PL99263B1 - Blok generacyjny wysokiego napiecia stalego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest blok generacyjny wysokiego napiecia stalego przeznaczony do zasilania glowic wykorzystywanych w technologiach elektrostatycznych a w szczególnosci do malowania elementów metalowych lub drewnianych.

W technologiach takich jak elektrostatyczne malowanie, napylanie itp. stosowane sa generatory wysokonapieciowe oparte przewaznie na zasadzie wielokrotnego powielania napiec stalych. Budowane na tej zasadzie generatory maja na ogól izolacje doziemna gazowa, czesto ciekla lub rzadziej stala. Trudne warunki pracy elementów takich jak generatorów - czeste przepiecia i nagle rozladowania — narzucaja potrzebe prowadzenia czestych przegladów lub wymiany elementów. Stan taki prowadzi do czestych awarii, przerw w pracy i powoduje niska stosunkowo wydajnosc urzadzen lakierniczych tego typu. Sytuacja taka stwarza wyzszosc konstrukcji generatorów z izolacja powietrzna lub mieszana, gazowo-olejowa nad innymi rozwiazaniami W tego rodzaju rozwiazaniach uzyskuje sie latwy dostep do elementów generatora, niskie koszty konserwacji i napraw.Wystepowanie czestych przeskoków miedzy elektrodami technologicznymi a przedmiotem np. malowanym, bedacym na potencjale ziemi powoduje^ ze w tych momentach zmieniaja sie rozklady potencjalów na czlonach generatora jak i jego elementach izolacyjnych.

W stanie normalnej pracy generatora rozklad potencjalów na izolacji wymuszony jest glównie pradami uplywu i rezystywnosciamL Podczas przeskoków wymuszony jest natomiast skladowymi pojemnosciami pradów. Pogodzenie tych tak sprzecznych wymogów dla poprawnego rozwiazania izolacji przy jednoczesnym utrzymaniu sie w malych gabarytach obudowy generatora jest trudne. Wszystkie te niedogodnosci powoduja, ze urzadzenia te w procesie nakladania powlok sa malo przydatne i przez uzytkowników traktowane jako eksperymentalne. Czeste awarie i utrudniona eksploatacja oraz zwiazane z tym — zla jakosc powlok i mala wydajnosc — sa powaznymi wadami urzadzen.

Celem wynalazku jest usuniecie wszystkich wad i niedogodnosci. Cel ten zostal osiagniety przez wykonanie bloku generacyjnego wysokiego napiecia stalego, majacego bariery izolacyjne, z których jedna oddziela rezystor2 99 263 i kolumny powielania, a druga górna czesc elementów usytuowanych w ksztalcie petli. Uklad petli pozwolil optymalnie wykorzystac przestrzen izolacyjna wnetrza generatora. Podswietlanie wnetrza i wziernik zwiekszaja bezpieczenstwo pracy, gdyz pozwalaja obserwowac stan polozenia uziemienia. Dobrym rozwiazaniem okazalo sie zastosowanie odpowiednich przegród izolacyjnych i odpowiednie rozmieszczenie czlonów funkcjonalnych generatora. Glówne czlony bloku zasilania kabin lakierniczych, to: transformator wysokonapieciowy z rezystorem ograniczajacym, stopnie pojemnosciowe powielania, na które nabudowany jest rezystor tlumiacy.

Z rezystora wychodzi kabel wysokiego napiecia. Do uziemienia glowic lakierniczych i generatora sluzy wbudowany do bloku generacyjnego automatyczny uziemiacz. W opisanym rozwiazaniu bloku generacyjnego wykorzystany jest znany system multiplera.

Wynalazek natomiast obejmuje oryginalny uklad rozmieszczenia elementów: transformatora z rezystorem ladowania, powielacza ze stosem pomiarowym, rezystora tlumiacego, ramienia uziemiacza i wyjscia kabla. Taki uklad geometryczny elementów objetych sektorami I, II, III i IV daje optymalne wykorzystanie przestrzeni objetej obudowa generatora. Wprowadzenie uzebrowanej obudowy z olejem rezystora tlumiacego pozwala skrócic jego wymiar dlugosciowy, wazny podczas rozladowania lub zwarcia generatora. Wówczas to na jego izolacje wzdluzna przypada prawie pelne napiecie wyjsciowe.

Jest to stan udarowego niejako przepiecia.

Wiadomo, ze wytrzymalosc udarowa olejów, nawet silnie zabrudzonych, jest bardzo wysokla. Naturalna korzyscia dla eksploatacji jest wiec mozliwosc stosowania tutaj nawet silnie,zabrudzonego i zanieczyszczonego oleju. Praktycznie zbedna wiec jest okresowa kontrola jego wlasnosci izolacyjnych. Optymalne wykorzystanie przestrzeni izolacyjnej bloku generacyjnego, przy jednoczesnym uniknieciu wyladowan niezupelnych, uzyskano dzieki wprowadzeniu oslony izolacyjnej górnej czesci generatora, przyjmuje ona ksztalt chelmu^ osadzonego na wspornikach izolacyjnych.

