10 с медными контактами, облицованными металлокерамикой при токах до 20 кА. В приводе устанавливают два электромагнита включения и отключения для дистанционного управ­ления и не более пяти отключающих элементов защиты.

Электромагниты включения и отключения имеются во всех вари­антах исполнения приводов, а количество и тип отключающих эле­ментов поставляются в зависимости от применяемой схемы защиты. Каждый вариант обозначается цифровым индексом, состоящим из пя­ти цифр, указывающих: 1 − в привод встроено реле максимального тока мгновенного действия РТМ, 2 − реле максимального тока с вы­держкой времени РТВ, 4 − электромагнит релейного отключения с питанием от независимого источника оперативного тока, 5 − токовый электромагнит отключения ТЭО для схем защиты с дешунтированием, 6 − реле минимального напряжения РНВ с выдержкой времени. Например, в ПП-67/11600 цифровой индекс означает, что в привод встроены кроме электромагнитов включения и отключения два реле РТМ и одно реле РНВ.

В приводе ПП-61 различные варианты исполнения составляются из комбинаций отключающих элементов 1, 2, 6 и 8. Цифра 8 означает, что в привод встроен электромагнит релейного отключения с питанием от независимого источника оперативного тока.

Для цепей автоматического управления и сигнализации на приводе устанавливают блок-контакты КСА, действующие в зависимости от положения вала привода, изменения состояния включающих пружин, и аварийные блок-контакты, дающие сигнал аварийного отключения. Привод имеет свободное расцепление в пределах 140 ° поворота вала и массу 88 кг.

Кинематическая схема привода ПП-67 показана на рис. 6.6. В перед­ней и задних стенках сварного металлического корпуса привода нахо­дятся подшипники, в которых вращается главный вал 19 привода. Вал привода, выступающий с задней стороны, соединяется с валом выклю­чателя шарнирной муфтой или рычажной передачей.

 

 

Рис. 6.6. Кинематическая схема привода ПП-67:

1,3,26 – электромагниты; 2,4,10,11, 24 – рычаги; 5,6 – ролики; 7,21 – защелки;

8,9 – кнопки отключения–включения; 12,14,25 – оси; 13 – запорно-пусковой механизм; 15,28 – блок-контакты; 16,18 – стойки; 17 – планка; 19 –вал привода; 20 – ударник

расцепления; 22 – буфер; 23 – опора релейной оси; 27 – устройство АПВ

Заводящий (включающий) механизм привода предназначен для взвода ударника расцепления 20 механизма отключения, натяжения включающих пружин и включения выключателя. Он состоит из сво­бодно вращающегося на валу привода заводящего рычага 4, на кото­ром укреплены защелка 7, удерживаемая в определенном положении пружиной, и ролик 5 для взвода ударника расцепления 20. Защелка 7 за­хватывает при включении рычаг 24, жестко закрепленный на валу привода. Ступица заводящего рычага 4 проходит вместе с валом при­вода через подшипник передней стенки привода. Выступающая часть ступицы, на которой надета траверса с грузом, выполнена в виде квадрата. Включающие пружины 10 связаны с траверсой 12 трехзвенной рычажной передачей (рис. 6.5). В приводе УПГП эта передача состоит из двух звеньев. Введение третьего звена в приводах ПП-67 и ПП-61 позволило получить большие усилия в конце хода включения выключателя. Траверса с грузом для безопасности защищена диском (кожухом).

Отключающий механизм привода ПП-67, предназначенный для освобождения его вала после включения выключателя, а также для свободного расцепления в процессе включения после взвода ударника расцепления, состоит из серповидного рычага − ударника 20 (рис. 6.6), удерживающей стойки 18 и релейной оси 25. Ударник имеет конусо­образный прилив, выполняющий роль механического бленкера. Торец прилива окрашен в желтый цвет. Под действием своей массы и пружины ударник стремится повернуться по часовой стрелке. К нему прикреплены стойка 16 и планка 17, которая опирается в заве­денном положении на ролик удерживающей стойки 18 расцепления. Стойка имеет небольшой угол поворота вокруг оси кронштейна, укрепленного на задней стенке корпуса привода. Массивный чугунный ударник и сильная отключающая пружина позволили осуществить надежное зацепление заводящей и удерживающей защелок с рычагом вала. В то же время достаточно небольшого усилия, чтобы планка 17 соскользнула с ролика удерживающей стойки 18. В опорах 23 враща­ется релейная ось 25, на планки которой воздействуют отключающие электромагниты 1 и 26 и рычаг 2 ручного отключения.

