NO964375L - Skillebryter, særlig mellomspenningslast-skillebryter - Google Patents

Description

SKILLEBRYTER, SÆRLIG MELLOMSPENNINGSLASTSKILLEBRYTER

Oppfinnelsen vedrører en skillebryter, særlig en mellomspenningslastskillebryter med støtteisolatorer, hvor det for hver pol befinner seg en skillekontakt med en bevegelig skillekniv, en etterslepskontakt og et lukket slokkekammer som er utstyrt med en bevegelig kontaktstift, og som særlig er fylt med SFs-gass.

Fra det tyske patentskrift 1 154 170 er kjent en slik lastskillebryter, hvor slokkekammeret befinner seg i en bistrømbane som umiddelbart etter åpning av hovedkontakten bare kortvarig leder strøm gjennom slokkekammeret via etterslepskontakten som bare forbigående forblir i innkoplingsstilling, inntil strømkretsen blir brutt gjennom slokkekammerets bevegelige kontaktstift som skiller seg fra motkontakten, og den derved frem-kalte lysbue i slokkekammeret blir slokket.

Fordelene med anordning av slokkekammeret i en bistrøm-bane er særlig å finne i at slokkekammeret ikke er stadig strømførende, og på grunn av den kortvarige strømføring kan konstrueres relativt lite med en for holdsvis lav vekt som resultat, hvilket igjen forer til en god koplingshurtighet på grunn av den lave vekten.

Likevel er det betydelige ulemper ved den kjente lastskillebryter. således medfører denne kjente slokke-kammeranordning et forholdsvis stort plassbehov, og krever dessuten for å oppnå koplingsrekkefølgene i forbindelse med brytningen av hoved- og bistrømbanen en betydelig bygningsmessig og dermed forstyrrelsesøm-tålelig oppbygning.

Oppfinnelsen har som oppgave å forenkle bryteropp-bygningen for den innledningsvis omtalte bryter under bibehold av de grunnleggende fordeler ved anordningen av et slokkekammer i bistrømbanen, særlig å redusere plassbehovet og forbedre bryterens koplingsvirkning.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst gjennom en støtteisolator med integrert slokkekammer for hver pol, hvorved slokkekammeret i foretrukken utførelsesform i hvert tilfelle befinner seg mellom en pols støtteisola-torer. Mens slokkekamrene i denne type brytere til nå har dannet separate konstruksjonsenheter, som ofte bare kunne monteres med store kostnader, og bryternes mål på grunn av den omstendelige oppbygning også bestemte målene for brytercellen som de skulle bygges inn i, fremkommer det gjennom oppfinnelsen en ytterst kompakt og plassbesparende konstruksjon parret med en meget høy koplingspålitelighet og koplingshurtighet.

En særlig gunstig konstruksjon, ikke bare i betydningen lite plassbehov, men også med henblikk på en optimal føring av hjelpestrømbanen, fremkommer da når slokkekammeret er integrert i vedkommende støtteisolator som bærer hovedkontakten med knivdreiepunktet. På en måte som nedenfor skal beskrives nærmere, kan bistrømbanen derved på enkel måte opprettes gjennom en sammenlig-ningsvis kort kabelforbindelse mellom etterslepskontakten og slokkekammeret.

Som allerede nevnt, sørger etterslepskontakten for at strømmen kortvarig og forbigående flyter i en bibane, så snart kniven bryter hovedstrømbanen gjennom åpning av den tilordnede skillekontakt, inntil den bevegelige kontaktstift inne i slokkekammeret da løser seg fra fastkontakten, og utkoplingsforløpet dermed er avsluttet.

For å sikre denne forbigående biflytbanen på en særlig enkel måte, og for gunstigst mulig å kunne avstemme etterslepskontakten til skilleknivens bevegelse for å oppnå optimal koplingssekvens, har det vist seg å være riktig at skillekniven bærer en overfor denne isolert og svingbevegelig etterslepsstift.

Det bidrar til ytterligere redusering av den bygnings-messige størrelse når skillekniven er delt på langs, og det mellom de to skilleknivhalvdeler er sørget for en koplingskinematikk for slokkekammeret som sørger for en særlig pålitelig og stor koplings-hurtighet. Denne koplingskinematikk står fortrinnsvis i samvirkeforbindelse med slokkekammerets kontaktstift og skillekniven, det vil si at avhengig av kontaktknivens stilling til enhver tid sørger koplingskinematikken for det riktige tidspunkt når kontakten i slokkekammeret skal brytes og gnisten slokkes.

