CZ296238B6 - Plynem hexafluoridu síry (SF6) izolovaná rozvodnapro rozdelovací síte - Google Patents

Abstract

Plynem hexafluoridu síry (SF.sub.6.n.) izolovaná rozvodna pro rozdelovací síte s plynotesným krytempro více spínacích polí, má vzdy jeden zátezový odpojovac a jedno uzemnovací zarízení. Jedno spínací pole je vybaveno zátezovým odpojovacem, vytvoreným jako vypínac transformátoru. Pro jednotlivé fáze (L1, L2, L3) vypínace, vytvoreného jako vypínac transformátoru, jsou zhásecí zarízení tvorena zhásecími cívkami (13; 13a). Zhásecí cívky jsou pro výkonový odpojovac tak usporádány a vytvoreny, ze jejich osa (A) svírá tupý úhel se spínacím kontaktem(3) na strane pevného kontaktu ve vypnuté poloze a polomer cívky (13) odpovídá nejméne vzdálenosti mezi spínacím kontaktem (3) a pevným kontaktem (10). Osa (A) zhásecích cívek (13a) svírá se spínacímkontaktem (3) pravý nebo tupý úhel. Tyto zhásecí cívky (13a) jsou opatreny vodicím prvkem (17). Zhásecí cívky (13; 13a) a pevný kontakt (10) pro fáze(L1, L2, L3) jsou usporádány na prícném nosníku (14).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká plynem hexafluoridu síry (SF₆) izolované rozvodny pro rozdělovači sítě s polem zátěžových odpojovačů kabelů a zátěžového odpojovače kombinace pojistek nebo s výkonovým vypínačem srozpojovací drahou, tj. s výkonovým odpojovačem pro ochranu transformátoru.

Dosavadní stav techniky

Takovéto rozvodny jsou známé. V distribučních stanicích rozdělovačích sítí se zpravidla používají rozvodny pro střední napětí s třemi spínacími poli, z nichž dvě jsou spojena s okružními kabely a jedno spínací poleje vybaveno vysokonapěťovými pojistkami nebo výkonovým odpojovačem pro transformátorovou odbočku.

Z pat. spisu DE-Os 38 20 489 je známo plynem hexafluoridu síry (SF₆) izolované uspořádání zátěžových odpojovačů, u kterého jsou zátěžové odpojovače v uzavřeném kruhu, naplněném, hexafluoridem síry (SF₆). Každá fáze má pevný a pohyblivý kontakt, uzemňovací kontakt a zhášecí zařízení, sestávající ze zhášecích plechů, přičemž pevné kontakty stejné fáze jsou upevněny na přípojnici a zhášecí zařízení jsou uspořádaná přímo na přípojnici vedle nich.

Aby se u takovéto rozvodny mohly dodržet malé rozměry a umožňovaly snadnou montáž, je jejich rozvinutí předmětem vynálezu podle pat. spisu DE 40 11 397 C2, ve kterých podstatné části zátěžových odpojovačů byly sdruženy do předem zhotovené konstrukční skupiny, které pak byly zasunuty do nejprve prázdného krytu a potom s ním spojeny. Uzemňovací kontakty uzemňovacího zařízení jsou u této rozvodny upevněny na hřídeli vypínačů a jednoduše namontovány.

Úkolem zhášecích zařízení elektrického oblouku, uspořádaných na fázích zátěžového odpojovače, nebo výkonového odpojovače, je, rychle zhasit tento vyskytující se elektrický oblouk, který vzniká při vypínání otvíráním kontaktů a odpařováním posledního kovového můstku teplem, způsobeným proudem, aby se tak zajistila vypínací schopnost vypínače. U střídavého proudu je důležité, účinně zmenšit nosiče nábojů, v krátkém čase, mezi průchodem proudu nulou a počátkem obnovovaného napětí.

Kromě zhášecích zařízeních, sestávajících ze zhášecích plechů, jsou známa další zhášecí zařízení pro spínací přístroje, například cívka, resp. zhášecí cívka, do které vznikají elektrický oblouk komutuje a v důsledku proudu, protékajícího cívkou, se vytvoří magnetické pole, které způsobí, že elektrický oblouk rotuje a zhasne. Rovněž pat. spis EP 0 012 522 popisuje spínací přístroj se zhášecími cívkami na pevných kontaktech. Také pat. spisy EP 0 021 577, EP 0 0 58 007, EP 0 313 105 B1 popisují elektrické spínací přístroje se zhášecími cívkami jako zhášecím zařízením.

