NO764404L - - Google Patents

Description

Gasskompresj onsbryter.

Oppfinnelsen angår en gasskompresjonsbryter.

I de senere år er det blitt ef terspørs-el efter under-stås joner med minskede dimensjoner og dette er blitt møtt med gassisolert utstyr i underståsjoner slik som angitt i US-patentskrifter nr. 3-378.731, 3-348.001, 3-801.768,

3-794,797, 3-356.798, 3-610.858, 3-599-041 og 3-562.460.

Slikt utstyr minsker i vensentlig grad den plassfsom er nødvendig på høyspenningssiden i underståsjoner på f.eks.

fra II5-345 kV. Plassreduksjonen oppnås ved å erstatte åpne samleskinner og tilkoplingsutstyr av lufttypen med gassisolerte samleskinner, fylt f.eks. med godt isolerende gass som feeks. svovelheksaflorid ved et trykk pa f.eks. 3,15 kg/cm p og derved muliggjøre at elektdske utstyr kan anbringes nærmere hverandre. Slikt gassisolert underståsjonsutstyr har mange fordeler, blandt andre:

1. Vesentlig reduksjon av den plassssomeer nødvendig både når cldet gjelder grunnflate o.g full høyde. 2. Øket pålitelig ved å eliminere muligheten av.fase til fasefeil, overslag innenfor utstyret og tilsmussing av isolatorene:., 3. Minsket vedlikehold fordi det er et lukket system som er iso-lert fra omgivelsenes 4. Øket sikkerhet for personell fordi alle spenningsførende deler

er dekket av jordede skjermer.

5- Gassisolert utstyr har dessuten den fordel at det betyr lavere installasjonsomkostninger sammenlignet med vanlig utstyr eller andre typer kråftoverføringsutstyr.

Gassisolert utstyr slik s om beskrevet ovenfor har dessuten fordler ved utformingsmuligheter i og med at høyspennings-kraftoverførings- og betjeningsutstyr har mindre dimensjoner, slik at både den plass som er unødvendig og den totale lengde av samle skinner blir mindre. Krafttransformatorer kan anbringes i de ytre hjørner av stasjonen slik at de lett kan fjernes og plasseringen av kabelhoder blir mere fleksibel med det resultat at systemet lett kan forbindes med luftledninger.

Som eksempler på merkedata for slikt gassisolert kraft-overføringsutstyr kan anføres som nedenfor:

Ifølge oppfinnelsen omfatter en gasskompresjonsbryter for stor strøm en stasjonær kontaktenhet med et antall.hovedkontaktfingre i et sylindrisk mønster og en sentral anordnet stasjonær ringformet lysbuekontakt, en samvirkende bevegelig kontaktenhet med en betjeningssylinder som bærer den bevegelige kontaktenhet og et isolasjonsmunnstykke, hvilken betjeningssylinder ved sin forreste ende er forsynt med en ringformet forholdsvis tung hovedkontakt som samvirker med de stasjonære kontaktfingre i sluttet tilstand av bryteren, et faststående stempel over hvilket sylinderen er glidbar under betjening, hvilken bevegelige kahtaktenhet har et sentralt anordnet bevegelig lysbuehorn i den forreste ende som trer inn i den stasjonære ringformede lysbuekontakt under bryterens slutning, idet gassseom komprimeres mellom sylinderen og stempelet presses ut gjennom det hule isolasjonsmunnstykke og inn i en lysbue- som trekkes ut i munnstykket mellom den stasjonære ringformede lysbuekontaktoog den bevegelige lysbuekontakt under brytningen.

Den gassfylte innkapsling kan med fordel bestå av jordede metallkapper som inneholder gasskompresjonsbryter med en begynnende kompresjonsbevegelse av en bevegelig gasskompresjonssylinder over et faststående stempel, mellom hvilke gassen . komprimeres slikaat den Hiysbueslukkende gass presses ut gjennom et' bevegelig hult isolasjonsmunnstykke for å slukke den dannede lysbue i munnstykket ved en dobbelt gasstrømning eller ventala-s jon.

Konstruksjonen av bryteren ifølge oppfinnelsen er slik

at både den stasjonære og den bevegelige kontaktenhet begge er rørftSrmede og ventilerte som muligjgør hurtig lysbues lukking og strømmen av slukkegassen føres ut av lysbueområdet fortrinnsvis i motsatte retninger ved hjelp av den ventilerte kontaktutforming.

Ytterligere trekk vkå fremgå av-kravene 2-17.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et aksialt snitt, gjennom en gasskompresjonsbryter ifølge oppfinnelsen i brutt tilstand.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen II-II på fig. 1.

