NO881062L - Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en lysbueslukkeinnretning i henhold til innledningen av patentkrav 1.

En lysbueslukkeinnretning av den nevnte art er beskrevet i DE-AS 11 32 622. Den der beskrevne trykkluftbryter består av et hovedskilleknivpar og en dobbeltbens hjelpeskillekniv som begge er lagret i et felles- dreiepunkt. Hjelpeskillekniven bærer et slukkekammer er forbundet med en foldebelg på en slik måte at den i den siste trykkluft under utkoblingsbevegelsen strømmer inn i slukkekammeret og der frembringer avbrytingen av lysbue-strømmen. Foldebelgen er i den forbindelse festet med en med en innvendig boring forsynt styredel som kan forskyves i lengderetningen og som har sitt første anlegg i et til dreiepunktet av skillekniven eksentrisk anordnet punkt og sitt annet anlegg i et til slukkekammeret tilhørende dreieledd. Ved en utkoblingsbe-vegelse bryter først hovedskillekniven og medtar ved det videre forløp hjelpeskillekniven med slukkekammeret, slik at de to skillekniver dreies med samme vinkelhastighet. Derved strømmer den ved sammenpresningen av follebelgen komprimerte luft inn i slukkekammeret for blåsing av hjelpekoblingsstedet.

Ved den kjente trykkluftbryter blir luft benyttet som slukke-middel. Sammenlignet med en høyverdig isolasjonsgass, f.eks.

SF6 krever dette for en vellykket avbryting av strømmen i mel-lomspenningsnett en stor strømningshastighet av luften og som må frembringes via en tilsvarende kompresjon under utkoblingsbevegelsen. I den kjente bryter blir komprimeringen frembragt ved sammenpresning av en foldebelg. Størrelsen på kompresjons-trykket blir dermed bestemt av den hastighet som foldebelgen blir presset sammen med. Da også begge skilleknivpar må beveges under kompresjonsfasen, er det nødvendig med en forholdsmessig stor drivenergi for vellykkede utkoblinger.

Hensikten med oppfinnelsen er å forbedre lysbueslukkeinnretningen i henhold til innledningen av krav 1 slik at det med isolasjonsgass fylte koblingsanlegg med forholdsvis lav meka-nisk drivenergi kan benyttes i forenklet utførelse i lastbrytere. Den angitte hensikt blir oppnådd ved en lysbueslukkeinn-

retning av den nevnte art og med følgende trekk:

a) Hjelpekoblingsdelen 3 er under den første del av åpningsfor-løpet sperret og følger etter hovedkoblingsdelen 1 med stor

hastighet når sperringen er opphevet ved hjelp av en mellom koblingsdelene 1,3 anordnet fjær 14 som kan spennes under, den første del av åpningsforløpet.

b) Hjelpekoblingsdelen 3 er utstyrt med et reservoar 7 med en åpning 61 for isolasjonsgassen anordnet på en side i retning av

åpningsbevegelsen og som står i strømningsforbindelse med dysen 6 og

c) hovedkoblingsdelen 1 er forbundet med en del som tidvis samvirker med reservoaret 7 og med hvilken gass ved.hjelp av

volumforandring gass fortrenges gjennom dysen 6 inn i lysbuen 34 .

Slukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen skal arbeide

med den i det fullstendig kapslede bryteranlegg forekommende høyverdige isolasjonsgass, f.eks. SF6. Da på grunn av gassens elektronegative egenskaper også avioniseringsegenskapene i nullgjennomgangen til den lysbue som skal brytes er flere ganger bedre enn ved luft, trengs det en forholdsvis lav strøm-ningshastighet i dysen. Av denne grunn sørger oppfinnelsen for reservoartrykket som dannes i et av hjelpekoblingsdelen beveget åpent reservoar for å frembringe gasstrømningen under lysbuens brennperiode i det minste under dens første del. Ved lysbuer med lengre brennperioder, f.eks. i den fase som sist skal slukkes i et trefasesystem, trer riktignok en ytterligere kompresjon i virksomhet. Frembringelsen av reservoar- og kompresjons-trykket skjer på energisparende måte ved den følgende rekke-følge i bevegelsesforløpet under en åpning: - strømløs åpning av hovedkoblingsdelen ved vilkårlig lav hastighet, samtidig oppladning av et mellom de to koblingsdeler

anordnede fjærlager,

- opphevelse av hjelpekoblingsdelens sperring, dannelse av lysbue^- etterfølgende rask bevegelse av hjelpekoblingsdelen under virkningen av den mellom de to koblingsdeler virkende fjærlager, anvendelse av gasstrømningen mot lysbuen ved hjelp av

reservoartrykk,

- forsterkning av gasstrømningen ved kompresjon i den annen

del av den etterfølgende bevegelse, intensiv blåsing ved lengere lysbuer.

