HU223295B1 - Kisfeszültségű megszakító - Google Patents

Abstract

A találmány kisfeszültségű megszakító magas elektrodinamikus erővel,amelynek villamosan szigetelő háza, a házban csapágyazott,póluskapcsoló összekötő rúddal (78) összekötött kioldószerkezete,egynél több kapcsolópólusa, pólusonként legalább egy álló- ésmozgóérintkezője van, amely mozgóérintkezők mechanikusan az összekötőrúddal (78) vannak a mozgóérintkezőt az állóérintkezőhöz képest nyitó-és zárókapcsolatban, amely kisfeszültségű megszakító házánakkioldószerkezetet befogadó elülső kamrája és a bemeneti kamrátólközfallal elválasztott hátsó kamrája van, amely hátsó kamraválaszfalakkal pólusonkénti érintkezőkamrákra van osztva, amelykismegszakítóban a póluskapcsoló összekötő rúd (78) forgástengelye(79) a hátsó kamrában van elrendezve. ŕ

Description

A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 8 lap ábra)

HU 223 295 Bl

A találmány tárgya nagy áramok megszakítására alkalmas, kisfeszültségű megszakító magas elektrodinamikus erővel, amelynek villamosán szigetelő háza, a házban csapágyazott, póluskapcsoló összekötő rúddal összekötött, kioldószerkezete, egynél több kapcsolópólusa, pólusonként legalább egy álló- és mozgóérintkezője van, amely mozgóérintkezők mechanikusan az összekötő rúddal vannak a mozgóérintkezőt az állóérintkezőhöz képest nyitó- és zárókapcsolatban, amely kisfeszültségű megszakító házának kioldószerkezetet befogadó elülső kamrája és a bemeneti kamrától közfallal elválasztott hátsó kamrája van, amely hátsó kamra válaszfalakkal pólusonkénti érintkezőkamrákra van osztva. A megszakítandó áram jellemzően 630 amper és 6300 amper közötti tartományban lehet. Ilyen kisfeszültségű megszakítókat nagy teljesítményelosztókban, bemenő- és tápvezetőket kapcsolóberendezésekben alkalmaznak, általában nyitott kivitelben. A későbbiekben az ilyen kismegszakítókat más áramkörök megszakítására is alkalmazták, de már tokozott kivitelben, öntött, szigetelő védőházba zárva. A védőház rendszerint poliészterből készült, kamrákra osztott ház. A ház alkalmazásának további célja a megszakítás környezeti hatásainak korlátozása, és közfalak alkalmazása révén a pólusok térbeli közelítése, a megszakító méreteinek csökkentése.

Az EP-A-0,322,321 szabadalmi leírásban ilyen jellegű, villamos áramkörök megszakítására alkalmas, többpólusú berendezés van ismertetve. A megszakító tokozata egy közbenső alaptestből és elülső és hátsó falat magában foglaló fedélből áll, ahol a közbenső alaptest a belső teret elülső kamrára és hátsó kamrára osztja egy közfallal. Az elülső kamrában van elrendezve a kioldószerkezet és a vele összekapcsolt, mindhárom pólus érintkezőpáiját egyszerre nyitó, illetve záró, póluskapcsoló összekötő rúd, a hátsó kamrában vannak elrendezve megszakító érintkezőpárok, pólusonként egymástól közfallal elválasztva. A keresztirányú összekötő rúd az elülső kamra elülső falához rögzített csapágyakban van elrendezve, az alaptest elülső falában pólusonként egyegy ablak van kialakítva, amelyen átnyúlnak az érintkezőpár mozgóérintkezőjét az összekötő rúddal összekapcsoló, mozgást közvetítő mechanizmus karjai.