В левой части корпуса расположен запорно-пусковой механизм 13, поворачивающийся на оси 12 и служащий для удержания пружин в натянутом состоянии и их освобождения при включении выключателя. Механизм состоит из рычага ручного дистанционного включения 11 и запорного ролика 6 удерживающего устройства. На задней стенке 1 корпуса укреплены ось удерживающей защелки 21 и ось рычажной 1 передачи к блок-контактам 15 положения вала и аварийному блок-контакту 28.

Для ручного управления служат кнопки включения 9 и отключения 8, расположенные на передней стенке привода. На левой стенке привода может быть установлен блокировочный замок для его запирания, при отключенном выключателе во избежание ошибочных действий с разъединителями. Для этого в приводе имеется рычаг 10 блокировки, связанный с рычагом 2 ручного отключения.

Устройство АПВ с выдержкой времени расположено возле аварий­ного блок-контакта БКА и кинематически связано с общей рычажной передачей к блок-контактам. Выдержка времени АПВ осуществляется часовым механизмом, на оси которого укреплен подвижный контакт, а на корпусе − неподвижные контакты. Когда выключатель отклю­чится от защиты, то после определенной выдержки времени, установленной на часовом механизме, подвижный контакт, перемещаясь, замыкает цепь электромагнита включения, в результате чего проис­ходит повторное включение выключателя, поскольку привод находится во взведенном состоянии. Если произойдет вторично отключе­ние защитой, следующего цикла АПВ не произойдет. Команда на включение будет, однако АПВ не сработает − привод не будет подго­товлен к включению, так как время повторного включения гораздо меньше времени завода пружины. Таким образом, достигается одно­кратность действия АПВ.

Двукратное АПВ может быть осуществлено только электрической релейной схемой.

Включение выключателя происходит за счет энергии предварительно заведенных пружин. Натяжение пружин с одновременным по­воротом траверсы с грузом против часовой стрелки осуществляется с помощью специального двигательного заводящего устройства. Завод привода может быть выполнен также вручную заводной рукояткой 1 (рис. 6.5). Вместе с траверсой поворачивается на 180° и заводящий рычаг 4 (рис. 6.6), который в конце движения запирается роликом 6запорно-пускового механизма. Пружины и груз остаются во взведен­ном состоянии, привод подготовлен к включению.

Выключатель может быть включен вручную кнопкой 9 или дистанционно электромагнитом 3. При этом запорно-пусковой механизм поворачивается по часовой стрелке, ролик 6 перемещается по плоско­сти зуба заводящего рычага и освобождает его. Рычаг 4 под действием включающих пружин поворачивается по часовой стрелке, а укреплен­ный на нем ролик 5 нажимает на стойку 16 и поднимает ударник рас­цепления 20, который запирается во взведенном положении роликом удерживающей стойки 18. Одновременно с заводящим рычагом по­ворачивается закрепленная на нем защелка 7, которая захватывает рычаг 24 вала. Вместе с рычагом 24 поворачиваются вал 19 привода и соединенный с ним вал выключателя. В конце движения рычаг вала фиксируется удерживающей защелкой 21, тем самым удерживая выключатель во включенном положении. Для ограничения поворота рычага 4 служит буфер 22.

Выключатель можно отключать вручную кнопкой отключения 8, дистанционно и автоматически с помощью электромагнитов.

При нажатии на кнопку отключения 8 воздействуют на рычаг 2, поворачивающий релейную ось 25, которая при повороте нажимает планкой с винтом на стойку 18 и освобождает ударник расцепления 20. Он падает и ударяет по удерживающей защелке 21, освобождая ры­чаг 24 и связанный с ним вал выключателя. Выключатель под дейст­вием пружин отключается и поворачивает вал привода против часовой стрелки.

