CZ307157B6

CZ307157B6 - Proudový jistič

Info

Publication number: CZ307157B6
Application number: CZ2017-158A
Authority: CZ
Inventors: Ivan Ulehla; Michal Ulehla
Original assignee: Hess R&D, S.R.O.
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-02-07
Also published as: CZ2017158A3

Abstract

Vynález se týká proudového jističe obsahujícího skříň (10) s prostorem (4) s proudovými kontakty (21.22). přičemž tento prostor(4)je vstupním kanálem (33) propojen se zhášecí komorou (1). ve které jsou uloženy deionízačni destičky (14). a která je opatřena průchozími výfukovými otvory (111. 141) v bočních stěnách (Ilja mezi čely (142) deionizačních destiček (14). přičemž tyto výfukové otvory (111, 141) jsou zpětnými vedeními přes prostor (53) mezi bočními stěnami skříně (10) a bočním překrytím (331) vstupního kanálu (33) napojeny na prostor (4) s proudovými kontakty (21. 22) a zhášecí komora (1) je dále opatřena výfukovými otvory (121) vc své zadní stěně (12), které jsou napojeny na výstupní otvor (57) ve skříni (10) pro odvod plynu ze skříně (10). Prostor (53) mezi bočními stěnami skříně (10) a překrytím (331) vstupního kanálu (33) je propojen s prostorem (54) před spodním vynašečem (32). který je ve své horní části propojen s prostorem (4) s proudovými kontakty (21.22) a zadní výfukové otvory (121) jsou alespoň jedním zpětným vedením ve skříni (10) propojeny s prostorem (4) s proudovými kontakty (21.22).

Description

Vynález se týká proudového jističe obsahujícího skříň s prostorem s rozpínacími proudovými kontakty, přičemž tento prostor je vstupním kanálem propojen se zhášecí komorou, ve které jsou uloženy deionizační destičky, a která je opatřena průchozími výfukovými otvory v bočních stěnách a mezi čely deionizačních destiček, přičemž tyto výfukové otvory jsou zpětnými vedeními přes prostor mezi bočními stěnami skříně a bočním překrytím vstupního kanálu napojeny na prostor s proudovými kontakty a zhášecí komora je dále opatřena výfukovými otvory ve své zadní stěně, které jsou napojeny na výstupní otvor ve skříni pro odvod plynů ze skříně.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo několik druhů proudových jističů, z nichž nejrozšířenější jsou deionové, obsahující zhášecí komoru ke zhášení elektrického oblouku. Pokud proud přesáhne limit nastavený jističi, nastane rozpojení proudových kontaktů, při kterém se zapálí elektrický oblouk. Tento oblouk je pomocí elektromagnetických sil naveden do zhášecí komory s roštem tvořeným deionizačními destičkami. Princip zhášení spočívá v umístění destiček napříč osy hoření oblouku, kde se původně vysoké napětí rozdělí na sérii nižších napětí, které neumožní udržení hoření oblouku, který je tak zhašen.

Pro zvýšení odolnosti a životnosti jističe je nutné elektrický oblouk zhasit co nejrychleji. Tomu brání zejména plyn nacházející se v dráze oblouku mezi místem zapálení oblouku a zhášecí komorou. Z toho důvodu jsou v zadní a boční části pláště zhášecí komory vytvořeny výfukové otvory pro odvod těchto plynů, zpravidla ven z proudového jističe. Nevýhodou tohoto provedení je, že při vyfouknutí plynů ven z proudového jističe vzniká podtlak v oblasti proudových kontaktů, který snižuje tychlost elektrického oblouku a tím i rychlost zhášení elektrického oblouku.

V užitném vzoru CZ 15362 Ul je popsán proudový jistič, který je opatřen výfukovými otvory v zadní stěně zhášecí komory vedoucími ven z jističe a výfukovými otvory v bočních stěnách zhášecí komory, přičemž na otvory v bočních stěnách zhášecí komory navazují zpětná vedení pro odvod plynů ze zhášecí komory zpět do prostoru s proudovými kontakty prostorem mezi bočními stěnami skříně a bočními stěnami vstupního kanálu. U tohoto provedení musí být plocha otvorů v bočních stěnách větší, než je plocha otvorů v zadní stěně, jinak by plyn nebyl efektivně odváděn zpět do prostoru s proudovými kontakty. Nevýhodou tohoto řešení je zejména doba zhášení oblouku, která také snižuje životnost proudového jističe a jeho zkratovou zatížitelnost.