A mozgóérintkezőket mozgató mindegyik közvetítőkar olyan elrendezésű, hogy az érintkezők összezárt állapotában a közvetítőkar iránya csaknem az összekötő kar forgástengelye irányába mutasson, mert így az érintkezőkön keletkező elektrodinamikus erőhatás viszonylag kis forgatónyomatékot okoz az összekötő rúdon. A zárt érintkezők mellett fennálló statikus egyensúlynál a kioldószerkezet által az összekötő rúdra kifejtett forgatónyomaték ellentart az elektrodinamikus erőhatásnak. Ilyen feltételekkel az egyensúlyi helyzet fenntartásához a csapágyakra ható, nagy eredő erők mellett is, viszonylag kis nyomaték elégséges. Ez a felépítés jellemző az ismert, nagy áramok megszakítására alkalmas, kisfeszültségű megszakítókra. A megszakítóknak ellen kell állniuk a nagy hibaáramok által okozott, az érintkezőpárok szétfeszítése irányába ható erőhatásoknak. A mozgóérintkezők, a közvetítőkarok és az összekötő rúd relatív elrendezése emiatt a követelmény miatt meglehetősen kötött. A nagy elektrodinamikus erőhatásokat az összekötő rúd csapágya a burkolat homlokfalára viszi át.

Az ismert megszakítók erőátviteli mechanizmusa nem teljesen megbízható. A póluskapcsoló összekötő rúd kellően merevre méretezendő, mert keresztirányú deformációja hátrányosan befolyásolja a működést. Az összekötő rúd csapágyazásának kellően rögzítettnek kell lennie, kellően merev ellentartást kell biztosítania a nagy erőkkel szemben. A kellő merevség biztosításához számos merevítő-, erősítőelemet szükséges beépíteni, ezeket pontosan illeszteni szükséges, ami növeli a méreteket és az előállítási költséget. A fentiek korlátozzák a megszakító méretcsökkentésének lehetőségét.

Hátrányos hatása van annak is, hogy a közvetítőkarok számára pólusonként nyitott ablakok csökkentik a szikraoltó kamrák zártságát. A villamos ív és az általa keltett gőzök túlnyomást okozhatnak, amely gőzöket, gázokat szűrve kellene a környezetbe kiengedni. Annak érdekében, hogy az ehhez szükséges nyílások ne tömődjenek be, ne legyenek hozzáférhetők, ezeket a megszakító szikraoltó kamrái fenékfalában szokás kialakítani. A gázok útját viszont jelentősen befolyásolják a közfalban lévő nyílások, így a gázok áramlásának útja kiszámíthatatlanná válik, és a gázok szűretlenül juthatnak a környezetbe a ház más nyílásain át.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése, olyan megszakító kialakításával, amelyben az összekötő rúd csapágyazása merevebb lehet, a közfalon kevesebb és kisebb ablak lehet nyitva, és amely az ismerteknél kisebb költséggel előállítható, megfelelő minőségben.

A feladat találmány szerinti megoldása kisfeszültségű megszakító magas elektrodinamikus erővel, amely megszakítónak villamosán szigetelő háza, a házban csapágyazott, póluskapcsoló összekötő rúddal összekötött, kioldószerkezete, egynél több kapcsolópólusa, pólusonként legalább egy álló- és mozgóérintkezője van, amely mozgóérintkezők mechanikusan az összekötő rúddal vannak a mozgóérintkezőt az állóérintkezőhöz képest nyitó- és zárókapcsolatban, amely kisfeszültségű megszakító házának kioldószerkezetet befogadó elülső kamrája és a bemeneti kamrától közfallal elválasztott hátsó kamrája van, amely hátsó kamra válaszfalakkal pólusonkénti érintkezőkamrákra van osztva, amely megszakítóban a találmány szerint a póluskapcsoló összekötő rúd forgástengelye a hátsó kamrában van elrendezve.

Előnyösen a póluskapcsoló összekötő rúd a hátsó kamra mindegyik érintkezőkamráján áthaladóan van elrendezve, és az összekötő rúd legalább egy csapágya az érintkezőkamrákat elválasztó válaszfalban van kialakítva.

Célszerűen az érintkezőkamrákat elválasztó válaszfalnak része egy az elülső és hátsó kamrát elválasztó válaszfallal integráns elválasztó falelem, amelynek félköríves csapágyfelülete van.

Előnyösen az elülső és hátsó kamrát elválasztó válaszfalban egy ablak van kialakítva a kioldószerkezetet az összekötő rúddal összekapcsoló kar számára.

HU 223 295 Bl

Célszerűen az összekötő rúdnak villamosán szigetelő anyagból, hőre keményedő poliészterből készült külső felülete van.

