NO332531B1 - Elektrisk anlegg og fremgangsmate og bruk i tilknytning til et slikt anlegg - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen relaterer seg til et elektrisk anlegg med en sikkerhetsanordning. Anlegget omfatter en bryterinstallasjon, forbrukerbelastninger (7) tilkoplet bryterinstaNasjonen og minst en matekabel (9,9a) til bryterinstallasjonen. Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et sterkt forbrukernett som fremdeles innehar en høy grad av sikkerhet mot ødeleggelse forårsaket av kortslutningsfeil. I samsvar med oppfinnelsen omfatter anlegget minst to matekabler (9,9a) som hver er forbundet med dens egen strømkilde (1,1A) slik som en transformator (1,1a) eller en generator. Minst en av matekablene er forbundet med en grenkabel (12,12a) til jord. Grenkabelen er tilveiebragt med en lukkekontakt (3,3a) som normalt er åpen. Denne er anordnet for å aktiveres, dvs. til hurtig å lukke forbindelsen til jord i tilfelle kortslutning (5a) i bryterinstallasjonen. Oppfinnelsen relaterer seg også til en fremgangsmåte for å avhjelpe feil i en slik bryterinstallasjon og bruken av en lukkekontakt for å tilveiebringe sikkerhet mot feil.

Description

I et første aspekt relaterer den foreliggende oppfinnelsen seg til et elektrisk anlegg med en sikkerhetsanordning av typen beskrevet i innledningen til patentkrav 1.

I et annet aspekt relaterer oppfinnelsen seg til en fremgangsmåte av typen beskrevet i innledningen til krav 17, og i et tredje aspekt relaterer oppfinnelsen seg til bruken av en beskyttelseskomponent i en bryterstasjon i samsvar med patentkrav 19.

GB 1121078 A beskriver en sikkerhetsanordning med en forbindelseslinje som kobler to nettverk sammen. Forbindelseslinjen omfatter to bryterenheter koblet i serie. Mellom bryterenhetene er det koblet en avgreningslinje meden vanligis åpen bryter for forbindelse til jord. Bryteren lukker raskt forbindelsen til jord i tilfelle av en kortslutning i et av nettverkene. Anordningen forhinder imidlertid ikke at utstyr som mates fra to strømkilder ødelegges som følge ac høye kortslutningsstrømmer.

Oppfinnelsen er primært beregnet på å beskytte en mellomspenningsbryterinstallasjon og det elektriske systemet og komponenter som mottar deres strøm fra bryterinstallasjonen. Den relaterer seg primært til bryterinstallasjoner som leverer en strøm ved 12 eller 24 kV spenning, men er naturligvis ikke begrenset til disse spenningsnivåene. Uttrykket "mellomspenning" i den foreliggende søknaden må således forstås å relatere seg til hele intervallet fra et vanlig sluttbrukernivå, for eksempel 127 eller 220 V, opp til grensen på hva som generelt anses å være høyspent, dvs. 72,5 kV.

Kortslutning kan opptre i alle elektriske kraftsystemer på alle spenningsnivåer. Konsekvensene av en kortslutningskrets er en høy strøm og et spenningsfall i store deler av nettet. Kortslutningsstrømmen forårsaker også mekanisk og termisk spenning eller påkjenning på alle apparater og utstyr oppstrøms for feilstedet. I de fleste tilfeller oppstår en lysbue på feilstedet som i kombinasjon med den høye kortslutningsstrømmen frembringer ødeleggelse på feilstedet som krever reparasjon, men også medfører risiko for personalskade.

Konsekvensene av kortslutning avhenger av varigheten til kortslutningskretsen, amplituden til strømmen og nivået på spenningsfallet.

For å minimalisere konsekvensene av en kortslutning, må dens varighet minimaliseres.

Når en kortslutningskrets oppstår, skal bryteren nærmest oppstrøms for feilen frakoble kortslutningskretsen. Varigheten til en kortslutning avhenger av hvor hurtig den kan detekteres og hvor lang tid det er nødvendig for å frakoble den.

Konsekvensene av en kortslutning er også avhengig av hvor den opptrer i et elektrisk system.

