Аналіз роботи привідних механізмів вакуумних вимикачів середньої напруги

Abstract

Проведено аналіз конструкцій та принципу роботи привідних механізмів сучасних вакуумних вимикачів середньої напруги. У відомих конструкціях вакуумних вимикачів використовуються два типи приводів: пружинно-моторні та електромагнітні. В свою чергу, електромагнітні приводи в залежності від використовуваного типу електромагніту можуть бути моностабільні неполяризовані і поляризовані та бістабільні поляризовані. Пружинно-моторні привідні механізми вимикачів складаються з привідного валу, пружин увімкнення та вимкнення, механізму зводу пружини увімкнення, механічного пристрою ручного спрацьовування, електромагнітів увімкнення та вимкнення для оперативного електричного спрацьовування. Електромагнітні привідні механізми складаються з електромагніту та в залежності від його конструкції можуть бути з поворотною пружиною або без неї. В конструкціях електромагнітних привідних механізмів з поворотними пружинами застосовуються моностабільні поляризовані електромагніти. Особливість конструкцій електромагнітних привідних механізмів з бістабільними електромагнітами полягає у відсутності поворотної пружини та наявності окремих котушок увімкнення та вимкнення. В результаті проведеного аналізу виявлено недоліки кожного з розглянутих типів приводів. Найбільшу цікавість для подальших досліджень представляють електромагнітні привідні механізми з моностабільними поляризованими електромагнітами з поворотною пружиною, що мають тільки одну котушку увімкнення та за рахунок цього зменшують габаритні розміри приводу.

The analysis of the designs and the principle of operation of the drive mechanisms of modern medium-voltage vacuum circuit breakers is carried out. In the known designs of vacuum switches, two types of drives are used: spring-motor and electromagnetic. In turn, electromagnetic drives, depending on the type of electromagnet used, can be monostable, unpolarized and polarized, and bistable, polarized. The spring-motor drive mechanisms of the circuit breakers consist of a drive shaft, closing and opening springs, a closing spring charging mechanism, a mechanical manual operation device, and opening and closing electromagnets for operational electrical tripping. Electromagnetic actuators consist of an electromagnet and, depending on its design, can be with or without a return spring. Monostable polarized electromagnets are used in the design of electromagnetic actuators with return springs. A feature of the designs of electromagnetic drive mechanisms with bistable electromagnets is the absence of a return spring and the presence of separate on and off coils. As a result of the analysis, the drawbacks of each of the considered types of drives were revealed. Of greatest interest for further research are electromagnetic drive mechanisms with monostable polarized electromagnets with a return spring, which contain only one turn-on coil and, due to this, allow reducing the overall dimensions of the drive.