NO782744L - Hoeyspenningsbryter. - Google Patents

Description

Høyspenningsbryter.

Oppfinnelsen angår en høyspenningsbryter med dielektrisk væske som lysbueslukkemedium, omfattende et elektrisk og termisk isolerende munnstykke som normalt opptar en bevegelig kontakt i kontakt med en stasjonær kontakt.

I den siste del av 1950 årene utviklet flere brytere med flytende svovelheksafluorid som lysbueslukke- , medium som f.eks. beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3.150.250. Vanskeligheten ved denne utførelse var at som følge av den lave kritiske temperatur på ^5°C for en typisk dielektrisk væske som f.eks. svovelheksafluorid,må væskereservoaret være beregnet for et trykk på 140 kg/cm . Den kritiske temperatur er betegnelsen på den temperatur over hvilken økning av trykket ikke vil gjøre gassen flytende. I enkelte tilfeller måtte bryteren konstrueres for både gass- og væskefase som følge av den lave kritiske temperatur.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en bryter hvor mengden væske som er nødvendig for brytingen er minst mulig og således hovedsaklig opprettholdes i væskefasen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en isolert sylinder som inneholder den dielektriske væske og som med en ende er forbundet med munnstykket og den andre ende har et pumpestempel, et væskereservoar for langsom fylling av sylinderen ved væske og ventilorganer for sylinderen og munnstykket for at pumpestempelet skal bringe væsken til å strømme gjennom munnstykket med stor hastighet.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-8.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser skjematisk en bryter ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser på samme måte som fig. 1 en alternativ utførelsesform av bryteren. Fig, 3 viser et tverrsnitt av en alternativ utførelse av en del av fig. 1. Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom en ytterligere ut-førelsesform av en del av fig. 1. Fig. 5 viser et tverrsnitt av nok en utførelsesform av en del av fig. 1, Fig. 6 viser et aksialt snitt gjennom nok en utfør-elsesform av en del av fig. 1. Fig. 1 viser en bryter 10 med en stasjonær kontakt 11 som har form av fingre og en bevegelig kontakt 12, i brutt tilstand. Et elektrisk og termisk isolerende munnstykke 13

f.eks. av teflon opptar i munningen 14 den bevegelige kontakt 12 som er vist med strekede linjer 12' i sluttet tilstand av bryteren i kontakt med enden av fingrene som er festet til munnstykket 13. Den stasjonære kontakts 11 fingre omgir et metallmunnstykke 16 i form av en hul avkortet kjegle som danner en ekstra strømningsbane 17 for den dielektriske væske i tillegg til strømningsbanen 18 gjennom munnstykkets munning 14

mot kontakten 12. Strømningsbanen 18 befinner seg på innsiden av det isolerende munnstykke 13 og en isolerende sylinder 21 som er forbundet med munnstykket gjennom en åpning 19. Den andre ende av sylinderen 21 har et bevegelig pumpestempel 22 som driver væsken i sylinderen gjennom åpningen 19 og inn i strømningsbanen 18 for å bryte lysbuen 23 og strømmer også i strømningsbanen 17. Med den bevegelige kontakt 12' i kontakt med den stasjonære kontakt 11, er åpningen 19 lukket idet det dannes en form for ventil. Når bryteren bringes til brutt til^-stand, kan væsken pumpes inn i munnstykket med forholdsvis stor hastighet for effektiv slukking av lysbuen 23.

Den beskrevne innretning er normalt innesluttet i

en trykk- eller lufttett metallbeholder 24.

Sylinderen 21 fylles fra bunnen med dielektrisk væske fra et reservoar 26 som er forsynt med kjølevikling 27. En forbindelsesledning 28 forbinder reservoaret 26 med sylinderen 21 med nødvendig ventilvirkning. I det avkjølte reservoar 26 kan flytende svovelheksafluorid lagres ved et rimelig trykk på 14-21 kg/cm 2 og derved minske omkostningene fordi det ikke er nødvendig med en konstruksjon for meget høyt trykk. Med andre ord holder kjøleviklingen 27 heksafluoriden i flytende tilstand hele tiden. I tillegg hvis svovelheksafluoriden holdes på lav nok temperatur f.eks. 1,67°C, har den en tetthet på 1550 kg/rrr og kan således effektivt slukke lysbuer ved store strømstyrker.

Reservoaret 26 fyller sylinderen 21 med forholdsvis lav hastighet sammenlignet med utstrømningen gjennom åpningen 19 slik at heksafluoriden holdes i flytende tilstand og hindrer ising. Samtidig under lysbueslukkingen tilveiebringer metall-beholderen 24 tilstrekkelig trykk slik at bortsett fra lysbuen 23 holdes heksafluoriden flytende. Dette behøver ikke være absolutt nødvendig for driften.