При дистанционном отключении подается импульс на электро­магнит 1, а при действии защиты − на электромагнит 26, бойки кото­рых ударяют по планке релейной оси 25. Она, поворачиваясь, осво­бождает ударник расцепления 20. Далее механизм срабатывает так же, как при ручном отключении. Отключение защитой сопровождается повторным включением АПВ. Привод имеет механизм свободного расцепления, который действует следующим образом. При включе­нии заводящий рычаг 4, поворачиваясь, роликом 5 нажимает на стой­ку 16 и поднимает ударник расцепления 20, который запирается роликом стойки 18 при повороте рычага 4 на 40°, т. е. в начале его дви­жения. При дальнейшем повороте до 180° (до упора в буфер) рычаг может быть освобожден в любой момент в пределах угла поворота 140°. При этом ударник расцепления 20 падает и ударяет по заводя­щей защелке 7, расцепляя ее с рычагом 24 вала. Таким образом, происходит «свободное расцепление» привода с выключателем. При полностью включенном выключателе и незаведенных грузе и пру­жинах обе защелки (заводящая и удерживающая) находятся в зацепле­нии с рычагом вала. В этом случае ударник расцепления, падая, ударяет по обеим защелкам, освобождая рычаг вала, и выключатель отклю­чается.

Как отмечалось ранее, автоматическая подготовка к включению − натяжение пружин − производится с помощью специального заводя­щего устройства, которое размещается снаружи корпуса 14 привода (рис. 6.5) и состоит из электродвигателя 18 на 110 и 220 В постоянно­го и переменного тока мощностью 80 − 100 Вт, редуктора 3, шестерни 6 и конечного выключателя 17. На шестерне 6 укреплен двуплечий ры­чаг 8 с роликом, а на траверсе 12 привода − зуб 7.

При работе устройства электродвигатель 18 через редуктор 3 и про­межуточные шестерни приводит во вращение против часовой стрелки шестерню 6. Ролик двуплечего рычага 8 входит в зацепление с зубом 7 траверсы и поворачивает ее с грузом на 180 °. Одновременно происхо­дит натяжение пружин 10. Траверса, повернувшись, запирается запорно-пусковым механизмом привода. Шестерня 6, продолжая вращение, упором 9 расцепляет ролик с зубом траверсы, а планка 15 воздействует на рычаг 16 конечного выключателя 17 и электродвигатель отключа­ется. Привод заведен.

При включении выключателя рычаг 5, поворачиваясь под действием включающих пружин по часовой стрелке, включает с помощью конечного выключателя электродвигатель 18 и привод автоматически заводится.

Кинематическая схема пружинного подвесного привода выключателя ВК-10показана на рис. 6.7.

 

Рис. 6.7. Кинематическая схема пружинного подвесного привода

выключателя ВК-10:

1 – электродвигатель с редуктором; 2,5,19,28 – валы (ручной заводки, кривошипа,

привода, первичный); 3,9 – собачки, 4 – храповое колесо; 6,17 – стенки; 7 – реле; 8,11,21,24,25,29,31,34,35,38 – рычаги; 10 – винты; 12 – блокирующая защелка;

13–ролик; 14,23–электромагниты включения и отключения; 15–включающий кулачок; 16 – защелка включения; 18,22 – кнопки включения и отключения; 20 – указатель положения привода и выключателя; 26,33,40 – пружины; 27,43 – диски; 30 – механизмы свободного расцепления; 32 – буфер; 36 – блок-контакты; 37,39,41–оси; 42–пластина

 

 

Достоинством привода является использование избыточной энергии подвижных частей для частичного подзавода рабочих пружин в конце операции включения выключателя. Привод позволяет отключать со скоростью 2,3 – 2,7 м/с, а включать – не менее 3,5 м/с выключатели на номинальные токи 630 и 1000 А при номинальном токе отключения 20 кА.

Механизм включения пружинного привода (рис. 6.8) состоит из рычага 8, установленного на первичном валу 10, вала 7 кривошипа механизма свободного расцепления 1, рычага 11, рычага заводки 13, пружины 4 и вала привода 6. Он служит для передачи усилия рабочих включающих пружин с первичного вала на валы привода и выключателя в процессе включения, удержания этих валов во включенном положении и отключения выключателя при воздействии на механизм отключающего элемента. Завод рабочих пружин осуществляется электродвигателем с редуктором 1 (рис. 6.7), но возможен и вручную вращением съемной рукояткой по часовой стрелке. Привод имеет блок-контакты 36 положения привода и выключателя. Буфер 32 предназначен для ограничения угла поворота рычага 29 при включении выключателя, смягчения ударов подвижных частей при включении привода, фиксации вала привода 19, и соответственно, выключателя во включенном положении через рычаг 29 и механизм свободного расцепления 30 (рис.6.8).