Dla zabezpieczenia przed przeskokiem miedzy srodkowymi czlonami powielacza a elektroda wyjsciowa rezystora, zastosowano przegrode izolacyjna, podwyzszajaca znacznie wytrzymalosc statyczna i dynamiczna przerwy izolacyjnej. Dodatkowo przewidziano w bloku generacyjnym wykonanie w'obudowie okienka - wziernika i podswietlenia wnetrza generatora do kontroli polozenia ramienia uziemiacza. Jest to dodatkowy czynnik zwiekszajacy bezpieczenstwo obslugi kabin lakierniczych, gdyby zawiódl naped uziemiacza.

Przedmiot wynalazku pokazany jest ,w przykladzie wykonania na zalaczonych rysunkach, gdzie fig. 1 i fig. 2 przedstawiaja schemat elektryczny bloku generacyjnego, fig. 3 — schemat elektryczny bloku z uwypukleniem roli przegrody i fig. 4 — rozmieszczenie elementów schematu bloku generacyjnego w sektorach I, II, III i IV.

Jak przedstawiono schematycznie na fig. 1 i fig. 2 blok generacyjny ma wbudowany transformator wysokiego napiecia 1 z umieszczonym na nim rezystorem RQ. Czterostopniowy powielacz sklada sie z kolumn kondesatorowych Ca i Cb> diod D oraz z wspornika izolacyjnego 2. Równolegle do niego dobudowany jest stos rezystancyjny Rp do pomiaru napiecia generatora. Od pierscienia 9 odchodzi rezystor tlumiacy 3 w uzebrowanej obudowie z olejem. Na jego koncu jest kula stykowa 4. Od niej poprzez obudowe 11 odchodzi kabel wysokiego napiecia 5. Do uziemiania generatora sluzy ramie obrotowe 6 ze sprezyna zwrotna 7 i elektromagnesem 8.

Stanowia one automatyczny uziemiacz, zwierajacy generator w stanach awaryjnych lub przy zaniku napiecia sieci od strony zasilania generatora. Wspornik izolacyjny 10 i chelm izolacyjny 11 zabezpieczaja przed przeskokiem iskry do uziemionej obudowy 13. Figura 3 ukazuje role przegrody izolacyjnej 12. Wymusza ona rozklad napiecia np. w ukladzie 4-krotnego powielania 4U na drodze A-E-B, gdy punkt A jest nagle uziemiony lub tez w warunkach pracy statycznej, gdy na rezystor 3 przypada bardzo maly spadek napiecia.

Figura 4 ukazuje rozmieszczenie elementów bloku generacyjnego w ksztalcie petli w sektorach: I, II, III i IV. W sektorze I usytuowany jest transformator 1, rezystor ograniczajacy R0 i elementy niskonapieciowe, w sektorze II ulokowany jest powielacz wysokiego napiecia ze stosem pomiarowym Rp, w sektorze III jest rezystor 3 wiodacy prad w petli do dolu. Takie usytuowanie rezystora 3 pozwala dobrze wykorzystac przestrzen sektora IV, w której usytuowano ramie uziemiacza 6 oraz wyjscie kabla 5 poprzez scianke tylna 13. Taki system wykorzystania przestrzeni bloku generacyjnego np. na 100 kV pozwala w niewielkiej przestrzeni obudowy zamknac w sposób zwarty a wiec i oszczedny materialowo niezawodny uklad generatora z uziemiaczem i ukladem pomiaru wysokiego napiecia.

Zmniejszenie odstepów izolacyjnych uzyskuje sie dzieki wprowadzeniu przegród i oslony izolacyjnej w górnej czesci petli generatora. Na tej zasadzie moze byc zbudowany generator o U = 120 kV i pradzie 1 mA do zasilania glowic kabin lakierniczych do malowania np. stolarki budowalnej.99 263 3

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Blok generacyjny wysokiego napiecia stalego, znamienny tym, ze jego elementy w ukladzie typowego powielania napiecia usytuowano w ksztalcie petli, której czesci zajmuja odpowiednie sektory I, II, III i IV, przy czym górna jego czesc posiada bariere izolacyjna (12) oddzielajaca rezystor (3) i kolumny powielania (CaJ Cb) oraz druga izolacje (11) o ksztalcie chelma obejmujaca górna czesc petli.

2. Blok generacyjny wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rezystor tlumiacy (3) jest zanurzony do cieczy dielektrycznej w obudowie uzebrowanej.

3. Blok generacyjny wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze ramie uziemiacza (6) oraz wyjscie kablem (5) umieszczone jest w sektorze IV miedzy transformatorem (1) i rezystorem (3).

4. Blok generacyjny wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w jego obudowie (13) umieszczone jest okienko-wziernik oraz zastosowane podswietlenie wnetrza bloku celem dogodnej obserwacji polozenia ramienia uziemiacza (6).99 263 \ W lwn»pnvj :^=l h a. ///'/ Fig 3 Fig. 4 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl