NO771465L - Gasskompresjonsbryter. - Google Patents

Description

Oasskompresjonsbryter.

Oppfinnelsen angår en gasskompresjonsbryter og sær-lig en slik bryter som kan sammenkoples med minst en ytter-ligere bryter av samme art.

Hensikten med oppfinnelsen, er å tilveiebringe-.en gasskompresjonsbryter som som uavhengig modul kan anvendes på forskjellig måte som en integrerende enhet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at kompresjons-bryteren omfatter en stasjonær kontaktenhet og en bevegelig kontaktenhet, en isolerende sidevegg som bærer den stasjonære og den bevegelige kontaktenhet. i forhåndsbestemt innbyrdes avstand, en metallbæreplate som er forbundet med sideveggen, et stasjonært stempel som er festet på metallbæreplaten, en bevegelig sylinder som bærer den bevegelige kontaktenhet og er innrettet til å gli over stempelet for komprimering av gass mellom stempelet og sylinderen, en fleksibel leder som forbinder en stasjonær kontaktenhet med et tilslutningsorgan for bryteren, og en betjeningsmekaniske for samtidig betjening av den bevegelige sylinder med den bevegelige kontakt-enhet bort fra den stasjonære kontaktenhet bg bevirke lysbue-slukking.

Med fordel kan et antall like brytere av denne art anordnes for samtidig seriebetjening ved hjelp av en felles betjeningsmekanisme.

En forenklet isolerende sideveggkonstruksjon anordnet for uavhengig, å bære den stasjonære kontaktenhet i hver bryter og derved muliggjøre en uavhengig samling av et antall brytere og en etterfølgende anordning av en eller flere brytere i et elektrisk anlegg eller i serie avhengig av spenningen. Den isolerende sidebærevegg tjener samtidig til å hindre en sideveis spredning av varm lysbuegass fra selve lysbuen til bryterhus av metall og derved hindre overslag mellom kontaktdeler som har høy spenning og metallhuset som har jordpotensial.

Den bevegelige betjeningssylinder som samvirker med det stasjonære stempel muliggjør en ønsket rettlinjet be-tjeningsbevegelse og trenger derfor bare en enkelt betjeningsstang for hver bryter. Dette har videre den fordel at bryterenhetene kan koples i serie eller anordnes i par for tilpasning til høyspenningen samtidig som antallet betjeningsstenger for de forskjellige enheter lett kan sammenkoples mekanisk for samtidig betjening ved hjelp av en felles be-tj eningsmekanisme.

I den nedre ende av hver bryterenhet er det en forholdsvis tung metallbæreplate som ikke bare bærer det stasjonære stempel, men i tillegg bærer den isolerende sidevegg

som bærer den oventil anordnede stasjonære kontakt-enhet. Metallbæreplaten tjener også til å overføre strøm fra den bevegelige kontaktenhet til bæreplaten og fra denne til en annen bryterenhet hvis denne foreligger for serie forbindelse.

Hvor imidlertid en enkel bryterenhet er ønskelig,

kan bæreplaten danne en ønsket monterings flate som i seg selv kan bæres i en bestemt stilling av en egnet stående isolasjons-fot eller en hul bæresylinder gjennom hvilken betjeningsstangen for bryteren er anordnet.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom en bryter-.kombinasjon som omfatter to gasskompresjonsbrytere ifølge oppfinnelsen koplet i serie for samtidig betjening og hvor bryterne'be finner seg i sluttet tilstand. Fig. 2 viser bryteren på fig. 1 sett ovenfra hvor ti Islutningsorganene er fjernet for tydelighets skyld. Fig. 3 viser i forstørret målestokk selve bryterenhetene på fig. 1, den ene i vertikalsnitt og i brutt tilstand. Fig. 4 viser i forstørret sideriss resp. i vertikalsnitt de to bevegelige deler av bryterenhetene i brutt tilstand. Fig. 5 viser i forstørret målestokk en stasjonær kontaktenhet i bryteren på fig. 3- Fig. 6 viser en alternativ forbindelse med den stasjonære kontaktenhet når to bryterenheter er forbundet med en gassisolert overførings ledning.

