NO780257L - Betjeningsmekanisme for hoeyspenningsbryter. - Google Patents

Description

Betjeningsmekanisme for høyspenningsbryter.

Oppfinnelsen angår en betjeningsmekanisme for høy-spenningsbryter, omfattende en sylinder og et stempel for å slutte og bryte bryterkontaktene.

Visse typer høyspenningsbrytere, f.eks. av buffer-typen, har forholdsvis lang brytetid. Forsøk på å minske denne brytetid er oppnådd med fordel slik det fremgår av U.S.-patentskrifter nr. 2.096.619, 2.436.194, 2.476.024 og 2.552.358.

Når det gjelder høyspenningsbrytere av denne art hvor det anvendes forskjellige mekaniske leddsystemer, er det nødvendig å starte bevegelsen av systemet så hurtig som mulig når overstrøm opptrer. Når overstrøm opptrer, har det vist seg at de fleste mekaniske anordninger for å starte brytingen er utilfredsstillende ganske enkelt som følge av tidstap for tilførsel av kraft når brytesignalet opptrer. Ved senere konstruksjoner hvor det anvendes elektriske fortennere, vil det selv om disse vanligvis er hurtigere, være en tenntid som er langsommere enn ønskelig. Fortennere av den såkalte bro-trådtypen omfatter således en motstandstråd som tenner en drivladning direkte, medfører en forholdsvis lang tenntid på 1-3 millisekunder. Hurtigere tenning er ønskelig for å bryte kontaktene når overstrøm opptrer.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en betjeningsmekanisme av den innledningsvis nevnte art som gir en kortere brytetid.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en gassgenerator som inneholder en fast eksplosiv ladning som ved tenning frembringer gass med høyt trykk mot stempelet, en fast drivladning, en tenner for generatoren og et brennbart materiale for tenning av generatoren, en fortenner for tenneren omfattende et elektrisk følsomt, brennbart materiale og hjelpemid-

ler for frembringelse av en elektrisk ladning i fortenneren.

På denne måte oppnås en gnistutladning som gir en forholdsvis kort tenntid på ca. 0,3 millisekunder, slik at betjeningsmekanismen kan tilveiebringe brytning av de atskill-bare kontakter på mindre enn 1 3/4 periode eller 29,2 millisekunder .

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-10.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et sideriss del vås i snitt av en høy-spenningsbryter med en betjeningsmekanisme ifølge oppfinnelsen i brutt tilstand. Fig. 2 viser et utsnitt av fig. 1 hvor betjeningsmekanismen er vist i sluttet tilstand.

Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom drivladningen.

Fig. 4 viser et diagram for bevegelsen som funksjon

av tiden for en mekanisme med drivladning og en pneumatisk mekanisme.

Fig. 5 viser et forstørret utsnitt av fig. 1.

Gasskompresjonsbryteren på fig. 1 omfatter et par at-skillbare kontakter 12,14 i et isolerende hus 16, med en be-tj eningsmekanisme 18 for brytning og slutning av kontaktene og hjelpemidler 20 for å frembringe en plutselig eksplosjon av et gassformet medium for brytning av kontaktene.

Et isolerende hus l6a inneholder et ikke vist kon-taktpar svarende til kontaktene 12,14. Husene 16,16a bæres av et bærelegeme 22 av isolasjonsmateriale av samme art som for husene 16 og 16a, f.eks. porselen. Betjeningsmekanismen 18 omfatter en sylinder 24, et stempel 26, en stempelstang 28, en vinkelarm 30 og en forbindelsesstang332 for bevegelse av kontakten 14 mellom brutt og sluttet stilling på vanlig måte.

