PL169428B1

PL169428B1 - Wylacznik zabezpieczania linii z komora luku elektrycznego PL

Info

Publication number: PL169428B1
Application number: PL92304168A
Authority: PL
Inventors: Werner Ostermann; Klaus Liesenjohann; Juergen Feuerhake
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1991-12-21
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1996-07-31
Also published as: WO1993013538A1; EP0617836B1; HU9401476D0; DE9115905U1; HU213360B; ES2079898T3; CZ151694A3; EP0617836A1; CZ283892B6; ATE130121T1; HUT67986A; DE59204283D1

Abstract

1. Wylacznik zabezpieczania linii z komora luku elektrycznego umieszczona w jego obudowie 1 zawierajaca pakiet blach gaszacych, która to komora luku elektrycznego przechodzi za scianka ze szczeli- nami w otwarta na zewnatrz komore wydmuchowa, której podzielona na dwie czesci obudowa posiada skierowane poprzecznie do kierunku przeplywu glów- nego scianki, znamienny tym, ze komora wydmucho- wa (4, 4’) jest zaopatrzona w szereg scianek (4a), wznoszacych sie od podstawy czesci obudowy (la, 1b) przynajmniej powyzej srodka obudowy (1), umie- szczonych na zmiane przestawnie, z których co naj- mniej lalka na swoich skierowanych do siebie prawie równoleglych do powierzchni dzielacej czesci obudo- wy (1a, 1 b) powierzchniach górnych posiada wysta- jace grzebykowato zeby (4a ’ ) Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik zabezpieczania linii z komorą łuku elektrycznego, znajdującą się w jego obudowie.

Znane są wyłączniki zabezpieczenia linii z tego typu komorą łuku elektrycznego, na przykład z opisów patentowych nr DE-PS 1 238 538, DE-OS 29 49 012. Posiadają one umieszczoną bezpośrednio za blachami gaszącymi i ściśle przylegającą do ich krawędzi czołowych, ściankę działową wyposażoną w szczeliny, dopasowane do luk między dwoma odpowiednimi blachami gaszącymi. W ten sposób, powstałe podczas wyłączania zwarcia wybuchowe gazy łuku elektrycznego mogą dostać się przez ściankę łączącą do znajdującej się za nią komory wydmuchowej, w której natrafiają na poprzeczną ściankę, zanim wydostaną się na zewnątrz przez otwór w ścianie. W nowoczesnych wyłącznikach zabezpieczenia linii o wysokiej wytrzymałości wyłączania, gazy łuku elektrycznego, które wydostają się na zewnątrz, mają często wciąż tak dużą energię, że powodują niebezpieczeństwo pojawienia się płomieni na obudowie.

Dla zapobieżenia takim niekorzystnym przypadkom, opracowano wyłącznik zawierający szczególny kanał odprowadzający gaz wyłączeniowy, które to znane rozwiązanie przedstawione zostało w opisie patentowym nr DE-OS 37 05 216. Konstrukcja tego rodzaju stwarza w obszarze rozprężania ograniczonym przez pakiet blach gaszących, jak również w dalej dołączonym kanale przepływowym, dalszą przestrzeń rozprężania i kolejny kanał wyjściowy. W rozwiązaniu takim istnieje duże niebezpieczeństwo powstania zapłonu wstecznego za blachami gaszącymi, o ile nie spełniono dodatkowych wymogów dotyczących pakietu blach gaszących. Ponadto, część pokrywy tworzącą kanały wylotowe wykonano z materiału oddającego gaz gaszący i dołączono do

169 428 obudowy wyłącznika zabezpieczenia linii od zewnątrz, w oddzielnym cyklu roboczym. Dodanie takiej części, przy wielkoseryjnej produkcji, oznacza istotny wzrost kosztów.

