NO172998B - Anordning ved sf6-isolert, hoeyspent lastbryter - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved SF6-gassisolert elektrisk høyspennings-lastbryter, der bryterens antall av roterbare bryterknivsett er anbragt med innbyrdes avstand ragende ut fra en felles dreieaksel, og hvor vifteblad rager ut fra og er festet til den samme dreieaksel,

I de senere år er det utviklet kapslede, SF6-gassisolerte lastbrytere for spenninger fra 12 kV og oppover. Hensikten med å benytte SF6-gass i slike brytere er å oppnå kompakt byggeform kombinert med høy bryteevne basert på SF6-gassens høye elektriske gjennomslagsholdfasthet

For lastbrytere av denne art benyttes også SF6-gassen som slukkemiddel for brytelysbuen. Det er i litteraturen beskrevet forskjellige metoder for lysbueslukking i SF6-gass. Det kan blant annet vises til en artikkel "Forskning på SF6-effektbrytere" offentliggjort i ABB (Asea Brown Boweri) Tidning nr. 2/89. Den vanligste form for lysbueslukking i effektbrytere med SF6-gass er å komprimere gassen i sylinderformede bryterkammere og lede en relativt kraftig gasstrøm langs brytelysbuen. I tysk Offenlegungs-schrift DE 3514853-A1 er det beskrevet et slukkeprinsipp utført som et kompresjonskammer hvori SF6-gassen komprimeres og ledes til utblåsning gjennom en form for dyse som omslutter den ene faststående bryterkontakten pr. fase. Gassen strømmer således langs siden av bryterkontaktene og videre tilnærmet langs brytelysbuen. I norsk utlegningsskrift nr. 167614 er det beskrevet en lignende blåseinnretning for slukking av brytelysbuen, men med den forskjell at gasstrøm-men er rettet på tvers av lysbuen og mot lysbuefotpunktene. Felles for disse løsninger er at SF6-gassen komprimeres i en sylinder eller i et viftekammer helt eller delvis samtidig med at bryterkontaktene åpnes og beveges fra hverandre. Dette arbeidet skal vanligvis utføres av en håndbetjent fjærmekanisme. For å oppnå tilstrekkelig brytehastighet må mekanismen ha meget kraftige fjærer, hvilket innebærer den ulempe at bryteren blir svært tung å betjene manuelt.

Ved diverse laboratorieforsøk er det funnet at det er tilstrekkelig å skape en turbulens i gassen, som er en del av lysbuesonen, for å slukke brytelysbuen. Ved den foreliggende oppfinnelse er dette utnyttet og det er frembragt en lastbryter som krever betydelig mindre mekanisk koblings-energi enn brytere som er basert på de nevnte, kjente kompresj onsprinsipper.

Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes anordningen ved at viftebladene er anordnet på hver side av hver av nevnte kniver og er fritt roterbare med selve bryterhuset som viftehus, og at nevnte vifteblad rager ut fra og er festet til nevnte dreieaksel med en vinkel i forhold til dreieakselens rotasjonsakse for ved dreining av dreieakselen å skape turbulente gasstrømmer omkring de med knivsettene samvirkende bryterkontakter for slukking av lysbuer deromkring.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av anordningen, ifølge oppfinnelsen, er hvert vifteblad forskjøvet en vinkel etter en respektiv bryterkniv i bryterknivsettet. Fortrinnsvis er vinkelen mellom 20 og 45°.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av anordningen, ifølge oppfinnelsen, har minst to sett av vifteblad et stort V-formet tverrsnitt, der hver gren av nevnte V danner en andre vinkel med en akse gjennom nevnte dreieaksel.

Fortrinnsvis vil par av vifteblad som er tilgrensende en bryterkniv i et bryterknivsett være anordnet slik at viftebladene danner en innbyrdes tredje vinkel. Denne tredje vinkel kan være i området 90°-150°. Spissen av den tredje vinkelen vil peke i rotasjonsretningen for dreieakselen.

Oppfinnelsen skal nå nærmere beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger.

Fig. 1 illustrerer anordningen, ifølge oppfinnelsen med i og for seg kjente roterende bryterknivsett, og med vifteblad anbragt hosliggende bryterknivene. Fig. 2 illustrerer viftebladenes montering relativt bryterknivene . Fig. 3 illustrerer bryterknivenes skråvinkel i forhold til rotasjonsaksen for anordningen vist i fig. 1.

I fig. 1 er vist en SF6-isolert lastbryter basert på et slukkesystem som består av propellignende anbragte vifteblad 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Disse vifteblad er plassert på hver side av i og for seg kjente roterende bryterkniver 13, 14, 15, 16, 17, 18 idet knivene 13, 14, danner ett knivsett, knivene 15, 16, danner et andre knivsett og knivene 17, 18 danner et tredje knivsett. Det første knivsettet 13, 14 samvirker med viftebladene 1, 2, 3, 4; det andre knivsettet 15, 16 samvirker med viftebladene 5, 6, 7, 8, og det tredje knivsettet 17, 18 samvirker med viftebladene 9, 10, 11, 12.

