HU213360B - Protective power switch with arc extinguishing chamber - Google Patents

Description

A találmány tárgya vezetékvédő kapcsoló ívoltó kamrával. Az ívoltó kamra a kapcsoló házában van és ívoltó lemezpakettet tartalmaz. Az ívoltó kamra réssel ellátott válaszfal mögött kifelé nyitott ívfüvó kamrába megy át. Az ívfiivó kamrának két fala van, amelyek a ház két félhéján, a fő áramlási irányra keresztben vannak kialakítva.

Ilyen ívoltó kamrával ellátott vezetékvédő kapcsolók ismeretesek a DE-PS 1 238 538 számú szabadalomból és a DE-OS 29 49 012 számú közzétételi iratból. Ezeknél a kapcsolóknál a közvetlenül az ívoltó lemezek mögött elhelyezett, azok homlokéleire szorosan felfekvő válaszfal résekkel van ellátva, amik mindig két ívoltó lemez közötti hézagban vannak kialakítva. így a rövidzár esetén bekövetkező lekapcsoláskor robbanásszerűen keletkező, nagy nyomású ívgázok a válaszfalon át mögötte lévő ívkifüvó kamrába kerülnek és ebben - még mielőtt végül egy falnyíláson át kifelé távoznak - irányukat többnyire egy keresztfái megváltoztatja. A nagy kapcsolási teljesítményű, korszerű vezetékvédő kapcsolóknál viszont a kilépő ívgázok energiatartalma gyakran még olyan nagy, hogy a ház aljazatánál fennáll a lángkilépés veszélye.

A lángkilépéssel járó, a szomszédos üzemi eszközökre hátrányos következmények elkerülésére a DE-OS 37 05 216 számú közzétételi irat különlegesen kialakított csatornát javasol a kapcsolási gázok elvezetésére. Ez a csatorna egy, az ívoltó lemezpakettel határos tágulási térből, az ebben utána kapcsolt áramlási csatornákból, egy további tágulási térből, valamint kiömlőcsatomából áll. Ennél az elrendezésnél az ívoltó lemezek mögött nagy a visszagyújtás veszélye, amennyiben magánál az ívoltó lemezpakettnél járulékosan nem gondoskodnak ennek megakadályozásáról. Ezenkívül van egy, a kiömlőcsatomákat képző fedőrész, ami ívoltó gázt leadó anyagból készül. Ez kiegészíti a vezetékvédő kapcsolót és külön munkamenetben kívülről rögzítendő a házon. Az ilyen külön alkatrész a nagy sorozatban előállított kapcsolókészüléknél jelentős többletráfordítással jár.

Az FR-A-1417232 számú iratból ismeretes az ívoltó és tágulási kamra, ami az érintkezési hely körül ív alakban van elhelyezve. A kamrába sugár alakban több fémlap van behelyezve és két szigetelőanyag pofa között tartva. E mögött, a fémlapok homlokéleitől bizonyos távolságban több fal van a szigetelőanyag-pofákon labirintusszerűen eltoltan elhelyezve, amik az ívgázok áramlási útját a fémlapoktól egy kiömlőnyílásig jelentősen hosszabbá teszik. Ennél az elrendezésnél az ívgázok jól tágulhatnak és energiatartalmuk csökken, de a fémlapok homlokélein az átívelések veszélye megnő. Az így kialakított ívoltó és tágulási kamra ezért szintén csak feltételesen alkalmas nagy kapcsolási teljesítményű vezetékvédő kapcsolókhoz.

Találmányunk célja a bevezetőleg leírt jellegű vezetékvédő kapcsoló ívoltó kamrájának olyan, a lehető legkisebb többletköltséggel járó kialakítása a kifüvási résznél, hogy a vezető, forró ívgázok kibocsátása jelentősen csökkenjen és így láng kilépése a házból még nagy kapcsolási teljesítmény esetén is messzemenően ki legyen zárva.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a kifüvó kamra el van látva több, mindenkor a félhéjak alapjától legalább a ház közepén túl kiterjedő, váltakozva eltoltan elhelyezett, a gáz áramlási útját jelentősen meghosszabbító fallal, amely körül legalább néhánynak az egymás felé eső, a félhéjak osztósíkjával nagyjából párhuzamos felső oldalán fésűszerűen kiálló, az ívgázok örvénylését és járulékos hűtését előidéző csapok vannak.

A falak előnyös módon kis kölcsönös távolságban egymástól, legalább részben egymásba kapcsolódóan úgy vannak elhelyezve, hogy a nagy ívhütés és a vezető ívgázok kis kibocsátása ellenére alig befolyásolják az ív haladási sebességét az érintkezési hely és az ívoltó lemezpakett között. Előnyös módon csak az egyik félhéj falainak felső oldalán vannak csapok, míg a szembelévő félcsésze falainak felülete sima.

A kifüvó kamrát a válaszfalnak nagyjából a közepétől kiinduló és részben a falakhoz képest ferde borda két nagyjából egyforma nagy, egymástól elválasztott térfélre osztja.