U shora uvedených rozvoden s SF₆ je zátěžový odpojovač kombinován s konstrukční skupinou vysokonapěťových pojistek s údernou jehlou, která je případně zapouzdřena, přičemž zátěžový odpojovač je vybaven svým hnacím a vybavovacím ústrojím, které se uvedou v činnost údernou jehlou úderem na jednu z těchto pojistek. O účelnosti spolupůsobení pojistek se zátěžovým odpojovačem lze vážně pochybovat. Také vypínací výkon, tj. velikost jmenovitého proudu pojistky a s tím spojené podmínky rozpojovací dráhy, jsou pokud se týká zhášecích plechů jako zhášecího zařízení, omezeny.

- 1 CZ 296238 B6

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit plynem hexafluoridu síry (SF₆) izolovanou rozvodnu pro rozvodné sítě s plynotěsným krytem pro více spínacích polích, majících vždy jeden třípólový zátěžový odpojovač a jedno uzemňovací zařízení z nichž jedno spínací poleje vybaveno zátěžovým odpojovačem, vytvořeným jako vypínač transformátoru, jehož fáze jsou kombinovány s pojistkami nebo může mít výkonový odpojovač s průchodkami na stěnách podélných stran krytu, které jsou vhodné pro držení pohyblivých spínacích kontaktů a pro připojení kabelů a/nebo pojistek a se zhášecími zařízeními pro jednotlivé fáze, přímo spojených s přípojnicemi a na těchto uložených hřídelů spínačů a s přípojnicemi pro pevné kontakty tří fází, přičemž zhášecí zařízení zátěžových odpojovačů, které nejsou použity jako vypínače transformátorů, jsou zhášecí komory, opatřené zhášecími plechy.

Takto navržená rozvodna má zvýšený vypínací výkon při stejném nároku na prostor pro uspořádání vypínačů.

Přitom může být jako zátěžový odpojovač, tak také výkonový odpojovač vytvořeny tak, aby splňovaly podmínku rozpojovací dráhy, tedy aby v závislosti na jmenovitém napětí mělo požadovanou napěťovou pevnost. Rovněž musí být oba odpojovače vytvořeny tak, aby zaručovaly jejich vypínací schopnost, přičemž musí kontrolovat a zhasínat elektrický oblouk na co nejkratší dráze.

Tento úkol se u plynem hexafluoridu síry (SF₆) izolované rozvodny pro rozvodné sítě řeší podle vynálezu tím že zhášecí zařízení pro fáze (LI, L2 a L3) vypínače, vytvořeného jako vypínače transformátoru s uspořádáním kontaktů, odpovídajícím zbývajícím vypínačů, jsou tvořena zhášecími cívkami v uspořádání, splňujícím ve vypnutém stavu podmínky rozpojovací dráhy a mají prostředky pro zajištění spínací schopnosti, přičemž zhášecí cívky jsou pro výkonový odpojovač i tak uspořádány a vytvořeny, že osa cívky svírá tupý úhel (a) se spínacím kontaktem, na straně pevného kontaktu, ve vypnuté poloze a volný konec spínacího kontaktu se nachází v oblasti osy cívky a poloměr cívky odpovídá nejméně vzdálenosti mezi spínacím kontaktem a pevným kontaktem a přičemž zhášecí cívky pro zátěžový spínač jsou uspořádány a vytvořeny tak, že jejich osa svírá se spínacím kontaktem, nacházejícím se ve vypnuté poloze, na straněpevných kontaktů, pravý nebo tupý úhel a že tyto cívky mají vodicí prvek, přebírající patu elektrického oblouku, který dosahuje až do bezprostřední blízkosti pevného kontaktu a je uspořádán tangenciálně k dráze pohybu pevného konce spínacího kontaktu.

Pro zajištění funkce zátěžového odpojovače je vodivý prvek velmi důležitý. Dopravuje elektrický oblouk, vznikající mezi spínacím nožem a kontaktem podél vodícího prvku do cívky. Přitom zůstává elektrický oblouk v důsledku malé vzdálenosti, velmi krátkým, dostane se však velmi rychle a spolehlivě do vnitřní dráhy zhášecí cívky. Vodicí prvek má tudíž ten úkol, umožnit uspořádání menší zhášecí cívky u zátěžového odpojovače ve srovnání s výkonovým odpojovačem, ve vzdálenosti od kontaktu přípojnice a při tomto uspořádání umožnit přechod elektrického oblouku do zhášecí cívky.

