Генераторные выключатели и комплексы - Контактная система комплекса КАГ-24

Рис. 4-6. Контактная система аппаратного комплекса КАГ-24

На рис. 4-5 представлено дугогасительное устройство воздушного выключателя ВВГ-20. Оно же применяется в аппаратном комплексе КАГ-24. Дугогасительное устройство может устанавливаться вертикально или горизонтально. В выключателе ВВГ-20 оно располагается вертикально и закрепляется посредством фланца 2 на полом изоляторе из стеклопластика. Через полость этого изолятора в дугогасительное устройство подается сжатый воздух. В комплексе КАГ-24 дугогасительное устройство расположено горизонтально. Сжатый воздух подается в него через полость цилиндра отделителя (см. рис. 3-9).
Путь тока через дугогасительное устройство: патрубок 1 (который соединяется с токоведущей системой отделителя, нс показанной на рисунке), контакт 3, ламели неподвижного контакта 5, цилиндрический выступ 6 поршня — подвижного контакта 7, токосъемный розеточный контакт 8, корпус 10 и далее в главный токоведущий контур (на рисунке не показан). При отсутствии сжатого воздуха контакты дугогасительного устройства замкнуты под действием пружины 12.
При отключении сжатый воздух давлением 2 МПа поступает в патрубок 1. Здесь поток воздуха разветвляется. Одна его часть идет по каналу А, другая — через кольцевой зазор между контактом 3 и изоляционным цилиндром 4. Оба этих потока сходятся под поршнем 7. Под действием сжатого воздуха поршень-контакт 7 поднимается вверх, сжимая пружину 12.    Перемещение поршня-контакта 7 ограничивается резиновым буфером 11.
При перемещении поршня-контакта происходит размыкание выступа 6 и ламелей 5 и между ними возникает электрическая дуга, которая быстро сдувается сжатым воздухом на верхний выступ контакта 3 и дугоулавливающий электрод 9. Под действием потока сжатого воздуха дуга гаснет. Контакты дугогасительного устройства остаются разомкнутыми до прекращения подачи воздуха, после чего под действием пружины 12 замыкаются.

На рис. 4-6 изображена контактная система выключателя и отделителя в комплексе КАГ-24, представляющая собой две самостоятельные контактные системы, выполняющие различные функции, но управляемые от одного пневматического привода. Одна контактная система является главной (через нее проходит рабочий ток), а другая образует дугогасительный контур, состоящий из последовательно соединенных дугогасительного устройства и отделителя. О назначении отделителя уже говорилось в гл. 2 (см. рис. 2-8). Основными элементами контактной системы являются две медные трубы 2 и 12 (рис. 4-6), расположенные по одной оси, укрепленные на изоляторах и размещенные в экранирующем заземленном кожухе. На правом конце трубы 2 расположено девяносто ламелей 14, соединенных с трубой гибкими связями. Контактное нажатие каждой ламели создается отдельной пружиной. Ламели имеют разную длину, каждая десятая ламель несколько длиннее остальных. Длинные ламели расходятся после размыкания коротких ламелей. Между длинными ламелями и подвижным контактом 15 возникает небольшая дуга при сбросе тока с главного контура в дугогасительный. Для уменьшения оплавления этих ламелей под действием дуги они снабжены накладками из кирита. Этот набор ламелей является токоснимающим контактом главной контактной системы, осуществляющим переход тока с трубы 2 на главный подвижный контакт 15 в виде медного цилиндра внутрь которого вварен диск с отверстиями. Снаружи над ламелями расположен кольцевой экран 11.
На левом конце трубы 12 расположено девяносто точно таких же ламелей 13, но одной длины, составляющих неподвижный контакт главной контактной системы.
На рис. 4-6 представлена главная контактная система, состоящая из ряда деталей; контакты отделителя 18 и 20 показаны в отключенном положении. Главная подвижная контактная система включает в себя трубу 3, имеющую в левой части диск, в котором закреплен шток 1 от пневматического привода; втулку 5, соединенную с корпусом 6, и подвижный контакт 15. Корпус 6 закреплен на диске подвижного контакта 15.
Подвижная контактная система отделителя состоит из промежуточной втулки 19, на которой закреплены многоламельный розеточный контакт 18 и малая чашка 16. Втулка 19 свободно насажена на втулку 5 и не соединена с корпусом 6.

