DE2618201A1 - Earthing circuit breaker with inner and outer drive - has primary coil and short circuit ring or coil in additional inner drive - Google Patents
Earthing circuit breaker with inner and outer drive - has primary coil and short circuit ring or coil in additional inner driveInfo
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Abstract
Description
Erdungsschalter Earthing switch
Die Erfindung hat einen Erdungsschalter mit einem äusseren und einem zusätzlichen inneren Antrieb zum Gegenstand.The invention has an earthing switch with an outer and a additional internal drive to the subject.
Es sind Erdungsschalter mit Kurzschlussstromschaltvermögen bekannt, welche mit Metallfederantrieben, pneumatischen Antrieben, hydropneumatischen Antrieben oder auch elektromagnetischen Antrieben betätigt werden. Ein solcher Antrieb der letztgenannten Art ist in der DT-OS 2'417'236 beschrieben und dargestellt. Es handelt sich um einen Schalterantrieb mit grossem Hub, dessen elektrisch bewegbarer Schaltstössel eines der relativ zueinander bewegbaren Teile eines Linearmotors ist, durch die Kraft einer Feder bei abgeschaltetem Linearmotor in eine seiner beiden Schaltstellungen bewegbar und in der anderen Schalt stellung durch die Kraft eines Magneten haltbar ist.Earthing switches with short-circuit current switching capacity are known, those with metal spring drives, pneumatic drives, hydropneumatic drives or electromagnetic drives. Such a drive the The latter type is described and illustrated in DT-OS 2,417,236. It deals is a switch actuator with a large stroke, its electrically movable switch plunger one of the relatively movable parts of a linear motor is, by the force of a spring in one of its two when the linear motor is switched off Switching positions movable and in the other switching position by the force of a Magnet is durable.
Andererseits sind elektromagnetische Antriebe für Ausschalter bekannt, welche vom auszuschaltenden Strom erregt werden. So ist z.B. in der DT-AS 2'161'507 ein Leistungsschalter beschrieben und dargestellt, der ein Paar von Kontaktstücken und einen elektrodynamischen Antrieb enthält, der aus einer vom zu unterbrechenden Strom durchflossenen Primärspule und einem bzw. einer elektrodynamisch gekoppelten Kurschlussring bzw.On the other hand, electromagnetic drives for circuit breakers are known, which are excited by the current to be switched off. For example, in the DT-AS there is 2'161'507 a circuit breaker described and illustrated that has a pair of contact pieces and contains an electrodynamic drive consisting of one of the to be interrupted Current flowing through the primary coil and one or one electrodynamically coupled Short-circuit ring or
-spule und zum Antrieb des beweglichen Kontaktstückes dient.coil and serves to drive the movable contact piece.
Der Schalter enthält eine durch den elektrodynamischen Antrieb betätigbare Blas einrichtung und in der Einschaltstellung des Leistungsschalters ist die gegenseitige Anordnung zwischen der Primärspule und dem Kurzschlussring so getroffen, dass in den einzelnen Querschnitten senkrecht zur Längsachse des beweglichen Kontaktstückes deren gegenseitige Kopplung in dessen Ausschaltrichtung abnimmt. Eine andere konstruktive Lösung ist in der DT-OS 2'319'836 enthalten. Der elektromagnetische Antrieb besteht aus einer Primärspule und einem Kurzschlussring und der Leistungsschalter enthält eine entsprechend einem Unterbrechungsbefehl betätigbare Stromableiteinrichtung zum Ableiten eines zu unterbrechenden Stoms in den elektromagnetischen Antrieb.The switch contains one that can be actuated by the electrodynamic drive Blowing device and in the closed position of the circuit breaker is mutual Arrangement between the primary coil and the short-circuit ring made so that in the individual cross-sections perpendicular to the longitudinal axis of the movable contact piece whose mutual coupling decreases in its disconnection direction. Another constructive one The solution is contained in DT-OS 2,319,836. The electromagnetic drive exists contains a primary coil and a short-circuit ring and the circuit breaker a current diverting device that can be actuated in accordance with an interrupt command to the Discharge of a current to be interrupted in the electromagnetic drive.
