FI78195C - Stroembrytare. - Google Patents

Description

Sähkökatkaisija 1 78195

Keksinnön kohteena on sähkökatkaisija, jossa eristys- ja sammutusväliainetta sisältävässä katkaisijakote-5 lossa on katkaisijaelimet, jotka käsittävät: ensimmäisen, kiinteän koskettimen, joka on kytketty virtatien ensimmäiseen osaan; toisen, liikkuvan veitsikoskettimen, joka muodostuu kahdesta jousilla varustetusta rinnakkaisesta veitsestä, ja joka on toisesta päästään saranoitu kääntyväksi 10 siten, että veitsien kärkiosat kulkevat pitkin ympyrän kaaren muotoista rataa, ja joka veitsikosketin on kytketty virtatien toiseen osaan, ja rengasmaisen valokaarielekt-rodin, jonka ympärillä on kela, joka on kytketty sähköisesti sarjaan valokaarielektrodin ja ensimmäisen koskettimen 15 väliin, jolloin katkaisijan kiinniasennossa veitsikoskettimen kärkiosa koskettaa ensimmäistä, kiinteää kosketinta, ja katkaisijan auetessa muodostuu ensin valokaari kiinteän koskettimen ja veitsikoskettimen välille ja sen jälkeen veitsikoskettimen ja valokaarielektrodin välille, jolloin 20 kelan aiheuttama magneettikenttä saattaa valokaaren pyörimään sammuttaen sen.

On yleisesti tunnettua käyttää valokaaren pyörimään saattavaa kelaa sähkökatkaisijoissa. Erityisen hyödyllinen se on katkaisijoissa, joissa kotelon eristys- ja sammutus-25 väliaineena käytetään rikkiheksafluoridia (SF^).

Tällaisissa pyörivän valokaaren tekniikkaa käyttävissä katkaisijoissa on ollut vaikeutena varmistaa luotettavasti se, että valokaari saadaan pyörimään, ja samalla kuitenkin aikaansaada laitteistorakenne, joka on mahdol-30 lisimman yksinkertainen ja taloudellisesti kannattava.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on jo aikaisemmin kehitetty katkaisijarakenne, jossa liikkuva kosketin on saranoitu toisesta päästään, jolloin saranointikohdan avulla voidaan helposti määrätä koskettimen liikerata, eikä tarvi-35 ta ylimääräisiä ohjaimia. Myös kosketinta liikuttavat oh-jauselimet tulevat tällöin yksinkertaisiksi.

2 78195 Tällaisissa katkaisijoissa on kuitenkin aikaisemmin ollut puutteena se, että koskettimien kiinniasennossa virta on kulkenut kelan kautta lämmittäen sitä.

Eurooppalaisessa patenttijulkaisussa 11 972 on esi-5 tetty katkaisija, jossa tämäkin puute on korjattu. Katkaisijassa on siten toisesta päästään saranoitu veitsimäinen kosketin, jonka kärkiosa kulkee ympyrän kaaren muotoista rataa pitkin. Magneettikentän muodostava kela on virta-tien ulkopuolella koskettimien ollessa kiinniasennossa.

10 Veitsimäinen kosketin kulkee aukiasentoon siirtyessään kohti kelan akselia siten, että se ohittaa valokaarielekt-rodin läheltä ja jää aukiasennossaan kelan akselin suuntaiseksi. Tämän rakenteen haittapuolena on kuitenkin sen puutteellinen virrankatkaisukyky koko virta-alueella.

15 Pienillä virroilla eivät nimittäin magneettiset voimat yksin riitä siirtämään valokaaren kantapistettä rengasmaiseen valokaarielektrodiin eli valokaarirenkaaseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin parantaa edellä mainitussa EP-patenttijulkaisussa 11 972 esi-20 tettyä edullista perusrakennetta siten, että saadaan ai-.···. kaan luotettava katkaisu koko virta-alueella yhdistyneenä yksinkertaiseen ja varmatoimiseen laiterakenteeseen. Tä-män saavuttamiseksi on alussa kuvatun kaltaiselle perus-I rakenteelle tunnusomaista se, että rengasmaisessa valo- ···; 25 kaarielektrodissa on renkaan päätytasosta ulospäin työn- tyvä kommutointipala, johon veitsikoskettimen kärkiosa koskettaa, ja että kommutointipalan leveys on pienempi kuin veitsien väli katkaisijan kiinniasennossa, jolloin veitsikosketin koskettaa kommutointipalaa vasta kun se on 30 kokonaan irronnut kiinteästä koskettimesta.

Veitsikosketin on edullista sovittaa valokaariren-kaaseen nähden siten, että sen saranointipiste on kelan keskiakselin ulkopuolella, ja että veitsikosketin on katkaisijan kiinniasennossa kelan keskiakselin suuntainen.

35 Näin saadaan veitsikoskettimen kärkiosa aukiasennossa : etäälle valokaarirenkaasta. Tämä parantaa merkittäväs- 3 78195 ti avausvälin jännitelujuutta ja pienten virtojen Ratkaisukykyä niin, ettei kelan halkaisijaa tarvitse kasvattaa siirryttäessä suurempaan jännitteeseen. Myös katkaisijan ulkomitat tulevat näin pieniksi.

