FI86674C - Elektromekaniskt utloest gnistgapsbrytare. - Google Patents

Description

1 86674 Sähkömekaanisesti laukaistava purkausvälikytkin Tämä keksintö käsittelee sähkömekaanisesti laukaistavaa purkausvälikytkintä, joka soveltuu korkeajännitteisen, suurivirtaisen sähkövoiman kytkemiseen.

Purkausvälit olivat ensimmäisiä kytkinelimiä korkeajänni-tekondensaattorien purkamista varten. Yksinkertaisimmassa muodossaan purkausvälikytkin käsittää kaksi metallielekt-rodia, jotka ovat aksiaalisesti erotetut toisistaan. Ilma tai muut kaasut täyttävät elektrodien välisen raon. Sellaisen järjestelyn kytkentäjännite riippuu elektrodien muodosta ja etäisyydestä ja kaasun tiheydestä ja paineesta (Paschenin laki). Kun jännite-ero elektrodien välillä saavuttaa annetulla etäisyydellä ja paineella kaasun läpilyönti jännite-eron, tapahtuu läpilyönti. Kipinänvastus on hyvin alhainen, tavallisesti milliohmin luokkaa, siten kytkentähyötysuhde on korkea.

Vuosien kuluessa kehitettiin muita korkeajännitteisen suuren virran kytkentälaitteita, mutta purkausvälikytkin säilyi tärkeänä, usein käytettynä komponenttina. Purkausväli-kytkimen kytkemiseksi päälle on useita menetelmiä: 1. Jännite-eroa elektrodien välillä voidaan kasvattaa kytkennän alulle panemiseksi. Tämä on tavallisesti hankalaa, koska muut tekijät määräävät käytetyn jännitteen.

2. Kaasunpainetta voidaan laskea, kunnes läpilyönti tapahtuu. Tämä menetelmä vaatii paineensäätölaitteen.

3. Kaasun tiheyttä voidaan laskea muuttamalla sen koostumusta. Tämä menetelmä tekee välttämättömäksi usean kaasu-lähteen käytön.

4. Välin kokoa voidaan pienentää liikuttamalla elektrodeja lähemmäksi. Tämä vaatii taipuisia johtimia, mikä voi olla hankalaa ottaen huomioon painavat suuren virran johtimet.

2 86674

Taipuisat johdot tahtovat myös kasvattaa järjestelmän induktanssia, mikä puolestaan hidastaa purkaustapahtumaa.

5. Paikallinen kaasun ionisoituminen välin sisällä on sopiva tapa kytkimen käyttämiseksi. Ionisoitumisen yksi menetelmä on tuoda pieni kipinä katodin ja kolmannen elektrodin väliin, kuten on esitetty U.S patentissa 3,757,153, palstalla 2, riveillä 56-66. Sellaisen menetelmän toinen kuvaus voidaan löytää teoksesta HIGH VOLTAGE PULSE TECHNOLOGY by F.B.A Friingel, Voi I, sivuilta 126-127. Laukaisu-piirit sellaisille järjestelmille ovat melko monimutkaisia, vaikka katodi olisikin maadoitettu. Joissakin tapauksissa piirin tarpeet vaativat katodia olemaan korkeajännitteessä. Tämä voi tuottaa vaikeita eristysongelmia käsin käytettävälle laukaisupiirille.

Käsiteltävän keksinnön kohteena on tuottaa purkausvälikyt-kin, joka soveltuu korkeajännitteisen suurivirtaisen sähkövirran kytkentään ja jolla korkeajännitelaitteen käyttäjä saadaan turvallisesti eristettyä.

Purkausvälikytkin, käsiteltävän keksinnön mukaan, käsittää anodin ja katodin, joilla on vastakkaiset pinnat, jotka on erotettu toisistaan ennaltamäärätyllä välillä, laukaisue-lektrodin, joka on sijoitettu sellaisen välin läheisyyteen ja pietsosähköisen generaattorin, joka on kytketty laukai-suelektrodin ja katodin välille purkausvälikytkimen laukaisemiseksi .

Keksinnön parempana pidetyssä suoritusmuodossa katodin keskellä on avautuma ja laukaisuelektrodi on asennettu sellaiseen avautumaan ja eristetty katodista.

Pietsosähköinen generaattori on tavanomainen tyypillinen laite, joka käsittää vasaran, joka iskee keraamista sauvaa ja aktivoidaan käsin iskurilla, joka on kytketty vasaraan. Keksinnön parempana pidetyssä suoritusmuodossa toimii iskuri pienellä pneumaattisella sylinterillä, jonka mäntä on kytketty iskuriin. Sylinteriin johdetaan ilman paine pit- I: 3 86674 kän muoviputken tai -letkun läpi, jolloin korkeajännite-laitteen käyttäjä saadaan turvallisesti eristettyä.

Tämä keksintö esitetään nyt, esimerkin avulla, viittauksilla mukana olevaan piirrokseen, joka kuvaa sähkömekaani-sesti laukaistavan purkausvälikytkimen parempana pidettyä suoritusmuotoa.