Under de her foreliggende betingelser virker en kinematikk særlig pålitelig som består av en armmekanisme, hvor en vinkelarm har vist seg riktig, hvilken vinkelarm med sin ene ende er leddet til slokkekammerkontaktstiften, mens dens andre ende er lagret på et leddsted som danner en leddforbindelse mellom den frie ende av en til et fastpunkt leddtil-koplet leddarm og den frie ende av en utløserstang betjent av skillekniven. En slik kinematikk lagret mellom skilleknivhalvdelene sørger ikke bare for et nøyaktig innbyrdes avstemt skilleforløp hva de enkelte bevegelsesavløp angår, men sikrer også en kompakt, plassbesparende oppbygning og fører på grunn av den lave vekten til hurtige koplingsforløp.

Som allerede nevnt, sørger kinematikken for at slokkekammerets bevegelige kontaktstift løser seg fra sin faste motkontakt nøyaktig på ønsket tidspunkt, inntil hvilket kontaktstiften gjennom kinematikken blir holdt mot det i slokkekammeret rådende overtrykk på ca. bar.

For å oppfylle denne funksjon er det fortrinnsvis beregnet to utførelser av kinematikken, og kinematikken kan nemlig for det ene være forsynt med en klinke som er lagret til vinkelarmen forbundet med slokkekammerkontaktstiften, og som samvirker med en fast stoppstift, og i hvis dreiepunkt er lagret en vrifjær som utøver inngrepskrefter på klinken, hvorved det ved skillekniven befinner seg en anslagsstift for den frie klinkeende, mens det i den andre utgave på vinkelarmen som er forbundet med slokkekammerkontaktstiften, er anordnet en trykkfjær som støtter seg på skillekniven. Disse to utgavers virkemåte blir i nedenstående beskrivelse av de foretrukne utførelseseksempler beskrevet enda mer detaljert.

Bistrømbanen som kortvarig overtar strømføringen, blir tilveiebrakt ved at etterslepskontakten elektrisk er forbundet med fastkontakten i slokkekammeret, og det fortrinnsvis via en kabel, mens den bevegelige slokke- kammerkontakt elektrisk er forbundet med skillekniv-dreiepunktet gjennom kinematikken.

Ved hjelp av de vedføyde tegninger hvor foretrukne utførelseseksempler av oppfinnelsen er fremstilt, blir disse nedenfor forklart nærmere. Tegningene viser: Fig. 1, et sideriss av en lastskillebryter; Fig. 2, et oppriss av den trepolede lastskillebryter ifølge fig. 1, sett forfra; Fig. 3a, en foretrukken driftskinematikk med trykkfjær i innkoplet tilstand; Fig. 3b, driftskinematikken ifølge fig. 3a i en mellomstilling hvor skillekniven nettopp har løst seg fra skillekontakten, mens etterslepskontaktstiften og slokkekammerkontaktstiften fremdeles er i kontakt med sin tilhørende fastkontakt, det vil si at strømmen nå flyter over bistrømbanen; Fig. 3c, kinematikken ifølge fig. 3a og 3b i utkoplet tilstand; Fig. 4a, en andre utgave av driftskinematikken med en utløserklinke i innkoplet tilstand; Fig. 4b, kinematikken ifølge fig. 4a i mellomstillingen ifølge fig. 3b; og Fig. 4c, kinematikken ifølge fig. 4a og 4b i utkoplet tilstand.

På fig. 2 er fremstilt en utførelsesform av en bryter-enhet som mellomspenningslastskillebryter 1, hvor det kan sees at bryterenhetens tre poler A, B og C er festet til en felles grunnramme 2. Sett sammen med fig. 1, hvor bryterens utkoplede tilstand mot den innkoplede tilstand er fremstilt med strekpunktert linje, blir det tydelig at hver pol er festet med to isolatorer 3 og 4 på grunnrammen 2, hvorved den øvre støtteisolator 3 i det fremstilte utførelseseksempel i hvert tilfelle er skillekontaktstøtten, mens det for den nedre støtte-isolator 4 dreier seg om dreiepunktkontaktstøtten. Derfor bærer den øvre støtteisolator 3 en tilkoplings-henholdsvis skillekontakt 5, mens et kontaktstykke båret av den nedre støtteisolator 4 er betegnet med 6 og oppviser en dreiepunktkontakt 7.