Erder mit Kurzschlussstromeinschaltvermögen benötigen Antriebe, welche dem Schalt stift eine hohe Einschaltgeschwindigkeit verleihen. Obwohl Fehlerdungen in Anlagen sehr selten vorkommen, müssen derartige Erder bei jeder Schaltung mit grosser Kraft betätigt werden. Dies bedeutet auch bei allen normalverlaufenden Erdungen die Bereitstellung hoher Antriebsenergie und mechanische Beanspruchung und Verschleiss infolge der hohen Schaltstiftgeschwindigkeit. Durch die hohe Stiftgeschwindigkeit kann die Vorzündung bei einer Fehlerdung praktisch in jedem Punkt der Spannungshalbwelle auftreten, so dass alle Fälle von der voll asymmetrischen bis zur symmetrischen Einschaltung vorkommen können.Earth electrodes with short-circuit current making capacity require drives which give the switch pin a high switch-on speed. Although fault grounding Occurring very rarely in systems, such earth electrodes must be included with every connection be operated with great force. This also means for all normal grounding the provision of high drive energy and mechanical stress and wear due to the high pin speed. Due to the high pen speed In the event of a fault grounding, the pre-ignition can be achieved at practically every point of the voltage half-wave occur so that all cases from the fully asymmetrical to the symmetrical Activation can occur.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Erdungsschalter mit einem äusseren und einem zusätzlichen inneren Antrieb so auszubilden, dass bei einer niedrigen Annäherungsgeschwindigkeit die Vorzündung nur im Spannungsmaximum auftritt, was symmetrische Kurzschlussströme und somit auch niedrigere elektrodynamische Beanspruchungen bedeutet. Bei der Fehlerdung soll der Schaltstift eine grosse Einschalvgeschwindigkeit aufweisen.The invention is based in particular on the object of an earthing switch to be designed with an external and an additional internal drive so that a low approach speed, the preignition only in the voltage maximum occurs, which is symmetrical short-circuit currents and thus also lower electrodynamic Stress means. In the case of fault earthing, the switch pin should have a high activation speed exhibit.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Erdungsschalter mit einem äusseren und einem zusätzlichen inneren Antrieb erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der zusätzliche innere Antrieb eine während der Schaltbewegung wenigstens teilweise in den Kurzschlussstromkreis einschaltbare Primärspule und wenigstens einen Kurzschlussring bzw. wenigstens eine Kurzschlussspule enthält, wobei die Primärspule und der Kurzschlussring bzw.The aforementioned task is performed with an earthing switch with an external and an additional inner drive according to the invention achieved in that the additional inner drive one during the switching movement at least partially Primary coil that can be switched into the short-circuit circuit and at least one short-circuit ring or contains at least one short-circuit coil, the primary coil and the short-circuit ring respectively.
die Kurzschluss spule gegeneinander beweglich angeordnet sind und einen zusätzlichen elektrodynamischen Antrieb bilden.the short-circuit coil are arranged to be movable relative to one another and form an additional electrodynamic drive.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass der zusätzliche elektrodynamische Antrieb die hohe Einschaltgeschwindigkeit dem Schaltstift nur bei einer Fehlerdung mit der Vorzündung erteilt, wobei die Annäherungsgeschwindigkeit niedrig sein kann. Mit Zündungen im Spannungsmaximum, die durch die niedrige Annäherungsgeschwindigkeit ermöglicht sind, erreicht man niedrigere elektrodynamische Beanspruchungen, was selbstverständlich für die ganze Konstruktion günstig ist.The advantage of the invention is in particular that the additional electrodynamic drive the high switch-on speed of the switch pin only issued in the event of a fault grounding with the preignition, the approach speed can be low. With ignitions at maximum voltage, which is caused by the low approach speed are made possible, one achieves lower electrodynamic stresses, what is of course favorable for the whole construction.