5 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viita ten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista katkaisijaraken-netta kiinniasennossa sivulta päin nähtynä, kuvio 2 esittää katkaisijarakennetta ylhäältä päin, 10 kuvion 1 viivan II-II suunnasta nähtynä, kuvio 3 esittää katkaisijarakennetta kuvion 1 mukaisesti sivulta päin nähtynä, mutta asennossa, jossa veit-sikosketin tekee galvaanisen kosketuksen valokaarielektro-diin, ja 15 kuvio 4 esittää katkaisijarakennetta samoin sivul ta päin nähtynä katkaisijan ollessa aukiasennossaan.

Kuvioissa on esitetty ainoastaan keksinnön kannalta oleelliset osat, eikä esimerkiksi kotelorakennetta ole kuvion 1 lisäksi esitetty muissa kuvioissa.

20 Kuviossa 1 on esitetty koteloon 1 sijoitettu kat kaisi jarakenne. Kotelo on kaasutiivis ja se sisältää sam-• mutus- ja eristysväliaineen, joka on edullisesti rikki- "I heksafluoridi (SFg). Katkaisijarakenne käsittää pitkän omaisen kiinteän koskettimen 2, joka on yhdistetty virta-25 tien ensimmäiseen osaan 3a, ja liikkuvan veitsikoskettimen .:.- 4, joka koostuu kahdesta rinnakkaisesta veitsestä 4a ja 4b (kuvio 2). Veitsikosketin 4 on yhdistetty virtatien toiseen osaan 3b. Kiinteän koskettimen 2 päälle on sovitettu rengasmainen valokaarielektrodi eli valokaarirengas 30 5, jonka ympärillä on kela 6. Kela on valokaarirengasta 5 "·. kapeampi, ja se on sähköisesti sarjassa valokaarirenkaan kanssa, jolloin valokaarivirta kulkee valokaarirenkaasta 5 kelan 6 kautta kiinteään koskettimeen 2. Valokaarirengas 5 on kiinnitetty kiinteään koskettimeen 2 eristepalan 7 35 avulla. Valokaarirenkaan 5 alaosaan on lisäksi sovitettu kommutointipala 8 , joka ulkonee valokaarirenkaan 5 pää- 4 781 95 tytasosta. Veitsikosketin 4 on saranoitu virtatien toisen osan 3b puoleisesta päästään niveltapin 9 avulla siten, että veitset 4a ja 4b kiertyvät saranointiakselin A (kuvio 2) ympäri myöhemmin esitettävällä tavalla. Veitsien 5 saranointikohta on myöskin kiinteän koskettimen 2 keskitasossa C, ja kuvion 1 mukaisessa katkaisijan kiinniasen-nossa ovat veitset 4a ja 4b oleellisesti kelan 6 keskiak-selin B suuntaiset. Suurinpiirtein veitsien keskikohdalle on nivelöity ohjausvarsi 10, joka puolestaan on nivelöity 10 toiseen ohjausvarteen 11. Ohjausvarsien 10 ja 11 välityksellä liikutetaan veitsikosketinta 4 kotelon 1 ulkopuolella olevilla ohjauselimillä myöhemmin esitettävällä tavalla. Ohjauselimiä ei ole erikseen esitetty, koska ne eivät kuulu varsinaisen keksinnöllisen ajatuksen piiriin.

15 Kuviossa 2 on kaaviomaisesti esitetty jouset 12, joilla veitsiä 4a ja 4b puristetaan toisiaan vasten sopivan kosketinvoiman saamiseksi kosketinpinnoille. Koska virta kulkiessaan yhdensuuntaisissa veitsissä 4a ja 4b vetää niitä puoleensa, lisää se kosketinvoimaa silloin kun 20 sitä tarvitaan. Näin voidaan käyttää pienen kosketinvoi--·· man antavia jousia ja saavutetaan suuri mekaaninen ikä koskettimille. Kuviosta 2 havaitaan myös se, että valo-kaarirenkaan 5 päätypinnasta ulkoneva kommutointipala 8, : ‘ joka on wolframikuparia, on veitsien poikittaissuunnassa 25 kapeampi kuin veitsien 4a ja 4b keskinäinen väli katkaisi-! jän kiinniasennossa.