 

Рис. 6.8. Механизм включения пружинного подвесного привода:

1 – механизм свободного расцепления; 2 – раскос; 3 – тяга; 4 – пружина;

5,8,11,13 – рычаги; 6,7,10 – валы; 9 – кулачок; 12 – шток буфера

 

На валу 5 кривошипа установлен тормоз, предназначенный для удержания частично подзаведенных рабочих пружин привода в конце операции включения. Тормоз состоит из диска 43 и разрезных пластин 42. Разрез пластин фиксируется осями 39 и 41 в рычаге 38, ось колебания которого 37 установлена на задней стенке 6 привода. В результате подпружинивания пружиной 40 разрез пластин 42 всегда минимален, что обеспечивает плотное прилегание цилиндрических поверхностей диска 43 и пластин 42, одностороннее торможение и исключает вращение диска с валом кривошипа по часовой стрелке при частичной подзаводке рабочих пружин в процессе включения.

Во избежание включения при включенном положении выключателя и заведенных пружинах привода служит блокировка (рис.6.9). При отключении рычаг 2 вала I привода отжимает своим выступом подпружиненную пружиной 4 блокирующую защелку 3 и разблокирует ось 5 защелки включения 9. На первичном валу 28 привода (рис. 6.7) укреплен указатель 27 положения рабочих пружин с табличками «Готов» и «Не готов», а на валу 19 – указатель 20 положения привода и выключателя с надписями «Вкл» и «Откл». Привод имеет электромагниты отключения 23, включения 14 и независимого питания, а также счетчик для определения количества операций включения – отключения. Управление выключателем на ток отключения 31,5 кА осуществляется приводом с дополнительной пружиной включения.

Завод рабочих пружин осуществляется электродвигателем с редуктором 1, вращательное движение которого преобразуется в колебательное с помощью эксцентрикового выходного вала и установленной на нем собачки 3 (рис. 6.7). Колебательное движение собачки 3 сообщает вращательное движение храповому колесу 4, жестко посаженному на вал 5 кривошипа, который с помощью рычага 25 поворачивает по часовой стрелке рычаги 35 и 31, жестко соединенные с первичным валом, и заводит рабочие пружины, при этом пружина 33 сжимается, а пружина 26 растягивается. Складывание механизма свободного расцепления происходит в течение всего времени заводки пружин. В конце цикла заводки блок-контакты 36 положения привода переключаются и разрывают цепь питания электродвигателя. Вал кривошипа, поворачиваясь за мертвую точку под действием заведенных пружин (рабочих), упирается зубом в ролик 7 защелки включения 9, которая роликом 6 запирается на включающем кулачке. При полностью заведенных пружинах в окошке привода появляется надпись «Готов».

Рис. 6.9. Блокировка включения пружинного подвесного привода:

1 – вал привода; 2 – рычаг; 3, 9 – защелки; 4 – пружина; 5 – ось; 6,7 – ролики;

8 – корпус подшипника

 

Включение выключателя происходит при подаче импульса на катушку электромагнита включения 14 привода или нажатии на кнопку включения 18 (рис. 6.7) рычага ручного включения. При этом кулачок освобождает ролик 13 защелки включения 16. При воздействии кривошипа на ролик последний смещается вместе с защелкой и позволяет повернуться валу 5 кривошипа и связанному с ним рычагу 25, а также рычагу заводки 31, жестко соединенному с первичным валом 28. Растянутые пружины 26 и сжатая пружина 33 поворачивают первичный вал против часовой стрелки. При этом рычаг заводки 31 вместе с первичным валом поворачивает рычаг 29, соединенный с механизмом свободного расцепления 30. В свою очередь этот механизм, соединенный с рычагом 11, который установлен на валу 19 привода, поворачивает его по часовой стрелке. Вал привода с рычагом 6 через тяги 12 и 11 поворачивает вал механизма и включает выключатель. В окошке крышки привода появляется надпись «Вкл.», одновременно при включении происходит растягивание отключающей пружины 14.

В процессе включения блок-контакты положения привода замыкают цепь питания электродвигателя.