Előnyösen a póluskapcsoló összekötő rúd és a mozgóérintkező között legalább egy közvetítőkar van elrendezve, amely közvetítőkar forgáscsappal, egy összeszerelő relatív helyzetben a forgáscsapra rátolva, más helyzetekben a forgáscsap hossza irányában reteszelve van az összekötő rúd karjához csatlakoztatva.

Az alábbiakban, kiviteli példára vonatkozó rajz alapján, részletesen ismertetjük a találmány szerinti megoldás lényegét. A rajzon az

1. ábra kisfeszültségű megszakító távlati rajza, egyik szélső pólusa vonalában vett metszettel, a

2. ábra kisfeszültségű megszakító házának és összekötő rúdjának robbantott rajza, a

3. ábra az 1. ábra szerinti megszakító középső pólusának vonalában vett metszete, az érintkezőpár zárt állapotában, a

4. ábra az 1. ábra szerinti megszakító középső pólusának vonalában vett metszete, az érintkezőpár nyitott állapotában, az

5. ábra póluskapcsoló összekötő rúd és közvetítőkaros érintkezőmozgató szerkezet összeszerelés előtti helyzetben, a

6. ábra póluskapcsoló összekötő rúd és közvetítőkaros érintkezőmozgató szerkezet összeszerelő helyzetben, a

7. ábra póluskapcsoló összekötő rúd és közvetítőkaros érintkezőmozgató szerkezet nyitott érintkezőpámak megfelelő helyzetben, a

8. ábra póluskapcsoló összekötő rúd és közvetítőkaros érintkezőmozgató szerkezet zárt érintkezőpámak megfelelő helyzetben

Az 1-3. ábra szerinti kisfeszültségű, nagy elektrodinamikus erők felvételére képes, nem határoló 10 megszakítónak fröccsöntéssel készült háza van, amelyben elülső 12 kamra és hátsó 14 kamra van kialakítva. Az elülső kamrát 16 homlokfal, vele egybeöntött 18 oldalfalak és 20 közfal (az elülső 12 kamrát a hátsó 14 kamrától elválasztó fal) határolja. Az elülső 12 kamra falában, a 12 kamrában elrendezett 24 kioldószerkezetet visszaállító 22 kar számára, továbbá nyitó és záró nyomógomb számára nyílások vannak kialakítva.

A hátsó 14 kamrát a 20 közfal, egy 26 hátfal és vele részben egybeöntött 28 oldalfalak határolják. A 26 hátfalra vannak a 10 megszakító külső 30 kivezetései szerelve. A 26 hátfalhoz 32 csavarokkal van rögzítve a 20 közfal, olyan kapcsolattal, amely nagy nyíró igénybevételnek képes ellenállni. A 20 falban, az elülső 12 kamra és a hátsó 14 kamra között egy 34 ablak van kialakítva. A hátsó 14 kamra pólusonként egy-egy 36 kamrára van osztva 38 válaszfalakkal. Mindegyik 38 válaszfal egy középső részt közrefogó két részből áll. A közrefogó részek osztottak, élben egymásra záródó két 40, 42 falelemből tevődnek össze, amelyek közül az egyik 40 falelem a 26 hátfalból, a másik 42 falelem a 20 közfalból áll ki. A középső rész egy, a 20 válaszfallal egy darabként öntött, a 40, 42 falelemeknél magasabb 44 falelem. A 44 falelemen 46 bordák vannak kialakítva, amelyek a 40,42 falelemek élében kialakított, megfelelő 48 horonyba illeszkednek összeszerelt állapotban. A 40, 42, 44 falelemek összeszereléskor egymásba illesztve alkotják a 38 válaszfalat.

A 38 válaszfal középső 44 falelemének félköríves 50 csapágyfelülete van, póluskapcsoló 78 összekötő rúd számára. A csapágy másik félköríves 54 csapágyfelülete a 20 közfal egy alacsonyabb 52 falelemén van kialakítva.