Ebenfalls die Prüfung des Schalters wird einfacher, da nur noch dieser Fall geprüft werden muss.Checking the switch is also easier because only this one is left Case needs to be checked.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Primärspule unbeweglich angeordnet, wobei der Kurzschlussring mit dem beweglichen Schalt stift starr verbunden oder mit ihm einstückig ausgeführt ist. Diese Lösungsvariante ist konstruktiv sehr einfach und wirtschaftlich. Nach einer Ausgestaltung bildet die Primärspule mit wenigstens einem Gleitkontakt eine Funktionseinheit, wobei die Primärspule und der Gleitkontakt gegeneinander so gleitbeweglich angeordnet sind, dass sich die Induktivität der in den Kurzschluss stromkreis einschaltbaren Windungen der Primärspule zwischen Null und Maximum ändern kann. Mit dieser Anordnung wird eine einfaehe Kommutierung erreicht. Es ist zweckmässig, wenn der Gleitkontakt im Bereich des Kurzschlussringes angeordnet ist. Nach einer Ausführungsform ist ein Ende der Primärspule ständig mit einem geerdeten Teil des Erdungsschalters, vorzugsweise mit dem Gehäuse, elektrisch leitend verbunden, wobei das zweite Ende isoliert angeordnet ist. Nach einer anderen Ausführungsform ist ein Ende der Primärspule ebenfalls ständig mit einem geerdeten Teil des Erdungsschalters, vorzugsweise mit dem Gehäuse, das zweite Ende jedoch mit einem unbeweglich angeordneten Gleitkontakt elek-.According to a preferred embodiment, the primary coil is immobile arranged, wherein the short-circuit ring with the movable switching pin rigidly connected or is made in one piece with him. This variant of the solution is constructive very easy and economical. According to one embodiment, the primary coil also forms at least one sliding contact a functional unit, wherein the primary coil and the Sliding contact are arranged so that they can slide against each other so that the inductance the turns of the primary coil that can be switched into the short circuit between Can change zero and maximum. With this arrangement, a simple commutation is achieved achieved. It is useful if the sliding contact is in the area of the short-circuit ring is arranged. In one embodiment, one end of the primary coil is continuous with an earthed part of the earthing switch, preferably with the housing, electrically conductively connected, the second end being arranged in an insulated manner. After another Embodiment is one end of the primary coil also permanently grounded to one Part of the earthing switch, preferably with the housing, but the second end with an immovably arranged sliding contact elek-.
trisch leitend verbunden. Es empfiehlt sich, den Erdungsschalter mit wenigstens einer Dämpfungseinrichtung zu versehen.trically conductively connected. It is recommended to use the earthing switch to provide at least one damping device.
Diese Dämpfungseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie Uber einen weiten Geschwindigkeitsbereich wirksam ist und Rückschwingungen verhindert. Ferner ist es zweckmässig, wenn die Primärspule in bezug auf die Stellung des Schaltstiftes über abrückbar ist. Dies ermöglicht die Primärspule im eingeschalteten Zustand des Erdungsschalters kurzzuschliessen, da die geerdete Stelle der Primärspule im Kurzschlussfall ein zu hohes Potential annehmen kann.This damping device is designed so that it over a wide speed range is effective and prevents back vibrations. Further it is useful if the primary coil with respect to the position of the switch pin about is removable. This enables the primary coil when the Short-circuit the earthing switch, since the earthed Place of the primary coil can assume a potential that is too high in the event of a short circuit.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht veranschaulicht.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing simplified illustrated.
Es zeigt: Fig. 1 eine erste beispielsweise Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt und Fig. 2 eine zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt.1 shows a first exemplary embodiment of the invention in longitudinal section and FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention in longitudinal section.
Gemäss Fig. 1 ist ein Gehäuse durch die Zahl 1 gekennzeichnet.According to FIG. 1, a housing is identified by the number 1.