Отключение выключателя происходит при подаче импульса на катушку электромагнита отключения 23 (рис. 6.7) или нажатии на кнопку отключения 22, которые воздействуют на рычаг отключения 24. Последний поворачивает рычаг механизма свободного расцепления, который выводит из зацепления кулачок 9 (рис. 6.8), в результате механизм складывается и позволяет повернуться рычагу 5 против часовой стрелки. Рычаг 11 (рис. 6.7) под действием пружины отключения поворачивается против часовой стрелки, и выключатель отключается. В окошке крышки привода появляется надпись «Откл».

На рис. 6.10 представлено блок-реле токовых электромагнитов привода выключателя ВК-10. Отключение выключателя при подаче импульса на одну из катушек токовых электромагнитов отключения происходит в результате воздействия штока 7 катушки на собачку 9. При этом она выходит из зацепления с собачкой 5, которая с помощью пружины 8 поворачивается и, воздействуя через рычаг 4 на рычаг отключения 2, отключает выключатель.

 

А

 

Рис.6.10. Блок-реле токовых электромагнитов привода выключателя ВК-10:

1,8 – пружины; 2,4 – рычаги; 3 – вал; 5,9 – собачки; 6 – болт; 7 – шток

 

Одной из разновидностей пружинных приводов являются приводы, встроенные в выключатели ВМП – 10 и ВМПП-10для комплектных распределительных устройств, которые позволяют осуществлять как ручное управление, так и дистанционное, применять автоматическое повторное включение, а также другие схемы.

Привод ВМПП-10 (рис. 6.11), созданный в результате усовершенство­вания привода ВМП-10П, более надежен в работе по сравнению с ним. Он обеспечивает скорость отключения выключателя в момент размы­кания контактов не менее 2,5 − 2,8 м/с при заводе привода на одну операцию и не более 3,5 − 4,0 м/с при заводе на три операции, а также скорость включения в момент замыкания контактов − не менее 4,2 − 4,5 м/с. Собственное время отключения выключателя с приводом составляет не более 0,1 с, время включения − не более 0,2 с.

Включение и отключение выключателя происходят за счет энер­гии, предварительно запасаемой рабочими пружинами привода, обес­печивающими при полном заводе три операции отключения и включе­ния. Завод пружин осуществляется электродвигателем, время завода на три операции 30 с.

 

 

Рис. 6.11. Встроенный пружинный привод ВМПП-10:

1 – релейный вал; 2,4 – электромагниты выключения и включения; 3 – зажимный ряд;

5 – проводка; 6,8,12 – блок-контакты БКП, БКВ и БКА; 7 – пульт управления;

9 – указатель положения выключателя; 10,23–тяги; 11,20–валы выключателя и привода;

13 – масляный буфер; 14,15 – отключающие и включающие запорные устройства;

16–винт; 17 – блокировочный шток; 18 – диск; 19 – наружная обойма обгонной муфты;

21 – заводное устройство; 22 – рама

Привод состоит из вала 20, вала 11 выключателя, заводного устройства 21 рабочих пружин, запорных устройств 14 и 15 (отключающего и включающего), блок-контактов 6 и 8 положения привода и выключателя, блок-контактов 12 аварийной сигнализации, электромагнитов дистанционного включения 4 и отключения 2. Включение и отклю­чение можно осуществлять вручную с помощью кнопок (пульта управления 7).

На валу привода установлен барабан с обгонной муфтой. Внутри барабана имеются три рабочие спиральные пружины, один конец которых закреплен на валу, а другой − на барабане. Вал выключателя с помощью рычагов и тяг приводит в движение механизмы полюсов и блок-контакты БКА и БКВ. Валы привода и выключателя связаны между собой поводком.

Заводное устройство рабочих пружин состоит из электродвигателя и редуктора. Завод пружин можно осуществить вручную рычагом, вставляемым в отверстие обгонной муфты.

Как уже отмечалось выше, привод имеет два запорных устройства: включающее 15 (удерживающее вал в отключенном положении вы­ключателя и освобождающее его при включении) и отключающее 14 (удерживающее вал во включенном положении выключателя и освобождающее его при отключении). Для смягчения ударов при включении и отключении выключателя служат масляный 13 и резиновый буферы.

Для определения положения выключателя имеется указатель 9 с табличками «Выключатель ВКЛ» и «Выключатель ОТКЛ», а на бло­кировочном штоке 17 укреплен указатель готовности привода. В при­воде может устанавливаться счетчик операций отключения.