Fig. 7 viser i vertikalsnitt en enkelt bryterenhet

i et jordet metallhus med isolerte gjennomføringer, hvor bryteren er vist i brutt 'tilstand. Fig. -8 viser i perspektiv fire bryterenheter .ifølge' oppfinnelsen i brutt tilstand hvor deler av huset er fjernet, og serieforbundet for en høy spenning f.eks. 550 kV. Fig. 1 viser en gasskompresjonsbryter 1 hvor to bryterenheter 2 er elektrisk seriekoplet og anordnet i et metallhus 3 på en hul isolerende fot 4 gjennom hvilken en felles betjeningsstang 5 er ført for de to bryterenheter 2. Den nedre ende av betjeningsstangen 5 er svingbart forbundet ved 6 med en veiv 7 med en aksel 8 og en betjenings-arm 9 som er svingbart forbundet med en andre betjeningsstang 10 som er forsynt med et fjæranlegg 11. Som det fremgår av fig. 1- ligger det an mot platen 11 en fjær 12 som tilstreber at bryteren inntar sluttet tilstand som vist på fig. 1.

En betjeningsmekanisme 1<*>1 er anordnet for å bringe bryteren i brutt tilstand og denne mekanisme omfatter en vinkelarm 16 som er leddforbundet med en tredje vinkelarm 18 som er svingbar ved hjelp av en stempelstang 20 som er forbundet med et pneumatisk.stempel 21. For brytning betjenes en ventil 25 slik at høytrykksgass pådrar stempelet som beveges nedover slik at stempelstangen 20 bevirker en svingning av vinkelarmen l8 med urviseren. Vinkelarmen 18 bevirker via stangen 30 en svingning av vinkelarmen 31 mot urviseren slik at betjeningsstangen under sammentrykning av fjæren 12 bevirker at betjeningsstangen 5 beveges nedover for å bringe bryterenhetene i brutt tilstand.

Som vist på fig. 3 er betjeningsstangen 5 med sin øvre ende forbundet med et tverrgående legeme 35 som er skrudd fast til betjeningssylinderen 40 i de to bryterenheter for samtidig bevegelse nedover. En slik bevegelse bevirker at de bevegelige kontaktenheter *I2 i de to bryterenheter samtidig beveges nedover og gassen 43 mellom sylinderen 40 og det stasjonære stempel i hver av bryterenhetene komprimeres. Det er klart at hver bryterenhet 2 kan ha hver sin uavhengige isolerte sidevegg 52 som bærer den stasjonære kontaktenhet 53. Som følge derav er det ikke nødvendig med noen særskilt bære-innretning for de stasjonære kontaktenheter 53 som via fleksible ledere 5*1 kan forbindes med tilslutningsorganer 55 som vist på fig. 1 eller hvis ønskelig med en sentral leder 50 i en gassisolert overføringslinje 6l som vist på fig. 6.

Av fig. 3 fremgår at en bevegelse oppover av betjeningsstangen 5 bevirker slutning av de to bryterenheter 2 og en bevegelse nedover bevirker en atskillelse av den bevegelige kontaktenhet fra den stasjonære kontaktenhet idet det dannes to lysbuer 70 i serie med hverandre som antydet på fig. 3-

Som det fremgår av fig. 5 omfatter den stasjonære kontaktenhet 53 en spenningsskjerm 72 av metall inni hvilken er ringformet anordnet en gruppe stasjonære hovedkontakt fingre 73 og en sentralt anordnet stasjonær lysbuekontakt 74.