V užitném vzoru DE 10 2005 007 299 Al je popsán proudový jistič, který obsahuje zpětné vedení pro odvod plynů ze spodní části zhášecí komory do prostoru s proudovými kontakty. Toto zpětné vedení je umístěno mezi spodním vynašečem a stěnou skříně jističe, resp. mezi zhášecí komorou a spodním vynašečem, které dále pokračuje před spodní vynašeč a vzhůru do prostoru s proudovými kontakty. Nevýhoda tohoto provedení spočívá v krátké dráze zhášecí komory pro hoření oblouku uvnitř zhášecí komory, čímž se zvětšuje možnost poškození některé z částí jističe.

V současnosti jsou také známa provedení, kdy jsou boční okraje přední části deionizačních destiček, tzv. čela deionizačních destiček, a otvory mezi těmito deionizačními destičkami nezakryté a zhášecí komora je těmito otvory propojena prostorem mezi bočními stěnami skříně a bočními stěnami vstupního kanálu s prostorem s proudovými kontakty. Mezi těmito otvory mezi jednotlivými deionizačními destičkami však dochází k přeskočení ještě nezhášeného oblouku, což může mít za následek poškození zařízení a/nebo snížení životnosti jističe.

- 1 CZ 307157 B6

Cílem tohoto vynálezu je zkrácení zhášecího času, čímž se zvýší životnost jističe a jeho zkratová zatížitelnost.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo proudovým jističem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že prostor mezi bočními stěnami skříně a bočním překrytím vstupního kanálu je propojen s prostorem před spodním vynašečem, který je ve své horní části propojen s prostorem s proudovými kontakty, a zadní výfukové otvory jsou alespoň jedním zpětným vedením ve skříni propojeny s prostorem s proudovými kontakty.

Zadní stěna zhášecí komory je v oblasti přechodu do bočních stěn zhášecí komory šikmá, čímž je vytvořen větší prostor mezi zadní stěnou zhášecí komory a skříní jističe. Tento dodatečný prostor zlepšuje proudění plynů ze zadních otvorů zhášecí komory do zpět do prostoru s proudovými kontakty.

Otvory mezi čely deionizačních destiček jsou kryty přepážkami, které jsou uloženy na vnitřní straně skříně proudového jističe nebo na překrytí kanálu. Tyto přepážky zabraňují přeskoku oblouku mezi jednotlivými prostory mezi deionizačními destičkami a následným zkratům. S výhodou jsou otvory mezi jednotlivými deionizačními destičkami kryty střídavě na jednom a druhém čele deionizačních destiček.

Větší tlak plynů proudící ze zhášecí komory přes zpětné vedení zpět do prostoru s proudovými kontakty urychluje pohyb hořícího elektrického oblouku vstupním kanálem do zhášecí komory, čímž se zrychlí jeho rychlost zhášení.

Objasnění výkresů

Vynález je schematicky znázorněn na výkresech, kde zobrazuje Obr. 1 axonometrický pohled na proudový jistič ve vertikálním řezu, Obr. 2 horizontální řez proudovým jističem se zobrazenými přepážkami, Obr. 3 horizontální řez proudovým jističem bez zobrazených přepážek a s vyznačenými zpětnými vedeními a Obr. 4 axonometrický pohled ve vertikálním řezu s vyznačenými zpětnými vedeními.

Příklady uskutečnění vynálezu

Proudový jistič obsahuje skříň 10, v níž je vytvořen prostor 4 s rozpínacími proudovými kontakty 21, 22, přičemž tento prostor 4 je vstupním kanálem 33 propojen se zhášecí komorou i. Vstupní kanál 33 je vymezen překrytím 331, které tvoří boční stěny vstupního kanálu 33, a dále je vymezen horním a spodním vynašečem 31, 32. Nad horním vynašečem 31 je v krytu 34 situován elektromagnet zajišťující mechanické fungování proudového jističe v závislosti na elektrických podmínkách.

Zhášecí komora i je vymezena dvojicí bočních stěn 11 a zadní stěnou 12, přičemž namísto přední stěny je zaústěn vstupní kanál 33. Boční stěny H a zadní stěna J2 tak tvoří plášť 13 zhášecí komory i. Uvnitř zhášecí komory i jsou uloženy jednotlivé deionizační destičky 14 s klínovým vybráním 143 na své přední straně, tj. proti zaústění vstupního kanálu 33, přičemž těmito deionizačními destičkami 14 se rozděluje vysokonapěťový elektrický oblouk na několik menších částí pro snadnější zhášení oblouku. Zhášecí komora i je dále opatřena průchozími výfukovými otvory 111 v bočních stěnách 11, průchozími výfukovými otvory 141 mezi čely 142 deionizačních destiček 14, a průchozími výfukovými otvory 121 v zadní stěně 12. Skříň 10 proudového jističe je

-2 CZ 307157 B6 dále opatřena výstupním otvorem 57 pro odvod plynů ze zhášecí komory i mimo prostor skříně 10 proudového jističe.