A hátsó 14 kamra mindegyik 36 érintkezőkamrájában egy-egy 56 pólus érintkezőpáija van elrendezve, és szikraoltó 58 kamrája van kialakítva. Az érintkezőpár egy 60 állóérintkezőből és egy 61 mozgóérintkezőből áll, amely 60 állóérintkező egy, aló hátfalon átvezetett 30 kivezetéssel van vezetőkapcsolattal összekötve. A 61 mozgóérintkezőnek számos 62 érintkezőujja van, amelyek egymással párhuzamosan állnak. A 61 mozgóérintkező 64 forgáscsapja egy 66 U karban van rögzítve, a 61 mozgóérintkező mindegyik 62 érintkezőujjához egy-egy flexibilis 68 vezető van kötve, amely flexibilis 68 vezető előnyösen egy fémszálakból fonott pászma, amely másrészt egy másik 30 kivezetésre van csatlakoztatva. Mindegyik 62 érintkezőujjnak van egy 70 pogácsája, amely a 60 állóérintkező 72 pogácsájával érintkezhet (3. ábra). A 66 U kar (5. ábra) 61 mozgóérintkezőtől távolabbi, a második 30 kivezetéshez közelebbi végében az U két szára között, 74 forgáscsap van elrendezve, amely 74 forgáscsap a szigetelőházban van fix helyzetben megfogva (csapágyazva). A 66 U kar a fix helyzetű 74 forgáscsap körül billeghet, a 61 mozgóérintkező nyitott és zárt helyzete közötti tartományban (3. és 4. ábrák). A 66 U kar hídrésze és a 61 mozgóérintkező között 76 érintkezőrugó van elrendezve, amely a 62 érintkezőujjakat a 64 forgáscsap körül elfordítva a 60 állóérintkező felé nyomja.

A szikraoltó 58 kamra az érintkezőpár nyitásakor húzott ívelt deionizáló lapokat tartalmaz, és egyúttal a gázok számára kimenőnyílásokat képez. Az 56 pólus részletesebb szerkezeti leírása található az FR-A-2,650,434 szabadalmi leírásban.

A póluskapcsoló 78 összekötő rúd a félköríves 50, 54 csapágyfelületek között van csapágyazva, amely 50, 54 csapágyfelületek a 26 hátfal és 20 közfal összerögzítése után zárt csapágyat alkotnak a 79 forgástengelyű 78 összekötő rúd számára. A 78 összekötő rúd hőre keményedő poliészteranyagból, fröccsöntéssel készült. Mindegyik 56 pólushoz tartozó 66 U kar hozzá van kapcsolva a 78 összekötő rúdhoz egy-egy pár 80 közvetítőkarral, amely 80 közvetítőkarok egyik forgáspontját a 64 forgáscsap adja. A 80 közvetítőkarok a 78 összekötő rúdhoz 81 forgáscsapokkal vannak csatlakoztatva.

A 24 kioldószerkezet funkció szerint egy energiatároló záróeszközből, és egy nyitóeszközből áll. Ilyen eszköz ismertetve van például az FR-A-2,589,626 szabadalmi leírásban. A nyitóeszköz egy csuklós billenőszerkezet, amelynek 86 forgáscsappal összekapcsolt két 82, 84 karja van. Az alsó 82 kar 88 forgáscsappal a 78 összekötő rúd 90 forgattyúkarjához van csatlakoztatva. Egy fix csap és a 88 forgáscsap között egy 92 nyitórugó van elrendezve, A 3. ábrából kitűnik, hogy az alsó 82 kar és a 92 nyitórugó át van vezetve a 20 közfal 34 ablakán, a hátsó 14 kamrából az elülső 12 kamrába. Az érintkező3

HU 223 295 Bl pár zárt állásában a 80 közvetítőkar a 78 összekötő rúdhoz képest jelentősen lejjebb helyezkedik el, mint az alsó 82 kar. Ebből következik, hogy a 78 összekötő rúd forgástengelye és a 80 közvetítőkarok 64, 81 forgáscsapjainak síkja közötti távolság kisebb, mint a 78 összekötő rúd 79 forgástengelye és az alsó 82 kar 86, 88 forgáscsapjainak síkja közötti távolság. A gyakorlatban a két távolság aránya kisebb, mint 0,3.