A kifüvó kamrának a kifelé nyitott oldalfalán a falak irányához viszonyítva ferdén elhelyezett kifüvó füvókák vannak.

A kifúvó füvókáknak a két félhéjban előnyös módon eltérő irányszögük van, ami 90°-ig terjedhet és a füvókák keresztmetszetben meander alakban eltoltan vannak elhelyezve.

A találmány előnye, hogy az ívgázoknak az ívoltó lemezpakettől a szabadba vezető útjukon körül kell áramolniok több, a kifüvó kamrában a félhéjak alapjától legalább a ház közepén túl kiteqedő, váltakozva eltoltan elhelyezett falat, és eközben a hosszabb áramlási út, valamint a nagyobb felület miatt jóval nagyobb mértékben lehűlnek. Ezenkívül az ívgázokat a falak felső oldalain fésűszerűen kiálló csapok járulékosan úgy örvényeltetik, hogy ionizációs mértékük csökken.

A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál a még kilépő ívgázokat ezután kifúvó füvókák különböző irányszögekbe terelik, hogy ne lépjen ki egy irányban koncentrált sugár, hanem inkább az ívgáz jól szétoszlik. Minthogy a kifüvó kamrát a házrészek sajtolásakor gyakorlatilag költségnövekedés nélkül egyidejűleg ki lehet alakítani, ezért a találmány szerinti megoldás kis ráfordítással erősen csökkenti a kilépő ívhatást anélkül, hogy lényegesen befolyásolná az ív haladási sebességét a tulajdonképpeni ívoltó kamrában. A vezető ívgázok végül még megmaradó, csekély kibocsátott mennyisége gyakorlatilag megszünteti annak veszélyét, hogy a vezetékvédő kapcsoló közelében lévő, feszültségvezető részekre átívelés következzen be.

Találmányunkat annak egy példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a vezetékvédő kapcsoló egyszerűsített nézete részben nyitott házzal, illetőleg egy részmetszettel az ívoltókamránál és a kifüvó kamránál a 2. ábrán lévő I-I vonal szerint, a

2. ábra részmetszet az 1. ábrán lévő II-II vonal szerint, a

3. ábra részmetszet az 1. ábrán lévő ΙΙΙ-ΙΠ vonal szerint, a

4. ábra a kifüvó kamra speciális kialakításának vázlata az 1. ábrához hasonló résznézetben, az 5. ábrán lévő IV-IV vonal szerint, az

5. ábra az oldalfal nézete a 4. ábrán lévő V nyíl irányában, a

HU 213 360 Β

6. ábra metszet az 5. ábra VI-VI vonala szerint.

Az egyszerűsítve ábrázolt, keskeny építésű vezetékvédő kapcsolónak szigetelőanyag 1 háza van, amely két, la és lb félhéjból áll. Ezek térbelileg körülveszik a nem ábrázolt kapcsoló- és kioldószerkezeteket, valamint az ezekhez tartozó csatlakozóelemeket. Az 1 ház aljzatrészén van a 2 ívoltó kamra, amelyet nagyrészt az ívoltó 3 lemezpakett tölt ki. Az egyes ívoltó 3a lemezek baloldali homlokéle egy 2a válaszfalra fekszik fel, amely az 1 házon van kiképezve és a 2 ívoltó kamrát elválasztja a 4 kifűvó kamrától. A 2a válaszfalban az egyes ívoltó 3a lemezek között több 2b rés van kihagyva, úgyhogy a lekapcsolási folyamat során keletkező ívgázok a 2b réseken át a 4 kifüvó kamrába távozhatnak. Ezzel szemben a csak vázlatosan jelölt 5 érintkezési helyen - különösen rövidzár hatására bekövetkezett lekapcsoláskor - keletkező kapcsolási ív az ismert módon talppontjaival az ívvezetö 3b síneken bejut az ívoltó lemezpakettbe és ott kialszik.

A 2b réseken át nagy nyomás alatt távozó ívgázok a 4 kifüvó kamrán át vezető útjukon körüláramolnak több, váltakozva eltoltan egymásba kapcsolódó 4a falat amint ez a legjobban a 2. ábrán látható -, mielőtt egy 4b kifüvónyíláson át a szabadba kerülnek. A 4a falak közvetlenül az előnyös módon hőre keményedő műanyagból készült 1 ház két, la és lb félhéján vannak kialakítva. A 4a falak egymás felé eső felső oldalukon több, fésűszerűen kiálló 4a' csappal vannak ellátva, amelyek a közöttük lévő bevágásokkal együtt erőteljesen örvényeltetik az ívgázokat. Az ívgázokat - mielőtt a 4b kifuvónyíláson át a szabadba áramlanak - a nagyobb falfelületek járulékosan hűtik. A 4a falak a félhéjak lapjától indulnak ki és legalább a közepükön túl terjednek. A 4a falak közötti távolság nem túl nagy, amint ez különösen a 2. ábrán látható. Az le kapocsléc alatt rendelkezésre álló helytől függően három vagy négy fal lehet kialakítva. Az egyes 4a falak közötti távolságokat, valamint a 4a' csapok nagyságát és elrendezését is úgy választjuk meg, hogy a nagy ívhűtés és kevés vezető ívgáz kibocsátása ellenére se befolyásolja az ív haladási sebességét az 5 érintkezési hely és az ívoltó 3 lemezpakett között. Evégett az 1-3. ábrán bemutatott alapformát a kifüvó kamra lényeges találmány szerinti jellemzőivel még optimalizálni lehet, amint ezt a 4-6. ábra szerinti kiviteli példánál ismertetjük.

