SE461884B - Stroembegraensare - Google Patents

Description

461 884 nollgenomgång. Vid nollgenomgången slocknar ljusbågen och strömmen kom- muteras till ett motstånd som är parallellkopplat med kontaktanordningen.

Detta motstånd kan vara av konventionellt utförande och kan ha ett väsent- ligt högre resistansvärde än löpskenorna. Kortslutningsströmmen begränsas därför väsentligt och kan bortkopplas av den ordinarie brytaren.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar principen för en strömbegränsare med en kommuteringsenhet enligt uppfinningen, fig 2 visar ett alternativt utförande med två seriekopplade kommute- ringsenheter, fig 3 och 4 visar schematiskt hur kommuteringsenheten fungerar, varvid fig 3 är ett längssnitt genom enheten och fig 4 ett tvärsnitt efter linjen Iv-Iv i fig 3. och fig 5 och 6 visar ett praktiskt utförande av en sådan kommuteringsenhet, - dels i längssnitt (fig 5) dels i tvärsnitt (fig 6) efter linjen VI-VI i fig 5.

Den i fig 1 schematiskt visade strömbegränsaren innefattar en kontakt- anordning av exempelvis det slag som beskrivits i svenska patentansök- ningen 8701230-8. Kontaktanordningen består av en fast kontakt 1 och en rörlig kontakt 2. Kontakterna 1 och 2 är förbundna med var sitt anslut- ningsorgan 3 och 4 för inkoppling av strömbegränsaren i en fasledare 5 i ett mellanspänningsnät med en driftspänning av exempelvis 12 kV.

Från kontaktanordningen 1, 2 utgår två långsträckta, parallella löpskenor 6 och 7, exempelvis av det slag som beskrivits i svenska utläggnings- skriften 8504041-8. Vid den änden av skenorna som ligger vid kontakt- anordningen 1, 2 är skenorna fast förbundna med var sitt av anslutnings- organen 3 och N. Vid skenornas andra ände är en kommuteringsenhet 8 anordnad, vars uppgift är att kommutera ljusbågsströmmen över till ett parallellt med kontaktanordningen 1, 2 kopplat motstånd 9. Strömbegränsa- 461 884 ren är försedd med en av strömmen genom fasledaren 5 påverkad utlösare (ej visad).

Kontaktanordningen 1, 2 är normalt sluten. Om strömmen i fasledaren 5 överstiger en viss gräns aktiveras utlösaren och kontaktanordningen öppnar mycket snabbt. Den ljusbåge 11 som därvid bildas kommer, genom påverkan av det av strömmen alstrade magnetfältet, att drivas bort från kontaktstället och förflyttas via en rörlig kommuteringsledare 10 utefter löpskenorna 6, 7 och in i kommuteringsenheten 8. Löpskenorna 6, 7, vars sammanlagda resistans kan vara exempelvis 0.8.9, inkopplas på detta sätt i kretsen på en tid av mindre än 3 ms från det att kortslutningen inträffade. Därigenom uppnås en väsentlig begränsning redan av första strömtoppen. I kommute- ringsenheten 8 brinner ljusbàgen vidare tills strömmen passerar genom noll. Vid nollgenomgången slocknar ljusbågen och strömmen kommuteras till parallellmotståndet 9. Resistansvärdet för detta motstånd väljes med hän- syn till lokala förhållanden och kan exempelvis ligga mellan 2 och 8_Q.

Parallellmotståndet ger därigenom en ytterligare begränsning av kortslut- ningsströmmen under de efterföljande halvperioderna tills den ordinarie brytaren i ledningen kopplar bort felströmmen. I stället för att ansluta parallellmotståndet 9 framför löpskenorna 6, 7, så som visas i fig 1, kan _man anslutna motståndet vid slutet av skenorna i direkt anslutning till kommuteringsenheten 8.

För att klara den återvändande spänningen i nät med högre driftspännningar kan man seriekoppla ett antal kommuteringsenheter 8, så som visas i fig 2.

Varje enhet parallellkopplas därvid med ett externt motstånd 9.

Fig 3 och Ä visar funktionsprincipen för en föredragen utföringsform av kommuteringsenheten. Ljusbågen 11 vandrar in mellan två skenor 12, 13 och två dyshalvor IU, 15 av isolermaterial, som mellan sig bildar en spalt 16.