A 3. ábra szerinti, zárt állapotban megfigyelhető, hogy mindegyik 65 pólus 62 érintkezóujjainak 70 pogácsái felfekszenek a 60 állóérintkező 72 pogácsáján. Az érintkezőnyomást a 76 érintkezőrugó biztosítja, és ez lehetővé teszi a 70, 72 pogácsák kopását kompenzáló utánállást a 62 érintkezőujjak számára. A 62 érintkezőujjakra ható elektrodinamikus erőket a 66 U kar veszi át a 76 érintkezőrugóktól és a 64 forgáscsaptól, amely erők a 66 U kar 74 forgáscsap körüli forgatónyomatékot generálnak. Ez a nyomaték a 66 U kart emelni, az érintkezőpárt szétválasztani igyekszik. Ezt a forgatónyomatékot kompenzálja egy, a 80 közvetítőkar által a 66 U karra, annak 64 forgáscsapjára ható erő által kifejtett nyomaték. A dinamikus egyensúly állapotában a közvetítőkarokra a 66 U karral közös 64 forgáscsapjukon erő hat, amelyet a 80 közvetítőkarok átvisznek a 78 összekötő rúd 81 forgáscsapjára. Ez az erő forgatónyomatékot generál a 78 összekötő rúdon. Ez a jelenség a 10 megszakító mindegyik 56 pólusánál lejátszódik. A nyitóeszköz alsó 82 karja által keltett nyomatékkai a 80 közvetítőkarok és a 92 nyitórugó által a 78 összekötő rúdon keltett nyomatékok összege áll szemben. A 80 közvetítőkarok, az alsó 82 kar és a 78 összekötő rúd relatív helyzetéből következően (a 80 közvetítőkar és a 82 karon lévő karok viszonyában) a 82 karon fellépő eredő erő mérsékelt marad. Az elrendezésben tehát az ívhúzáskor keletkező, a 61 mozgóérintkezőt felfelé lökő elektrodinamikus erőhatás könnyen ellensúlyozható, kis forgatónyomatékot kelt a kioldószerkezetben, ehhez képest nagy nyomóerők hatnak a 78 összekötő rúd csapágyaira, amely erőket leginkább a 20 közfal félköríves 54 csapágyfelületei veszik fel.

Az áramkörök 10 megszakítójának nyitásakor az alsó 82 kar engedi elfordulni a 78 összekötő rudat az óramutató járásával ellentétes irányban. Az elfordulást a 92 nyitórugó és az elektrodinamikus erők megfelelő komponensének a 78 összekötő rúd 81 forgáscsapjára a 80 közvetítőkaron át ható eredője együttesen okozzák. Az erők a 66 U kart a 4. ábra szerinti állásba, fölfelé mozgatják, amely helyzetben a 78 összekötő rúd 90 forgattyúkaija kissé elemelkedik a 20 közfal 34 ablakától.

Az 5-8. ábrákon a póluskapcsoló 78 összekötő rúd, továbbá az egyik szélső pólushoz tartozó 80 közvetítőkarok és a 66 U kar vannak feltüntetve. A 78 összekötő rúdnak pólusonként egy-egy 94 csapkaija van, amely 94 csapkar szabad végének két oldalán egy-egy, a 78 összekötő rúd 79 forgástengelyéhez képest excentrikus 81 forgáscsap áll ki. A 81 forgáscsapok egy-egy a 94 csapkar 100 oldalfelületében kialakított 98 kivágás oldalfalából állnak ki, amely 98 kivágás egy, a 100 oldalfelület síkjában lévő 102 nyúlványt és a mögött egy 104 hornyot alkot.

A 80 közvetítőkarok 78 összekötő rúd felőli végében 108 furat van kialakítva a 81 forgáscsap számára, és a 80 közvetítőkar ezen vége 110 sík felület, amely 110 sík felület arra szolgál, hogy a 80 közvetítőkar egy szerelőhelyzetben (6. ábra) rátolható legyen a 81 forgáscsapra, más szögállásban (üzemi viszonyok között) viszont csapirányban reteszelve legyen a 102 nyúlvány mögötti 104 horonyban (7., 8. ábrák). Üzemi viszonyok között, azaz a 10 megszakító összeszerelt állapotában a 80 közvetítőkarok az érintkezőpárok nyitott állásához tartozó, 7. ábra szerinti helyzet és az érintkezőpárok zárt állásához tartozó, 8. ábra szerinti helyzet között mozoghatnak. Ennek a reteszelésmódnak az az előnye, hogy nincs szükség külön reteszelő alkatelemre, a reteszelés a 94 csapkar és 80 közvetítőkar megfelelő kialakításával, megbízhatóan megoldott.