Fig. 2 viser en alternativ utførelse av fig. 1 hvor bare deler er modifisert. I åpningen 9 er anordnet en tilbakeslagsventil 31 som lukker åpningen når pumpestempelet trekkes tilbake for ny fylling av sylinderen. Dette muliggjør fler-gangs operasjon når et antall lysbuer skal slukkes. En tilbakeslagsventil 32 er anordnet i ledningen 28' fra reservoaret og denne ender ved den øvre ende av sylinderen 21'. Under drift blir flytende svovelheksafluorid for den neste bryte-operasjon trukket inn i pumpesylinderen ved den foregående slutning av bryteren. Dette muliggjør at sylinderen 21' kan ha liten kapasitet sammenlignet med den på fig. 1 hvor sylinderkapasiteten er tilstrekkelig for flere slukkinger.

En jevn væskestrøm inn i munnstykket kan oppnås på flere måter. Fig. 3-6 viser dette. På fig. 3 er munnstykkets munning 14 utstyrt med en indre omkretskanal 33 som er forbundet med åpningen 19 for å gi en jevn væskestrøm rundt omkretsen av munningen. Munnstykket er videre utstyrt med en strømningsoppdeler 34 hovedsaklig midt i åpningen 39 for å dele opp og rette væskestrømmen inn i motstående halvdeler av kanalen 33-Ved en forskyvning av den horisontale senterlinje for kanalen 33 til høyre for den horsiontale senterlinje for munnstykket 14, oppnås en jevn strømningshastighet rundt den indre omkrets av munnstykket. Fig.'4 viser en åpning 19f som forbinder sylinderen 21 med munnstykkets munning 14, og åpningen 19' er forskutt fra senterlinjen 14' for munnstykket og antydet med pilen 36 som senterlinje for åpningen slik at det dannes en spiralformet strømningskanal. Fig, 5 viser to pumper 21a og 21b for svovelheksafluoriden og disse pumper er forbundet• med munnstykket 14 gjennom åpninger 19a og 19b. En omkretskanal 33' er også anordnet.

Fig. 6 viser en konsentrisk pumpe i forbindelse med munnstykkets munning 14. En i enden konisk rørformet fast-stående kontakt danner metalldelen av munnstykket og fingrene 37- Rundt omkretsen er det anordnet en ringformet sylinder 38 hvis yttervegg er en forlengelse av det isolerende munnstykket 13'. Et ringformet stempel 41 gir det nødvendige trykk for innføring av væsken i munnstykkets munning når den bevegelige kontakt 12 trekkes tilbake og åpner åpningen 42. Et egnet utenforliggende reservoar for svovelheksafluorid er ikke vist.

Ved denne utførelsesform anvendes særlig lite dielektrisk væske.

Claims (8)

1. Høyspenningsbryter med dielektrisk væske som lysbueslukkemedium, omfattende et elektrisk og termisk isolerende munnstykke som normalt opptar en bevegelig kontakt i kontakt med en stasjonær kontakt, karakterisert ved en isolert sylinder som inneholder den dielektriske væske og som med en ende er forbundet med munnstykket og den andre ende har et pumpestempel, et væskereservoar for langsom fylling av sylinderen med væske, og ventilorganer for sylinderen og munnstykket for at pumpestempelet skal bringe væsken til å strømme gjennom munnstykket med stor hastighet.

2. Bryter ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilorganene omfatter en åpning gjennom munnstykkets sidevegg som er forbundet med sylinderens ene ende, og at den bevegelige kontakt normalt lukker åpningen, slik at ved kon-taktens bevegelse vil væsken strømme gjennom åpningen og munnstykket.

3. Bryter ifølge krav 2, karakterisert ved at åpningen har en tilbakeslagsventil som lukkes når pumpestempelet trekkes tilbake for ny fylling for slukking av flere lysbuer.

4. Bryter ifølge et av kravene 1t-3, karakterisert ved at munnstykket har en indre ringformet kanal som er forbundet med åpningen for jevn væskestrøm rundt om--kretsen av munnstykket.

5. Bryter ifølge krav 4, karakterisert ved at åpningen har en strømningsspreder hovedsaklig midt i for å dele opp og rette væskestrømmen til motsatte halvdeler av kanalen.

6. Bryter ifølge krav 4, karakterisert ved at åpningens senterlinje er sideveis forskutt i for-held til munnstykkets senterlinje.

7. Bryter ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at den stasjonære kontakt har form av en hul avskåret kjegle hvis ende med minst diameter er forbundet med munnstykket og danner elektrisk kontakt med den bevegelige kontakt, hvilken kjegle tilveiebringer en ekstra strøm-ningsbane for væsken.

8. Bryter ifølge et av kravene l-73karakterisert ved at den stasjonære kontakt, den bevegelige kontakt, munnstykket, den isolerende sylinder og ventilorganene er innesluttet i en lufttett beholder.