: Seuraavassa keksinnön mukaisen katkaisijarakenteen toimintaa selitetään viitaten kuvion 1 ja 2 ohella myös kuvioihin 3 ja 4. Katkaisijan kiinniasennossa koskettaa 30 veitsikoskettimen 4 kärkiosa 4c kiinteään koskettimeen 2 kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti, jolloin virta kulkee virta-tien ensimmäisestä osasta 3a virtatien toiseen osaan kiin-V. teän koskettimen 2 sekä veitsien 4a ja 4b kautta. Katkai sijan avaus tapahtuu aiemmin mainituilla ohjauselimillä 35 ohjausvarsien 10 ja 11 välityksellä. Katkaisun alussa veitset 4a ja 4b irtoavat pääkoskettimesta 2, jolloin syn- 5 78195 tyy valokaari veitsien ja kiinteän koskettimen 2 välille. Kun veitset ovat irronneet kiinteästä koskettimesta 2, pääsevät ne jousien 12 vaikutuksesta toisiaan kohti, jolloin niiden kärkiosa 4c tekee galvaanisen kosketuksen kiinteää 5 kosketinta kapeampaan kommutointipalaan 8. Tämä avautumis-liikkeen vaihe on esitetty kuviossa 3. Osa virrasta kulkee nyt kelan 6 kautta sammuttaen yleensä jo tässä vaiheessa veitsien tai kommutointipalan ja kiinteän koskettimen 2 välisen valokaaren. Veitsikoskettimen 4 jatkaessa 10 avautumisliikettään kuvion 3 nuolen D mukaisesti irtoaa se kommutointipalasta 8, jolloin varsinainen valokaari syntyy veitsikoskettimen 4 ja valokaarirenkaan 5 (kommutointipalan 8) välille, toisin sanoen valokaaren toinen kantapiste on nyt siirtynyt kiinteästä koskettimesta 2 15 valokaarirenkaaseen 5. Valokaarivirta kulkee nyt kelan 6 kautta, jolloin kelan synnyttämä magneettikenttä saa tunnetulla tavalla valokaaren pyörimään sammuttaen sen. Kiinnittämällä valokaarirengas 5 kiinteään koskettimeen 2 edellä kuvatulla tavalla eristepalan 7 avulla estetään 20 valokaarirenkaan 5 pyöriminen magneettisten voimien vaikutuksesta ja varmistetaan näin kommutointipalan 8 pysyminen oikealla paikallaan. Samalla pienenevät kelaan 6 kohdistuvat rasitukset.

Veitsikosketin 4 jatkaa edelleen liikettään kohti 25 kuviossa 4 esitettyä katkaisijan aukiasentoa, jossa koskettimen kärkiosa 4c on noussut selvästi kelan 6 keskiak-selin B yläpuolelle. Valokaari sammuu joko jo veitsikoskettimen 4 liikkeen aikana tai vasta sen jälkeen, kun veitsikosketin on ehtinyt aukiasentoonsa. Sammumiskohta 30 riippuu virran vaiheesta, toisin sanoen virran nollakohdan sijainnista katkaisuhetkeen nähden. Aukiasennossa on veitsien kärkiosa 4c etäällä valokaarirenkaasta, jolloin avausvälillä on hyvä jännitelujuus.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten 35 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, 6 78195 ettei se ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Niinpä voivat esimerkiksi veitsiä toisiaan kohti vetävät jouset/jousi olla myöskin 5 veitsien välissä.

Claims (2)

7 78195

1. Sähkökatkaisija, jossa eristys- ja sammutusväli-ainetta sisältävässä katkaisijakotelossa (1) on katkaisi- 5 jaelimet, jotka käsittävät: - ensimmäisen, kiinteän koskettimen (2), joka on kytketty virtatien ensimmäiseen osaan (3a), - toisen, liikkuvan veitsikoskettimen (4), joka muodostuu kahdesta jousilla varustetusta rinnakkaisesta 10 veitsestä (4a, 4b), ja joka on toisesta päästään saranoitu kääntyväksi siten, että veitsien kärkiosat (4c) kulkevat pitkin ympyrän kaaren muotoista rataa, ja joka veitsi-kosketin (4) on kytketty virtatien toiseen osaan (3b), ja - rengasmaisen valokaarielektrodin (5), jonka ympä-15 rillä on kela (6), joka on kytketty sähköisesti sarjaan valokaarielektrodin (5) ja ensimmäisen koskettimen (2) väliin, jolloin katkaisijan kiinniasennossa veitsikoskettimen kärkiosa (4c) koskettaa ensimmäistä, kiinteää koske-20 tinta (2), ja katkaisijan auetessa muodostuu ensin valo-kaari kiinteän koskettimen (2) ja veitsikoskettimen (4) välille ja sen jälkeen veitsikoskettimen (4) ja valokaarielektrodin (5) välille, jolloin kelan (6) aiheuttama magneettikenttä saattaa valokaaren pyörimään sammuttaen sen, 25 tunnettu siitä, että rengasmaisessa valo- kaarielektrodissa (5) on renkaan päätytasosta ulospäin työntyvä kommutointipala (8), johon veitsikoskettimen kärkiosa (4c) koskettaa, ja että kommutointipalan (8) leveys on pienempi kuin veitsien (4a, 4b) väli katkaisijan kiin-30 niasennossa, jolloin veitsikosketin koskettaa kommutointi-palaa (8) vasta kun se on kokonaan irronnut kiinteästä kos-kettimesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökatkaisija, tunnettu siitä, että veitsikoskettimen (4) sara- 35 nointikohta on kelan (6) keskiakselin (B) ulkopuolella, ja että veitsikosketin (4) on katkaisijan kiinniasennossa kelan keskiakselin (B) suuntainen.