Otvorům 111, 121 ve stěnách 11, 12 zhášecí komory 1 a otvorům 141 mezi čely 142 deionizačních destiček 14 jsou přiřazena zpětná vedení 5a, 5b, 5d, jimiž je vnitřní prostor zhášecí komory i zpětně propojen s prostorem 4 s proudovými kontakty 21, 22. Boční zpětné vedení 5a vede od otvoru 111 v boční stěně 11 zhášecí komory 1 přes prostor 51 mezi boční stěnou 11 zhášecí komory I a boční stěnou skříně JO, a dále vede přes přepážky 52 a prostor 53 mezi překrytím 331 a boční stěnou skříně 10 vzhůru až do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22. Uvedené přepážky 52 ve skříni 10 slouží k překrytí předních otvorů 141 mezi čely 142 deionizačních destiček 14, přičemž v zobrazeném provedení kryjí přepážky 52 přední otvory 141 mezi deionizačními destičkami 14 střídavě na jednom a druhém čele 142 deionizačních destiček 14.

Přední zpětné vedení 5b vede od otvoru 141 mezi čely 142 deionizačních destiček 14 do prostoru 53 mezi překrytím 331 a boční stěnou skříně JO, a dále pokračuje vzhůru až do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22. Takto chápáno je koncová část zpětných vedení 5a a 5b shodná od prostoru 53 mezi překrytím 331 a boční stěnou skříně 10 do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22.

Spodní zpětné vedení 5c vede z prostoru 53 mezi překrytím 331 a boční stěnou skříně 10 kolem boční hrany spodního vynašeče 32 do prostoru 54 před spodním vynašečem 32, kde dále pokračuje vzhůru až do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22. Zpětné vedení 5c tak propojuje zpětná vedení 5a a 5b s prostorem 4 s proudovými kontakty 2J_, 22 prostorem 54 před spodním vynašečem 32. Při zhášení zapáleného oblouku je plyn vyfouknut bočními a předními výfukovými otvory 111, 141 do prostoru 53 mezi překrytím 331 a boční stěnou skříně 10, kde část plynů pokračuje přímo do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22 zpětnými vedeními 5a, 5b a část plynů pokračuje zpětným vedením 5c do prostoru 54 před spodním vynašečem 32, a dále vzhůru do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22.

Zadní zpětné vedení 5d vede od zadního otvoru 121 do prostor 55 za zhášecí komorou 1, a dále pokračuje prostorem 56 mezi horním vynašečem 31 a krytem 34 elektromagnetu do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22.

V případě, kdy proud přesáhne limit nastavený jističi, dojde k rozpojení proudových kontaktů 21, 22. V důsledku jejich oddalování se vytvoří elektrický oblouk mezi pohyblivým kontaktem 21 a pevným kontaktem 22. Působením elektrodynamických sil mezi horním vynašečem 31 a spodním vynašečem 32 se tento elektrický oblouk a před ním tlačený plyn pohybuje z prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22 do vstupního kanálu 33 a dále do zhášecí komory 1, kde projde mezi deionizačními destičkami J4 do otvorů 111, 121, 141. v bočních stěnách J_L, zadní stěně J2 a mezi čely 142 na přední straně zhášecí komory 1. Otvory 111, 121, 141 v bočních stěnách 11, zadní stěně 12 a mezi čely 142 deionizačních destiček 14 a na ně navazujícími zpětnými vedeními 5a, 5b, 5d je část plynů z vnitřního prostoru zhášecí komory i odváděna zpět do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22, kde tato část plynů urychluje pohyb elektrického oblouku od proudových kontaktů 21, 22 do zhášecí komory T Ke zvýšení rychlosti oblouku jsou zpětná vedení 5a a 5b propojena s prostorem 4 s proudovými kontakty 21, 22 zpětným vedením 5c přes prostor 54 před spodním vynašečem 32. Tyto plyny tak urychlují pohyb hořícího elektrického oblouku vstupním kanálem 33 do zhášecí komory J_, a tím zvyšují rychlost zhášení elektrického oblouku. V podstatě se jedná o jakési intenzivnější samourychlení zhášení tohoto elektrického oblouku, kdy ve zhášecí komoře 1 současně dochází vlivem deionizačních destiček 14 k rozdělení původně vysokého napětí na sérii nižších napětí, které již neumožňuje udržení hoření oblouku, který je tak efektivně a rychle zhašen.

S výhodou mají otvory 111, 121, 141 pro odvod plynů obdélníkový tvar, aby se co nejlépe využil prostor mezi jednotlivými deionizačními destičkami 14. Plyny jsou vyfukovány bočními otvory

-3 CZ 307157 B6

121, zadním otvorem 111 a předními otvory 141 zpět do prostoru s proudovými kontakty 21, 22 a dále do vstupního kanálu 33, kde pomáhají urychlovat elektrický oblouk.