Purkausvälikytkin käsittää anodin 10 ja katodin 12, jotka ovat kooltaan riittäviä käsittelemään kondensaattoripur-kauspiirin vaatimaa virtaa (mahdollisesti 100 kiloampperin luokkaa tai korkeampi) ilman merkittävää tehon menetystä. Nämä elektrodit, joiden välissä on ennaltamäärätty rako, pidetään yhdessä yhteisellä akselilla sopivalla eristävällä kuorella 14, joka on varustettu tavanomaisella kaasun sisääntulolla 16 ja ulostulolla 18 sopivan kaasunpaineen säilyttämiseksi kuoren sisällä. Katodissa on avautuma 20 pinnassa, joka on anodia vastaan, ja laukaisuelektrodi 22 on tuettu sellaiseen avautumaan eristävällä hylsyllä 24. Kuitenkin muitakin elimiä laukaisuelektrodin asentamiseksi anodin ja katodin välisen raon läheisyyteen voi kuvailla mielessään. Pietsosähköinen generaattori 26 kytketään lau-kaisuelektrodiin yhdestä navastaan ja katodiin toisesta navastaan. Pietsosähköisessä generaattorissa on tavanomainen iskuri 28, joka toimii pienen pneumaattisen sylinterin 32 männällä 30 kun ilman paine johdetaan sylinterin imu-suuttimeen 34.

Pietsosähköisen generaattorin sisällä iskee pieni vasara keraamista sauvaa tunnetulla tavalla. Aikaansaatu pietso-sähköisyys on merkittävää ja ylittää tavallisesti 10 kV. Tämä jännite aiheuttaa ensin ylilyönnin laukaisuelektrodin ja katodin välillä ja seuraavaksi paikallisen ionisaation avulla katodin ja anodin välillä.

Pietsosähköinen generaattori on yleinen massatuotanto laite, jota käytetään tupakansytyttimissä ja kaasuliesissä tai ulkokaasuvalaisimissa. Pneumaattisen sylinterin imu-suuttimeen voidaan johtaa paineilma pitkän muoviputken tai 4 86674 -letkun läpi, jotta korkeajännitelaitteen käyttäjä saadaan turvallisesti eristettyä. Vaihtoehtoisesti pietsosähköistä generaattoria voidaan käyttää eristetyllä työntötangolla käsin tai solenoidilla tai muun tyyppisellä painonapilla. Pietsosähköisen laukaisijan toinen etu on, että se muuttaa valmiina käytössä olevan mekaanisen energian sähköiseksi energiaksi. Tavanomaiset sähköiset laukaisupiirit toimivat eristettyjen teholähteitten avulla, jotka toimivat verkko-jännitteellä. Energiansaannin häiriön sattuessa nämä laukaisupiirit muuttuvat toimimattomiksi, mutta korkeajänni-tekondensaattorit jäävät varautuneiksi. Sähkömekaanisesti laukaistava purkausvälikytkin toimii jo energiansaannin häiriön aikana, tehden sen ideaaliseksi kenttähuoltoon.

Vaikka keksintö on esitetty viittauksilla parempana pidettyyn suoritusmuotoon, on ymmärrettävää, että sitä ei ole rajoitettu sellaiseen suoritusmuotoon ja muut vaihtoehdot ovat kuvailtavissa mielessä seuraavien patenttivaatimusten suojapiirissä.

I,

Claims (5)

5 86 674

1. Purkausvälikytkin, tunnettu siitä, että se käsittää anodin (10) ja katodin (12), joilla on vastakkaiset pinnat, jotka on erotettu ennalta määrätyllä raolla, laukaisuelektrodin (22), joka on sijoitettu mainitun raon läheisyyteen ja piet-sosähköisen generaattorin (26), joka on kytketty mainitun laukaisuelektrodin (22) ja katodin (12) väliin mainitun purkaus-välikytkimen laukaisemiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen purkausvälikytkin, tunnettu siitä, että siinä on avautuma katodin (12) keskellä ja jossa mainittu laukaisuelektrodi (22) on asennettu mainittuun avautumaan ja eristetty katodista.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen purkausvälikytkin, tunnettu siitä, että pietsosähköinen generaattori (26) käsittää vasaran, joka iskee keraamista sauvaa 10 kV ylittävän kipinän tuottamiseksi ja edelleen käsittää iskurin (28) mainitun vasaran liikkeelle panemiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen purkausvälikytkin, tunnettu siitä, että mainittu iskuri (28) toimii pneumaattisella sylinterillä (32), jossa on mäntä (30), joka on kytketty mainittuun vasaraan ja edelleen käsittää elimen (34) ilman paineen johtamiseksi ulompaa mainittuun sylinteriin.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen purkausvälikytkin, tunnettu siitä, että mainittu iskuri (28) toimii eristetyllä työntö-tangolla .