Es ist mit einem Flansch 1' versehen und mit einem Kontaktträger 1" einstückig ausgebildet. Im Gehäuse 1 ist eine Primärspule 2 angeordnet, wobei ihr Ende 2' mit dem Gehäuse 1 elektrisch leitend verbunden ist. Um zu verhindern, dass das Gehäuse 1 gegenüber der Primärspule 2 als ein Kurzschlussring wirkt, sind an sich bekannte Massnahmen vorgesehen, wie z.B.It is provided with a flange 1 'and with a contact carrier 1 " formed in one piece. In the housing 1, a primary coil 2 is arranged, with her End 2 'is connected to the housing 1 in an electrically conductive manner. To prevent that the housing 1 acts as a short-circuit ring with respect to the primary coil 2 are on known measures are provided, such as
eine Unterbrechung der Leitfähigkeit des Gehäuses 1 in Umfangsrichtung, ein grosser Abstand zwischen der Primärspule 2 und dem Gehäuse 1 oder ein Isolierstoffgehäuse mit Längsleitern. Die Primärspule 2 ist mit einer zwischen den Windungen angeordneten Isolation 3 versehen. Im Gehäuse 1 ist gleitbeweglich ein Schaltstift 4 angeordnet, der einstückig mit einem Kurzschlussring 4' ausgeführt ist. Der Kurzschlussring 4' ist mit einem Gleitkontakt 5 versehen. Ein weiterer Gleitkontakt 6 ist mit dem Kontaktträger 1" verbunden. In einer Ausnehmung 8' eines Innenleiters 8 ist ein Kontaktstück 7 angeordnet. Der Innenleiter 8 ist im Inneren eines geerdeten Aussenleiters 9 geführt, mit dem das Gehäuse 1 über den Flansch 1' verbunden ist. Eine Dämpfungseinrichtung im Inneren des Gehäuses 1 ist mit der Bezugsziffer 10 benannt und nur vereinfacht dargestellt.an interruption in the conductivity of the housing 1 in the circumferential direction, a large distance between the primary coil 2 and the housing 1 or an insulating material housing with longitudinal ladders. The primary coil 2 is with one between the turns arranged Insulation 3 provided. A switching pin 4 is slidably arranged in the housing 1, which is made in one piece with a short-circuit ring 4 '. The short-circuit ring 4 'is provided with a sliding contact 5. Another sliding contact 6 is with the Contact carrier 1 "connected. In a recess 8 'of an inner conductor 8 is a Contact piece 7 arranged. The inner conductor 8 is inside a grounded outer conductor 9 out, with which the housing 1 is connected via the flange 1 '. A damping device inside the housing 1 is designated with the reference number 10 and is only simplified shown.
Die Wandung des Schalt stiftes 4 ist mit einem Schlitz 11 versehen, durch den ein Zahnrad 12 mit einem nicht dargestellten Motorantrieb verbunden ist. Der Motorantrieb ist mit einem drehrichtungsabhängigen Freilauf versehen, der auch Rückschwingen des Schaltstiftes 4 verhindern kann. Die mechanische Kupplung zwischen dem Schalt stift 4 und dem Zahnrad 12 bildet eine im Inneren des Schaltstiftes 4 angeordnete Zahnstange 13.The wall of the switching pin 4 is provided with a slot 11, through which a gear 12 is connected to a motor drive, not shown. The motor drive is provided with a direction-dependent freewheel, which also Can prevent the switching pin 4 from swinging back. The mechanical coupling between the switching pin 4 and the gear 12 forms an inside of the switching pin 4 arranged rack 13.
Ein Ende der Primärspule 2 ist mittels einer Isolation 14 gegenüber dem Gehäuse 1 isoliert und zwischen dem Schaltstift 4 und dem Gehäuse 1 ist eine weitere Isolation 15 angeordnet.One end of the primary coil 2 is opposite by means of an insulation 14 the housing 1 isolated and between the switch pin 4 and the housing 1 is a further insulation 15 arranged.