A 4. ábrán a vezetékvédő kapcsolóból részmetszetként csak a 4' kifűvó kamra látható. A 4' kifüvó kamrának a 4a falak mögött kifüvó nyílás helyett több kifúvó 4c füvókája van. A 4c füvókák a két, la és lb félhéj közötti osztóhézag két oldalán vannak elhelyezve, éspedig meander alakban úgy vannak eltolva, hogy a külső, ld oldalfalban lévő tulajdonképpeni nyílások váltakozva vannak kihagyva (5. ábra). Ezenkívül a kifúvó füvókák áld oldalfalban nem derékszögűén, hanem a 4a falak irányához képest ferdén, nagyjából 45° szögben vannak kialakítva. Emellett a kifüvó 4c füvókák a két félhéjban egymáshoz képest kb. 90°-kal el vannak tolva, amint ez a 4—6. ábrán látható. A kifüvó füvókák ezen különböző irányai következtében a végül még kilépő ívgáz jól szétoszlik, így a vezetékvédő kapcsoló közelében lévő, feszültségvezető alkatrészekre történő átívelés veszélyét elkerüljük.

Emellett a 4,4' kifüvó kamrát részben ferde 4d bordával két, nagyjából egyforma nagy térfélre lehet osztani. Ahogyan ez különösen az 1. ábrán látható, a 4d borda a 2a válaszfalnak nagyjából a közepétől indul ki és ugyanolyan ferde szögben halad, mint az egyes 2b rések. Ezzel biztosítva van a 2 ívoltó kamrából ferdén kiáramló ívgázok jó vezetése 4,4' kifüvó kamrába és ki van zárva a visszagyüjtási hajlam közvetlenül az ívoltó lemezek mögött. A 4d borda ugyanúgy, mint a 4a falak és a 4,4' kifüvó kamra többi eleme az 1 ház két 1 a,lb félhéjának részét képezik és így a költségeket nem növelik.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Vezetékvédő kapcsoló, a házának (1) belsejében elhelyezett, ívoltó lemezpakettet (3) tartalmazó ívoltó kamrával (2) amely résekkel (2b) ellátott válaszfal (2a) mögött kifelé nyitott kifüvó kamrába (4,4') megy át, és ennek a kifüvó kamrának (4,4') a ház (1) két félhéján (la, lb), a fő áramlási irányra keresztben kialakított falai (4a) vannak, azzal jellemezve, hogy a kifüvó kamra (4,4') el van látva több, mindenkor a félhéjak (la, lb) alapjától legalább a ház (1) közepén túl kiterjedő, váltakozva eltoltan elhelyezett, a gáz áramlási útját jelentősen meghosszabbító fallal (4a), amelyek közül legalább néhánynak az egymás felé eső, a félhéjak (1 a,lb) osztósíkjával nagyjából párhuzamos felső oldalán fésűszerűen kiálló, az ívgázok örvénylését és járulékos hűtését előidéző csapok (4a') vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti vezetékvédő kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a falak (4a) kis kölcsönös távolságban egymástól, legalább részben egymásba kapcsolódóan úgy vannak elhelyezve, hogy a nagy ívhűtés és a vezető ívgázok kis kibocsátása ellenére alig befolyásolják az ív haladási sebességét az érintkezési hely (5) és az ívoltó lemezpakett (3) között.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti vezetékvédő kapcsoló azzal jellemezve, hogy csak az egyik félhéj (la) falainak (4a) felső oldalán vannak csapok (4a’), míg a szembeié vő félhéj (lb) falainak (4a) felülete sima.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vezetékvédő kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a kifüvó kamrát (4,4’) a válaszfalnak (2a) nagyjából a közepétől kiinduló és részben a falakhoz (4a) képest ferde borda (4d) két nagyjából egyforma nagy, egymástól elválasztott térfélre osztja.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti vezetékvédő kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a kifüvó kamrának (4') akifelé nyitott oldalfalán (ld) a falak (4a) irányához viszonyítva ferdén elhelyezett kifüvó füvókák (4c) vannak.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti vezetékvédő kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a kifüvó füvókáknak (4c) a két félhéjban (la, lb) előnyös módon eltérő irányszögük van, amelyek összege 90°-ig terjedhet, és a füvókák (4c) keresztmetszetben meander alakban eltoltan vannak elhelyezve.