Kortslutningskretsen kan oppdeles i tre grupper med hensyn på hvor feilen opptrer:

A. kortslutning på leveringssiden

B. kortslutning i bryteranlegginstallasjonen

C. kortslutning på en utgående gruppe

Uten hensyn til hvor feilen oppstår, må alle apparater og komponenter være dimensjonert for en kortslutning som frembringer den høyeste kortslutningsstrømmen. Dersom kortslutningsstrømmen overskrider merkedataene for apparatet, må systemet endres slik at kortslutningsstrømmen holdes på nivåene som bryteranlegget og bryterne kan håndtere. Et vanlig tiltak er å dele leveringssiden mellom to transformatorer og samleskinner. Nå til dags er 64 kA den høyeste kortslutningsstrømmen som er tillatt for brytere og bryteranlegginstallasjoner.

Dersom en kortslutningskrets opptrer i en bryteranleggsinstallasjon, må bryteranleggsinstallasjonen og bryteren på leveringssiden være dimensjonert for den estimerte kortslutningsstrømmen. Bryteranleggsinstallasjonen må også være dimensjonert slik at den kan motstå trykkøkningen som opptrer i tilfellet med en lysbue i bryteranleggsinstallasjonen.

Ekstremt store energimengder i formen av varme og stråling blir frigjort i lysbuer forårsaket av store lekkasjer. Denne energien forårsaker trykkøkning i for eksempel lukkede eller kapslede bryteranleggsinstallasjoner med begrenset rom, som kan bryte opp kapslingen. Slike bryteranleggsinstallasjoner må derfor være utstyrt med store avlastningsåpninger som de varme gassene kan strømme ut gjennom. De høye lysbuetemperaturene forårsaker også at materialet i ledere og koblingsutstyr smelter, eller til og med fordampes. Brennbart organisk materiale kan også bli tent når det blir utsatt for de høye temperaturene og den intense strålingen til lysbuen. Lysbuen gir også opphav til giftige gasser ved dekomponeringen av luft Nox) og fordamping av metaller. Det er derfor vanlig at slike bryteranleggsinstallasjoner er tilveiebrakt med anordning for trykkutlufting i formen av evakueringskanalluker som åpner seg automatisk etc. Slike bryteranleggsinstallasjoner blir derfor plasskrevende og kostbare.

Det har lenge vært et stort behov innen industrien, først og fremst for å forhindre opptredenen av lysbuer og for det andre å minimalisere varigheten til lysbuene. Materialødeleggelse som et resultat av varmen og trykkøkningen som bygges opp under tilstedeværelsen av lysbuen, kan derfor reduseres. Risikoen for personalskade og forgiftning blir også redusert.

Det er derfor en nødvendighet å forhindre så langt som mulig opptredenen av lysbuer og, når de opptrer, å forsøke å slukke dem så hurtig som mulig. Brytere blir normalt brukt til dette formålet. Ved siden av å være kostbare, har disse bryterne ulempen at de reagerer relativt sakte. På kabelen fra transformatoren som mater bryteranlegget fra det eksterne nettet er brytetiden i størrelsesorden 200 ms på grunn av selektivitetskravet til rélébeskyttelsen. I kabler fra bryteranlegget til belastningene er bryterne normalt i stand til å bryte mer hurtig, ca. 40 ms. En brytetid på 200 ms er for lang til effektivt å forhindre ødeleggelse som et resultat av at det dannes lysbuer. Når en lysbue opptrer i selve bryteranleggsinstallasjonen, må det derfor treffes andre tiltak for hurtig å slukke lysbuen. En grenkabel til jord fra matekabelen fra transformatoren er noen ganger anordnet for dette formålet og utstyrt med en normalt åpen lukkekontakt, som i tilfellet av en kortslutningsfeil forbinder matekabelen med jord slik at buen blir slukket. Operasjonstiden for en slik lukkekontakt er normalt rundt 20 ms.