Die Wirkungsweise des Erdungsschalters nach Fig. 1 ist folgende: In der ausgeschalteten Stellung, die im linken Teil der Fig. 1 gezeigt ist, nimmt der Schaltstift lt und damit auch der Kurzschlussring 4' die oberste Lage ein. In der in Fig. 1 dargestellten Lage des Erdungsschalters bewegt sich der Schaltstift 4 während der Einschaltbewegung nach unten in die in der rechten Hälfte der Fig. 1 gezeigte Stellung. Während dieser Bewegung ist der Schaltstift 4 mit dem nicht dargestellten Motorantrieb über das Zahnrad 12 und die Zahnstange 13 angetrieben.The mode of operation of the earthing switch according to FIG. 1 is as follows: In the switched off position, which is shown in the left part of FIG. 1, takes the Switching pin according to and thus also the short-circuit ring 4 'the top one Location a. In the position of the earthing switch shown in Fig. 1, the moves Switch pin 4 during the switch-on movement down into the one in the right half the position shown in FIG. During this movement, the switch pin 4 is with driven by the motor drive, not shown, via the gear 12 and the rack 13.
Die Geschwindigkeit dieser Bewegung ist niedrig und beträgt z.B.The speed of this movement is low and is e.g.
0,3 bis 0,5 m/s. Wenn der Innenleiter 8 unter keiner Spannung steht, bewegt sich der Schaltstift 4 über die ganze Einschaltstrecke langsam. Die Erdungsbewegung ist beendet, wenn der Schaltstift 4 in die unterste Stellung gelangt und das Kontaktstück 7 mit dem über das Gehäuse 1 und den Aussenleiter geerdeten Gleitkontakt 6 verbindet. Die langsame Einschaltbewegung bei einer normalen Erdung vermindert mechanische Beanspruchung und Verschleiss des Erdungsschalters.0.3 to 0.5 m / s. If the inner conductor 8 is not under tension, the switching pin 4 moves slowly over the entire switch-on distance. The grounding movement is ended when the switching pin 4 reaches the lowest position and the contact piece 7 connects to the sliding contact 6 which is grounded via the housing 1 and the outer conductor. The slow switch-on movement with normal earthing reduces mechanical Stress and wear of the earthing switch.
Wenn jedoch während der Einschaltbewegung der Innenleiter 8 unter Spannung steht, kommt es in einer Zwischenstellung des Schaltstiftes 4, also in einer Lage, die sich zwischen den zwei in Fig. 1 dargestellten befindet, zu einer Vorzündung zwischen dem unteren Ende des Schaltstiftes 4 und dem Innenleiter 8; Der Kurzschlussstrom fliesst dann durch den Innenleiter 8, das Kontaktstück 7, den Schaltstift 4, den Gleitkontakt 5, einige Windungen der Primärspule 2, das Ende 2' der Primärspule 2 und durch das Gehäuse 1 in den geerdeten Aussenleiter 9.However, if during the switch-on movement of the inner conductor 8 under If voltage is present, the switching pin 4 is in an intermediate position, i.e. in a position located between the two shown in FIG. 1 to one Preignition between the lower end of the switching pin 4 and the inner conductor 8; The short-circuit current then flows through the inner conductor 8, the contact piece 7, the Switching pin 4, the sliding contact 5, a few turns of the primary coil 2, the end 2 'of the primary coil 2 and through the housing 1 into the grounded Outer conductor 9.
Der Kurzschlussring 4' befindet sich im magnetsichen Feld der mit dem Kurzschlussstrom durchgeflossenen Windungen der Primärspule 2 und wird in Einschaltrichtung beschleunigt. Der zusätzliche innere elektrodynamische Antrieb ist also nur im Fall einer Fehlerdung tätig. Im Bereich der Einschaltstellung kommt der geerdeten Gleitkontakt 6 in Verbindung mit dem Schaltstift 4, so dass die Primärspule 2 kurzgeschlossen wird. Als die Dämpfungseinrichtung 10 ist eine an sich bekannte Einrichtung verwendet, wie z.B. eine Saugscheibendämpfung mit Gummipufferendanschlag.The short-circuit ring 4 'is located in the magnetic field with the short-circuit current through which turns of the primary coil 2 and is in the switch-on direction accelerated. The additional internal electrodynamic drive is only in the case a fault grounding. The grounded sliding contact comes in the area of the switch-on position 6 in connection with the switching pin 4, so that the primary coil 2 is short-circuited will. As the damping device 10, a device known per se is used, such as a suction pad cushioning with rubber buffer end stop.
