NO301800B1 - Elektrisk kretsbryter med roterende lysbue og selvslukkende ekspansjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk kretsbryter med selvslukkende ekspansjon som innbefatter en eller flere poler rommet i en forseglet innelukning fylt med isolerende gass med høy dielektrisk fasthet, spesielt svovelheksafluorid, hvor hver pol har et bueslukkende kammer som rommer en stasjonær kontakt, en bevegelig kontakt som sikkert er forbundet med en glidestift som går tett gjennom veggen i slukkekammeret, en anordning for å rotere buen når kontaktene adskilles og en avgasskanal anordnet i minst en av kontaktene for å skaffe forbindelse og en gassutstrømning mellom slukkekammeret og ekspansjonsvolumet til innelukningen når kontaktene skilles.

Forekomstene av en roterende bue i en selvslukkende kretsbryter med ekspansjon og som har et slukkékammer med et sylindrisk omdreiningsover-flate, forårsaker en jevn rotasjonsbevegelse av varm gass omkring bueområ-det mellom de adskilte kontakter. Avhengig av intensiteten av strømmen som skal brytes, begrenser denne gassbevegelse gassutvekslingen mellom de andre volumer i slukkekammeret og er tilbøyelig til å redusere kvaliteten på gassutstrømningen under slukkeperioden.

En roterende gassplugg kan til og med delevis obstruere avgasskanalinnløpet og begrense gassutstrømningen som bevirker slukkingen av buen.

Hensikten med oppfinnelsen er å forbedre bryterytelsen til en kretsbryter med selvslukkende ekspansjon og buerotasjon.

Kretsbryteren i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at slukkekammeret i hver pol har et kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt innrettet til å forstyrre rotasjonsbevegelsen av gassen for å forbedre omrøringen i slukkekammeret og skaffe en optimal gassutstrømning i avgasskanalen.

For forhåndsbestemte kretsbryterdimensjoner gir bruk av et slukkékammer med kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt følgende fordeler:

- dannelse av et maksimalt volum for gasstrykkøkningen i slukkekammeret,

- resorpsjon av gasspluggen etter bremsing av gassrotasjonsbevegelsen for å lette gassutstrømningen i avgasskanalen, - forbedring av kvaliteten til gassen som forekommer i gassutstrømningen.

Dette resulterer i en forbedring av den selvslukkende ekspansjonsvirkning av gassen og begunstiger høyhastighetsslukking av buen.

I henhold til en utførelse av oppfinnelsen oppnås innelukking av slukkekammerne til de forskjellige poler ved montasje av to konjugerte halvskall som festes sammen ved hjelp av festeskruer slik at de danner isolerende innelukning i ett stykke.

I hver pol er det en pakning som har en form som passer med slukkekammeret og er plassert i montasjeplanen til de to halvskall.

En skjermvegg er anordnet inne i hvert slukkékammer ved å legge pakningen og mot to innvendige avfasningen på de tilstøtende halvskall.

Andre fordeler og trekk vil fremgå klarere av den etterfølgende beskrivelse av en illustrerende utførelse av oppfinnelsen, gitt utelukkende som et ikke-begrensende eksempel og vist på den ledsagende tegning. Figur 1 viser et skjematisk riss av en trefasekretsbryter forbundet til en samleskinne i avlukket, hvor den polen til høyere er delevis vist i tverrsnitt; Figur 2 viser et tverrsnitt tatt langs linjen 2-2 på figur 1; Figur 3 viser et tverrsnitt tatt langs linjen 3-3 på figur 1;

Figur 4 viser et tverrsnitt tatt langs linjen 4-4 på figur 2.

På figurene er en trefasekretsbryter 10 med roterende bue og selvslukkende ekspansjon vist benyttet i et avlukke i en høyspennings elektrisk understasjon med full gassisolasjon og hvis konstruksjon er beskrevet i fransk patent nr. 2507835. Kretsbryteren 10 er rommet i forseglet innelukning (ikke vist) som utgjør det nedstrøms ekspansjons volum fylt med elektronegativ isolasjons-gass med høy dielektrisk fasthet, spesielt svovelheksafluorid SF6.