Av praktiske grunner blir denne fremgangsmåten ikke brukt for buer som opptrer i systemet etter brukeranleggsinstallasjonen. Heller ikke er den samme tidsbesparelsen så signifikant i relasjon til tiden det tar for bryterne i disse kablene å bli aktivert, dvs. ca.

40 ms.

En operasjonstid på 20 ms for en lukkekontakt er ofte tilstrekkelig til å forhindre lysbuen i å forårsake større feil. Selv under denne tiden kan imidlertid en viss ødeleggelse finne sted og det vil være ønskelig å være i stand til å oppnå enda kortere operasjonstid.

Ved kortslutning i en utgående gruppe må bryteren på den utgående gruppen være dimensjonert til å være i stand til å bryte kortslutningsstrømmen som opptrer og bryteranleggsinstallasjonen være dimensjonert for å håndtere den samme kortslutningsstrømmen.

Et spesielt problem er tilstede i systemer hvor bryteranleggsinstallasjonen mottar strøm fra to eller flere matekabler. Dette blir mer og mer vanlig i industrien. En grunn er at et sterkt nett er ønskelig, dvs. med høy kortslutningseffekt, for å kunne unngå spenningsfluktuasjoner når belastninger med høy uteffekt blir tilkoblet. I de fleste tilfeller betyr dette starten på store motorer. Et sterkt nett oppnås ved å øke antallet innkommende leveringer til bryteranleggsinstallasjonen eller ved å koble sammen samleskinnesystemene til to eller flere bryteranleggsinstallasjoner.

Et annet tilfelle der et mangfold matekabler blir brukt er når en lokal generator blir tilkoblet bryteranleggsinstallasjonen. Dette blir mer og mer vanlig. Mange industrier gjør bruk av avfallsenergi fra deres egne prosesser for å generere elektrisitet. Denne blir vanligvis levert til det offentlige nettet etter opptransformering. Ved i stedet å levere deres eget forbruk spares kostnaden til en transformator og systemet blir sterkt.

Hovedulempen med å koble sammen bryteranleggsinstallasjoner eller å ha flere leveringer til en bryteranleggsinstallasjon fra transformatoren og/eller generatoren er de høye kortslutningsstrømmene som opptrer i mellomspenningssystemet. Lekkasjen i mellomspenningssystemet består av summen av strømmene fra de forskjellige matekablene og merkedataene for bryteranleggsinstallasjonen og bryteren kan bli overskredet. Dette kan nå til dags avhjelpes ved å anordne en strømbegrenser mellom de forskjellige bryteranleggsinstallasjonene eller mellom de forskjellige delene av en bryteranleggsinstallsjon med flere matekilder. Dette er imidlertid en ekstremt kostbar løsning og medfører andre komplikasjoner.

På denne bakgrunn er formålet med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et anlegg med en sikkerhetsanordning som på en effektiv, pålitelig, enkel og kostnadseffektiv måte er i stand til å tilveiebringe et sterkt forbrukernett, men som fremdeles har et høyt krav av sikkerhet mot ødeleggelse forårsaket av kortslutningsfeil.

Dette formålet er oppnådd i et første aspekt av et anlegg av typen beskrevet i innledningen til patentkrav 1 som er utstyrt med de spesielle trekkene definert i den karakteriserende delen av kravet.

Uttrykket "bryteranleggsinstallasjon" i patentkravene må forstås å bety ikke bare en individuell bryteranleggsinstallasjon, men også to eller flere bryteranleggsinstallasjoner som er forbundet på det samme potentialet siden et slikt arrangement, fra det elektriske synspunktet, i prinsippet er ekvivalent med en bryteranleggsinstallasjon.

Hver av matekablene til bryteranleggsinstallasjonen eller samleskinner er således tilveiebrakt med en lukkekontakt til jord. Takket være lukkekontakten som i tilfellet av kortslutning i bryteranleggsinstallasjonen hurtig kobler en av matekablene til jord, kan en lysbue som oppstår som et resultat av en kortslutning i det tilføyde systemet hurtig slukkes før det opptrer noen vesentlig ødeleggelse. Det er således mulig å trekke fordel av godene som gis av et nett med flere matekabler, uten at tilleggsstrømmen medfører økt risiko for ødeleggelse på grunn av kortslutning. Lukkekontakten danner således en kortslutningsavleder. Behovet for brytere på de utgående gruppene fra bryteranleggsinstallasjonen blir også eliminert. Disse kan erstattes med lastfrakoblere.