Ponadto, z opisu patentowego nr FR-A-1417 232, znana jest komora gasząca i rozszerzalnościowa, która jest umieszczona łukowo wokół miejsca styku. W komorze jest osadzonych promieniowo kilka płytek metalowych i zamocowanych między dwiema warstwami materiału izolującego. Za nimi, w odstępie od krawędzi czołowych płytek metalowych jest umieszczonych, przestawnie w rodzaju labiryntu, szereg ścianek przy warstwach materiału izolującego, które znacznie wydłużają drogę przepływu dla gazów łuku elektrycznego od płytek metalowych do okna wylotowego. W tym rozwiązaniu gazy łuku elektrycznego mogą się dobrze rozszerzać, a zawartość energii zostaje zmniejszona, jednak na krawędziach czołowych płytek metalowych istnieje zwiększone niebezpieczeństwo dla luku elektrycznego. Tak ukształtowana komora gasząca i rozszerzalnościowa nadaje się jedynie warunkowo dla wyłączników zabezpieczenia linii o wysokiej mocy załączalnej.

Celem wynalazku jest wyposażenie wyłącznika zabezpieczania linii w komorę luku elektrycznego w układzie wydmuchowym, przy możliwie najniższych kosztach dodatkowych, tak aby znacznie zmniejszyć wydalanie przewodzących gorących gazów gaszących oraz aby ograniczyć wydostawanie się płomieni na zewnątrz obudowy, przy zwiększonej wytrzymałości wyłączania.

Wyłącznik zabezpieczania linii według wynalazku jest wyposażony w komorę łuku elektrycznego umieszczoną w jego obudowie i zawierającą pakiet blach gaszących. Komora łuku elektrycznego przechodzi za ścianką działową ze szczelinami w otwartą na zewnątrz komorę wydmuchową. Podzielona na dwie części obudowa tej komory posiada skierowane poprzecznie do kierunku przepływu głównego ścianki. Wyłącznik tego rodzaju charakteryzuje się tym, że komora wydmuchowa jest zaopatrzona w szereg ścianek, wznoszących się od podstawy części obudowy, przynajmniej powyżej środka obudowy, umieszczonych na zmianę przestawnie, z których co najmniej kilka na swoich skierowanych do siebie prawie równoległych do powierzchni dzielących części obudowy powierzchniach górnych posiada wystające grzebykowato zęby

Korzystnie ścianki komory wydmuchowej są umieszczone z niewielkim wzajemnym odstępem, przynajmniej częściowo zachodząc na siebie.

W korzystnym rozwiązaniu ścianki komory wydmuchowej tylko jednej części obudowy wyłącznika posiadają zęby na swoich powierzchniach górnych, podczas gdy ścianki przeciwległej części obudowy, mają gładką powierzchnię.

Komora wydmuchowa wyłącznika podzielonajest za pomocą znajdującego się w połowie ścianki działowej i nachylonego do ścianek żeberka, na dwie w przybliżeniu równe części Komora wydmuchowa wyposażona jest na otwartej na zewnątrz ściance bocznej w pochylone w stosunku do kierunku ścianek dysze wydmuchowe. Dysze wydmuchowe ustawione są na obu częściach obudowy wyłącznika, w różnych kierunkach przesuniętych względem siebie o kąt około 90° i tworzą w przekroju poprzeczny kształt łamany.

Korzystne skutki stosowania rozwiązania według wynalazku polegają na tym, ze gazy łuku elektrycznego, na swojej drodze od pakietu blach gaszących na zewnątrz, muszą opływać szereg przestawnie naprzemiennie umieszczonych ścianek, wznoszących się w komorze wydmuchowej od podstawy części obudowy, przynajmniej powyżej środka obudowy. Z powodu dłuższej drogi przepływu oraz zwiększonej powierzchni, są znacznie lepiej chłodzone. Ponadto, grzebykowate zęby kierują gazy do górnych części ścianek, co zmniejsza ich jonizację. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, dysze wylotowe kierują wydalane gazy w różnych kierunkach, nie dopuszczając do powstania skoncentrowanego strumienia w jednym kierunku. Zapewnia to o wiele większe rozproszenie gazów łuku elektrycznego. Ponieważ dodatkowo dołączona komora wydmuchowa w porównaniu z częściami obudowy praktycznie nie wpływa na koszty produkcji, rozwiązanie według wynalazku umożliwia osiągnięcie, przy niskich nakładach, dużej redukcji wydalanych gazów gaszących, bez obniżenia prędkości przepływu gazów gaszących we właściwej komorze łuku elektrycznego. Pozostałe jeszcze, niewielkie wydalanie przewodzących gazów łuku elektrycznego, nie stanowi żadnego zagrożenia dla urządzeń pod napięciem, znajdujących się w pobliżu wyłącznika zabezpieczenia linii.