Fig. 2 zeigt die zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Teile sind in Fig. 2 mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 1. Gemäss Fig. 2 ist ein Verbindungsleiter durch die Zahl 16 gekennzeichnet, ein zweiter Kontaktträger durch die Zahl 17 und ein Gleitkontakt im zweiten Kontaktträger 17 durch die Zahl 18. In diesem Ausführungsbeispiel ist das obere Ende 2' der Primärspule 2, gleich wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, mit dem Gehäuse 1 verbunden, d.h. geerdet, das zweite, untere Ende ist jedoch über den Verbindungsleiter 16 und den zweiten Kontaktträger 17 mit dem Gleitkontakt 18 verbunden. Der Schaltstift 4 ist mit keinem dem Gleitkontakt 5 gemäss Fig. 1 entsprechenden Kontakt versehen.Fig. 2 shows the second exemplary embodiment of the invention. Identical parts are provided with the same reference numbers in FIG. 2 as in FIG. 1. According to FIG. 2, a connecting conductor is identified by the number 16, a second Contact carrier by the number 17 and a sliding contact in the second contact carrier 17 by the number 18. In this embodiment, the upper end 2 'is the primary coil 2, the same as in the embodiment according to FIG. 1, connected to the housing 1, i.e., grounded, but the second, lower end is via connection conductor 16 and the second contact carrier 17 is connected to the sliding contact 18. The switch pin 4 is not provided with any contact corresponding to the sliding contact 5 according to FIG.
Die Wirkungsweise des Erdungsschalters gemäss Fig. 2 entspricht insbesondere bei einer normalen Erdung der Wirkungsweise des Schalters gemäss Fig. 1. Bei einer Fehlerdung strömt der Strom nach der Vorzndung durch den Innenleiter 8, das Kontaktstück 7, den Schaltstift 4, den Gleitkontakt 18, den zweiten Kontaktträger 17, den Verbindungsleiter 16,die ganze Primärspule 2 und das Gehäuse 1 in den geerdeten Aussenleiter 9. Die Kraftwirkung des magnetischen Feldes der Primärspule 2 auf den Kurzschlussring 4' beschleunigt den Schaltstift 4 in Einschaltrichtung. Im Bereich der Einschaltstellung entsteht eine Kurzschlussverbindung zwischen dem Schalt stift lt und dem unbeweglichen Gleitkontakt 6, so dass der Schaltstift 4 direkt geerdet ist und die Primärspule 2 überbrückt und praktisch ohne Strom.The mode of operation of the earthing switch according to FIG. 2 corresponds in particular with a normal grounding of the mode of operation of the switch according to FIG After the pre-ignition, the current flows through the inner conductor 8, the contact piece 7, the switching pin 4, the sliding contact 18, the second contact carrier 17, the connecting conductor 16, the entire primary coil 2 and the housing 1 in the grounded outer conductor 9. The Force effect of the magnetic field of the primary coil 2 on the short-circuit ring 4 ' accelerates the switching pin 4 in the switch-on direction. In the area of the switch-on position there is a short-circuit connection between the switch pin lt and the immovable Sliding contact 6, so that the switching pin 4 is directly earthed and the primary coil 2 bridged and practically without power.
Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So könnten an Stelle von einem Kurzschlussring mehrere Kurzschlussringe oder eine Kurzschlussspule Verwendung finden. Die Primärspule kann auch beweglich angeordnet sein, z.B. mit dem Schaltstück verbunden. Ebenfalls können in einem Erdungsschalter mehrere Antriebe verwendet werden.The subject of the invention is based on what is shown in the drawing of course not restricted. So could in place of a short-circuit ring several short-circuit rings or a short-circuit coil are used. The primary coil can also be arranged to be movable, e.g. connected to the contact piece. Likewise several drives can be used in one earthing switch.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
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| CH395176A CH594996A5 (en) | 1976-03-30 | 1976-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |