NO822420L

NO822420L - Lastbryter med vakuumbryter.

Info

Publication number: NO822420L
Application number: NO822420A
Authority: NO
Inventors: Kiyohisa Yoshigae
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1982-07-13
Publication date: 1983-01-17
Also published as: US4484044A; JPS5812230A; ES514070A0; DK317682A; PT75238B; EP0070794A2; ES8305529A1; JPS6314806B2; PT75238A; EP0070794A3

Description

Lastbryter med vakkumbryter

Oppfinnelsen angår en lastbryter med vakuumbryter som

angitt i hovedkravets innledning.

Som bekjent må lastbrytere være i stand til å koble opptredende laststrømmer til og fra. Ved anordning i koblingstavler eller lignende blir det krevet at åpen tilstand av lastbryteren lettvint skal kunne fastslås, samtidig som plassbehovet må være lite. Videre skal slike lastbrytere kunne utholde et stort antall koblingsoperasjoner, altså ha lang levetid, noe som for-utsetter kobling uten lysbuedannelse. Riktignok er der kjent vakuumbrytere som arbeider uten lysbue og har lang levetid og samtidig også små dimensjoner, men som på grunn av sine meget korte elektrodeavstander i åpnet tilstand, f.eks. mindre enn 10 mm ved brytere for 2,7 kV; ikke gjør det mulig å fastslå

åpen koblingstilstand sikkert og lettvint, særlig ved anvend-else i koblingstavler.

Ved luftskillebrytere med resiproserende eller roter-ende kontakter er det takket være tilstrekkelig avstand mellom koblingskontaktene riktignok lettvint å fastslå åpen koblingstilstand ved øyesyn, men ved manøvreringen av slike skille-brytere opptrer der ofte lysbuer som forkorter deres levetid.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi anvisning på en lastbryter av den innledningsvis angitte art,

som har lang levetid og små dimensjoner og kan kobles uten lysbue, og hvis koblingstilstand, særlig åpen tilstand/

til enhver tid lett kan fastslås med sikkerhet visuelt, og sam er anvendelig for mange koblingsoperasjoner.

Løsningen av denne oppgave lykkes ifølge oppfinnelsen

med de karakteristiske trekk ifølge hovedkravet.

Gunstige videre utformninger av oppfinnelsesgjen-standen er angitt i underkravene.

I det følgende vil to utførelseseksempler på oppfinnelsen bli belyst nærmere under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser lastbryterens funksjonelle del i åpen

tilstand.

Fig. 2 viser sammenhengen mellom de forskjellige stil-linger av bryterens bevegelige deler og de opptredende fjær-

og friksjonskrefter.

Fig. 3 viser på tilsvarende måte som fig. 1 en endret utførelse av lastbryteren i åpen tilstand.

I utførelsen på fig. 1 er der på et ikke vist stativ montert en øvre bæreisolator 1 og en nedre bæreisolator 2. På

den øvre bæreisolator 1 er der montert en hunkontakt 4 hos skillebryteren 3, tilkoblet en tilslutningsklemme 22, og på den nedre bæreisolator 2 en slepekontakt 5 tilkoblet en tilslutningsklemme 21, begge på en felles lengdeakse. En langs lengdeaksen stillbar servoenhet hos lastbryteren rager gjennom slepekontakten 5. Denne stillbare servoenhet består av en vakuumbryter 6 med en fast elektrode 6c og en elektrode 6a festet på en styrestav 6b som kan forskyves aksialt mot kraften av en åpningsfjær 10. Ved den ytre ende av styrestaven 6b er en hankontakt 7 hos skillebryteren 3 montert med en ringvulst 7b som rager utenfor styrestaven 6b ved omkretsen, samt en flens 7a på staven. Mellom denne og vakuumbryteren 6 er åpningsfjæren 10 innspent. Avsnittet mellom stavens flens 7a og ringvulsten 7b blir som forklart nærmere senere, benyttet som ringnot for en tilbakeholdende anordning 12a i hunkontakten 4. Med den faste elektrode 6c er der i akseretning som ledende forbindelseselement fast mekanisk forbundet en stavformet smeltesikring 9 som rager gjennom slepekontakten 5 i akseretningen og i sin øvre endestilling benyttes med for strømtilførsel. Til dette formål er den stavformede smeltesikring 9 ved sin frie ende forsynt med en kontakthette 9a og forbundet med et mekanisk koblingsledd 8, anordnet i inngrep med en veiv-mekanisme 11 som manøvreres av et ikke vist dreibart drivorgan,

så den lengdestillbare servoenhet kan bringes fra den fullt inntegnede tilden strekpunktert antydede stilling og omvendt. I den strekpunktert inntegnede stilling kommer kontakthetten 9a i inngrep med slepekontakten 5f og hankontakten 7 h.os skillebryteren 3 i inngrep med dennes stillestående hunkontakt 4.