De tre poler 12, 14, 16 på kretsbryteren 10 er identiske og bare polen 16 (figur 4) vil ble beskrevet i detalj i det følgende. Polen 16 er forsynt med et slukkékammer 18 som inneholder en elektromagnetisk vikling 20 for rotasjon av buen på et ringformet spor på den stasjonære kontakt 22 og en bevegelig kontakt 24 båret av en ledende stift 26 som glir langs en fast styrehylse 28 i retning av lengdeaksen 29 av polen 16. Stiften 26 er mekanisk forbundet med sveiven på driftsmekanismen (ikke vist) for å sette den bevegelige kontakt 24 i stand til å pådras i forskyvning fra den sluttede stilling (det høyre halvriss, figur 4) til den åpne stilling (venstre halvriss, figur 4) når kretsbryteren 10 åpner seg og omvendt fra den åpne stilling til den sluttede stilling når kretsbryteren 10 sluttes.

Viklingen 20 er av den art som er beskrevet i publikasjonen FR-A-2464550. Montasjen dannet av den stasjonære kontakten 22 og viklingen 20 på hver pol 12, 14, 16 er forbundet ved hjelp av en koblingsklemmesete 30 til den tilsvarende skinne på en trefasesamleskinne 32 plassert utenfor slukkekammeret 18 i bunnen av understasjoninnelukningen. Avgasskanalen 34, 36 er anordnet aksialt gjennom kontaktene 22, 24, den magnetiske kjerne 32 i viklingen 20 og stiften 26 for å skaffe en dobbelt forbindelse oppstrøms og nedstrøms mellom slukkekammeret 18 i hver pol 12, 14, 16 og ekspansjonsvolumet 40 i innelukningen. Denne forbindelsen muliggjør en gassutstrøm-ning til ekspansjonsvolumet 40 hvor en elektrisk bue brytes i det tilsvarende slukkékammer 18.

Kretsbryteren 10 frembyr et deksel 42 i et stykke laget av støpt isolasjonsma-teriale, dannet ved montasje av to symmetriske halvskall 44, 46 som mulig-gjør innvendig innelukkning av slukkekammerne 18 i de tre poler 12, 14, 16. De to halvskall 44, 46 festes sammen med en rekke festeskruer med tre pakninger 50 anordnet i montasjeplanet på nivå for midtsonen om slukkekammerne 18. Hvert halvskall 44, 46 omfatter tre kammere på linje, adskilt fra hverandre av to mellomliggende skillevegger 52, 54; 56, 58, idet hvert kammer har kvadratisk tverrsnitt. Montasjeplanet for de to halvskall 44, 46 strekker seg i et horisontalt plan perpendikulært på lengdeaksen 29 i hver pol 12, 14, 16.

Dannelse av hvert slukkékammer 18 skyldes sammenføyningen av to innbyrdes tilsvarende kammere i form av halvskallene 44, 46. Hvert kammer 18 har et kvadratisk tverrsnitt (se figurene 2 og 3) som rommer den sylind-riske vikling 20. Pakningen 50 i hvert slukkékammer 18 ligger an på to innvendige avfasninger (ikke vist) anordnet på tilstøtende kanter av halvskallene 42, 44 og som danner en V. En skjermvegg 60, f.eks. fremstilt av kobber, er anordnet inne i hvert slukkékammer 18 og pådrar pakningen 50 på V-sporet i avfasningen med et forhåndsbestemt trykk. Det er altså ingen forbindelse mellom kamrene 18 når kontaktene 22, 24 på polene 12, 14, 16 er sluttet.

Det støpte isolasjonsmaterialet i innelukningen 42 er fortrinnsvis polykarbo-nat tilsatt glassfiber, men hvilket som helst termoplastmateriale kan benyttes.

Hver aksial styrehylse 28 omfatter en ringformet åpning 62 som den bevegelige stift 26 kan gå gjennom og en festering 64 for et ringformet hjelpepakning 66 som passer til omkring sideflaten på stiften 26. Ringen 64 er sveiset med ultralyd til den isolerende hylse 28. Den innvendige diameter av pakningen 66 er mindre enn den foråpningen 62. Pakningen 66 som er segmenttypen, er fremstilt av termoplastmateriale.

De tre isolerende hylser 28 er også sveiset med ultralyd til det øvrige halvskall 44 av innelukningen 42.