Som vist på fig. 4 omfatter den bevegelige kontaktenhet 80 en ytre ringformet bevegelige hovedkontakt flate 8l som samvirker med de stasjonære hovedkontakt fingre 73- Dessuten er det anordnet sekundære bevegelige kontakt fingre 83 som samvirker med den stasjonære lysbuekontakt 7^ og har en sentral bevegelig lysbuekontakt 19 som strekker seg inn i den stasjonære lysbuekontakt 7^- Under brytning vil til å begynne med hovedkontaktfingerne 73 og den bevegelige ringformede hovedkontakt 8l skilles fra hverandre. På et bestemt punkt

i bevegelsen vil det skje en atskillelse mellom de sekundære bevegelige lysbuefingre 83 og den ytre flate av den sentrale stasjonære lysbuekontakt 7^. Den endelige atskillelse mellom den stasjonære og den bevegelige lysbuekontakt 19,7^ trekker en lysbue 70 som naturligvis blåses ut av den oppover strømmende komprimerte gass gjennom det bevegelige rørformede isolasjonslegeme 21.

Lysbueslukkingen følger da straks og den fortsatte bryterbevegelse nedover danner et isolert gap som vist på

fig. 3-

Det skal bemerkes at den isolerende sidevegg-52

bærer den stasjonære kontaktenhet 53 i hver av bryterenhetene 2. I tillegg overføres den elektriske strøm mellom de to bryterenheter 2 av et metallegeme 35. Br<y>teren 1 har således

to seriekoplede brytersteder■A,B for en høy spenning f.eks.

2*12 kV og f.eks. med små modifikasjoner for 50 kA eller 63 kA.

Da hver av bryterenhetene 2 uavhengig kan bæres av en bæreplate 52, kan det for lavere spenninger som vist på fig. 7 anvendes bare en bryterenhet 2A. Fig. 7 viser derfor en forholdsvis tung metallbæreplate 186 som bæres av en hul isolerende fot 95 med en betjeningsstang 96. Husets størrelse ved denne utførelse kan minskes vesentlig og to isolerende gjennomføringer 88,89 kan anvendes på toppen av huset. Den bevegelige kontakt er ved hjelp av en forholdsvis tykk leder 100 og en U-formet fleksibel forbindelse 101 forbundet med lederen 102 i den venstre isolerende gjennomføring 98. Den høyre gjennomføring 99 er elektrisk forbundet■ved hjelp av en fleksibel leder 110 på samme måte som vist på

fig. 1.

Den måte på hvilken strømmen overføres fra den bevegelige kontaktenhet i bryterenheten 2A til bæreplaten 186 kan være ved hjelp av stasjonære kontakt fingre 112. Betjeningsstangen 96 er- da ledende og er forlenget med en ikke ledende del 96b som tåler brytespenningen.. Forlengelsen kan skje ved en gjenget forbindelse 113- En vilkårlig betjeningsmekanisme kan anvendes i forbindelse med konstruksjonen på fig. 7.

Fig. 8 viser en utførelse med fire bryterenheter 2 som er serieforbundet for.ekstra høy spenning f.eks. 550 kV. Bryterenhetene er omgitt av et jordet metallhus 3A. Hver bryterenhet 2 bæres via isolerende føtter *l av en bæreplate 219.

Ved bryteren på fig. 8 betjenes bryterenhetene 2 parvis idet hvert par bevegelige kontaktenheter er forbundet ved hjelp av et metallegeme 35A ikke bare elektrisk, men også mekanisk i et svingepunkt 1*10 med en felles isolert betjeningsstang 5 hvis nedre ender om svingepunkter 1*11, 1*12 er forbundet med hver sin veiv 1*43, 1*1*1. Hver veiv 1*13, 1*1*1 er svingbare om en hovedsakelig horisontal aksel 150 resp. 151 og forbundet med armer 160 og l6l med en horisontal betjeningsstang 170 som.samtidig gir de isolerte betjeningsstenger 5 en bevegelse i vertikalretningen. Betjeningsst angen 170 strekker set på venstre side inn i et mekanismehus l80 med en egnet betjeningsmekanisme som kan være pneumatisk, hydraulisk eller elektromagnetisk. Hvis ønskelig kan f.eks. en pneumatisk betjeningsmekanisme av den art som er vist på fig. 1 og 2 anvendes, idet betjeningsstangen 10 på fig. 1 er ekvivalent med betjeningsstangen 170 på fig. 8.