Fig. 3 viser i fdrstørret målestokk et aksialt snitt

gjennom kontaktenhetene i sluttet tilstand.

Fig. 4 viser.på samme måte som fig. 3 kontaktenhetene,

ved begynnelsen av bryteoperasjonen.

Fig. 5 viser på samme måte som fig. 3 og 4 kontaktenhetene under selve bryteoperasjonen.

Fig. 6 viser på samme måte som fig. 3-5 bryterenhetene

i fullstendig brutt tilstand.

Fig. 7 viser et snitt langs linjen VII-VII på fig. 3-

Fig. 8 viser i aksialt snitt en detalj: ved den bevegelige kontaktenhet. Fig. 9 viser i forstørret målestokk et aksialt snitt gjennom en modifikasjon av kontaktenhetene i fullt sluttet tilstand. Fig. 10 viser på samme måte som fig. 9 nok en modifikasjon av kontaktenhetene i fullt sluttet tilstand. Fig. 1—6 viser en utførelsesform av en gasskompresjonsbryter ifølge oppfinnelsen med bryterenheter 4 med enkelt trykk og dobbelt gasstrøm i en kappe 2 med isolasjonsgass 5 som komprimeres under bevegelsen mellom en betjeningssylinder 6 og et.stasjanært stempel 7 slik at gassen presses gjennom et isolerende munnstykke 9 og inn i en dannet lysbue 10 som vist nærmere på fig. 5. Gassen strømmer i to retninger nemlig gjennom og rundt den stasjonære rørformede kontakt 11 i den retning som er antydet med pilene 16 på fig. 5 og også i motsatt retning gjennom den bevegelige rørformede ventilerte kontakt 13 som antydet med pilene 17 på fig. 5- Den bevegelige kontakt betjenes av en mekanisme 19.

Bryteren ifølge utførelseselsempelet er beregnet på

145 kV med en kontinuerlig merkestrøm på 2000-4000 A. Feil-

strøm siam skal brytes av bryteren kan være så høy som 50 kA.

Kappen 2 er jordet og forsynt med en rørformet isolator

23 som bærer den stasjonane kontaktenhet 3 og en elektrostatisk skjerm 25 som omfatter to i innbyrdes avstand anordnede metall-ringer 27 og 28. Hensikten med den elektrostatiske skjerm 25 er å fordelenjevnt den elektrostatiske spenning i forhold til jord.

I den sluttede stilstand som vist på fig. 3 fremgår det at sekundære bevegelige kontaktfingre 30 er anordnet sirkulært og ligger an mot den ytre ringformede kontaktflate lia av den stasjonære kontakt 11. For større strømmer er ytterligere kontaktflate unødvendig, men utformingen på fig. 3-6 kan anvendes med et ytterligere antall sirkulært anordnede stasjonære kontaktfingre 31 med utvidede ender nedentil som vist med 31å.

De ytterligere hovedkontakt!ingre 31 danner kontakt med

en ringformet bevegelig hovedkontaktdel 32 som danner en del av den bevegelige betjeningssylinder 6 som samvirker med et stasjo-nært stempel 7 for frembringelse av ^asstrykk i kompresjons-rommet 33-

Det stasjonære stempel 7 bæres av en indre sylindrisk

del 35 som ved hjelp av bolter 36 er festet til en stasjonær bæreenhet 38.

Under bryteoperasjonen b!3r betjeningsstangen 13 beveget nedover ved hjelp av mekanismen 19 på fig. 1 og bevirker en begynnende adskillelse mellom hovedkontaktfingerne 31 og den bevegelige hovedkontakt 34 som skjer uten lysbuedannelse. Deretter skjer adskillelsen mellom de bevegelige sekundærkontaktfingre 30 og den stasjonære kontakt 11. Deretter blir som vist på

fig.? 5 den indre lysbuekontakt 13 adskilt fra den stasjonære kontakt 11 slik at det dannes en lysbue 10 mellom dem som vist på fig. 5- G'asstrømmen gjennom det hule munnstykket 9 kommer i intim kontakt med lysbuen 10 og bevirker en hurtig slukning av denne. Fortrinnsvis anvendes en godt isolerende slukkegass

.5 i kappen 2 som f.eks. svovelheksaflorid under trykk på

2

ca. 3,15 kg-/-cm .

For å overføre strømmen fra betjeningsstangen er det anordnet follede båndkontakter 42 som overfører strømmen til den stasjonære bæredel 35 og ut gjennom en nedre åpning 45

som vist på fig. 1 ved hjelp av en ikke vist tilslutningsleder.

For større strømstyrke kan ikke bare de stasjonære kontaktfingere 31 anvendes men i tillegg kan det anordnes stasjonære kontaktfingre 56 som vist på fig. 4.