I henhold til en foretrukket utførelse er lukkekontakten anordnet slik at den blir aktivert dersom det opptrer feil i forbrukersystemet som bryteranleggsinstallasjonen leverer til. Siden hver av matekablene da blir jordet, elimineres risikoen for at kortslutningsstrømmer fra matekablene blir addert sammen og når et nivå som overskrider toppverdien fra en matekabel. Kortslutningsstrømmen vil således forbli under merkedataene forbryter og bryteranleggsinstallasjonen. Koblingen til jord må finne sted under den første kvarte perioden av strømmen for å begrense den første strømtoppen.

Lukkekontakten blir på passende måte utløst som et resultat av signalet fra feilindikatorer slik som lysbueovervåkere, strøm og spennings sensorer.

For optimal sikkerhet er en lukkekontakt anordnet i tilknytning til hver matekabel til bryteranleggsinstallasjonen. En slik utførelse er ekstremt viktig for å kunne eliminere lysbuer i selve bryteranleggsinstallasjonen, og gir økt pålitelighet for å redusere kortslutningsstrømmer i tilfellet med feil ute i forbrukersystemet. Dette utgjør således en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

Som nevnt tidligere, er det ønskelig å bevirke lukking så hurtig som mulig. Dette gir økt kompetansekraft sammenlignet med alternative sikkerhetstiltak som oppnås ved bryting. Takket være kort lukketid er løsningen spesielt attraktiv selv for å avhjelpe feil ute i forbrukersystemet hvor en bryter ikke er så sakte som i matekabelen. Det er også viktig i dette tilfellet at lukkingen finner sted under den første kvarte perioden. Det har nylig blitt utviklet en lukkekontakt som kan lukke til jord på mindre enn 5 ms i mellomspenningsområdet. Bruken av en hurtigvirkende lukkekontakt utgjør derfor en annen foretrukket utførelse av den patentsøkte bryteranleggsinstallasjonen.

I samsvar med en ytterligere fordelaktig utførelse er lukkekontakten anordnet for galvanisk lukking, dvs. med lav impedans. Dess lavere impedans, dess større andel av strømmen vil passere gjennom lukkekontakten og den lille delen vil passere gjennom feilstedet.

Lukkekontakten er på passende måte av en type som omfatter en første elektrode, en andre elektrode, et bevegbart kontaktelement som innelukker dem, og en aktivator, hvilken aktivator omfatter en helisk viklet første spole fast anordnet ved den første elektroden, hvilket bevegbare kontaktelement omfatter en flens som butter mot spolen, hvorved en strømpuls som løper i spolen frembringer en frastøtingskraft mellom spolen og flensen, som kaster det bevegbare kontaktelementet til den andre elektroden og kompletterer brytingen. En slik lukkekontakt kan oppnå lukketider på mindre enn 5 ms.

Et ekstremt viktig område for anvendelse av den foreliggende oppfinnelsen er når matekabelen mottar dens strøm direkte fra en generator, dvs. lokalt produsert strøm. Takket være oppfinnelsen blir et slikt arrangement økende attraktivt fra kostnadsaspektet. Denne anvendelsen utgjør derfor en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

De ovenfor og andre foretrukne utførelser av oppfinnelsen er definert i underkravene til patentkrav 1.

I et andre aspekt oppnås formålet ved oppfinnelsen av en fremgangsmåte av typen beskrevet i innledningen til patentkrav 17 som omfatter de spesielle trekkene definert i den karakteriserende delen av kravet.

I et tredje aspekt har formålet blitt oppnådd ved bruken av en lukkekontakt som angitt i patentkrav 19.

Takket være fremgangsmåten og bruken som angitt og de foretrukne utførelsene som definert i patentkravene avhengige av de respektive kravene 17 og 19, oppnås ekvivalente fordeler som definert ovenfor for det patentsøkte anlegget.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i den etterfølgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser med henvisning til de medfølgende tegningene. Fig. 1 er et kretsskjema som illustrerer et anlegg i samsvar med en første utførelse av oppfinnelsen. Fig. 2-3 viser et kretsskjema korresponderende med fig. 1 i samsvar med to alternative utførelser av oppfinnelsen. Fig. 4 viser et grunnleggende skisseutkast for en lukkekontakt som er egnet for bruk i et anlegg i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 5 viser en fordelaktig utførelse av lukkekontakten vist på fig. 4.

Fig. 6 er et flytskjema som klart illustrerer funksjonen til oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en bryteranleggsinstallasjon som mates med strøm fra to forskjellige kabler 8, 8a fra nettet, en transformator 1, la er anordnet i hver kabel for nedtransformering av spenningen til matekablene 9, 9a. Typiske spenningsnivåer er angitt for henholdsvis nettet og bryteranleggsinstallasjonen, men disse er naturligvis bare eksempler. De to matekablene 9,9a er tilkoblet en felles samleskinne 10. Den viste bryteranleggsinstallasjonen kan enten være en enkelt bryteranleggsinstallasjon eller være dannet ved å forbinde to bryteranleggsinstallasjoner med den felles samleskinnen. Kabler 11 fører fra bryteranleggsinstallasjonen til de forskjellige belastningene 7 i forbrukersystemet, representert av en motor på figuren.

En bryter 2, 2a er anordnet i matekabelen 9, 9a fra hver transformator 1, la og en bryter 4 er på tilsvarende måte anordnet i kabelen 11 til hvert brukerpunkt 7. En grenkabel 12 løper fra matekabelen fra transformatoren på venstre på figuren og kan jorde matekabelen 9 galvanisk direkte ved hjelp av en lukkekontakt 3.

Lukkekontakten er beskrevet mer detaljert i tilknytning til figurene 4 og 5. Den er i stand til å lukke på mindre enn 5 ms. Lukkekontakten er anordnet slik at den blir aktivert når en kortslutning 5 opptrer i systemet, enten i bryteranleggsinstallasjonen eller på forbrukersiden. Dette kan oppnås ved å overvåke ved hjelp av en strømsensor, spenningssensor eller lysbuesensorer på passende punkter, eller ved kombinasjoner av slike foranstaltninger. For tydelighetens skyld er disse detektorene ikke vist på tegningene, men de kan være av en generelt kjent, konvensjonell type. Signaler fra detektorene blir ført til lukkekontakten 3, som således blir aktivert slik at systemet jordes hurtig.

Lukkekontakten forhindrer kortslutningsstrømmer i å akkumuleres på feilstedet siden en av matekablene er jordet og bidraget fra matekabelen til kortslutningsstrømmen på feilstedet blir minimalisert. Behovet for å motstå kortslutninger blir således redusert for bryteren og bryteranleggsinstallasjonen. Når systemet er jordet, blir bryteren 4 aktivert i forbrukerkabelen 11 hvor feilen 5 opptrådte. Bryteranleggsinstallasjonen blir så frakoblet fra strømforsyningen ved aktivering av bryterne 2 og 2a. Lukkekontakten 3 kan så tilbakestilles og bryte jordforbindelsen hvoretter bryterne 2,2a blir tilbakestilt og bryteranleggsinstallasjonen igjen leverer strøm til resten av forbrukerbelastningene i systemet. Tilbakestilling kan utføres automatisk. Dersom i stedet feilen opptrer i selve bryteranleggsinstallasjonen, vil bryterne 2,2a naturligvis bli aktivert umiddelbart etter at jording har funnet sted. Fig. 2 illustrerer en bryteranleggsinstallasjon korresponderende med fig. 1 unntatt for en grenkabel 12,12a til jord, med lukkekontakt 3, 3a, som er anordnet ved hver matekabel 9, 9a. I dette tilfellet vil begge lukkekontaktene 3, 3a bli aktivert når en feil opptrer i en hvilken som helst forbrukerbelastning eller i bryteranleggsinstallasjonen 5a. Ellers korresponderer hendelsesforløpet med forløpet i utførelsen vist på fig. 1. Fig. 3 illustrerer oppfinnelsen dersom det bare er en innkommende kabel 8 med transformator 1 fra nettet, men hvor strømleveringen blir supplert med autogenerert strøm på spenningsnivået til bryteranleggsinstallasjonen, dvs. uten transformering. En generator 13 leverer således strøm direkte til samleskinnen 10 til bryteranleggsinstallasjonen. En bryter er tilveiebrakt i kabelen 14 fra generatoren 13, og galvanisk jording kan tilveiebringes via grenkabelen 12 med lukkekontakt 3. Funksjonen er i prinsippet den samme som i utførelsen vist på fig. 1, dvs. med kortslutning 5 i en hvilken som helst del av kabelsystemet eller i bryteranleggsinstallasjonen aktiveres lukkekontakten 3 og hendelsesforløpet fortsetter som beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 1.1 dette tilfellet er også grenkabelen 12 fortrinnsvis utstyrt med en bryter. På tilsvarende måte kan en grenkabel med lukkekontakt til jord også være anordnet ved matekabelen 9 fra transformatoren 1.