Når stempelet 26 beveges mot venstre i sylinderen

26, vil stempelstangen 28 svinge vinkelarmen 30 mot urviseren slik at forbindelsesstangen 32 trekkes ned og den bevegelige kontakt 14 fjernes fra den faste kontakt 12. En støtdemper 34

er fortrinnsvis anordnet ved den venstre ende av stempelstangen 28. Når stempelstangen 28 drives til venstre, blir en skruefjær 36 presset sammen. I sammenpresset tilstand er fjæren 36 klar til å slutte kontaktene 12,14 ved hjelp av betjeningsmekanismen 18 når et sluttesignal mottas. Fjæren 36 spennes under bryteoperasjon for stempelstangen 28 og anvendes etterpå til å slutte kontaktene 12,14 og returnere stempelet mot høyre i sylinderen 24. For dette formål er anordnet en låseinnretning 38 for å holde bryteren i brutt stilling ved avsluttet bryteoperasjon. Låseinnretningen 38 betjenes enten av en solenoid, en drivladning eller magnetiske motvirkningsspoler og omfatter et glidelegeme 39 som trer inn i et spor 40 på stempelstangen 28. Det skal bemerkes at låseinnretningen kan anordnes på et vilkårlig sted i betjeningsmekanismen som f.eks. i forbindelse med vinkelarmen 30 eller betjeningsstangen 32.

Videre er det anordnet enddrivmekanisme 20 med en gass generator av gewærtypen som omfatter et løp 42 og et kammer 44 for en drivladning 50 som vist på fig. 3- Drivladningen omfatter et hus 52 med en ladning 54 av fast eksplosivt materiale, en tennladning 56 og en fortenner 58. Drivladningen 54 omfatter et brennbart materiale som ved tenning bringes ut i løpet som munner i sylinderen 24 hvor forbrenningen fullføres og frembringer gass som driver stempelet 26 fra stillingen på fig. 2 til bryterstillingen på fig. 1. Drivladningen 54 består f.eks. av dobbelt basisk røksvakt krutt. Den eksplosive gass kan frembringe et trykk på 210-700 kg pr. cm 2 i sylinderen 24 for å drive stempelet 26 mot venstre for å bryte kontaktene 12,14 og spenne fjæren 36. En lyddemper 60 er anordnet ved den venstre ende av stempelslaget for utslipp av gassen.

Tennladningen 56 er fortrinnsvis atskilt fra drivladningen 54 ved en skillevegg 62 og består av en fast alad-ning som frembringer en flamme for tenning av drivladningen 54. Tennladningen 56 er av brennbart materiale som f.eks. svartkrutt eller en blanding av amorft borpulver og kaliumnitrat.

Fortenneren 58 er elektrisk følsom for et signal med lavt nivå eller elektrisk puls fra en tennledning 64 som fører fra en ikke vist detekteringsinnretning for overstrøm eller feil i brytekretsen. Fortenneren 58 består fortrinnsvis av en elektrisk følsom, brennbar blanding som f.eks. blystyfnat og acetylensot som tenner når den aktiviseres av en elektrisk utladning som frembringer en liten flamme i tennladningen 56 som på sin side leverer en f-lamme som tenner drivladningen 54.

Når en elektrisk puls tenner fortenneren 58,tenner denne tennladningen 56 som på sin side tenner drivladningen 54. Gassen som frembringes av drivladningen driver stempelet

26 hvis stempelstang 28 er direkte forbundet med betjeningsmekanismen 18. Når kontaktene brytes, spennes fjæren 36

for etterfølgende slutning av kontaktene ved utløsning. Når stempelet 26 nærmer seg enden av sitt arbeidsslag, dempes bevegelsen av en støtdemper 34 og stempelet passerer en åpen eksosåpning til en lyddemper 60 som slipper gassen ut i den omgivende luft. I fullt brutt tilstand vil låseinnretningen 38 som er fjærbelastet tre inn i sporet 40 på stempelstangen og holde denne og dermed bryteren i fullt brutt tilstand.

For å slutte bryteren blir en ikke vist solenoid

som motvirker fjærkraften i låseinnretningen 38 energisert og stempelstangen 28 frigis. Som følge av returfjæren 36 sluttes bryteren og en utkastermekanisme kaster ut det tomme sprengladningshus 50 og anbringer en ny ladning i kammeret 44. Bryteren har således fullført en hel bryte- slutte-periode og er klar for den neste.