169 428

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig 1 przedstawia wyłącznik zabezpieczania linii w uproszczonym widoku z częściowo otwartą obudową, pokazującym układ komory łuku elektrycznego i komory wydmuchowej w przekroju wzdłuz linii I-I na fig 2, fig. 2 - przekrój wzdłuz linii II-II na fig. 1, fig. 3 - przekrój wzdłuz linii III-III na fig 1, fig. 4 - schematyczny częściowy przekrój korzystnego przykładu wykonania komory wydmuchowej, porównywalny z fig. 1, wzdłuż linii przekroju IV-IV na fig. 5, fig. 5 widok ścianki bocznej z kierunku wskazanego strzałką V na fig. 4, a fig. 6 przedstawia przekrój wzdłuż linii VI-VI na fig. 5.

Zbudowany w uproszczony sposób wyłącznik zabezpieczania linii w zmniejszonej wersji, posiada obudowę 1 z materiału izolującego, która składa się z dwóch części obudowy 1a, 1b i zawiera nie pokazane mechanizmy załączania i wyłączania oraz dodatkowe wyposażenie. Wewnątrz korpusu obudowy 1 znajduje się komora łuku elektrycznego 2, która w większej części wypełniona jest pakietem blach gaszących 3. Pojedyncze blachy gaszące 3a dotykają swoimi ostrzami czołowymi, z lewej strony do ścianki działowej 2a, która wbudowana jest w obudowę i oddziela komorę luku elektrycznego 2 od komory wydmuchowej 4, 4’. W ściance działowej 2a znajdują się szczeliny 2b, naprzeciw pojedynczych blach. Powstałe podczas wyłączania gazy luku elektrycznego dostają się przez te szczeliny 2b do komory wydmuchowej 4, 4’. Natomiast powstały podczas wyłączania, szczególnie przy wyłączaniu zwarcia, łuk elektryczny na pojedynczo oznaczonych stykach 5, przechodzi przez prowadnicę łuku elektrycznego 3b do pakietu blach gaszących 3, gdzie jest gaszony.

Przechodzący pod wysokim ciśnieniem przez szczeliny 2b zjonizowany gaz łuku elektrycznego napotyka na swojej drodze w komorze wydmuchowej 4,4’ liczne ustawione na przemian ścianki 4a, jak przedstawiono na fig. 2, zanim zostanie wydalony na zewnątrz przez otwór wydmuchowy 4b. Na obu częściach obudowy la, 1b utworzono w prosty sposób ścianki, używając duroplastu. Na powierzchni ścianek znajdują się grzebykowate zęby 4a’, zapewniające silniejsze zawirowania gazu łuku elektrycznego. Gaz jest lepiej chłodzony przez zwiększoną powierzchnię boczną ścian, zanim zostanie wyrzucony na zewnątrz przez otwór wydmuchowy 4b. Ścianki 4a wystają z podstawy części składowych obudowy 1 co najmniej do ich połowy, ale nie zachodzą zbytnio na siebie, jak przedstawiono na fig. 2. Trzy albo cztery ścianki 4a są korzystnie umieszczone poniżej układu zacisków 1c. Odległości między pojedynczymi Ściankami 4a oraz wielkość i układ grzebykowatych zębów 4a’ są tak dobrane, aby mimo większego chłodzenia łuku elektrycznego, nie zmniejszyła się prędkość przepływu łuku elektrycznego między stykami 5 a pakietem blach gaszących 3. Ponadto, zasadniczy kształt komory wydmuchowej 4 z fig. 1do 3, może być jeszcze zoptymalizowany, co przedstawia przykład wykonania z fig 4 do 6