En lukkekontakt som er egnet for bruk i anlegget er vist på fig. 4. Denne innbefatter en første kontaktdel 31, en andre kontaktdel 32 og en be vegbar kontaktdel 33. Den bevegbare kontaktdelen er i formen av en hylse. Den omgir den første kontaktdelen og er tilveiebrakt med en flens 34. Et kontaktelement 35 er anordnet mellom den respektive første og andre kontaktdelen, og den bevegbare kontaktdelen. I utførelsen vist som eksempel kan disse kontaktelementene være i formen av bånd av helisk viklet ledende tråd. Båndene omgir den respektive første og andre kontaktdelen, og er anordnet i spor i hver kontaktdel. Den helisk viklede formen gjør det mulig for båndene å butte mot hver kontaktdel med fjærkraft. Kontaktelementene er anordnet slik at de tillater den bevegbare kontaktdelen å bevege seg longitudinalt samtidig som det opprettholdes lav-ohmsk kontakt med både den første og den andre kontaktdelen.

En første helisk spole 36, en såkalt Thomson-spole, er anordnet i tilknytning til flensen 34. På tegningen er den heliske spolen anordnet umiddelbart under flensen og flensen er anordnet slik at den butter mot spolen. Når en strømpuls flyter gjennom spolen fra en strømkilde, ikke vist, opptrer et variabelt magnetisk felt som induserer virvelstrømmer i flensen 34. Virvelstrømmene forårsaker i sin tid dannelsen av et magnetisk felt motsatt til det første magnetiske feltet. Dette gir grunnlag for en sterk frastøtingskraft som kaster hylsen 33 med flensen mot den andre kontaktdelen.

En mangfold lysbuefingre 37 av fjærstål er anordnet rundt den andre kontaktdelen. Disse er spent i kontakt med den andre kontaktdelen, i den øvre delen av figuren, med den frie enden, med fingertoppen, direkte på skrå mot den første kontaktdelen. Lysbuefingrene er anordnet slik at de har en defleksjon med høy resonansfrekvens. Når fingrene blir utsatt for den fremførende bevegbare kontaktdelen, starter de å vibrere. Fingertoppene når så mot den bevegbare kontaktdelen. Hver gang fingertoppen forlater overflaten til den bevegbare kontaktdelen, oppstår en liten lysbue. Mangfoldet av fingre er imidlertid anordnet rundt kontaktdelen, og alle har forskjellige faser og forskjellige resonansfrekvens, og en eller flere fingertopp er i kontakt til ethvert tidspunkt med den bevegbare kontaktdelen. Disse lysbuene blir derfor eliminert.

Fig. 5 viser en fordelaktig utførelse av lukkekontakten. Utførelsen innbefatter alle delene nevnt på fig. 4, og disse har de samme henvisningstallene. I det viste eksempelet er kontaktene anordnet i en kapsling av isolerende materiale. Kapslingen, fortrinnsvis fylt med en beskyttende gass, består av en sylindrisk vegg 38, en toppdel 39 og en bunn 310 i det viste eksempelet.