Det angitte bevegelsesforløp muliggjør bruken av en fordelaktig drivanordning med forholdsvis lav energi, da bevegelsen av den alt etter strømstyrke mer eller mindre massebelastede hovedkoblingsdel og oppladningen av fjærlageret hovedsakelig er uten virkning på forløpet av lysbueavbrytingen og følgelig ikke behøver å være tidsmessig snevert begrenset. Da hjelpebryterdelen bare må føre driftsstrømmen i noen millisekunder, kan den utføres med liten masse og lar seg følgelig raskt bringe til en stor hastighet.

Hensiktsmessige utførelser og videreutviklinger av oppfinnelses-gjenstanden er angitt i underkravene.

For å lette forståelsen av oppfinnelsen blir den nærmere for-klart i det følgende i tilknytning til tegningen. Fig. 1 viser oppriss av en lastbryterpol med en svingbar kob-lingsdel med lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen i stillingen INN (I).

Fig. 2 viser et utsnitt av fig. 1 under lysbueavbrytingen.

Fig. 3 viser det samme som på fig. 2, skjønt med en variant av hjelpekoblingsdelen. Fig. 4 viser snittet A-B i henhold til fig. 2, gjennom dyselegemet og reservoaret. Fig. 5a,b,c viser et skjematisk riss av en lastbryterpol med koblingselementer som kan forskyves i lengderetningen og i stillingene "innkoblet" (5a) under avbrytingen (5b) og "utkob-

let" (5c) .

Fig. 6 viser et utsnitt av fig. 1 med blåsebelgen under lysbueavbrytingen. Fig. 7 viser snittet A-B i henhold til fig. 6 gjennom dyselegemet og blåsebelgen. Fig. 8 viser et riss av en pol av en treveisbryter med lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 9 viser skjematisk en lastbryter med dobbeltavbryting.

På fig. 1 er det vist en lastbryterpol innebygget i et lukket og med isolasjonsgass fylt hus 31. Strømmen går i stilling I fra samleskinnen 32 over tilkoblingen 12 til hovedkontakten 11, over hovedkoblingsdelen 1 til dreiepunktet 8 på den stasjonære kontakt 4 og til tilkoblingen 13 som er montert på høy-spenningspluggen 33. Betjeningen av lastbryteren skjer ved den gjennom huset 31 tett førte aksel 2 og isolasjonskoblings-stangen 4 8.

Hovedkoblingsdelen 1 består av to parallelle kniver som fører den nominelle strøm og i feiltilfelle også opptar kortslutnings-belastningen (fig. 4). De to kniver kontakterer i stilling I på vanlig måte hovedkontakten 11. I det viste eksempel er etter fig. 2 glukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen med hjelpekoblingsdelen 3, dyselegemet 16 og reservoaret 7 anordnet mellom hovedkoblingsdelen l's kniver og likeledes dreibar om dreiepunktet 8. Et med åpningen 61 i den annen del av dreiebevegel-sen av hjelpekoblingsdelen 3 samvirkende og på hovedkoblingsdelen 1 festet stempel 62 kompletterer denne utførelse av lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen. Fjæren 14

er koblet til begge koblingsdelene 1,3 og den akselererer under avbrytingen den etterløpende hjelpekoblingsdel 3 og drar den til anslaget 5. I denne stilling er stempelet 62 helt innført i reservoaret 7 .

På fig. 2 har hovedkoblingsdelen 1 ved en utkobling nesten nådd stillingen 0. Hjelpekoblingsdelen 3 ble kort før dette ved hjelp av medbringeren 9 løst fra den i stillingen I virkende sperring mellom dyselegemet 16 og den på den stasjonære kontakt festede hjelpekontakt 17 og løper nå under virkningen av fjæren 14 med hastigheten etter den med den tydelige lavere hastighet bevegede hovedkoblingsdel 1. Pilen angir retningen av gassstrømningen.