Den faste hunkontakt 4 hos skillebryteren 3 består av kontakt stykker 12 som er anordnet innenfor en med tilslutningsklemmen 22 forbundet holder 13 og koaksialt med lengdeaksen, og som sammenholdes i retning innover mot lengdeaksen av en om-givende ringformet kontaktfjær 14 for med fremspring 12a ved sine frie ender å tjene som tilbakeholdende anordning for servoenheten. I holderen 13 for kontaktstykkene er der ovenfor disse anordnet en huffert 16, som via en buffert-kontaktfjær 15 støtter seg på et ledende fast anslag 17 på holderen 13.

På lignende måte består slepekontakten 5 av kontaktstykker 18 som omgir smeltesikringen 9 koaksialt/ og som sammenholdt av en ringformet kontaktfjær 20 er anordnet i en elektrisk ledende holder 19 som i sin tur er montert på bæreisolatoren 2 og forbundet med en tilslutningsklemme 21.

Fjæren 10 som holder vakuumbryteren åpen, er dimensjonert slik med hensyn til fjærkraft f^ at den ved åpen skillebryter 3 holder elektrodene 6a og 6c hos vakuumbryteren 6 adskilt. Når hankontakten 7 føres inn i hunkontakten 4 (pilretning P) og kontaktstykkene 12 spiles av ringvulsten 7b, er fjærkraften f^

av åpningsfjæren 10 fremdeles tilstrekkelig til å holde elektrodene 6a,6c adskilt mot en motsatt pilretning Q virkende komponent f^av kraften av ringkontaktfjæren 14. Dessuten blir åpningsfjæren 10 presset sammen av den motsatt virkende kraft f^av buffertkontaktfjæren 15 først når hankontakten 4 slår an mot bufferten 16, hvorunder elektrodene 6a og 6c kommer i berør-ing under kontaktdannelse.

Samtidig er kraften f^av ringkontaktfjæren 14 tilmålt slik at den ikke bare sikrer en bestemt strømovergang mellom hankontakten 7 og kontaktstykkene 12, men også forbigående opp-rettholder inngrepet mellom de tilbakeholdende fremspring 12a ved enden av disse og den omtalte ringnot mellom ringvulsten 7b og flensen 7a på staven under den adskillende bevegelse av skillebryteren 3 i retningen for den motsatte pil Q. Elektrodene 6a, 6c blir derved adskilt før skillebryteren 3 åpnes.

I og med adskillelsen av hankontakten 7 fra kontaktstykkene 12 fås en synlig, tilstrekkelig skillestrekning L i luft mellom kontaktene hos skillebryteren 3.

Fig. 2 viser sammenhengene mellom stillingene av bryter-delene 6, 7 og 9 (servoenhet) som kan forskyves i fellesskap i lengderetningen, og kreftene f^, f,, samt kreftene f^, f^, f^av fjærene 10, 14 og 15 under åpning og slutning av bryterkontaktene. Langs ordinaten er de varierende krefter og langs abssissen er stillingen av servoenlieten angitt.

Med utgangspunkt i begynnelsesposisjonenF, hvor hankontakten 7 er forskjøvet i retningen for pilen P fråden stilling som er vist fullt opptrukket på fig. 1, og føres inn i hunkontakten 4 og ringvulsten 7b spiler ut fremspringene 12 (slutnings-manøvrering) vil den i motsatt pilretning Q virkende kraft f1av ringkontaktfjæren 14 på servoenheten forutsetningsvis ikke strekke til for å bringe elektrodene 6a, 6c i berøring med hverandre. Under den videre bevegelse av servoenheten kommer ringvulsten 7b i posisjon E ut av inngrep med fremspringene 12a, og fjærkraften f1går over i den mindre friksjonskraft f 2 mellom kontaktstykkene 12 og ringvulsten 7b.

Under videre forskyvning av hankontakten 7 frem til posisjon D, hvor fronten av kontakthodet 7b ligger an mot bufferten 16 (som antydet strekpunktert på fig. 1) utfører hankontakten 7 en relativ forskyvning i motsatt pilretning Q, da kraften f^av åpningafjæren 10 er tilmålt mindre enn kraften f^av buffertkontaktfjæren 15. Derved blir den bevegelige elektrode 6a forskjøvet mot den faste elektrode 6c og kommer i posisjon B i kontakt med denne. Den videre forskyvning bringer hankontakten 7 enda lenger opp, så dens front mot virkningen av buffertkontaktfjæren 15 bringer bufferten 16 i dens endestilling, hvor den i posisjon A ligger an mot det faste anslag 17, hvorved forskyvnings-bevegelsen av skillebryteren 3 er avsluttet. I denne endestilling av servoenheten blir denne holdt med en ikke vist arretering.

Under servoenhetens forskyvning til posisjon B via posisjon D og en posisjon C som vil bli beskrevet i det følg-ende, inntrer der ingen relativ bevegelse mellom ringvulsten 7b og kontaktstykkene 12, så hankontakten 7 ikke lenger er utsatt for friksjonskraften f^. Derimot er hankontakten 7 igjen utsatt for friksjonskraften ±2under forskyvning fra posisjon B til posisjon A. Derfor må der på veivmekanismen 11 utøves en drivkraft E i pilretningen P større enn summen av kraften f^av buffertkontaktfjæren 15 og friksjonskraften f^, altså

<G>f>4<+>f

Når den ikke viste arretering utløses og servoenheten beveges i den motsatte pilretning Q for åpning av bryteren,

er hankontakten 7 undergitt en differansekraft f^- t^. Denne differansekraft beveger bufferten 16 fra dens posisjon A (endestilling) i den motsatte pilretning Q. Derefter spenner friksjonskraften f2åpningsfjæren 10, så hankontakten 7 går baklengs til posisjon C, hvor ringvulsten 7b fastholdes av den tilbakeholdende anordning 12a, idet dennes tilbakeholdende kraft f,, y kraften f^av åpningsfjæren 10.

Hankontakten 7 med elektroden 6a blir forbigående stanset i sin bevegelse i den motsatte pilretning Q, så bare vakuumbryteren 6 og den faste elektrode 6c samt smeltesikringen 9 blir beveget mot posisjon D. I denne posisjon D er elektrodene 6a,6c fjernet lengst mulig fra hverandre og bryter strømgjennomgangen. Derefter blir inngrepet mellom ringvulsten 7b og den tilbakeholdende anordning 12a utløst av den stadig virkende drivkraft G^f,-, så servoenheten kommer i sin definitive åpne stilling, som vist på fig. 1. For at den adskillende bevegelse av skillebryteren 6 ikke skal settes inn før elektrodene 6a, 6b har avsluttet sin relative bevegelse i åpningsretning/ må den tilbakeholdende kraft f,- være tilmålt større enn kraften f^ av åpningsfjæren 10.

Skjønt kraften f^av buffertkontaktfjæren 15 i det ovenfor beskreven utførelseseksempel med bevegelig buffert 16 og fast anslag 17 er tilmålt større enn kraften f^av åpningsfjæren 10, er det også mulig å velge det omvendte fjærkraftforhold f^: f^ ved øket f jærkraf t, f ^ > f^^.f^så lenge det faste ansl.ag 17 foreligger. I såfall gjelder drivkraft G > f^ + f2•

En forenklet utførelsesform med lettere servoenhet er vist på fig. 3, hvor deler som stemmer overens med dem på fig. 5^ er forsynt med samme henvisningstall. Bare de deler som er be-tegnet med 23, 24 og 25, er nye resp. forandret.

Den vesentlige forskjell fra utførelsen på fig. 1

består i at hunkontakten 2 4 hos skillebryteren 3 inngår i servoenheten. Veivmekanismen . er igjen forbundet med smeltesikringen 9 via koblingsleddet 8. Ved den øvre ende av den i lengderetningen forskyvbare strømledende sméltesikring 9 sitter en holder 25 for kontaktstykkene 12 som danner den forskyvbare hunkontakt 24 hos skillebryteren 3,idet denne holder 25 rommer bufferten 16, buffertkontaktfjæren 15 og det faste anslag 17 på samme måte som på fig. 1. På den øvre bæreisolator 1 sitter en L-formet knekt 23 som er ledende forbundet med tilslutningsklemmen 22 og bærer den ubevegelige vakuumbryter 6. Den nedragende hankontakt lf som er belastet med åpningsfjæren 10, kommer i inngrep med skillebryterens aksialt forskyvbare hunkontakt 24 på lignende måte som i det første utførelseseksempel. Elektroden 6c er via bæreknekten 23 ledende forbundet med tilslutningsklemmen 22.