Uspořádání zhášecích cívek ve vypínači transformátoru vede ke zvýšené schopnosti vypínání rozvodny při stávajícím prostorovém uspořádání, přičemž se vyhoví zvýšeným požadavkům pokud se týká kombinace zátěžového odpojovače - pojistky, nebo také na vypínání zkratových proudů, což představuje podstatný technický pokrok.

Zhášecí cívky a pevný kontakt pro příslušnou fázi mohou být přitom uspořádány na příčném nosníku, který je pro každou fázi spojen s přípojnicí, a ke kterému je pohyblivý spínací kontakt otočně uspořádán tak, že tento se ze zapnuté polohy s pevným kontaktem, která je rovnoběžná s příčným nosníkem, natočí do vypnuté polohy rovnoběžně s příčným nosníkem a přes tuto je upravena pro přijetí do uzemňovací polohy.

-2CZ 296238 B6

Zhášecí cívky mohou být přitom uspořádány tak, že jejich osa svírá se spínacím kontaktem, nacházejícím se ve výchozí poloze, na straně, přivrácené k pevnému kontaktu, tupý úhel, výhodně 165° až 175°, nebo je uspořádána kolmo ke spínacímu kontaktu, nacházejícímu se ve vypnuté poloze.

U posledního uspořádání zhášecích cívek nachází se pevný kontakt ve středu zhášecí cívky a vodicí prvek je směrován do vnitřní cívky.

Pro zabránění zvýšenému opálu na hranách kontaktů při vyšších vypínacích proudech, tj. u výkonového odpojovače, mohou být volné konce pohyblivých kontaktů a odtrhovací hranypevných kontaktů opatřeny čepičkami a opalovacími lištami, které sestávají z materiálů více odolného vůči opálu, nežli je ostatní materiál kontaktů.

Konečně pro ulehčení montáže a pro zmenšení místa potřebného pro montáž, mohou se v rozvodně spojit zhášecí cívky a zhášecí komory s krytem, který je zprvu na zadní straně otevřen, jako zasunovatelná konstrukční skupina. Tato konstrukční skupina může být tvořena přípojnicemi, příčnými nosníky s pevnými kontakty, které jsou na nich upevněny, podpěrami pro příčné nosníky a přídržnými ústrojími pro upevnění, resp. uspořádání na krytu. Uzemňovací kontakty, patřící k uzemňovacímu zařízení, jsou upevněny na hřídelích vypínačů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladech provedení, znázorněných na výkresu.

Na obr. 1 je znázorněna plynem SF₆ izolovaná rozvodna v pohledu ze shora (zátěžové odpojovače).

Na obr. 2 je znázorněna rozvodna v pohledu zezadu (zátěžové odpojovače).

Na obr. 3 je znázorněna fáze zátěžového odpojovače kombinované s pojistkou.

Na obr. 4 je znázorněno provedení jedné fáze zátěžového odpojovače kombinovaného s pojistkami.

Na obr. 5 je znázorněno jiné provedení pevných a spínacích kontaktů u zátěžového odpojovače.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 sestává plynem izolovaná rozvodna z plynotěsného krytu 1, ve kterém jsou umístěny tři spínací pole I, II a III vždy s jedním třípólovým zátěžovým odpojovačem a jedním uzemňovacím zařízením. Spínací pole I obsahuje zátěžový odpojovač, vytvořený jako vypínač transformátoru, jehož tři fáze LI, L2 a L3 jsou prostřednictvím průchodky 2 kombinované s neznázorněnými pojistkami.

Zátěžové spínače mají jako pohyblivé spínací kontakty spínací nože 3, které jsou vytvořené jako dvojité nože. Pro fázi L2 jsou spínací nože 3 uloženy vždy přímo na příslušných průchodkách, pro fáze LI a L3 jsou použity zvláštní podpěry spínacích nožů, které jsou s příslušnými průchodkami 2 spojeny prostřednictvím neznázoměných ložiskových prvků. Průchodky 2 nacházejí se vždy na přední straně 4 kytu 1- Ovládání spínacích nožů 3 se provádí prostřednictvím hřídele 5 vypínačů, uloženého na stěnách krytu 1, přičemž tento hřídel 5 je spojen prostřednictvím páky 6 a spojovací tyče 7 se spínacím nožem 3. S hřídelem 5 vypínačů je přímo spojen uzemňovací kontakt 8.