Zadní stěna _12 zhášecí komory I je v oblasti přechodu do bočních stěn ]_!_ zhášecí komory I šikmá, čímž se zvětší prostor 55 mezi zadní stěnou 12 zhášecí komory i a skříní 10 jističe. Zvětšení prostoru 55 umožňuje lepšímu proudění plynů ze zadních otvorů 121, zadním zpětným vedením 5d zpět do prostoru 4 s proudovými kontakty 21, 22 nebo ven z proudového jističe otvorem 57.

Deionizační destičky 14 jsou s výhodou vyrobeny z feromagnetického materiálu, takže působením magnetického pole vtahují oblouk mezi jednotlivé deionizační destičky 14, čímž se sníží zhášecí čas. Pro snadnější zavedení oblouku do roštu se čelo 142 destičky 14 upravuje klínovým výřezem 143, s výhodou s vychýlením osy svého úhlu střídavě na jednu a na druhou stranu. Ve výhodném provedení jsou deionizační destičky 14 opatřeny povrchovou úpravou zvyšující odolnost proti vysokým teplotám a proti oxidaci.

Prostor 53 mezi bočními stěnami skříně 10 a bočním překrytím 331 vstupního kanálu 33 je v oblasti, kde vstupní kanál 33 ústí do přední strany deionizačních destiček 14 opatřen přepážkami 52. Tyto přepážky 52 jsou uloženy na vnitřní straně skříně 10 proudového jističe a zakrývají otvory 141 mezi čely 142 deionizačních destiček 14, čímž zabraňují přeskoku oblouku mezi prostory mezi deionizačními destičkami 14 a následným zkratům. S výhodou jsou otvory 141 mezi jednotlivými deionizačními destičkami 14 kryty přepážkami 52 střídavě na jednom a druhém čele 142 zhášecí komory i.

Průmyslová využitelnost

Zhášecí systém jističe je použitelný v proudových jističích obsahující rozpínací proudové kontakty a zhášecí komoru, v níž jsou uloženy deionizační destičky, zejména pak u jističů, kde je potřeba dosáhnout co nejkratšího zhášecího času.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Proudový jistič obsahující skříň (10) s prostorem (4) s rozpínacími proudovými kontakty (21, 22), přičemž tento prostor (4) je vstupním kanálem (33) propojen se zhášecí komorou (1), ve které jsou uloženy deionizační destičky (14), a která je opatřena průchozími výfukovými otvory (1 11, 141) v bočních stěnách (11) a mezi čely (142) deionizačních destiček (14), přičemž tyto výfukové otvory (111, 141) jsou zpětnými vedeními přes prostor (53) mezi bočními stěnami skříně (10) a bočním překrytím (331) vstupního kanálu (33) napojeny na prostor (4) s proudovými kontakty (21, 22) a zhášecí komora (1) je dále opatřena výfukovými otvory (121) ve své zadní stěně (12), které jsou napojeny na výstupní otvor (57) ve skříni (10) pro odvod plynů ze skříně (10), vyznačující se tím, že prostor (53) mezi bočními stěnami skříně (10) a bočním překrytím (331) vstupního kanálu (33) je propojen s prostorem (54) před spodním vynašečem (32), který je ve své horní části propojen s prostorem (4) s proudovými kontakty (21,22), a zadní výfukové otvory (121) v zadní stěně (12) jsou alespoň jedním zpětným vedením ve skříni (10) propojeny s prostorem (4) s proudovými kontakty (21,22).
2. Proudový jistič podle nároku 1, vyznačující se tím, že zadní výfukové otvory (121) v zadní stěně (12) zhášecí komory (1) jsou s prostorem (4) s proudovými kontakty (21, 22) propojeny přes prostor (55) za komorou a prostor (56) mezi horním vynašečem (31) a krytem (34) elektromagnetu.

-4CZ 307157 B6
3. Proudový jistič podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zadní stěna (12) zhášecí komory (1) je v oblasti přechodu do bočních stěn (11) zhášecí komory (1) šikmá.
4. Proudový jistič podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostor (53) mezi bočními stěnami skříně (10) a bočním překrytím (331) vstupního kanálu (33) je opatřen přepážkami (52), které zakrývají alespoň některé otvory (141) mezi čely (142) deionizačních destiček (14).
5. Proudovýjistič podle nároku 4, vyznačující se tím, že přepážky (52) zakrývají každý druhý otvor (141) mezi čely (142) deionizačních destiček (14).
6. Proudový jistič podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že přepážky (52) zakrývají otvory (141) mezi čely (142) deionizačních destiček (14) střídavě na jedné a druhé straně.