Как работает пружинный привод

Источником энергии в приводах служат мощные предварительно натянутые пружины. Натяжение пружин обычно осуществляется с помощью электродвигателя, соединенного с редуктором, но возможно и ручное натяжение пружин с помощью съемного рычага. Время натяжения пружин для приводов разных типов от нескольких до десятков секунд.
Операция включения выключателя, выполняемая за счет потенциальной энергии пружин, может происходить лишь после полного их завода, что контролируется специальной блокировкой и сигнализируется указателем готовности привода к работе. В пружинных приводах наиболее распространенных в настоящее время конструкций ПП-67 и ППМ-10 включающие пружины должны заводиться перед каждой операцией включения. Завод пружин возможен как при отключенном, так и при включенном выключателе — в последнем случае для осуществления электрического АПВ.
Отключение выключателя, оснащенного пружинным приводом ПП-67 или ППМ-10, выполняется за счет энергии специальных отключающих

Рис. 12. Встроенное электромеханическое реле минимального напряжения с выдержкой времени РНВ:
1 — собачка часового механизма; 2 — рычаг; 3 — корпус; 4 — подвижный сердечник; 5 — зажимы; 6 — немагнитная гильза; 7 — контрполюс; 8 — ударник; 9 — магнитопровод; 10 — катушка электромагнита; 11 — каркас катушки; 12 — часовой механизм; 13 — пружинодержатель; 14, 15 — пружины
пружин, расположенных в механизме самого выключателя, при его включении.
Встроенные пружинные приводы в зависимости от конструкции барабана с пружинами (см. ниже) могут обеспечивать выполнение двух или большего числа операций включения и отключения выключателя без подзавода пружин.
В приводах устанавливаются электромагниты включения* и отключения, кнопки подачи команд на электромагниты. Имеется указатель готовности привода к выполнению операции включения, а также механический указатель положения выключателя.
Одно из преимуществ пружинных приводов состоит в том, что они не требуют для j своей работы источника постоянного оперативного тока. Питание оперативных цепей управления, оперативных цепей релейной защиты и автоматики, цепей обогрева шкафов комплектных распределительных устройств осуществляется от источников переменного тока (трансформаторов собственных нужд, выносных трансформаторов, подключенных к вводам питающих электроустановку линий).
Рассмотрим некоторые конструктивные особенности упомянутых выше типов приводов.

Рис. 13. Пружинный привод ПП-67: 1 — включающие пружины; 2 — инерционный груз; 3 — вал привода- 4 — конечный выключатель; 5 — электродвигатель; 6 — редуктор; 7 — шестеренчатая передача

Пружинный привод ПП-67 (рис. 13) позволяет управлять выключателем вручную, дистанционно, автоматически, производить АПВ (АВР).
В приводе установлены электромагниты включения и отключения, а также отключающие элементы релейной защиты.

* Электромагнит включения воздействует на рычаги привода, в результате чего предварительно заведенные пружины соединяются с валом выключателя, производя его включение.

Для завода пружин имеется специальный электродвигатель 5 (типа МУН), редуктор 6 и шестеренчатая передача 7. Напряжение на электродвигатель подается автоматически после срабатывания привода на включение выключателя и снимается конечным выключателем 4 после натяжения пружин. Вручную пружины привода заводятся с помощью съемной рукоятки.
Включение выключателя может производиться вручную, нажатием соответствующей кнопки, или дистанционно, а также действием АПВ (АВР). В конце хода включения выключателя заметно уменьшается деформация пружин привода и тяговое усилие их падает. Недостаточное усилие пружин на этом этапе включения компенсируется энергией маховика 2, который поглощает кинетическую энергию в начале включения и отдает ее в конце операции включения выключателя.
Отключение выключателя может выполняться вручную кнопкой "Откл.", дистанционно, автоматически действием релейной защиты. "Отключающие электромагниты воздействуют при этом на отключающую планку привода.

Рис. 14. Пружинный привод с электромоторным редуктором ППМ-10:
1 — заводной рычаг; 2 — корпус; 3 — конечный выключатель; 4 — электродвигатель; 5 — редуктор; б — большая шестерня зубчатой передачи; 7 — ролик ведущей собачки; 8 — шестерня взвода; 9 — спиральная пружина; 10 — штурвал

Пружинный привод с моторным редуктором ППМ-10 (рис. 14) по своему устройству аналогичен приводу ПП-67. Но в отличие от последнего он имеет спиральную пружину 9, встроенную в коробку и закрепленную одним концом на валу привода, другим — к корпусу коробки. Завод пружин производится электродвигателем 4, движение от которого через редуктор 5 и шестерню 6 передается шестерне взвода 8. При этом ролик ведущей собачки 7 упирается в зуб рычага 1, заводя спиральную пружину 9. В конце завода пружины запорно-пусковой механизм привода удерживает ее во взведенном состоянии. Для включения выключателя необходимо воздействовать на запорный механизм и тогда вся накопленная пружиной энергия израсходуется на поворот вала выключателя. Привод рассчитан на выполнение только одной операции включения при полностью заведенных пружинах, на что следует обращать внимание при его эксплуатации.
В нижней части привода встроены отключающие элементы: электромагниты отключения и реле, воздействующие через планку отключения на механизм свободного расцепления.
Отключение выключателя происходит под действием отключающих пружин, расположенных в механизме самого выключателя и заводимых при его включении.

Встроенный пружинный привод размещается в раме выключателя и является его неотъемлемой частью. Особенность такой конструкции состоит в том, что выполнение операций включения и отключения выключателя происходит за счет энергии и тех же рабочих пружин привода.
Привод (рис. 15) состоит из вала привода 1, вала выключателя 4, редуктора 3 с электродвигателем, релейного вала 5, запирающего механизма отключения 15 и запирающего механизма включения 16, электромагнитов отключения 7 и включения 9, пульта местного управления 10, указателя положения 11, указателя готовности привода 13.
Рассмотрим некоторые узлы привода. На валу привода 1 имеется барабан 2, внутри которого размещены спиральные рабочие пружины. Одним концом пружины прикреплены к валу, другим — к барабану.
Устройство для завода пружин состоит из редуктора 3 с электродвигателем. На выходном валу редуктора установлен эксцентрик, преобразующий вращательное движение редуктора в колебательное, которое затем передается обгонной муфте, жестко связанной с барабаном. Так как вал привода удерживается запорным механизмом, то серией колебательных движений барабан 2 поворачивается, заводя рабочие пружины.
Завод рабочих пружин вручную также осуществляется многократными движениями рычага ручного завода. При каждом таком движении барабан поворачивается на небольшой угол, закручивая пружины. Для завода пружин на две операции достаточно повернуть барабан на 360°.
Включающий запорный механизм 16 удерживает вал привода при отключенном положении выключателя и освобождает его при включении выключателя.
Отключающий запорный механизм 15 удерживает вал привода при включенном положении выключателя и освобождает его при отключении выключателя.
Включение выключателя осуществляется подачей напряжения на электромагнит включения 9 дистанционно, от устройства автоматики или нажатием кнопки на пульте местного управления 10. При этом включающий запорный механизм 16 освобождает вал привода и он поворачивается. Вместе с валом поворачивается эксцентрик 20, соединенный тягой с рычагом на валу 4 выключателя. Поворотом вала выключателя на 60 осуществляется включение выключателя. Если пружины привода будут заведены менее чем на две операции, включение выключателя блокируется.

Читайте также:  Инверсионные столы для растяжки позвоночника

Рис. 15. Встроенный пружинный привод:
1 — вал привода; 2 — барабан с рабочими пружинами; 3 — редуктор с электродвигателем; 4 — вал выключателя; 5 — релейный вал; б — диск на валу приводу; 7 — электромагнит дистанционного отключения; 8 — узел проводки; 9 — электромагнит дистанционного включения; 10 — пульт местного управления; 11 — указатель положения выключателя; 12 — блокировочный штырь; 13 — указатель готовности привода; 14 — вспомогательные контакты аварийной сигнализации; 15, 16 — запорный механизм отключающий и включающий; 17 — вспомогательные контакты положения выключателя; 18 — блокировочный шток; 19 — рычаг; 20 — эксцентрик с поводком, соединяющим вал привода с валом выключателя; 21 — толкатель; 22 — вспомогательные контакты положения привода; 23 — обгонная муфта с обоймами; 24 — рама привода

Рис. 16. Электромагнитный привод ПЭ-11:
1 — шток сердечника; 2 — сердечник; 3 — катушка включающего электромагнита; 4 — удерживающий рычаг; 5, 8 — рычажные передачи; б, 9 — вспомогательные контакты; 7 — вал привода; 10 — рычаг механизма свободного расцепления; 11 — рычаг ручного отключения; 12 — электромагнит отключения; 13 — сборка зажимов; 14 — корпус

Отключение выключателя осуществляется подачей напряжения на электромагнит отключения дистанционно, от встроенных реле (которые воздействуют на релейный вал 5), или нажатием кнопки на пульте местного управления. Работа привода при отключении аналогична работе при включении, но вал выключателя поворачивается в обратном направлении на 60°.

Электромагнитные приводы постоянного тока применяются преимущественно на центрах питания — подстанциях энергосистем, питающих распределительные сети. Для их работы необходимы мощные источники постоянного тока, в качестве которых используются подстанционные аккумуляторные батареи.
На рис. 16 показан наиболее распространенный в сетях 6-10 кВ электромагнитный привод тина ПЭ-11, предназначенный для маломасляных выключателей.
Силовое устройство — электромагнит включения — состоит из магнитопровода с обмоткой 3 и сердечника 2 со штоком 1. Тяговое усилие, необходимое для включения выключателя, создается сердечником 2, который втягивается электромагнитом при прохождении по его обмотке постоянного тока. Усилие, развиваемое приводом, передается выключателю системой рычагов операционного и передаточного механизмов.
После завершения операции включения выключателя цепь включающего электромагнита автоматически разрывается вспомогательными контактами 6 и сердечник 2 под действием силы тяжести (и пружины) опускается вниз.
Для отключения выключателя в обмотку электромагнита отключения 12 подается оперативный ток. Сердечник втягивается электромагнитом, и его боек ударяет в одно из звеньев механизма свободного расцепления 10. Звенья механизма складываются, вал выключателя освобождается и поворачивается под действием встроенных в выключатель отключающих пружин — происходит отключение выключателя.
Для ручного отключения выключателя с места его установки пользуются рычагом 11, воздействующим на механизм свободного расцепления.
Привод имеет электрическую блокировку против повторного включения и последующего отключения выключателей защитой (включение на неустраненное КЗ), когда команда на включение, подаваемая ключом управления, еще не снята. Для блокировки используется вспомогательный контакт, связанный с сердечником отключающего электромагнита.

Основные параметры выключателя приведены в таблице 1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УДМУРТСТКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Разработка и применение уплотнения и консолидации сложных и несвязных грунтов

Пружинный привод

Пружинные приводы применяются для дистанционного или ручного управления выключателем и для АПВ, АВР, а также для осуществления других схем автоматического действия. [1]

Пружинные приводы могут снабжаться следующими отключающими устройствами: реле максимального тока мгновенного действия с регулировкой уставки отключающего тока от 5 до 120 А; реле максимального тока с выдержкой времени, с регулировкой начальной уставки тока от 5 до 35 А, с плавной регулировкой выдержки времени срабатывания реле от 0 до 4 с; реле минимального напряжения с выдержкой времени, срабатывающее при исчезновения напряжения на обмотке или при падении напряжения от 50 до 35 % номинального значения, с регулировкой выдержки времени от 0 до 4 с; отключающий электромагнит, действующий мгновенно от вторичного тока трансформатора тока, в схеме с дешунтированием обмоток этого электромагнита, рассчитан на номинальный отключающий ток 3 5 А; отключающий электромагнит мгновенного действия с питанием от независимого источника оперативного тока; отключающий и включающий электромагниты управления. [2]

Читайте также:  Как прижать балконную пластиковую дверь

Пружинные приводы используют для включения выключателя предварительно запасенную энергию в виде потенциальной энергии растянутых пружин. Пружины заводятся ( растягиваются) от руки или электродвигателем небольшой мощности. Для возможности использования небольшой силы двигателя при заводе мощных пружин в устройство привода вводится промежуточные передачи. [4]

Пружинные приводы применяют для дистанционного или ручного управления выключателей и для АПВ, АВР, а также для осуществления других схем автоматического действия. [5]

Пружинные приводы могут снабжаться следующими отключающими устройствами: реле максимального тока мгновенного действия с регулировкой уставки отключающего тока от 5 до 120 А; реле максимального тока с выдержкой времени, с регулировкой начальной уставки тока от 5 до 35 А, с плавной регулировкой выдержки времени срабатывания реле от 0 до 4 с; реле минимального напряжения с выдержкой времени, срабатывающее при исчезновении напряжения на обмотке или при падении напряжения от 50 до 35 % номинального значения, с регулировкой выдержки времени от 0 до 4 с; отключающий электромагнит, действующий мгновенно от вторичного тока трансформатора тока в схеме с дешунтированием обмоток этого электромагнита, рассчитан на номинальный отключающий ток 3 5 А; отключающий электромагнит мгновенного действия с питанием от независимого источника оперативного тока; отключающий и включающий электромагниты управления. [6]