Spínací nože 3 mohou zaujmout tři polohy. V zapnutém stavuje spínací nůž 3 spojen s pevným kontaktem 10 spojeným s přípojnicí 9. Sepnutý stav je znázorněn ve spínacím poli ΙΠ. Ve vypnutém stavuje vždy příslušný spínací nůž 3 uveden do polohy, která je mezi pevným kontaktem 10 a uzemňovacím kontaktem 8. Tento provozní stav je znázorněn ve spínacím poli Π. V uzemněném stavu je příslušný spínací nůž 3 v dotyku s uzemňovacím kontaktem 8, jak je znázorněno ve spínacím poli I.

V krytu 1 nacházejí se tři spojnice 9, na kterých jsou uspořádány pevné kontakty 10 příslušných fází L4, L2 a L3, zátěžových odpojovačů. Dále jsou na přípojnicích 9 uspořádána pro každou fázi LI, L2 a L3 zhášecí zařízení, z nichž jsou zhášecí zařízení na fázích zátěžových odpojovačů bez pojistek ve spínacích polích II a III tvořena zhášecím komorami L2, vybavenými zhášecími plechy a zhášecími zařízení na fázích zátěžového odpojovače kombinovaného s pojistkami ve spínacím poli I, jsou tvořena zhášecími cívkami 13a. Tyto zhášecí cívky 13a a pevné kontakty 10 jsou uspořádány na příčném nosiči 14, spojeném s příslušnou přípojnicí 9, ke kterému jsou ve vypnuté poloze paralelně směrovány spínací nože 3. Zhášecí cívky 13a jsou uspořádány tak, že jsou osa A svírá se spínacím kontaktem 3, nacházejícím se ve vypnuté poloze, na straně, přivrácené k pevnému kontaktu 10 tupý úhel a přibližně 165° (obr. 2).

Zhášecí cívky 13a a zhášecí komory jsou s přípojnicemi 9 s pevnými kontakty 10, uspořádány na příčných nosnicích 14 a prostřednictvím nich pevně spojenými s přípojnicemi 9, s podpěrami 15 pro příčné nosníky 14, s přídržnými ústrojími 16 a vzpěrami 18 pro uspořádání na krytu 1, sdruženy v konstrukční jednotku, která je prostřednictvím zadní strany 19 zasunuta do krytu 1 ještě před tím, nežli je plynotěsně uzavřen.

Zhášecí cívky 13a mají vždy jeden vodicí plech 17 spojený elektricky s koncem vinutí cívky v bezprostřední blízkosti pevného kontaktu 10, jehož šířka je rovna šířce spínacího nože 3 a je uspořádán tangenciálně k dráze pohybu jeho volného konce.

Obr. 2 ukazuje tři přípojnice 9 a zhášecí cívky 13, uspořádané na nich prostřednictvím jejich úseků 9a. Tyto zhášecí cívky 13 jsou pevně uspořádány na příčných nosnících 14, které také nesou pevné kontakty 10, přičemž příčné nosníky 14 opět drženy prostřednictvím podpěr 15, přidržených ústrojích 16 a vzpěr 18 na krytu L Lze seznat, že spínací pole I (výkonové odpojovače) nezabírá větší prostor v krytu 1 nežli spínací pole II a III.

Obr.3 ukazuje uspořádání jedné zhášecí cívky 13a u jedné fáze ve zvětšeném měřítku. Zhášecí cívka 13a je držena na příložce 20, která je elektricky spojena jak s počátkem vinutí zhášecí cívky 13a, tak také s příčným nosičem 14 a tím i s přípojnicí 9.

Obr. 4 ukazuje alternativní uspořádání zhášecích cívek pro stejnou rozvodnu, u kterého jsou zhášecí cívky 13a uspořádány na příložce 21 tak, že osa A cívky svírá se spínacím nožem 3, nacházejícím se ve vypnuté poloze, pravý úhel β, zatímco zhášecí cívky 13a obepínají pevné kontakty 10. Zhášecí cívky 13a mají vodicí plech 17 spojený elektricky s koncem vinutí cívky v bezprostřední blízkosti pevného kontaktu 10, jehož šířka je rovna šířce spínacího nože 3 a je uspořádán tangenciálně k dráze pohybu jeho volného konce.

Volné konce spínacích nožů 3 mohou být u znázorněného provedení rozvodny opatřeny podle vynálezu pro vyšší vypínané proudy pro zvýšení odolnosti proti opalování opatřeny čepičkami 22 a pevné kontakty 10 opalovacími lištami 23. Materiál čepiček 22 a opalovacích lišt 23 je odolnější vůči opalování, nežli základní materiál kontaktů 3 nebo 10 (obr. 5).