Det er motsvarende utforming av den indre flate 49

av den bevegelige sylinder og den ytre overflate 7a av stempelet 7 som vist på fig. 3_6.

Fig. 8 viser i detalj- utformingen av den kombinerte betjeningsstang og bevegelige lysbuekontakt 13 som er forsynt med en kontaktdé/lI13a.

"Ved de to modifiserte utførelses på fig. 9 og 10 er kontaktenhetene 53 resp. 54 også forsynt med et isolasjonsmunnstykke 9A res.-. 9B som er festet på bet j eningssylinderen 6A

resp. 6B som er bevegelig over det faststående stempel 7A

resp. 7B. De estasjonære kontaktfingre 56 kan som beskrevet overfør anvendes for få overføre sfcrøm fra betjeningsstangen 58

resp. 59 til bæredelen 35A resp. 35B av stempeldelen 6l resp. 62. Slukkingen eller ventileringen av den tente gass skjer både gjennom den rørformede stasjonære kontakt 63 resp. 64 og gjennom betjeningsstangen 58 resp. 59 i motsatte retninger som antydet med pilene 66 resp. 67 på fig. 9 og 10.

Av fig. 9 fremgår det at den bevegelige lysbuekontakt

58 likesom ptå fig. 1-5 strekker seg lenger mot den stasjonære kontaktenhet 3A enn de bevegelige lysbuefingre 30A. Munnstykket 9A har imidlertid en annen form enn munnstykkét 9 på fig. 5

og gir et utvidet lysbueområde 65. De foldede ribbekontakter 69 anvendes for å overføre strømmen mellom betjeningsstangen 58 resp. 59 og den stasjonære bæredel 35A resp. 35B.

Som det fremgår av fig. 9 er den øvre del av betjeningsstangen 58 gjenget ved 58A og er forsynt med en innvendig gjenge-del 70 av sylinderen 6A. De bevegelige lysbuefingere 30A kan anbringes i en utsparing 71 i delen 70 og festes ved hjelp av den øvre 'bevegelige kontaktdel som er skrudd inn i gjengene i delen 70.

På fig. 10 er betj;eningsstangen 59 forsynt med oppover-ragende lysbuekontaktfingere 68. Den øvre ende 59A har i vinkel utragende ribber 72 som ender i en ringformet del 75

som med innvendige gjenger $3 er forbundet med msøchås.jonsmunn-stykket 9B. Den ringformede del 75 er ved hjelp av ytre gjenger forbundet med en del 76 av den bevegelige sylinder 6B. Med denne utforming av kontaktene vildde bevegelige lysbuekontakt-fingre 68 bevirke den endelige adskillelse med den stasjonære kontakt 64. Den ikke viste lysbue beveges av slukkegassen inn på innerveggen 64A resp. 59B a¥ lysbuekontaktene 64 og 59

som vist med den strekede linje 74.

Fig. 3-5 viser en utvidet utsparing 78 i den sentrale del av stempelet 7- Betjeningsstangen 13 er forsynt med de bevegelige sekundærkontaktfingre 30'som i sluttet tilstand av bryteren omslutter den rørformede stasjonære kontakt 11.

Som vist på fig. 7 bæres disse kontaktfingre av én del

85 som med tilbakevrengte armer av delen 86 av den bevegelige gasskompresjonssylinder 6. Foldede, i sikksakk anordnede stasjonære glidekontakter av den art som er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.649-946 og 3.201.535 kan anvendes for overføring av ledestrømmen L-^-L^fråden bevegelige betjeningsstang 13 til den faatstående kontaktdel 91 av det stasjonære stempel 7■

Som det fremgår av fig. 3~7er det ingen tilpassningsproblem-er når det gjelder bryteren fordi den ringformede utsparing 78 er lik i alle sine dimensjoner og opptar delen 85 av sylinderen 6. Monteringoog demontering er derfor lett.

Ventileringen eller slukkingen av lysbuegassen skj.\ér

lett gjennom denrrørformede betjeningsstang 13 gjennom dens sideveis åpning 93 ut i rommet 94 og også i den motsatte retning, for å lette lysbueavbrytelsenr.?