Fig. 4 viser i snitt to forskjellige faser av blåsingen av lysbuen. På venstre side virker den ved bevegelsen av hjelpebryterdelen 3 frembragte reservoartrykk P^og pilen viser i den forbindelse hvordan gassen strømmer inn i reservoaret 7, opp-hopes der og ved den derved dannede trykkforskjell Pj_~Pq føres gjennom dysen 6 med stor hastighet til lysbuen 34.

På høyre side har hovedkoblingsdelen nådd åpningsstUlingen 0, stempelet 62 befinner seg allerede i åpningen 61 og komprimerer nå den i reservoaret 7 forekommende gass til trykket og forsterker gasstrømningen gjennom dysen 6, daP2>P]_-

Hjelpekoblingsdelen 3 er anordnet mellom knivene på hovedbryterdelen 1. Den kan som en komponent med lav masse best fremstil-les av et lettmetall. Medbringeren 9 er dreibart anordnet mellom de to kniver på hovedkoblingsdelen 1 på en slik måte at den i hvilestilling ikke vesentlig.rager ut over profilen av de to koblingsdeler 1,3. Ari"slaget 5 begrenser bevegelsen av hjelpekoblingsdelen 3 i hvilestillingen og besørger dens medføring ved innkoblingsbevegelser (fig. 1 og 2).

Ved en annen utførelse av oppfinnelsen er den etterløpende hjelpekoblingsdel selv utført som elastisk komponent i form av en bøyefjær 15 (fig. 3). Bøyefjæren 15 er i den forbindelse festet eller innspent i nærheten av dreiepunktet 8, f.eks.

til en travers 35 som forbinder de to kniver på hovedkoblingsdelen 1 og den kan hensiktsmessig være utført stablet av flere lag av et fjærbåndstål. Den kortvarige strømbelastning ved avbrytingsforløpet kan opptas av fjærtverrsnittet eller av et eller flere lag av et bånd med høy ledningsevne (f.eks.

Cu) som kan være anordnet i tillegg til bøyefjæren 15. Den samlede til frembringelse av hastigheten V2nødvendige energi blir lagret i bøyefjæren 15 ved utkobling og inntil medføringen av den etterløpende hjelpekoblingsdel 3.

På fig. 3 er det dessuten vist en variant av medbringeren som består av et hevvarmledd 36. I leddets utstrakte stilling skjer derved medføringen av hjelpekoblingsdelen 3 ved begynnelsen av slukkeforløpet, mens leddet ved slutten av utkoblingsbevegelsen (strekpunktert) foldes mellom de to kniver på hovedkoblingsdelen 1 og ikke reduserer isolasjonsavstandene til andre spen-ningsførende eller jordede deler ved fremstående partier.

På fig. 5a,5b og c er det vist skjematisk hvordan lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen også kan benyttes ved skyvelastbrytere. I den forbindelse kan fordelaktig begge koblingsdeler 41,42 være utført som sylindriske eller rørformede deler. Den stasjonære kontakt omfatter en klokkekontakt 51

som i innkoblet tilstand overfører strømmen til hovedkoblingsdelen 41 hvorfra den avledes via den stasjonære kontakt til den nedre brytertilslutning. Hjelpekontakten 17 er som ved de allerede omtalte utførelser låst til dyselegemet 16. Dyselegemet 16 er festet på den massefattige rørformede hjelpekoblingsdel 42 som samtidig danner reservoaret for gassen og kan forskyves paralleit med hovedkoblingsdelen 1. Mellom koblingsdelene 41 og 42 er det anordnet en strømoverføring, f.eks. som en enkel slepekontakt (ikke vist). Et stempel 62 er forbundet med hovedkoblingsdelen 41 og samvirker med den i sitt indre som sylinder virksomme hjelpekoblingsdel 42.

Fig. 5a viser hele lysbueslukkeinnretningen i den innkoblede stilling, idet stempelet 62 da står i hjelpekoblingsdelen 42. Etter åpning av hovedkoblingsdelen 41 (fig. 5b) og etter at stillingen svarende til den minste slukkeavstand er nådd, slår den på hovedkoblingsdelen 41 festede medbringer 43 mot flensen 44 på hjelpekoblingsdelen 42 og opphever sperringen mellom dyselegemet 16 og hjelpekontakten 17 (venstre side av fig. 5b). Ved den relative bevegelse mellom de to koblingsdeler er fjæren 45 blitt spent på forhånd. Den trekker nå dyselegemet 16 og hjelpekoblingsdelen 42 med stor hastighet i utkoblingsret-ningen, slik at gassen som forekommer i reservoaret blåses gjennom dysen 6 mot lysbuen 34. På høyre side av fig. 5b kan det ses hvordan fjæren 45 allerede har trukket hjelpekoblingsdelen 42 så langt etter at stempelet 62 igjen dukker inn i hjelpekoblingsdelen 42 og med hjelp av det nå dannede kompre-sjonstrykk fører ytterligere gass inn i lysbuen 34.