Рис 4-7. Схема вращения дуги (16, 17 — позиции рис. 4-6)

Пружины 7, находящиеся на равных расстояниях по окружности, прижимают промежуточную втулку 19 к корпусу 6. Каждая пружина 7 по высоте разделена на три части.
При включении все элементы главной подвижной контактной системы под действием пневматического привода перемещаются слева направо. Расстояние между контактами 13 и 14 несколько больше расстояния между торцами чашек 16 и 17. При определенном расстоянии между торцами чашек происходит пробой воздушного промежутка и возникает дуга. Конструкция чашек и их назначение иллюстрирует рис. 4-7. Малая чашка 16 может свободно входить внутрь большой чашки 17. На торцах чашек, обращенных друг к другу, сделаны прорези, образующие косые зубья. Ток подходит к дуге по косым зубьям. В результате образуется трапецеидальный контур тока. Под действием электродинамической силы F, возникающей в этом контуре, дуга выгибается и, переходя с одного зуба на другой, начинает вращаться по торцам чашек. При вращении дуги торцы чашек незначительно повреждаются, что позволяет производить отделителем включение комплекса на ток к. з. Дуга, возникшая между чашками шунтирует основные контакты отделителя (подвижный 18 (см. рис. 4-6) и неподвижный 20), что существенно уменьшает длину дуги на них при подходе этих контактов друг к другу. Это позволяет значительно повысить коммутационный ресурс комплекса.
При дальнейшем движении подвижной контактной системы происходит замыкание ламелей розеточного контакта 18 с цилиндрическим неподвижным контактом отделителя 20. При этом цилиндрический наконечник 19 входит внутрь контакта 20. Последующее движение подвижной контактной системы сопровождается замыканием правого выступа на подвижном контакте 15 с ламелями 14 розеточного контакта, закрепленного на цилиндре 12. На этом процесс включения комплекса заканчивается. Как указывалось выше, главный подвижный контакт 15       имеет по концам выступы длиной l3 и l4.
Между выступами имеется выточка, позволяющая уменьшить трение между ламелями 13 и контактом 15. Когда при включении ламель 13 сойдет с правого выступа длиной l3, то устранится трение между ламелями и поверхностью контакта, пока к ламели 13 не подойдет левый выступ длиной l4. То же самое происходит и при отключении.
Отключение комплекса происходит в два этапа. Сначала начинает перемещаться справа налево главная подвижная контактная система под действием пневматического привода. При этом происходит размыкание ламелей 14 и цилиндра 15 (см. рис. 4-6). В этом месте образуется электрическая дуга на главных контактах 14 и 15, которая быстро гаснет, после чего ток, проходящий по главному контуру, переходит в дугогасительный контур. При дальнейшем движении подвижного контакта 15 на ходе l4—13 правый кольцевой выступ длиной l4 находится в электрическом соединении с ламелями 13 и через гибкие связи —с трубой 2.
В этот отрезок времени ток проходит с трубы 12 через дугогасительное устройство (его контакты замкнуты) на выходной контакт 21, а через крестообразные перемычки — на неподвижный контакт отделителя 20. С последнего ток переходит на подвижный розеточный контакт 18, а с него — на промежуточную втулку 19 и скользящие контакты 10. Здесь ток разветвляется и проходит по двум направлениям. Первое направление: втулка 5, корпус 6, диск и цилиндр подвижного контакта 15, левый выступ длиной l4, ламельный контакт 13 и труба 2. Второе направление: втулка 3, ламельные контакты 9, направляющая 4 и труба 2. Прохождение тока по левому кольцевому выступу подвижного контакта 15 позволяет при первых бросках тока к. з. облегчить условия работы скользящих контактов 9, большое число которых трудно разместить в направляющей 4.
В дальнейшем, при затухании тока к. з., левый кольцевой выступ и ламели 13 размыкаются, и весь ток начинает проходить по второму направлению.
На некотором ходе подвижного контакта 15 подвижный контакт отделителя 18 за счет сил трения находится в зацеплении с неподвижным контактом 20 и сам остается неподвижным. При движении подвижного контакта 15 происходит сжатие пружин 7, усилие которых до полного сжатия выбрано так, что оно меньше сил трения между контактами 18 и 20. Когда расстояние между контактами достигнет определенного значения, в дугогасительное устройство 21 через полость цилиндра 3 подается сжатый воздух, который размыкает контакты и гасит возникшую на них дугу. Контакты дугогасительного устройства некоторое время поддерживаются в разомкнутом положении посредством сжатого воздуха. При дальнейшем движении главный подвижный контакт 15 выступом 22 упирается в правый фланец промежуточной втулки 19 и размыкает контакты 18 и 20 без тока.