Komora wydmuchowa 4’, pokazana na przekroju wyłącznika zabezpieczania linii na fig. 4, posiada za ściankami 4a, zamiast otworu wydmuchowego, liczne dysze wydmuchowe 4c. Znajdują się one po obu stronach szczeliny rozdzielającej obie części składowe obudowy 1a, lb i rozmieszczone są tak, że właściwe otwory w zewnętrznej Ściance bocznej 1d, wychodzą z niej na przemian. Ponadto, dysze wydmuchowe 4c nie wychodzą ze ścianki bocznej 1d pod kątem prostym, ale są pochylone pod kątem około 45° w kierunku ścianki 4a. Dysze wydmuchowe 4c należące do obu części obudowy, ustawione są względem siebie pod kątem około 90°, co przedstawiono na fig. 4 albo fig. 6. Dzięki takiemu ustawieniu dysz wydmuchowych 4c osiągnięto znacznie większe rozproszenie pozostałych wydalanych gazów łuku elektrycznego i zmniejszono zagrożenie dla urządzeń pod napięciem, znajdujących się w pobliżu wyłącznika zabezpieczania linii._

W korzystnym rozwiązaniu, komora wydmuchowa 4 jest podzielona za pomocą pochylonego żeberka 4d na dwie równe części. Jak pokazano szczegółowo na fig. 1, żeberko 4d znajduje się w połowie ścianki działowej 2a i ustawione jest pod tym samym kątem co pojedyncze szczeliny 2b Umożliwia to dobre przesyłanie gazów łuku elektrycznego, wydalanych z komory łuku elektrycznego, do komory wydmuchowej i wyklucza niebezpieczeństwo wystąpienia zapłonu wstecznego za blachami gaszącymi. Żeberko 4d jest podobnie jak ścianka 4a i pozostałe elementy komory wydmuchowej elementem obu części składowych obudowy i jest przy tym rozwiązaniem nie mającym wpływu na koszt urządzenia.

169 428

Fig.1

tel -Hd--l—. . X

LK ^F/g- ^!< Fig. 5 ^Fig.⁶

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1 Wyłącznik zabezpieczania linii z komorą łuku elektrycznego umieszczoną w jego obudowie i zawierającą pakiet blach gaszących, która to komora łuku elektrycznego przechodzi za ścianką ze szczelinami w otwartą na zewnątrz komorę wydmuchową, której podzielona na dwie części obudowa posiada skierowane poprzecznie do kierunku przepływu głównego ścianki, znamienny tym, że komora wydmuchowa (4, 4’) jest zaopatrzona w szereg ścianek (4a), wznoszących się od podstawy części obudowy (1a, lb) przynajmniej powyżej środka obudowy (1), umieszczonych na zmianę przestawnie, z których co najmniej kilka na swoich skierowanych do siebie prawie równoległych do powierzchni dzielącej części obudowy (la, lb) powierzchniach górnych posiada wystające grzebykowato zęby (4a’).
2. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że ścianki (4a) są umieszczone z niewielkim wzajemnym odstępem, przynajmniej częściowo zachodząc na siebie.
3 Wyłącznik według zastrz. 2, znamienny tym, że ścianki (4a) tylko jednej części obudowy (la) posiadają zęby (4a’) na swoich powierzchniach górnych, podczas gdy ścianki (4a) przeciwległych części obudowy (lb) mają gładką powierzchnię.
4. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że komora wydmuchowa (4, 4’) podzielonajest za pomocą znajdującego się w połowie ścianki działowej (2a) i nachylonego do ścianek (4a) żeberka (4d) na dwie w przybliżeniu równe częs'ci.
5. Wyłącznik według zastrz. 4, znamienny tym, że komora wydmuchowa (4’) wyposażona jest na otwartej na zewnątrz ściance bocznej (ld) w pochylone w stosunku do kierunku ścianek (4a) dysze wydmuchowe (4c).
6. Wyłącznik według zastrz. 5, znamienny tym, że dysze wydmuchowe (4c) ustawione są na obu częściach obudowy (la, lb) w różnych kierunkach przesuniętych względem siebie o kąt około 90° i tworzą w przekroju poprzecznym kształt łamany.