A találmány szerinti megoldás nem korlátozódik a leírás szerinti példára. így például a 80 közvetítőkarok forgáspontjának a 66 U karon nem kell egybeesnie a 62 érintkezőujjak forgáspontjával. A példa szerinti kettő helyett, pólusonként egy 80 közvetítőkarral is kialakítható a 10 megszakító. A kamrák közötti tömítettség érdekében más megoldások is választhatók a kamrák falán átnyúló elemek átvezetésére, csapágyazására. A 78 összekötő rúd csapágyazása például kombinálható labirinttömítéssel. A 78 összekötő rúd csapágyazható a két végén is, a külső falakban. A leírás szerinti példában energiatároló mechanizmussal kialakított 10 megszakítót ismertettünk, de tetszőleges, más érintkező- és működtetőszerkezet-elrendezéssel is megvalósítható a találmány szerinti megszakító, amelynek működtetőszerkezete lehet manuális és motoros is.

Claims (6)

1. Kisfeszültségű megszakító magas elektrodinamikus erővel, amelynek villamosán szigetelő háza, a házban csapágyazott, póluskapcsoló összekötő rúddal (78) összekötött, kioldószerkezete (24), egynél több kapcsolópólusa (56), pólusonként legalább egy álló- és mozgóérintkezője (60, 61) van, amely mozgóérintkezők (61) mechanikusan az összekötő rúddal (78) vannak a mozgóérintkezőt (61) az állóérintkezőhöz (60) képest nyitó- és zárókapcsolatban, amely kisfeszültségű megszakító (10) házának kioldószerkezetet (24) befogadó elülső kamrája (12) és a bemeneti kamrától (12) közfallal (20) elválasztott hátsó kamrája (14) van, amely hátsó kamra (14) válaszfalakkal (38) pólusonként! (56) érintkezőkamrákra (36) van osztva, azzal jellemezve, hogy a póluskapcsoló összekötő rúd (78) forgástengelye (79) a hátsó kamrában (14) van elrendezve.

2. Az 1. igénypont szerinti kisfeszültségű megszakító, azzal jellemezve, hogy a póluskapcsoló összekötő rúd (78) a hátsó kamra (14) mindegyik érintkezőkamráján (36) áthaladóan van elrendezve, és az összekötő rúd (78) legalább egy csapágya az érintkezőkamrákat (36) elválasztó válaszfalban (38) van kialakítva.

3. A 2. igénypont szerinti kisfeszültségű megszakító, azzal jellemezve, hogy az érintkezőkamrákat (36) el4

HU 223 295 Bl választó válaszfalnak (38) része egy, az elülső és hátsó kamrát (12,14) elválasztó válaszfallal (20) integráns elválasztófal-elem (52), amelynek félköríves csapágyfelülete (54) van.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti kisfe- 5 szültségű megszakító, azzal jellemezve, hogy az elülső és hátsó kamrát (12,14) elválasztó válaszfalban (20) ablak (34) van kialakítva a kioldószerkezetet (24) az összekötő rúddal (78) összekapcsoló kar (82) számára.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kisfe- 10 szültségű megszakító, azzal jellemezve, hogy az összekötő rúdnak (78) villamosán szigetelő anyagból, hőre keményedő poliészterből készült külső felülete van.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kisfeszültségű megszakító, azzal jellemezve, hogy a póluskapcsoló összekötő rúd (78) és a mozgóérintkező (61) között legalább egy közvetítőkar (8) van elrendezve, amely közvetítőkar (80) forgáscsappal (81), egy összeszerelő relatív helyzetben a forgáscsapra (81) rátolva, más helyzetekben forgáscsap (81) hossza irányában reteszelve van az összekötő rúd (78) karjához csatlakoztatva.