Ved operasjon blir den bevegelige kontaktdelen kastet mot den andre kontaktdelen slik at kontakt frembringes mellom den første og den andre kontaktdelen. Dette oppnås ved hjelpen av kontaktelementer 35.1 lukket posisjon butter flensen 34 mot en hammerring 312 som i sin tur butter mot en andre helisk spole 311. Hammerringen er bevegbar langs lengden av den bevegbare kontaktdelen og holdes i kontakt med den andre heliske spolen ved kraften til en fjær 313. Den andre spiralspolen er forankret i bunndelen 310. Når en strømpuls fra en strømkilde, ikke vist, strømmer gjennom den andre heliske spolen, opptrer et variabelt magnetisk felt som induserer virvelstrømmer i hammerringen 312. Virvelstrømmene forårsaker i sin tur dannelsen av et magnetisk felt motsatt til det første magnetiske feltet. Dette gir grunnlag for en sterk frastøtingskraft som kaster hammerringen mot flensen til den bevegbare kontakten. Den kinetiske energien som således etableres blir overført til flensen til den bevegbare kontaktdelen, som blir kastet til dens åpne hvileposisjon. Dersom av en eller annen grunn den bevegbare kontaktdelen ikke skulle ha nådd sin fulle PÅ-posisjon, vil hammerringen, ved en puls, overføre dens kinetiske energi til den bevegbare kontakt. Den illustrerte løsningen for bryterfunksjonen skjer således uten hensyn til hvorvidt den tidligere lukkeoperasjonen var fullstendig.

En skjermering 314 er anordnet på et nivå med enden av den første kontaktdelen som vender mot enden til den andre kontaktdelen. På tilsvarende måte er en skjermering 315 anordnet på et nivå med enden av den andre kontaktdelen som vender mot enden av den første kontaktdelen. De to skj ermeringene er anordnet for å fordele det eksisterende elektriske feltet mellom den første og den andre kontaktdelen slik at det ikke oppstår noen feltkonsentrasjoner.

Fig. 6 illustrerer hva som skjer ved kortslutning ute i forbrukersystemet i et anlegg i samsvar med oppfinnelsen. Illustrasjonen refererer seg til utførelsen med en lukkekontakt ved hver innkommende kabel, dvs. i prinsippet som vist på fig. 2. Kortslutning i forbrukersystemet er angitt 5 på fig. 2. På fig. 6 representerer kurve I lekkasjestrømmen som ville opptre dersom det bare var en levering. Kurve II viser lekkasjen i tilfellet med to leveringer, dvs. som vist på fig. 2. Kurve III viser lekkasjen med bruken av lukkekontaktene 3, 3a på fig. 2. Disse blir aktivert under den første kvarte perioden, dvs. innen 5 ms. Den akkumulerte lekkasjen ifølge kurve III har således ikke tid til å overskride toppverdien for en levering, kurve I, og brytere og andre komponenter i bryteranleggsinstallasjonen som er dimensjonert for toppverdien ved en forsyning vil ikke bli overbelastet.

Claims (20)

1. Elektrisk anlegg med en sikkerhetsanordning omfattende en bryteranleggsinstallasjon med samleskinne (10) og minst en første og en andre matekabel (9, 9a, 14) til samleskinnen (10) i bryteranleggsinstallasjonen, hvilke kabler hver er tilkoblet en strømkilde (1, la, 13) slik som en transformator (1, la) eller en generator (13),karakterisert vedat hver matekabel (9, 9a, 14) er forbundet med en grenkabel (12,12a) til jord og hver grenkabel (12,12a) er tilveiebrakt med en lukkekontakt (3, 3a) som normalt er åpen, som er anordnet for å aktiveres, dvs. for hurtig å lukke forbindelsen til jord i tilfellet kortslutning (5a) i bryteranleggsinstallasjonen.

2. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat lukkekontakten (3, 3a) også er anordnet for å aktiveres i tilfellet kortslutning (5) ved en av forbrukerbelastningene.