Skjermveggen 60 har et kvadratisk tverrsnitt, men enhver annen form kan være mulig.

Virkemåten til en pol i selvslukkende ekspansjonskretsbryter 10 er som følger: Buen som fås når kontaktene 22, 24 skilles etter at det er gitt ordre om å åpne kretsbryteren 10, settes i rotasjon i lukkekammeret 18 ved virkningen av magnetfeltet til viklingen 20. Rotasjonen av buen frembringer deretter en omkretsrotasjonsbevegelse av SF6-gassen mot skjermveggen 60. Det kvadratiske tverrsnitt av slukkekammeret 18 gir på den ene side et maksimalt volum for gasstrykkøkning og på den annen side forbedret omrøring av gassen på grunn av virvlene frembragt i dødsonen i det kvadratiske kammer 18, hvor gassen ikke roter. Dette resulterer i en bremsing av virkningen av gassrotasjons-bevegelsen og optimal gassutstrømning via gasskanalen 34, 36 til ekspansjonsvolumet 40. Denne gassutstrømning gjør at buen kan slukkes raskt.

Oppfinnelsen kan også benyttes på en trefasekretsbryter med separate poler, hvor hver pol er inneholdt i en separat isolerende boks med kvadratisk tverrsnitt.

Tverrsnittet av slukkekammeret 18 kan også være rektangulært.

Claims (7)

1. Elektrisk kretsbryter med selvslukkende ekspansjon og som omfatter en eller flere poler (12, 14, 16) rommet i en forseglet innelukning fylt med en isolerende gass med høy dielektrisk fasthet, hvor hver pol (12, 14, 16) hvor et bueslukkekammer 18 som rommer en stasjonær kontakt (22), en bevegelig kontakt (24) fast forbundet med en glidestift (26) som passerer tett gjennom veggen i slukkekammeret (18), en anordning for å rotere buen når kontaktene (22, 24) adskilles og en avgasskanal (34, 36) anordnet i minst en av kontaktene (22, 24) for å skaffe en forbindelse og gassutstrømning mellom slukkekammeret (18) og ekspansjonsvolumet (40) i innelukningen når kontaktene (22, 24) skilles, karakterisert vedat slukkekammeret (18) i hver pol (12, 14, 16) har et kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt innrettet til å forstyrre rotasjonsbevegelsen av gassen for å forbedre omrøringen i slukkekammeret (18) og skaffe en optimal gassutstrømning i avgasskanalen (34, 36).

2. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 1,karakterisert vedat innelukningen av slukkekammerne (18) på de forskjellige poler (12, 14, 16) oppnås ved montasje av to innbyrdes tilpassede halvskall (44, 46) som festes sammen ved hjelp av festeskruer (48) for å danne en isolerende innelukning (42) i ett stykke, og at en pakning (50) som har en form som passer med slukkekammeret (18), er anordnet i montasjeplanet for de to halvskall (44, 46).

3. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 2,karakterisert vedat anordningen for å rotere buen omfatter en sylindrisk elektromagnetisk vikling (20) forbundet med den stasjonære kontakt (22) og som strekker seg koaksialt med lengdeaksen (29) av den tilsvarende pol (12, 14, 16).

4. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 2,karakterisert vedat en skjermvegg (60) er anordnet inne i hvert slukkékammer (18) og presser pakningen (50) mot to innvendige skråkanter på de tilstøtende halvskall (44, 46).

5. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat den aksiale føying av glidestiften (26) på hver pol (12, 14, 16) oppnås ved hjelp av en rørformet isolasjonshylse (28) som har en først ende fast forbundet med innelukningen (42) og en annen motsatt ende forsynt med en festering (64) for en hjelpepakning 66 som er tett anordnet koaksialt omkring stiften (26), idet den innvendige diameter av hjelpepakningen (66) er mindre enn den av åpningen (62) for at stiften (26) skal passere gjennom hylsen (28).

6. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 5,karakterisert vedat første del av styrehylsen (28) på hver pol (12, 14, 16) er festet til det øvre halvskall ved ultralydsveising.

7. Kretsbryter med selvslukkende ekspansjon i henhold til krav 5,karakterisert vedat festeringen (64) er festet til en annen ende på styrehylsen (28) ved ultralydsveising.