Den faste kontaktenhet i to av bryterenhetene 2 har isolerte gjennomføringer 190 og 193 som strekker seg gjennom metallhuset 3A i og med at dette er en enfasebryter med fire seriekoplede bryteenheter 2A-2D. Gjennomføringer 190 har en sentral leder 191 som via en fleksibel leder 19*1 er forbundet med den stasjonære kontakt i bryterenheten 2A. Fra den øvre ende av kontaktenheten 2B strekker det seg en U-formet leder 200 for elektrisk forbindelse mellom de stasjonære kontaktenheter i bryterenhetene 2B og 2C. Bryterenheten 2C er elektrisk forbundet via den bevegelige metall-del 35B med den bevegelige kontaktenhet i bryterenheten 2D. Den stasjonære kontaktenhet 53 i bryterenheten 2D er elektrisk forbundet via en fleksibel leder 2*10 med den sentrale leder i den isolerte gjennomføring 193- Toppen av metallhuset 3A er ikke vist for tydelighets skyld.

Konstruksjonen på fig. 8 har en forholdsvis tykk horisontal hovedkontaktbæreplate 219 som f.eks. ved sveising er forbundet med den indre sidevegg i huset 3A omtrent på midten av høyden. Bæreplaten 219 kan ha et par åpninger 126, 127 gjennom hvilke de vertikale, bevegelige, isolasjons-betjeningsstenger 5 strekker seg for å utføre bryte- og slutteoperasjonen.

Av det foregående vil det fremgå at det her er be-skrevet en forbedret bryterenhet eller brytermodul 2 som bærer seg selv og kan anvendes enkeltvis eller i kombinasjon. Bryterenheten 2 kan for enkelt bruk være utformet som bryter for 1*15 kV som vist på fig. 7 eller ha flere bryterenheter 2 som f.eks. fire på fig. 8, seriekoplet for en brytespenning på 500 kV. Alt som er nødvendig er en tilstrekkelig bæreplate 186 som på fig. 7 som bærer de bevegelige betjenings-sylindre. For anvendelse med 1*15 kV kan det anvendes en godt ledende betjeningsstang 86 som samvirker ned kontaktfingre 112 for å overføre strømmen til bæreplaten 186.

Claims (1)

1. Gasskompresjonsbryter omfattende en stasjonær kontakt-enhet og en bevegelig kontaktenhet, en isolerende sidevegg som bærer den stasjonære og den bevegelige kontaktenhet i forhåndsbestemt innbyrdes avstand, en metallbæreplate som er forbundet med sideveggen, et stasjonært stempel som er festet på metallbæreplaten, en bevegelig sylinder som bærer den bevegelige kontaktenhet og er innrettet til å gli over stempelet for komprimering av gass mellom stempelet og sylinderen, en fleksibel leder som forbinder en stasjonær kontaktenhet med et tilslutningsorgan for bryteren, og en betjeningsmekanisme for samtidig betjening av den bevegelige sylinder med den bevegelige kontaktenhet bort fra den stasjonære kontaktenhet og bevirke lysbueslukning.

2. Bryter ifølge krav 1, karakterisert ved at den stasjonære kontaktenhet omfatter en 'gruppe av i ringform anordnede kontaktfingre og en sentralt anordnet stasjonær lysbuekontakt.

3. Bryter ifølge krav 2, karakterisert ved at den bevegelige kontaktenhet omfatter en ringformet hovedkontakt som samvirker med den ringformede gruppe stasjonære kontakt fingre, og en sentralt anordnet bevegelig lysbuekontakt. *). Bryter ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at en gruppe i ringform anordnede sekundære, bevegelige kontaktfingre omgir den bevegelige lysbuekontakt.

'5. Bryter ifølge et av kravene 1—-U 3 karakterisert ved at to brytere er serie forbundet i et hus og at bryternes betjeningsmekanismer er forbundet med hverandre for samtidig betjening.

6. Bryter ifølge krav 5>karakterisert ved en felles metallbæreplate som bærer de to brytere i innbyrdes avstand, og en hul isolerende fot som bærer metallbæreplaten i ønsket avstand over jordpotensial.