При подготовке привода к включению электродвигатель заводного устройства через обгонную муфту, жестко связанную с бараба­ном, заводит рабочие пружины. При этом вал привода удерживается включающим запорным устройством. В конце заводки блок-кон­такты БКП переключаются и разрывают цепь питания электродви­гателя.

Включение выключателя происходит при подаче импульса на электромагнит включения или при нажатии кнопки ручного включе­ния. При этом запорное устройство освобождает вал привода, который поворачивается под действием рабочих пружин на угол 180 ° до встречи с отключающим запорным устройством, а вал выключателя поворачи­вается на 65 ° и включает выключатель. Отключение выключателя происходит при подаче импульса на электромагнит отключения или на один из элементов защиты, а также при нажатии на кнопку ручного отключения.

Привод снабжен механическими блокировками, которые препят­ствуют включению выключателя вручную при не полностью заве­денных пружинах привода и не дают сработать приводу при включен­ном выключателе. Если привод заведен менее чем на две операции, блокировочный шток 17 входит в гнездо кнопки включения и блоки­рует ее. В приводе имеется также механическая блокировка от ручной перезаводки пружин. При ручной заводке рабочих пружин привода более чем на 540° блокирующие винты диска упираются в упор и не позволяют дальнейшую заводку пружин.

Пружинный выносной привод ППВ-10, показанный на рис. 6.12, предназначен для управления выключателем ВПМП-10 и представляет собой отдельный механизм, соединяемый с выключателем через промежуточные звенья. Он отно­сится к группе приводов косвенного действия. Операции включения и отключения совершаются за счет энергии, предварительно запасаемой в пружинах. Завод пружин осуществляется электродвигателем, при необходимости может выполняться вручную. Конструкция привода и принцип его действия аналогичны конструкции и принципу действия встроенного пружинного привода ВМПП-10.

В привод ППВ-10 можно встроить не более пяти отключающих элементов защиты. Электромагниты дистанционного управления (включения и отключения) имеются во всех вариантах привода, а коли­чество и тип отключающих элементов поставляются в зависимости от применяемой схемы. Каждое исполнение выключателей предусма­тривает 28 вариантов схем защиты. Масса привода составляет 98,5 кг.

 

а)	б)

 

Рис. 6.12. Привод ППВ-10:

а – общий вид; б – устройство;

1,2 – крышки; 3 – рама; 4 – вал привода; 5 – заводное устройство; 6 – защитные реле;

7 – релейный вал; 8 – кнопка отключения; 9 – электромагниты; 10,12,16 – блок-контакты БКП, БКА и БКВ; 11 – кнопка включения; 13 – эксцентрик; 14 – поводок;

15 – промежуточный вал; 17, 18 – рычаги

 

 

Привод имеет три крышки (рис. 6.12, а) и состоит из рамы 3 (рис. 6.12, б), вала 4 привода, промежуточного вала 75, заводного устройства 5 рабочих пружин, двух запорных устройств (включающего и отклю­чающего), блок-контактов 10,12 и 16, защитных реле 6 и электромагни­тов 9, пульта ручного управления выключателем.

Вал привода соединяется с промежуточным валом поводком 14, надетым на эксцентрик 13. Рычаг 17 служит для соединения привода с выключателем, а рычаг 18 − для блокировки выключателя с приводом разъединителя.

Включение происходит при замыкании цепи катушки включения электромагнита 9 или нажатии кнопки ручного включения 11. При этом включающее запорное устройство освобождает вал привода, который под действием рабочих пружин поворачивается на угол 180° до встречи с отключающим запорным устройством. При враще­нии эксцентрик 13 с помощью поводка 14 поворачивает промежуточ­ный вал на 65°. Поскольку последний соединен тягами с выключате­лем, происходит включение.

Отключение происходит в результате действия электромагнита отключения или одного защитного реле 6, а также при нажатии кнопки ручного отключения 8. В этом случае релейный вал 7 через тягу воздействует на отключающее запорное устройство. Дальнейшая работа привода аналогична работе при включении, за исключением того, что промежуточный вал поворачивается в обратном направлении на 65°, производя отключение. При полностью заведенных рабочих пружинах привод может совершить три операции отключения и вклю­чения.