Рис. 4-8. Контактная система разъединителя на номинальные токи 12 000 А и более

Промежуточная втулка 19 под действием пружин 7 передвигается справа налево до тех пор, пока ее фланец не дойдет до дна корпуса 6. После размыкания контактов отделителя прекращается подача сжатого воздуха в дугогасительное устройство, и его контакты под действием пружин смыкаются. Поглощение кинетической энергии и плавная остановка подвижных контактных систем (главной и отделительной) осуществляются тремя воздушными буферами 23.
Отношение между длинами выступов на подвижном контакте 15 выбирается l4/13= 1,3-:-1,8. При отношении, меньшем 1,3, мал промежуток времени, в течение которого скользящий контакт 7 будет надежно зашунтирован главной контактной системой (см. первое направление пути тока), т. е. контактами 13 и 15. Если отношение l4/l3 больше 1,8, то мал промежуток времени между размыканием главных и дугогасительных контактов.
Низкое переходное сопротивление в контактах может быть достигнуто большим контактным нажатием. Однако при этом получается сильное истирание контактных поверхностей, особенно если они покрыты серебром, и, кроме того, существенно повышается усилие, необходимое для замыкания и размыкания контактов. Для устранения вышеуказанных недостатков следует полностью снимать контактное нажатие перед началом размыкания контактов и восстанавливать его после замыкания контактов. Принципиальная схема разъединителя, в котором использован принцип, рассмотренный выше, приведена на рис. 4-8.
Неподвижные контакты (левый 1 и правый 3) выполнены в виде коробов из листовой меди, закрепленных на стальном корпусе 4. Каждый короб состоит из медных угольников 1 или 3, расположенных по вершинам квадрата, и гнутых П-образных профилей 5, расположенных между угольниками. Подвижный контакт выполнен из восьми коробчатых шин 2, закрепленных на шпильках 9 в каркасе 8, размещенном внутри корпуса 4. Каркас 8 может перемещаться внутри корпуса 4 на роликах 7. Коробчатые шины 2 приводятся в движение от центра наружу с помощью специального кулачкового механизма, расположенного внутри каркаса 8. Шины подвижного контакта прижимаются к неподвижным контактам 1 и 3 пружинами 10.
При отключении разъединителя кулачковый механизм, приводимый в движение поворотным изолятором, перемещает коробчатые шины 2, образующие подвижный контакт, в направлении от центра этого контакта наружу и отводит их на несколько миллиметров от поверхности неподвижных контактов. Затем весь подвижный контакт перекатывается на роликах 7 слева направо, отключая разъединитель. При включении сначала перемещается справа налево весь подвижный контакт, а затем уже (когда положение его будет соответствовать включенному) кулачковое устройство освобождает коробчатые шины, образующие подвижный контакт, и они под действием пружин 10 прижимаются к неподвижным контактам. Такая система позволяет создавать в контактах, по существу, любые контактные нажатия и иметь при этом сравнительно маломощный привод, а также уменьшить износ контактов. Корпус 4 и стальные пластины 6 образуют магнитный компенсатор, повышающий динамическую стойкость контактов.

Для примера в табл. 4-1 приведены размеры подвижных и неподвижных контактов из тонкостенных профилей.
Таблица 4-1
Основные размеры контактной системы разъединителей серий РВР и РВП