Forbindelsen mellom kontaktstykkene 5 og 6 oppnås gjennom en skillekniv 8 som er svingbar om dreiepunkt-kontakten 7, og som, slik det fremgår av fig. 2, er delt i lengderetningen. På utsiden bærer en av de to skilleknivhalvdeler en etterslepskontakt i form av en etterslepskontaktstift 9 som er isolert overfor skillekniven 8 og er svingbevegelig lagret på denne. Denne etterslepsstifts funksjon blir beskrevet nærmere nedenfor.

For å slokke gnisten som oppstår ved den endelige bryting av strømkretsen, raskt og uten påvirkning på omgivelsene, er hver pol A, B og C forsynt med et slokkekammer 10 som er integrert i dreiepunktkontakt-isolatoren 4, og da slik at det ligger på den skille-kontaktisolatoren 3 motvendte side av dreiepunkt-kontaktisolatoren 4, hvorved det oppnås en særlig kompakt og plassbesparende anordning, slik det også fremgår av fig. 2, siden hvert slokkekammer dermed ligger innenfor flaten av grunnrammen 2 som i det vesentlige er definert gjennom støtteisolatorenes avstand.

En bevegelig kontaktstift 11 rager ut fra slokkekammeret 10 på siden vendt mot skillekniven 8 og samvirker med en fastkontakt lia i slokkekammeret 10 på en måte som skal forklares i sammenheng med forklaringen for en hjelpestrømbane 12. Overfor atmosfæren utenfor er slokkekammerets 10 indre, som står under et overtrykk som i det konkrete eksempel er på omtrent bar, avtettet gjennom en membran 11b som for oversiktens skyld bare er vist på fig.1, og som følger kontaktstiftens 11 bevegelser på samme måte som en stempelplate lic forsynt med boringer som tjener til beblåsningen av gnistgapet ved skillingen av kontaktene 11, lia.

Via hver sin såkalte betjeningsisolator 13 er hver skillekniv 8 henholdsvis begge de til hver kniv til-hørende knivhalvdeler driftsmessig forbundet med en for de tre poler A, B og C felles drivaksel 14 på en måte som fremgår av fig. 1. Som det videre fremgår av fig. 2, ligger betjeningsisolatorene 13 i flukt mellom skilleknivhalvdelene 8.

Den ønskede bevegelseskoordinasjon mellom skillekniv 8, etterslepsstift 9 og bevegelig slokkekammerkontaktstift 11 oppnås gjennom en koplingskinematikk 15, som blir forklart ved hjelp av fig. 3a til c og fig. 4a til c.

Fig. 3a til c viser en første variant av en kinematikk-utførelse, hvor de deler av skillebryteren 1 som ikke er ubetinget nødvendige for forklaringen, er utelatt eller forenklet fremstilt for oversiktens skyld. Denne kinematikk 15 består i det vesentlige av en vinkelarm 16 som overføringsarm, som med sin ene ende 16a er leddforbundet med slokkekammerkontaktstiften 11. Dens andre ende er lagret til et leddsted 16b som danner en leddforbindelse for den frie ende av en utløserstang 17, som blir betjent av skillekniven 8, med den frie ende av en leddarm 18 som er leddforbundet med et fastpunkt 18a.

På forbindelsesstedet mellom kinematikken 15 og skillekniven 8 er det på utløserstangen 17 sørget for et friløp som styrer stillingsrekkefølgen, det vil si de forskjellige bevegelsesforløp, hvilket friløp i foretrukken utførelse består av en sliss 19, gjennom hvilken rager en anslagsstift 20 som er festet til skillekniven 8. For å holde slokkekammerets 10 bevegelige kontaktstift 11 mot overtrykket i slokkekammeret i innkoplingsstilling inntil et i nedenstående nærmere definert tidspunkt, bærer vinkelarmen 16 en trykkfjær 21, som på den ene side støtter seg på vinkelarmen og på den andre side på skillekniven 8. Virkemåten for denne kinematikk 15, hvis oppbygning er forklart tidligere, er følgende: Fig. 3a viser kinematikken 15 i normal, innkoplet tilstand. Dersom en utkopling skal skje, blir skillekniven 8 gjennom venstredreining av drivakselen 14 via betjeningsisolatoren 13 først dreid mot urvisernes retning til den på fig. 3b fremstilte mellomstilling, hvor, som det kan sees av fig. 3b, etterslepsstiften 9 så vel som kinematikken 15 forblir i den på fig. 3a fremstilte stilling. Dermed er hovedstrømbanen brutt gjennom trekkingen av kniven 8 fra skillekontakten 5, mens strømmen nå flyter via bistrømbanen 12, det vil si fra den øvre tilkoplingskontakt 5 via etterslepsstiften 9 og videre via en kabel 9a og en elektrisk forbindelse mellom denne og slokkekammerets 10 fastkontakt lia,

via den bevegelige slokkekammerkontaktsftift 11 og den

med skillekniven 8 elektrisk forbundne kinematikk 15 til det nedre kontaktstykkes 6 dreiepunktkontakt 7.