 

Электромагнитные приводы ПЭ-11 (рис. 6.13, а), ПЭВ-11А(рис. 6.13, б) в отличие от пружинных относятся к группе приводов прямого действия, т. е. потребляющих энергию во время включения непосредственно от источника электрической энергии постоянного тока.

а)	б)

 

Рис. 6.13. Приводы:

а – электромагнитный ПЭ-11; б – встроенный электромагнитный ПЭВ-11А;

1 – сердечник; 2 – катушка; 3 – регулировочный винт; 4 – удерживающая защелка;

5 – сигнально-блокировочные контакты; 6,15 – оси; 7, 8, 11 ,12 ,18 – рычаги; 9 – вал привода; 10 – быстродействующие блок-контакты; 13 – собачка; 14 – рукоятка (кнопка) отключения; 16 – отключающий электромагнит; 17 – контактодержатель; 19 – ролик;

20 – стопорящий стержень против случайного отключения при регулировке

 

Приводы ПЭ-11, ПЭВ-11А и ПЭГ-7 предназначены для управления масляными выключателями соответственно ВПМ и ВМП, ВМПЭ, ВЭМ-10.

Потребляемый ток обмоток электромагнитов приводов ПЭ-11 при напряжении НО и 220 В составляет соответственно 120 и 60 А (при включении), 2,5 и 1,25 А (при отключении), ПЭВ-11 А − 200 и 100 А, 5 и 25 А, ПЭГ-7-160 и 80 А, 2,5 и 1,25 А.

В верхней части сварного корпуса приводов ПЭ-11 и ПЭВ-11 А (рис. 6.13) расположены механизм и блок-контакты, в нижней ча­сти − включающий электромагнит, состоящий из катушки 2, подвижного сердечника 1 со штоком и магнитопровода, который образован нижней плитой корпуса механизма, штампованной П-образной скобой и плитой нижнего основания. Внутри основания, под сердечни­ком, установлены резиновые прокладки, служащие амортизатором падающему сердечнику после включения.

Для установки рычага руч­ного включения 18 в основании сделаны вырезы. Отключающий электромагнит привода ПЭ-11 укреплен на нижней плите корпуса механизма, а привода ПЭВ-11А − сверху. Ручное отключение осущест­вляется рукояткой (кнопкой) 14. Вместе с приводом поставляются контакторы КМВ-521 для ПЭ-11 и КМВ-621 для ПЭВ-11 А, с помощью которых замыкается и размыкается силовая цепь привода. Весь механизм привода закрыт съемной крышкой и состоит из главного вала 9, системы рычагов, оси 6, удерживающей защелки 4, регулировочного винта 3 и отключающей собачки 13. Действие меха­низма заключается в следующем. При подаче импульса на включение сердечник со штоком, перемещаясь вверх, упирается в ролик, поднима­ет ось 6 и поворачивает главный вал 9 привода. В конце включения удерживающая защелка 4 заходит под ось, а треугольный рычаг своим роликом опирается на отключающую собачку 13 и запирает привод во включенном положении. Одновременно быстродействующий блок-контакт включения КБВ совместно с контактором разрывает цепь питания включающего электромагнита. Подвижный сердечник 1 со штоком падает вниз на резиновый амортизатор. Во избежание прилипания сердечника на нижней плите корпуса механизма привернута шайба из немагнитного материала, а на шток надета пружина, помогающая возврату сердечника в нижнее поло­жение. Включение может быть произведено и вручную рыча­гом 18.

При отключении боек отключающего электромагнита ударяет по отключающей собачке 13 и, поворачивая, выводит ее из зацепления с роликом треугольного рычага. Рычаги выходят из жесткого (мертвого) положения, и механизм привода отключается под действием силы пружин выключателя. Ось 6 соскальзывает с удерживающей защел­ки 4, механизм приходит в исходное положение. Быстродействую­щий блок-контакт отключения КБО разрывает цепь отключения. Аналогично работает механизм привода при ручном отключении с по­мощью рукоятки (кнопки).

Благодаря механизму свободного расцепления отключение может быть произведено как из полностью включенного положения выклю­чателя, так и из любого промежуточного положения.

Пневматический привод ПВ-30 обеспечивает быстрое включение вы­ключателя за счет энергии сжатого воздуха. Кинематическая схема его подобна электромагнитному приводу, но вместо электромагнита приме­няется пневматический цилиндр с поршнем (рис. 6.14).