I utkoblingsstillingen (fig. 5c) ligger hjelpekoblingsdelen 42 mot ringen 46 som over medbringeren 43 er forbundet med hovedkoblingsdelen 1. Stempelet 62 står da igjen som på fig. 5 helt i det indre av hjelpekoblingsdelen 42.

På fig. 6 og 7 er lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen vist med bruk av en blåsebelg- 63 til fortrengning av isolasjonsgassen. På venstre side av fig. 7 er i den forbindelse hjelpekoblingsdelen med reservoaret 7 vist kort etter opphevelse av sperringen mellom hjelpekontakten 17 og dyselegemet 16. En gasstrøm virker allerede på lysbuen 34 og dannes på samme måte som på fig. 4, venstre side, ved trykkforskjellenP^~Pq. På høyre side av fig. 7 berører reservoaret 7 belgen 63 langs en hele veien anliggende kant eller flate med nesten fullstendig avtetting. Ved det videre bevegelsesforløp skjer det en gassfortrengning ved sammentrykking av belgen 63, noe som på grunn av det større trykk p2medfører en forsterket blåsevirkning i dysen. På fig. 7 er dessuten også sluttstil-lingen av hovedkoblingsdelen 1 med belgen 63 tegnet inn, idet denne inntreffer både i den innkoblede såvel som i den utkob-lede stilling av slukkeinnretningen.

Belgen 63 blir ved egenstabilitet resp. ved innebygde fjærer holdt i stillingen hvor den under åpningsbevegelsen kommer i forbindelse med reservoaret.

Lysbueslukkeinnretningen i henhold til oppfinnelsen kan fordelaktig også benyttes til forbedring av lastkoblingsfunksjonen til treveisbrytere, slik det er vist på fig. 8. Deler med samme funksjon er derved under henvisning til fig. 1 betegnet med samme henvisningstall. I den tredje stilling av koblingsdelen 1 blir den med høyspenningspluggen 33 forbundne nettdel jordet over jordingskontakten 19.

Også for lastbrytere med dobbelt avbryting kan oppfinnelsen med fordel la seg benytte, særlig når de skal brukes ved høye spenninger og/eller ved store laststrømmer. På fig. 9 er det skjematisk vist en prinsipielt mulig anordning hvor igjen deler med samme funksjon er angitt med samme henvisningstall. Hovedkoblingsdelen 101 er her utført med to armer og blir manøvrert av en for alle tre faser av en koblings felles isolasjonsaksel 49. Begge ender av hovedbryterdelen 101 er hver forsynt med en hjelpekoblingsdel 103 med dyselegemet 16, reservoar 7 og fjær 14. I stillingen I forbinder derved koblingsdelene 101, 103 hver samleskinnen 3 2 med høyspenningspluggen 33. Fig. 7 viser slukkestillingen for den toarmede lastbryter.

Claims (17)

1. Lysbueslukkeinnretning for i kapslede, med en isolasjonsgass fylte mellomspenningskoblingsanlegg anordnede lastbrytere som består av en hovedkoblingsdel og en hjelpekoblingsdel som under åpningsforløpet av lastbryteren følger hovedkoblingsdelen og dermed ved en dyse' frembringer den mot bryterlysbuen førte strøm av isolasjonsgassen, karakterisert ved at a) hjelpebryterdelen (3) under den første del av åpningsfor-løpet er sperret og følger etter hovedkoblingsdelen med stor' hastighet (v^ ) når sperringen er opphevet ved hjelp av en mellom koblingsdelene (1,3) anordnet fjær (14) som kan spennes under den første del av åpningsforløpet, b) at hjelpekoblingsdelen (3) er utstyrt med et reservoar (7) med en åpning (21) for isolasjonsgassen anordnet i retningen av åpningsbevegelsen på en side og som står i strømningsfor-bindelse med dysen (6) og at c) hovedkoblingsdelen (1) er forbundet med en del som tidvis samvirker med reservoaret (7) og med hvilken ved volumfor-andrih g gass fortrenges gjennom dysen (6) inn i lysbuen (34) .

2. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 1, karakterisert ved følgende forløp ved åpningsbevegelsen: a) under den første del tilbakelegger hovedkoblingsdelen (1) den største del av veien og frigir derved tidvis åpningen (61) av reservoaret (7), b) etter opphevelse av sperringen strømmer isolasjonsgass gjennom åpningen (61) inn i reservoaret (7) og blåser lysbuen (34) gjennom dysen (6) ved hjelp av reservoartrykkvirkningen, c) senest fra når den minste slukkeavstand er nådd ved hjelpekoblingsdelen (3) begynner fasen for fortrengningen av isolasjonsgassen.

3. Lysbueslukkeinnretning for lastbryter i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at koblingsde lene (1,3) under åpningsforløpet kan svinges om et tosidig med en stasjonær kontakt (4) forbundet dreiepunkt (8).

4. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at koblingsdelene (41,42) under åpningsforløpet kan forskyves mot et siste over elekt-riske forbindelser med den annen stasjonære kontakt (47) forbundet fast punkt på en rett eller krummet akse.

5. Lysbueslukkeinnretning for lastbryter i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at hovedkoblingsdelen (1) til fortrengning av isolasjonsgassen er forbundet med et stempel (62) som gjennom åpningen (61) tilnærmet tett tilsluttet dykker inn i reservoaret (7).

6. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at en på hovedkoblingsdelen (1) festet belg (63) som reservoaret (7) slutter seg tilnærmet tett til ligger slik an at det av reservoaret (7) og volumet av belgen (63) dannes et felles volum, hvilket ved sammentrykking av belgen (63) bevirker fortrengningen av isolasjonsgass.

7. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 1, karakterisert ved at det som fjær er anordnet en ved hver ende festet til hver av koblingsdelene (1,3,41,42) skruefjær (45,14) eller viklet bøyefjær.

8. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at hjelpekoblingsdelen (3) er utført som en bøyefjær (15) festet i kontakt i nærheten av dreiepunktet (8) på hovedkoblingsdelen (1) .

9. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 8, karakterisert ved at hjelpekoblingsdelen (3) i svingeretningen omfatter fleksible båndformede lag av godt ledende materiale.

10. Lysbueslukkerinnretning for lastbrytere i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at sperringen dannes av et dyselegeme (16) som omgir dysen og består av et metallisk materiale og den til den stasjonære kontakt tilhørende hjelpekontakt (17).

11. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til krav 10, karakterisert ved at dyselegemet (16) har en kule- eller pærelignende form og kontaktfjærene til hjelpekontakten (17) en lyrelignende form.

12. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et av kravene 1 eller 2, 10 eller 11, karakterisert ved at sperringen oppheves ved en på hovedkoblingsdelen (1,41,101) festet medbringer (9,36, 43) kort før minste slukkeavstand for hovedkoblingsdelen (1,41,101) nås, ved hjelp av formlukkende medføring av hjelpekoblingsdelen (3,42,103).

13. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et eller flere av kravene 1,2,5 eller 6, karakterisert ved at reservoaret (7,42) er forbundet med dysen (6) over avrundede, jevnt minkende tverrsnitt .

14. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et eller flere av kravene 1,2,5 eller 6, karakterisert ved at reservoaret (7) be-grenses av tynnveggede plate- eller isolasjonsmaterialvegger på en slik måte at det i åpningsretningen frigis et tilstrekkelig tverrsnitt (61) for innføringen av isolasjonsgassen.

15. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et av kravene 1-3 og 5-14, karakterisert ved at hovedkoblingsdelen (1) forbinder dreiepunktet (8) i en tredje stilling med en jord-ingskontakt (19).

16. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et av kravene 1,2 og 5-11, karakterisert ved at hovedkoblingsdelen (101) kan svinges ved hjelp av en aksel (49) av isolasjonsmateriale og forbindes på begge sider med stasjonære kontakter (11), idet begge sider hver har anordnet en hjelpekoblingsdel (103).

17. Lysbueslukkeinnretning for lastbrytere i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det som isolasjonsgass benyttes SF6 eller en gassblanding som inneholder SF6 med høy gehalt.