Betjeningsmekanismen ifølge oppfinnelsen tilveie-bringer en brytetid på mindre enn 1 3/4 periode som følge av drivladningen. Minskningen av brytetiden skyldes i sin hel-het minskning av dødtid og økning av betjeningskraften. Som vist på fig. 4 er dødtiden a for drivladningen mindre enn 0,5 millisekunder sammenlignet med 3 millisekunder for et pneumatisk drevet system. Kraftutviklingsstarten er 1 millisekund resp. 4 millisekunder. Det er minst 5,5 millisekunders forskjell mellom de to bevegelseskarakteristikker. Brytning kan skje ved første nullgjennomgang etter 12,5 cm bevegelse, hvilket medfører at brytetiden er lik tiden for å nå en bevegelse på 12,5 cm pluss en halv periode (8,33 millisekunder). Med drivladning kan brytning skje på 19,6 millisekunder pluss en halv periode lik 27,9 millisekunder. Hvis det antas at frembringelsen av utløsningssignalet krever 1 millisekund, vil den samlede brytetid bli mindre enn 1 3/4 periode (29,2 millisekunder).

Kontaktene 12 og 14 er fortrinnsvis forsynt med en lysbueslukkeinnretning som omfatter en gasskompresjonsstempel-del 68 som samvirker med en sylinderdel 70. Videre omfatter den et hult bevegelig munnstykke 72 for å lede retningen av den komprimerte gasstrøm mot en ikke vist lysbue som frembringes mellom den stasjonære kontakt 12 og den bevegelige kontakt 14 når disse beveges fra hverandre. Sylinderdelen 70 sammen med den bevegelige kontakt 14 er montert på en stang 74 som står i drivforbindelse med betjeningsstangen 32. Når kontakten 14 beveges til brutt stilling, blir gass i rommet 76. mellom sylinderen og stempelet .komprimert og tvinges inn i rommet mellom de atskilte kontakter for å slukke en lysbue som dannes mellom disse.

En betjeningsmekanisme ifølge oppfinnelsen med drivladning minsker ikke bare omkostningene, men forbedrer også virkningen av høyspenningsbrytere.

Claims (10)

1. Betjeningsmekanisme for høyspenningsbryter, omfattende en sylinder og et stempel for å slutte og bryte bryterkontaktene, karakterisert ved en gassgenerator som inneholder en fast eksplosiv ladning som ved tenning frembringer gass med høyt trykk mot stempelet, og en fast drivladning, en tenner for generatoren og et brennbart materiale for tenning av generatoren, en fortenner for tenneren omfattende et elektrisk følsomt, brennbart materiale og hjelpemidler for frembringelse av en elektrisk ladning i fortenneren.

2. Mekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at tenneren omfatter en blanding av bor og kaliumnitrat.

3. Mékamisme ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tenningsmaterialet omfatter svartkrutt.

4. Mekanisme ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at fortenneren omfatter en blanding av blysyftanat og acetylensot.

5. Mekanisme ifølge krav 2,3 og 4, karakterisert ved at det mellom sylinderen og stempelet er anordnet en sluttefjær for å tilbakeføre stempelet til støtte-stilling.

6. Mekanisme ifølge krav 5, kar akkttee r i s e r t ved at stempelet arbeider med et trykk på mellom 210 og '700 kg/cm2.

7. Mekanisme ifølge krav 6, karakterisert ved en utløsbar låseinnretning som holder kontakteneni brutt stilling.

8. Mekanisme ifølge krav 7, karakterisert ved at generatoren omfatter en fast eksplosiv ladning av dobbelt basisk røks vakt krutt. §.

Mekanisme ifølge et av kravene 1-8, kar akk - terisert ved et hult, bevegelig munnstykke for å rette en strøm av den komprimerte gass mot lysbuen som ved brytning dannes mellom kontaktene, hjelpemidler for å feste munnstykket og også den bevegelige kontakt til stempelet.

10. Mekanisme ifølge krav 9, karakterisert ved at låseinnretningen er utløsbart forbundet med en innretning som holder kontaktene i brutt stilling.