På dette tidspunkt har trykkfjæren 21 allerede slaknet noe, men virker likevel fremdeles så sterkt på den bevegelige kontaktstift 11, at denne ikke løser seg fra fastkontakten lia i slokkekammeret 10. Nå har anslags-stiften 20 i slissen 19 nådd slissens venstre begrens-ningskant og påvirker videre utløserstangen 17 for en dreining av kinematikken 15 også mot urvisernes retning og dreier vinkelarmen 16 også mot urvisernes retning. Først ved denne videre bevegelse av skillekniven 8 og nå også av kinematikken 15 mot urvisernes retning, slakner trykkfjæren 21 så mye at den ikke lenger makter å holde stand mot det i slokkekammeret 10 rådende overtrykk, og den bevegelige kontaktstift 11 derfor løser seg fra den stedbundne motkontakt lia, og det kort før etterslepsstiften 9 blir skilt fra skillekontakten 5.

Gjennom den bevegelige kontaktstifts 11 kontakt-brytingsbevegelse blir den dertil knyttede stempelplate lic beveget mot venstre, hvorved trykket i den venstre del av slokkekammerets 10 indre økes, hvilket på grunn av boringene som befinner seg i stempelplaten lic, fører til en gasstrøm som utfolder seg til slokkevirk-ninger i retning lysbuen som oppstår ved skillingen av kontaktene 11 og lia og derved bryting av strømflyten.

Kort etter skillingen av kontaktene 11 og lia blir den nå strømløse etterslepsstift 9 løst fra tilkoplings-kontakten 5 og brakt til den på fig. 3c fremstilte parallellstilling med skillekniven 8. Av fig. 3c fremgår også den innbyrdes stilling for kinematikkens 15 stangdeler 16, 17 og 18 i utkoplet tilstand.

Fig. 4a til c viser en foretrukken variant av kinematikkens 15 utforming, som skiller seg fra kinematikken som konstruksjonsmessig ble forklart tidligere i sammenheng med fig. 3a til c, bare med hensyn til utførelsen som bevirker motkraften mot slokkekammerets 10 innvendige trykk, således har nemlig denne kine-raatikk 15 en klinke 22 som fortrinnsvis er dreibart lagret i vinkelarmens 16 albue og blir holdt i inngrepsstilling av en vrifjær 23, som på den ene side støtter seg på vinkelarmen 16 og på den andre side på klinken 22, i hvilken inngrepsstilling klinken 22 med en hakeformet ende griper inn bak et fastpunkt (stift) 24 og derved indirekte, nemlig via vinkelarmen 16, som mottrykkskomponent kompenserer for slokkekammerets overtrykk. Skillekniven 8 bærer et utløseranslag 25 som i skilleknivens ønskede vinkelstilling virker inn på klinkens 22 frie ende.

De angjeldende enkeltdelers bevegelsesforløp så vel som de ledende delers koplings- henholdsvis skillerekke-følge tilsvarer i det vesentlige de som tidligere er forklart i sammenheng med fig. 3a til c, slik at i det nedenstående forklares bare de forskjeller som fremkommer gjennom "klinkeutgaven" under utkoplings-forløpet.

Fig. 4a viser igjen kinematikkens 15 innkoplingsstilling, mens fig. 4b viser skillekniven 8, som allerede er trukket fra kontakten 5, i stillingen dreid mot urvisernes retning, på hvilket tidspunkt anslags-stiftens 20 forklarte innvirkning på kinematikken inntreffer. I dette øyeblikk er etterslepsstiften 9 igjen fremdeles i elektrisk forbindelse med kontakten 5, slik at strømmen nå flyter langs den tidligere forklarte bistrømbanen, inntil det ved videre dreining av skillekniven 8 mot urvisernes retning ved anslags-stiftens 20 anlegg på slissens 19 venstre kant innledes en bevegelse av kinematikken 15 igjen mot urvisernes retning, på hvilket tidspunkt det til slutt via utløseranslaget 25 skjer en relativdreining - mot urvisernes retning - av klinken 22 som derved løser seg fra fastpunktet 24 og dermed opphever kraften som virker mot slokkekammerets 10 innvendige trykk, slik at dettes kontaktstift 11 kan løse seg fra motkontakten lia, hvorved strømflyten brytes. Kort deretter havner da etterslepsstiften 9 i parallellstillingen til skillekniven 8, som fremstilt på fig. 4c.