При включении выключателя открывается клапан, подающий сжатый воздух из резервуара в рабочий цилиндр 1. Поршень 4 со штоком 5 подни­мается вверх и, воздействуя на подвижный ролик и систему рычагов, про­изводит включение выключателя. Пружина над поршнем при этом сжи­мается, сглаживая удар при включении.

При отключении подается импульс на электромагнит отключения, ко­торый воздействует на механизм свободного расцепления.

Сжатый воздух (2 МПа) подается от общей компрессорной установки, обслуживающей воздушные выключатели, или на каждом приводе уста­навливаются баллоны со сжатым воздухом, обеспечивающие пять-шесть операций без подкачки воздуха. Для подкачки воздуха используются не­большие компрессоры с электродвигателем мощностью до 1 кВт.

Пневматические приводы ПВ-30 применяются для выключателей МГ-10, МГ-20. Баковые выключатели серии «Урал» снабжаются пневмати­ческими приводами ШПВ. Пневматические приводы не требуют установки мощной аккумуляторной батареи, так как ток, потребляемый электромаг­нитным клапаном включения, не превышает нескольких ампер. Сечение проводов от схемы дистанционного управления к приводу значительно меньше, чем при электромагнитном приводе.

 

 

Рис. 6.14. Привод пневматический ПВ-30:

1 − пневматический цилиндр; 2 − фланец воздухопровода; 3 − шток демпфера;

4 − поршень; 5 − шток; 6 − удерживающая защёлка; 7 − подъемный ролик;

8 − электромагнит отключения; 9 − система рычагов свободного расцепления;

10−корпус привода; 11−домкрат для ручного включения; 12−указатель положения

 

В воздушных выключателях пневматический привод является органической частью самого выключателя. На рис. 6.15 изобра­жен во включенном положении привод, применяемый в выключателях серии ВНВ. При отключении электромагнит отключения перемещает кла­пан отключения 10 слева направо. Сжатый воздух из канала А, соединен­ного с основным резервуаром Б, поступает в пространство над поршнем 7 и опускает его вместе со штоком 1, верхний изоляционный конец которого связан с подвижными контактами выключателя. В конце отключения пор­шень садится на уплотнительное кольцо 5 в крышке 4, а клапан 10 закрывается.

Для включения выключателя подается импульс на электромагнит включения, который передвигает тарелку клапана 8 слева направо и тем самым открывает выход сжатому воздуху, находящемуся над поршнем 7, в атмосферу через отверстие 9. Поршень поднимается в корпусе 6 под дей­ствием включающих пружин, пока тарелка 2 не дойдет до резинового бу­фера 3. В конце операции включения тарелка 8 садится на седло и клапан включения закрывается. Пневматические приводы находят применение в элегазовых выключателях.

 

 

Рис. 6.15. Пневматический привод для воздушных вы­ключателей серии ВНВ:

1 – шток; 2 – тарелка; 3 – буфер; 4 – крышка; 5 – уплотнительное кольцо; 6 – корпус;

7 – поршень; 8,10 – клапан; 9 – отверстие

 

Дальнейшим усовершенствованием пневматических приводов являются пневмогидравлические приводы, в которых движение подвижной системе выключателя передается от гидроцилиндра с поршнем. Пор­шень приводится в движение сжатой жидкостью, обычно маслом. Высокое давление жидкости (12 МПа) создается в аккумуляторе энергии привода за счет сжатого газа. Этой энергии хватает на шесть включений. Такими при­водами типа ППГ снабжаются баковые выключатели. Пневмогидравлические приводы обеспечивают время включения 0,25 с.

Контрольные вопросы

 

1. Какие виды приводов вы знаете, какие из них применяют для управления

разъединителями?

2. Расскажите об устройстве и принципе действия привода ПР-10-1.

3. Расскажите об устройстве и принципе действия привода ПРА-17.

4. Расскажите об устройстве и принципе действия привода ПП-67.

5. Опишите устройство и принцип действия привода выключателя ВК-10.

6. Опишите устройство и принцип действия встроенного привода ВМПП-10.

7. Опишите устройство и принцип действия привода ПЭ-11 или ПЭВ-11А.

8. Расскажите об устройстве и принципе действия привода ПВ-30.