Claims (17)

1. Gasskompresjonsbryter for stor strøm omfattende en stasjonær kontaktenhet med et antall hovedkontaktfingre i et sylindrisk mønster og en sentralt anordnet stasjonær ringformet lysbuekontakt, en samvirkende bevegelig kontaktenhet- med en betjeningssylinder som bærer den bevegelige kontaktenhet og et isolasjonsmunnstykke, hvilken betjeningssylinder ved sin forreste ende er forsynt med en ringformet forholdsvis tung hovedkontakt som samvirker med de stasjonære kontaktfingre i sluttet tilstand av bryteren, et faststående stempel over hvilket sylinderen er glidbar under betjening, hvilken bevegelige kontaktenhet har et sentralt anordnet bevegelig lysbuehorn i den forreste ende som trer inn i den stasjonære ringforméd lysbuekontakt under bryterens slutning, idet ga!ss som komprimeres mellom sylinderen og stempelet presses ut gjennnm det hule isolasjonsmunnstykke og inn i en lysbue som trekkes ut i munnstykket mellom den stasjonære ringformede lysbuekontakt og den bevegelige lysbuekontakt under brytningen.

2. Bryter ifølge krav 1, karakterisert ved at den bevegelige kontaktenhet omfatter et antall bevegelige hjelpekonktaktfingre som samvirker med utsiden av den stasjonære ringformede lysbuekontiakt i bryterens sluttede stilling.

3. Bryter ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at isolasjonsmunnstykket har kort aksial lengde og strekker seg inne i antallet stasjonæree hovedkontaktfingre i bryterens sluttede stilling. e

4. Bryter ifølge kravene -3, karakteriserte ved at munnstykket har et antall radialt utover vendende ventilasjonshuller fra en innsnevret munndel av munnstykket.

5. Bryter ifølge efraav kravene 1-4, karakterisert ved at stempelet har et sentralt ringformet hulrom^ at en betjeningsstang for den bevegelige kontakt som strekker seg sentralt gjennom det faststående stempel og det ringformede hulrom for å betjene den bevegelige sylinder, har en til hul-rommet svarende utvidet del som trer inn i dette under brytingen for å minskee dødvolum av gass mellom sylinderen og stempelet ved slutten av brytingen.

6. Bryter ifølge et av kravene 1- 5, karakterisert ved at antallet stasjonære kontaktfingre samvirker med ytter-siden av den bevegelige sylinder for overføring av strøm til den bevegelige kontakt.

7. Bryter ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved et antall sjfceperingformB.de kontakter som bæres av det faststående stempel og ligger an mot siden av betjeningsstangen for den bevegelige kontakt og overfører strøm til denne.

8. Bryter ifølge krav 7, karakterisert v edd at betjeningsstangen strekker seg sentralt gjennom et ringformet hulrom i stempelet, og at et antall ringformede kontakter ligger an mot stangen for tilførsel av strøm til denne fra stempelet.

9- Bryter ifølge krav 2, karakterisert ved at hovedkontaktfingrene ligger an mot den ringformede bevegelige hovedkontakt på sylinderen og på et etterfølgende tidspunkt brytes kontakten mellom de bevegelige hjelpekontaktfingre og den stasjonære rørformade lysbuekontakt, slik at den endelige bryting mellom den stasjonære og den bevegelige kontakt skjer ved det bevegelige lysbuekontakthorn og den stasjonære rørformede lysbuekontakt.

10. Bryter ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at sylinderen har en tilbakevrengt del som passer nøyaktig inn i det ringformede hulrom i stempelet i bryterens helt brudte stilling, og er slik innrettet med meget fin passning og godt anlegg mellom det faststående stempel og den bevegelige sylinder overfor den tllbakevrengte del ved slutten av bryteoperasjonen <fdr å minske dødt gassvolum mellom sylinderen og stempelet.

11. Bryter ifølge krav 2, karakterisert ved at det bevegelige lysbuehorn er gjengeforbundet med den øvre ende av betjeningsstangen for den bevegelige kontakt og holder ekstra de bevegelige hjelpekontaktfingre i arbeidsstilling i forhold til den bevegelige sylinder, idet endedelen av den bevegelige, kontakt rager inn i munnstykket på oversiden av en innsnevring i munnstykket.

12. Bryter ifølge et av kravene 1-11, karakterisert ved at den forreste ende av de stasjonære hovedkontaktfingre har en utvidet avrundet del.

13- Bryter ifølge krav 12, karakterisert ved at det faststående stempel hareen enveisvirkende ventil i den forreste ende, vendt mot den stasjonære kontakt, slik at gass har adgang til stempellcammeret under slutteoperasjonen.

14. Bryter ifølge krav 12, karakterisert ved ventilasjonsåpninger i den bakre ende av bæredelen for de stasjonære hovedkontaktfingre.

15. Bryter ifølge krav 14, karakterisert ved en ikke strømførende aksel som beveger den bevegelige sylinder.

16. Bryter ifølge et av kravene 12-15, karakterisert ved at gasstrømningsarealet efter munnstykket avtar for å minske trykkfallet og øke trykket i munnstykket.

17. Bryter ifølge krav 15 eller 16, karakterisert ved et antall føringsringer som bæres av stempelet for føring av akselen.