For begge varianter gjelder at innkoplingsforløpet kan skje på enkel måte gjennom dreining av skillekniven 8 i urvisernes retning til dens innkoplingsstilling ved skillekontakten 5. Ved denne dreiebevegelse bevirker skillekniven 8 gjennom de tidligere detaljert forklarte mekaniske forbindelser dessuten tilbakeføringen av de øvrige bryterdeler til utgangsstilling (innkoplet stilling) ifølge fig. 1, 3a og 4a.

Claims (17)

1. Skillebryter, særlig mellomspenningslastskillebryter med støtteisolatorer, hvor det for hver pol befinner seg en skillekontakt med en bevegelig skillekniv, en etterslepskontakt og et lukket slokkekammer som er utstyrt med en bevegelig kontaktstift, og som særlig er fylt med SFg-gass, karakterisert ved en støtteisolator (4) med integrert slokkekammer (10) for hver pol.

2. Skillebryter ifølge krav l, karakterisert ved at slokkekammeret (10) i hvert tilfelle befinner seg mellom en pols støtteisolatorer (3, 4).

3. Skillebryter ifølge krav l eller 2, karakterisert ved at slokkekammeret (10) er integrert i støtteisolatoren (4) på hvilken det befinner seg et skilleknivdreiepunkt (7).

4. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved en etterslepskontaktstift (9) som bæres av skillekniven (8) og er isolert og dreiebevegelig i forhold til denne.

5. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 4, karakterisert ved en langsdelt skillekniv (8) og en mellom de to skilleknivhalvdeler anordnet koplingskinematikk (15) for slokkekammeret (10) .

6. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 5, karakterisert ved at koplingskinematikken (15) står i samvirkeforbindelse med slokkekammerets (10) kontaktstift (11) og skillekniven (8).

7. Skillebryter ifølge krav 6, karakterisert ved at koplingskinematikken (15) består av en armmekanisme.

8. Skillebryter ifølge krav 7, karakterisert ved en vinkelarm (16) som med sin ene ende (16a) er leddforbundet med slokkekammerets (10) kontaktstift (11 ), mens dens andre ende er lagret til et leddsted (16b) som danner en leddforbindelse for den frie ende av en til et fastpunkt (18a) leddforbundet leddarm (18) og den frie ende av en utløserstang (17) som betjenes av skillekniven (8).

9. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 6 til 8, karakterisert ved et friløp på forbindelsesstedet mellom kinematikken (15) og skillekniven (8).

10. Skillebryter ifølge krav 9, karakterisert ved at friløpet består av en sliss (19) i utløserstangens (17) frie ende, gjennom hvilken sliss (19) rager en stift (20) festet på skillekniven (8).

11. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 10, karakterisert ved en stillkraft som motvirker slokkekammerets (10) overtrykk.

12. Skillebryter ifølge krav 11, karakterisert ved en fjær (21; 23) som innvirker på vinkelarmen (16) som er forbundet med slokkekammerets (10) kontaktstift (11).

1 3. Skillebryter ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved en klinke (22) som er lagret til vinkelarmen (16) og samvirker med en fast stoppstift (24), og i hvis dreiepunkt er lagret en vrifjær (23) som utøver inngrepskrefter på klinken (22) .

14. Skillebryter ifølge krav 13, karakterisert ved en anslagsstift (25) for den frie klinkeende på skillekniven (8).

15. Skillebryter ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved en trykkfjær (21) på den med slokkekammerets (10) kontaktstift (11) forbundne vinkelarm (16), hvilken trykkfjær (21) støtter seg på skillekniven (8).

16. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 15, karakterisert ved at etterslepskontakten (9) elektrisk er forbundet med fastkontakten (lia) i slokkekammeret (10).

17. Skillebryter ifølge ett eller flere av kravene 1 til 16, karakterisert ved at slokkekammerets (10) bevegelige kontaktstift (11) elektrisk er forbundet med skilleknivdreiepunkt-kontakten (7) via kinematikken (15).