3. Anlegg ifølge krav 1 eller krav 2,karakterisert vedat lukkekontakten (3, 3a) er forbundet med lysbueovervåkere, strømsensorer og/eller spenningssensorer, og er anordnet for å aktiveres som respons på signaler fra disse.

4. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat hver lukkekontakt (3, 3 a) er anordnet for å oppnå lukking på mindre enn 5 ms.

5. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat hver lukkekontakt (3, 3a) er anordnet for galvanisk lukking, dvs. lav impedans.

6. Anlegg ifølge krav 5,karakterisert vedat hver lukkekontakt omfatter en første elektrode (31), en andre elektrode (32), et bevegbart kontaktelement (33) som omgir disse, og en aktivator, hvilken aktivator omfatter en helisk viklet første spole (36) fast etablert ved den første elektroden, hvis bevegbare kontaktelement omfatter en flens (34) som butter mot spolen, hvorved en strømpuls som løper i spolen frembringer en frastøtingskraft mellom spolen og flensen, som kaster det bevegbare kontaktelementet til den andre elektroden og kompletterer brytingen.

7. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6,karakterisert vedat minst en av grenkablene (12,12a) omfatter en bryter (6) i serie med lukkekontakten.

8. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat minst en av matekablene (9,9a, 14) omfatter en bryter (2,2a) anordnet mellom strømkildene (1, la, 13) og grenkabelen (12, 12a).

9. Anlegg ifølge krav 7 eller krav 8,karakterisert vedat bryteren (6) i serie med lukkekontakten eller bryteren mellom strømkilden (1, la, 13) og grenkabelen (12,12a) er anordet for å bryte strømmen automatisk etter at lukkekontkten (3, 3a) har blitt aktivert.

10. Anlegg ifølge krav 9,karakterisert vedat lukkekontakten (3, 3a) er anordnet for å bli tilbakestilt etter at strømmen har blitt frakoblet.

11. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-10,karakterisert veden induktor anordnet i minst en av grenkablene (12,12a).

12. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-11,karakterisert veden induktor anordnet i minst en av matekabalene (9, 9a, 14).

13. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-11,karakterisert vedat minst en av strømkildene er en generator (13).

14. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12,karakterisert vedat minst en av strømkildene er en transformator (1, la).

15. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-14,karakterisert vedat bryteranleggsinstallasjonen er en mellomspenningsbryteranleggsinstallasjon.

16. Anlegg ifølge et hvilket som helst av kravene 1-15,karakterisert vedat lukkekontakten er anordnet for å forbinde alle tre faser med jord.

17. Fremgangsmåte for å avhjelpe feil i et elektrisk feil omfattende en bryteranleggsinstallasjon med samleskinne og minst en første og en andre matekabel til samleskinnen til bryteranleggsinstallasjonen, hvilke kabler er forbundet med en strømkilde slik som en transformator eller en generator,karakterisert vedat en grenkabel til jord er forbundet med hver av matekablene, idet hver grenkabel er tilveiebrakt med en lukkekontakt, som normalt er åpen, og ved at hver lukkekontakt bringes til å aktiveres, dvs. til hurtig å lukke forbindelsen til jord i tilfellet kortslutning i bryteranleggsinstallasjonen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17,karakterisert vedat fremgangsmåten utøves i et anlegg omfattende trekkene definert i et hvilket som helst av kravene 2-16.

19. Bruken av en lukkekontakt i et elektrisk anlegg omfattende en bryteranleggsinstallasjon, forbrukerbelastninger tilkoblet bryteranleggsinstallasjonen og minst en matekabel til bryteranleggsinstallasjonen,karakterisert vedat den brukes i et anlegg som omfatter minst to matekabler, som hver er forbundet med dens egen strømkilde, hvor lukkekontakten blir brukt til å forbinde hver av matekablene med jord i tilfellet kortslutning i brukeranleggsinstallasjonen.

20. Bruk som angitt i krav 19,karakterisert vedat lukkekontakten blir brukt i et anlegg som omfatter trekkene definert i et hvilket som helst av kravene 2-17.