Da vakuumbryteren 6 er tyngre enn kontaktstykkenes holder 25 resp. 13 (fig. 11 fås en lettere servoenhet enn ved anord-ningen på fig. 1. Det er derfor nok med en tilsvarende svakere dimensjonert drivanordning, og dessuten fås lengre levetid av bryteranordningen og øket sikkerhet i forbindelse med bedret håndtering, så utførelsen med særlig fordel kan anvendes ved koblingstavler. Tilmålingen av fjærkreftene blir å foreta tilsvarende .

I begge tilfeller er det mulig istedenfor den stavformede smeltesikring 9 også å benytte et godt ledende, tilsvarende dimensjonert kobberrør som kan overføre den maksimalt opptredende strøm fra slepekontakten til last- resp. skille-brytere på upåklagelig måte og uten fare for skade.

Claims

.1. Lastbryter med en vakuumbryter, hvis i et vakuumrør aksialt forskyvbare elektrode er ledende forbundet med en i lengderetningen forskyvbar styrestav som rager ut av vakuum-røret, karakterisert ved at en skillebryters (3). hankontakt (7)_ ved den utvendige ende av en styrestav (6bl som er belastet med kraften av en åpningsf jær (10), i åpnet tilstand av skillebryteren (31 ved en skillestrekning (L) i luft er fjernet fra en i forhold til hankontakten (7) i begge ret-ninger aksialt forskyvbar hunkontakt (4,24) hos skillebryteren (3), at der med drivanordningen (8,11) for en av skillebryterens (31 skillebryterkontakter (7,24) er mekanisk sammenkoblet et elektrisk forbindelseselement (9) som i det minste ved sluttet skillebryter (3). danner kontakt med en slepekontakt (5) tilkoblet en tilslutningsklemme (21), at der ved den bakre ende av hankontakten (7). er anordnet en ringvulst (7bl og i hunkontakten (4,241 er anordnet en eftergivende tilbakeholdende anordning (12al for hankontakten (71 ved sluttet skillebryter (31 samt en buf f ertkontaktf jær (151. som virker i motsatt retning på hankontakten (7)_ frem til sluttet stilling av vakuumbryteren (6), og at den tilbakeholdende anordning (12al tillater åpning av skillebryteren (31 først efter åpning av vakuumbryteren (61. 2. Lastbryter som angitt i krav 1, karakteri-
sert ved at skillebryterens (3) hankontakt (41. er anordnet hvilende og forbundet, med den annen tilsl.utningsklemme (22), og at vakuumbryteren (61 med sin faste elektrode (6c). er elektrisk ledende forbundet med forbindelseselementet (9) til en servoenhet.
3. Lastbryter som angitt i krav 1, karakterisert ved at skillebryterens (3). hunkontakt (241 er elektrisk forbundet med f orbindelseselementet (9). til en servoenhet, og at vakuumbryteren (6). med sin faste elektrode (6cl er anordnet på en elektrisk ledende bæredel for den annen tilslutningsklemme (22)..
4. Lastbryter som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at det elektrisk ledende forbindelseselement (91 utgjøres av en stavformet smeltesikring.
5. Lastbryter som angitt i krav 1, karakterisert ved at hunkontakten (4,24) og slepekontakten (5) hver består av kontaktstykker (12,18). som holdes sammen av en ringkontaktfjær (14,20) og er anordnet i krets innenfor hver sin holder (13,19) .
6. Lastbryter som angitt i krav 1,2, 3 og 5, karakterisert ved at der i hunkontakten (4> 24)_ er anordnet en buffert (16) som gir efter i akseretning mot kraften av ^ buf f ert-kontaktfjær (15) og blir forskjøvet når den treffes av hankontakten (71, idet buffertkontaktfjæren (15) har større fjærkraft enn åpningsf jæren (10)..
7. Lastbryter som angitt i krav 1, 2, 3 og 5, karakterisert ved at der i hunkontakten (4,241 er anordnet en buffert (16) som kan forskyves aksialt mot kraften av buffertkontaktfjæren (15^ og bak bufferten et fast anslag (171 hos kontaktstykkeholderen, idet buffertkontaktfjæren har mindre fjærkraft enn åpningsfjæren (101.