Claims (6)

1. Plynem hexaíluoridu síry (SF₆) izolovaná rozvodna pro rozdělovači sítě s plynotěsným krytem pro více spínacích polí, majících vždy jeden zátěžový odpojovač a jedno uzemňovací zařízení, z nichž jedno spínací pole je vybaveno zátěžovým odpojovačem, vytvořeným jako vypínač transformátoru, jehož fáze jsou kombinovány pojistkami, nebo může mít výkonový odpojovač s průchodkami na stěnách podélných stran krytu, které jsou vhodné pro držení pohyblivých spínacích kontaktů a pro připojení kabelů a/nebo pojistek a se zhášecími zařízeními pro jednotlivé fáze, přímo spojených s přípojnicemi a na těchto uložených hřídelů spínačů a s přípojnicemi pro pevné kontakty tří fází, přičemž zhášecí zařízení zátěžových odpojovačů, které nejsou použity jako vypínače transformátorů, jsou zhášecí komory se zhášecími plechy, vyznačující se tím, že zhášecí zařízení pro fáze (LI, L2 a L3) vypínače, vytvořeného jako vypínače transformátorů, s uspořádáním kontaktů, odpovídajícím zbývajícím vypínačům, jsou tvořena zhášecími cívkami (13; 13a) v uspořádání splňujícím ve vypnutém stavu podmínky rozpojovací dráhy a mají prostředky pro zajištění spínací schopnosti, přičemž zhášecí cívky (13) jsou pro výkonový odpojovač tak uspořádány a vytvořeny, že jejich osa (A) svírá tupý úhel (a) se spínacím kontaktem (3) na straně pevného kontaktu ve vypnuté poloze a volný konec spínacího kontaktu (3) se nachází v oblasti osy (A) cívky a poloměr cívky odpovídá nejméně vzdálenosti mezi spínacím kontaktem (3) a pevným kontaktem (10), přičemž oblast hrany cívky na straně pevného kontaktu má minimální vzdálenost k pevnému kontaktu (10) a k volnému konci spínacího kontaktu (3) při jeho spínacím pohybu, přičemž zhášecí cívky (13a) pro zátěžový odpojovač jsou uspořádány a vytvořeny tak, že jejich osa (A) svírá se spínacím kontaktem (3), nacházejícím se ve vypnuté poloze, na straně pevného kontaktu, pravý, nebo tupý úhel (β; a) a že tyto cívky mají vodicí prvek (17) pro převzetí paty elektrického oblouku, který dosahuje až do bezprostřední blízkosti pevného kontaktu (10) a je uspořádán tangenciálně k dráze pohybu volného konce spínacího kontaktu (3).

2. Rozvodna podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že zhášecí cívky (13; 13a) a pevný kontakt (10) pro příslušné fáze (LI, L2, L3) jsou uspořádány na příčném nosníku (14), spojeným s příslušnou přípojnicí (9), ke kterému je pohyblivý spínací kontakt (3) ve vypnuté poloze paralelně směrován.

3. Rozvodna podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se tí m , že tupý úhel (a) je 165° až 175°.

4. Rozvodna podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se tím, že zhášecí cívky (13a) jsou uspořádány a vytvořeny tak, že obepínají pevné kontakty (10) a že vodicí prvek (17) je směrován do vnitřku cívky.

5. Rozvodna podle nároku 1,vyznačující se tím, že volné konce pohyblivých spínacích kontaktů (3) jsou opatřeny čepičkami (22) a pevné kontakty (10) jsou na odtrhové hraně opatřeny opalovacími lištami (23) z materiálu odolnějšího vůči opálu nežli základní materiál kontaktů.

6. Rozvodna podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že zhášecí cívky (13; 13a) a zhášecí komory (12) jsou spojeny s konstrukční skupinou, která se zasune na zadní straně (19) do krytu (1), který je ještě otevřen, přičemž konstrukční skupina sestává zpřípojnic (9), pevných kontaktů (10) upevněných na příčném nosníku (14), podpěr (15) pro příčný nosník (14) apřídržného ústrojí (16) pro uspořádání na krytu (1) a že tři uzemňovací kontakty (8), patřící kuzemňovacímu zařízení, jsou upevněny na hřídeli (5) vypínačů.