Пружинные приводы позволяют осуществить цикл АПВ. После включения выключателя автоматически производится взведение включающих пружин и привод подготавливается к повторному включению. [8]

Пружинный привод не требует мощной аккумуляторной батареи и связанных с ней затрат, что является его преимуществом по сравнению с электромагнитным приводом. По сравнению с пневматическим и гидропневматическим пружинный привод более прост по конструкции. [9]

Пружинные приводы развивают сравнительно небольшое усилие при включении и поэтому применяются для маломощных выключателей серий ВМГ, ВМП. [10]

Пружинные приводы должны иметь механический указатель и специальный блок-контакт на две дели для сигнализации об окончании завода пружины и готовности выключателя к включению. [11]

Пружинные приводы развивают сравнительно небольшое усилие при включении и поэтому применяются для маломощных выключателей серий ВМГ, ВМП. [13]

Пружинный привод является приводом косвенного действия. Энергия, необходимая для включения, запасается в мощной пружине, которая заводится от руки или электродвигателем небольшой мощности. После каждого включения необходимо вновь завести пружину. [14]

Пружинные приводы ( ППМ-10, ПП-61 и др.) используют для включения выключателя энергию натянутых пружин. [15]

Привод выключателя предназначен для операции включения, удержания во включенном положении и отключения выключателя.

Привод — это специальное устройство, создающее необходимое усилие для производства перечисленных операций. В некоторых выключателях привод конструктивно связан в одно целое с его контактной системой (воздушные выключатели).

Основными частями привода являются: включающий механизм, запирающий механизм (защелка, собачка), который удерживает выключатель во включенном положении, и расцепляющий механизм, освобождающий защелку при отключении.

Наибольшая работа в существующих конструкциях выключателей совершается приводом при включении, так как при этой операции преодолевается собственная масса подвижных контактов, сопротивление отключающих пружин, трение и силы инерции в движущихся частях. При включении на существующее КЗ механизм привода, кроме того, должен преодолеть электродинамические усилия, отталкивающие контакты друг от друга.

Операция включения во избежание приваривания контактов выключателя должна производиться быстро. Чем меньше время включения, тем меньше пауза при АПВ.

При отключении работа привода сводится к освобождению защелки, удерживающей механизм во включенном положении. Само отключение происходит за счет силы сжатых или растянутых отключающих пружин. В зависимости от источника энергии, затрачиваемой на включение и отключение, имеются ручные, пружинные, грузовые, электромагнитные, пневматические приводы.

Ручные приводы применяются для маломощных выключателей, когда мускульной силы оператора достаточно для совершения работы включения. Отключение может быть автоматическим с помощью реле, встроенных в привод.

В современных электроустановках сохранились ручные приводы ПРА только для выключателей нагрузки ВНПР.

Пружинный привод является приводом косвенного действия. Энергия, необходимая для включения, запасается в мощной пружине, которая заводится от руки или электродвигателем небольшой мощности. После каждого включения необходимо вновь завести пружину.

Обычно привод дополняется специальным электродвигателем, осуществляющим завод пружины. Такой привод позволяет осуществлять АПВ.

Недостатком пружинных приводов является уменьшение тягового усилия в конце хода включения вследствие уменьшения деформации пружин. Чтобы устранить этот недостаток, пружинные приводы дополняются маховиком, который поглощает избыточную энергию в начале включения и отдает накопленную энергию в конце включения. Приводы подобного типа ППМ-10 применяются для выключателей ВМГ-10 и ВМП-10. Завод пружины производится электродвигателем через редуктор. Запорно-пусковой механизм привода удерживает пружины в заведенном состоянии. Для автоматического включения необходимо освободить заводящий рычаг, после чего энергия заведенной спиральной пружины поворачивает вал выключателя на включение.

Дистанционное и автоматическое отключение выключателя производится с помощью реле, встроенных в нижней части привода, которые через планку отключения воздействуют на механизм свободного расцепления. Привод допускает механическое АП’В. Импульс для работы такого АПВ дается при отключении благодаря освобождению включающего механизма привода.

Читайте также:  Как правильно установить ножовочное полотно по металлу

Аналогичное устройство имеет привод ПП, применяемый для выключателей ВМГ. Выключатели ВМПП, ВЭ-10, ВК-10 для КРУ имеют встроенный пружинный привод.

Пружинные приводы не требуют для своего управления источника постоянного тока, что является существенным преимуществом перед другими приводами. Недостатком его является малая мощность, поэтому он применяется для маломасляных выключателей 6—10 кВ.

Электромагнитные приводы относятся к приводам прямого действия: энергия, необходимая для включения, сообщается приводу в процессе самого включения от источника большой мощности.

Усилие, необходимое для включения выключателя, создается стальным сердечником, который втягивается в катушку электромагнита при прохождении по ней тока.

Шток сердечника упирается в ролик рычажного механизма, поднимает его вверх вместе с двумя шарнирно-связанными рычагами. Последние через приводной рычаг передают движение валу выключателя. В конце хода сердечника, когда выключатель включился, защелка заскакивает под ролик и удерживает механизм во включенном положении.

В конце включения сигнальные вспомогательные контакты разрывают цепь электромагнита включения и сердечник падает вниз.

При. отключении ток подается в электромагнит отключения, его боек ударяет в рычаг механизма свободного расцепления, благодаря чехгу «ломаются» рычаги механизма свободного расцепления и ролик соскакивает с защелки. Ват выключателя под действием отключающей пружины поворачивается против часовой стрелки — происходит отключение.

Электромагниты включения и отключения получают питание от аккумуляторной батареи через сборку зажимов.

Ток, потребляемый электромагнитом включения привода ПЭ-11, составляет 58 А, электромагнитом отключения — 1,25 А при напряжении 220 В.

В приводе имеется рычаг ручного отключения.

Привод ПЭ-11 применяется для выключателей ВМП-10, ВМГ-10.

Для более мощных выключателей внутренней установки применяются электромагнитные приводы ГТЭ-2, ПЭ-21, ПС-31, а для наружной установки — ШПЭ-44, ШПЭ-38, ШПЭ-46 и др.

Достоинствами электромагнитных привод» являются простота конструкции и надежность работы в условиях сурового климата.

Недостатки — большой потребляемый ток и вследствие этого необходимость мощной аккумуляторной батареи (для включения выключателя МГГ-10-3200 требуется ток 155 А, а выключателя У-220-40 — 500 А при напряжении 220 В), а также значительное время включения (до 1 с).

Пневматический привод обеспечивает быстрое включение выключателя за счет энергии сжатого воздуха. Кинематическая схема его подобна электромагнитному приводу, но вместо электромагнита применяется пневматический цилиндр с поршнем (рис. 4.50).

Рис. 4.50. Привод пневматический ПВ-30:

1 — пневматический цилиндр; 2 — фланец воздухопровода; 3 — шток демпфера; 4 — поршень; 5 — шток; 6 — удерживающая защелка; 7 — подъемный ролик; 8— электромагнит отключения; 9 — система рычагов свободного расцепления; 10 — корпус привода; 11 — домкрат для ручного отключения; 12 — указатель положения

При включении выключателя открывается клапан, подающий сжатый воздух из резервуара в пневматический 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 8, который воздействует на механизм свободного расщепления 9.

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.

В воздушных выключателях пневматический привод является органической частью самого выключателя.

Дальнейшим усовершенствованием пневматических приводов являются пне в мо гидравлические 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.

Рис. 4.51. Структурная схема управления сверхбыстродействующим выключателем: 1 — сигнал на отключение; 2 — источник световых импульсов; 3 — световод; 4 — фотодетектор; 5 — электромагнитный расцепитель; 6 — контакты выключателя; 7 — зарядное устройство

Для выключателей сверхвысоких напряжений особое значение имеет быстрота передачи отключающего импульса от привода к размыкающимся контактам. В этом случае применяются пневмомеханические устройства, в которых перемещение контактов осуществляется системой тяг и сжатым воздухом.

Для дальнейшего повышения быстродействия сигнал управления с потенциала земли может быть передан на высокий потенциал по световодам (рис. 4.51). Размыкание контактов происходит с помощью электромагнитного расцепителя, приводимого в действие разрядом конденсатора. Конденсатор заряжается от линии высокого напряжения через насыщающийся трансформатор.

Дата добавления: 2015-10-19 ; просмотров: 5856 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*