Vif tebladenes form og plassering i forhold til bryterknivene er av vesentlig betydning for å skape de turbulente gasstrøm-mer som skal til for å slukke brytelysbuene.

I fig. 2 er det vist hvorledes viftebladene er forskjøvet en vinkel A etter bryterknivene i rotasjonsretningen. Med henvisningstallet 19 angis i fig. 2 lastbryterens hus og henvisningstallene 20 og 21 angir bryterkontaktene som skal samvirke med et knivsett, i det valgte eksempel knivsettet 17, 18 i fig. 1. Viftebladene, slik det sees i fig. 2 som eksempel med viftebladene 9, 10 er disse utformet som et enhetlig stykke og anbragt på en dreieaksel 22. Således vil det forstås at viftebladene 9, 10 (i likhet med de øvrige vifteblader) vil rotere samtidig med knivsettene 17, 18 (og de øvrige knivsett). Viftebladene kan være forbundet med hverandre via et liv 23 slik det vil fremgå av fig. 1 og 2 for eksemplet med viftebladene 9, 10.

I fig. 3 er vist hvorledes et typisk viftebladsett kan være utformet, i overensstemmelse med det som forøvrig er vist i fig. 2. Selvom viftebladsettet kunne være utformet slik som vist eksempelvis med henvisningstallene 11, 12 og 24 i fig. 1 er eksemplet i fig. 3 nærmere knyttet til utformningen av viftebladsettene 3, 4 og 5, 6, se fig. 1. Viftebladsettet er her forsynt med et livparti 25 som er innrettet til å danne inngrep med dreieakselen 22, slik som forøvrig vist i tilknytning til fig. 2. Til høyre i fig. 3 er vist hvorledes to vifteblad 4, 6 danner en tilnærmet V-form, der viftebladene 4, 6 danner en respektiv vinkel B med senterlinje-aksen (CL) gjennom dreieakselen 22 i fig. 1 og 2. Mellom de nevnte grener 4, 6 av nevnte V er det en innbyrdes vinkel C. Vinkelen A i fig. 2 er fortrinnsvis i området 20-45° , vinkelen B i fig. 3 er i området 15°-45°, mens vinkelen C er i området 90° - 150°.

Det vil umiddelbart forstås at den innbyrdes vinkel mellom eksempelvis viftebladene 9 og 11 også vil være lik vinkelen

C.

Det har vist seg meget viktig å optimalisere de nevnte vinkler med hensyn til dannelsen av strømvirvler (turbulente gasstrømmer) som bidrar til å fjerne eller forflytte de ioniserte gasser som dannes i lysbuen. Det er videre også av vesentlig betydning at frisk, kjølig gass bringes inn i lysbuesonen så lenge lysbuen brenner, slik at lysbuegassene kjøles ned og avioniseres. Ved den foreliggende oppfinnelse har det vist seg mulig å oppnå lysbueslukking innenfor 1-2 halvperioder strømtid ved 50 Hz, dvs. fra under 10 millisekunder til maksimalt opp mot 20 millisekunder, som er en fullt ut akseptabel lysbuetid for denne type av lastbrytere. Dette meget enkle system for lysbueslukking 1 en SF6-isolert høyspentlastbryter, krever liten bevegelsesenergi fra betjeningsmekanismen, hvilket er en vesentlig forbedring i forhold til alle andre kjente bryterprinsipper som benytter seg av gassblåsing basert på komprimering av gassen i en sylinder eller i et viftekammer.

Claims (7)

1. Anordning ved SF6-gassisolert elektrisk høyspenningslast-bryter, der bryterens antall av roterbare bryterknivsett er anbragt med innbyrdes avstand og ragende ut fra en felles dreieaksel, og hvor vifteblad rager ut fra og er festet til den samme dreieaksel.karakterisert ved at viftebladene er anordnet på hver side av hver av nevnte kniver og er fritt roterbare med selve bryterhuset som viftehus, og at nevnte vifteblad rager ut fra og er festet til nevnte dreieaksel med en vinkel i forhold til dreieakselens rotasjonsakse for ved dreining av dreieakselen å skape turbulente gasstrømmer omkring de med knivsettene samvirkende bryterkontakter for slukking av lysbuer deromkring.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert av nevnte vifteblad er forskjøvet en vinkel (A) etter en respektiv bryterkniv i bryterknivsettet, sett i dreieakselens dreieretning.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte vinkel er mellom 20 og 45°.

4. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst to sett av vifteblad er gitt et stort V-formet tverrsnitt, der hver gren av nevnte V danner en vinkel (B) med en akse gjennom nevnte dreieaksel.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at par av vifteblad som er tilgrensende en bryterkniv i et bryterknivsett er anordnet slik at viftebladene danner en innbyrdes tredje vinkel (C).

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte tredje vinkel er i området 90° -150°.

7. Anordning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at spissen av den tredje vinkelen peker i rotasjonsretningen for dreieakselen.