Dysans inlopp ansluter sig till en sluten volym 17, nedan kallad tryck- alstringskammaren. Undre skenan 13 löper längs dysinloppet och den övre skenan 12 längs dysutloppet. Ljusbågen stannar mot slutet av skenorna och brinner där till dess strömmens nollgenomgång inträffar och strömkommute- ringen till parallellmotståndet sker. Under tiden byggs ett övertryck upp i tryckalstringskammaren 17. Efter strömnollgenomgången rensas de varma ljusbågsresterna effektivt bort med hjälp av övertrycket i tryckalstrings- kammaren.17, som ger ett gasflöde i pilarnas A riktning. För att avkyla gasen i tryckalstringskammaren och styra tryckgasflödet till det ställe 4-61 384 där ljusbågen står är kammaren 17 uppdelad i små delvolymer 18 avgränsade av plåtlameller 19.

Det i fig 5 och 6 visade utförandet av kommuteringsenheten har ett på en monteringsplatta 20 monterat hus 21 av isolermaterial, i vilket dyshalvor- na 14, 15 är fixerade. Dyshalvorna bildar mellan sig en spalt, vars bredd minskar från t ex Ä mm där skenorna 12, 13 går in i kommuteringsenheten till nära noll vid skenornas ändar. Dyshalvorna är utförda av material som avger gas när det kommer i kontakt med ljusbågen, t ex acetalplast.

Därigenom uppnås en starkare tryckökning i tryckalstringskammaren 17 och dessutom en effektiv direktinsprutning i ljusbågspelarna av relativt kall gas från väggmaterialet. vilket påskyndar avjoniseringen av restgaserna från ljusbågen.

Avståndet mellan skenorna 12, 13 ökar i riktning mot skenornas i kommute- ringsenheten belägna ändar, vilka är försedda med skoningar 22, 23 av ljusbågsbeständigt material, t ex kopparwolfram.

I tryckalstringskammren 17 är två insatsplattor ZH och en~bottenplatta 25 anordnade för fixering av plåtlamellerna 19 och för tätning mellan dessa.

Ett antal av de plåtlameller som ligger närmast skenornas 12, 13 fria änd- partier är försedda med hål 26 för gaskommunikation mellan de av plåt- lamellerna avgränsade delvolymerna 18. Därigenom uppnås en effektivare utblåsning av restgaserna från ljusbågen. Hålarean i plåtarna kan even- tuellt öka successivt i riktning mot den längst fram i ljusbågens vand- ringsriktning belägna plåtlamellen.

I anslutning till dysutloppet är kommuteringsenheten försedd med ett kyl- galler 30 bestående av korsställda plåtar, som mellan sig bildar kanaler för kylning av de utströmmande gaserna. Mellan den övre skenan 12 och kylgallret 30 delas dysutloppet av en längsgående mittplåt 31, vars upp- gift är att minska tendensen till turbulens, så att man får en snabbare utströmning. Över kylgallret i avstånd från detta finns en täckplåt 32, som minskar hastigheten på den utströmmande gasen och leder gasströmmen åt sidan. Därigenom kan man minska det för strömbegränsaren erforderliga ställverksutrymmet.

Plàtlamellerna 19 är sammankopplade genom en metallfolie nedtill i plåt- paketet och via ett motstånd förbundna med den nedre skenan 13. På lik-

Claims (8)

461 884 nande sätt är kylgallret 30 via ett motstånd förbundet med den övre skenan 12. Motståndens resistans kan exempelvis ligga mellan 100 Q och 1 kn. Därigenom hindras ljusbågen från att stå på plåtarna. För att motverka en återströmning av varm gas från kommuteringsenheten 8 till spalten mellan löpskenorna 6, 7, kan man anordna en tryckgasför- bindelse, t ex genom rör eller slang, från nedre delen av tryckalstrings- kammaren 17 till en anslutningsöppning 27 som leder in till spalten mellan skenorna 12 och 13, där dessa går in i kommuteringsenheten. Anslutningen till tryckalstringskammaren kan lämpligen ske via ett mellan bottenplattan 25 och monteringsplattan 20 anordnat utrymme 28. Anslutningsöppningen är riktad snett inåt på sådant sätt, att tryckgasströmmen går i riktning mot ljusbågspelaren vid skenornas fria ändar. Uppfinningen är inte begränsad till det visade utföringsexemplet utan kan materialiseras på flera olika sätt inom ramen för patentkraven. Exempelvis behöver löpskenorna 6, 7 inte utgöras av långsträckta resistiva löpskenor såsom ovan beskrivits. I stället kan kommuteringsenheten anordnas i direkt anslutning till kontaktanordningen, och löpskenorna kan därvid utgöras av relativt korta ljusbågshorn. Vidare behöver inte dysan 14. 15 nödvändigt- vis vara spaltformad utan kan i stället utformas rotationssymmetrisk. PATENTKRAV

1. Strömbegränsare innefattande en kontaktanordning med minst två sam- verkande kontakter (1, 2), av vilka åtminstone den ena är rörlig mellan ett till- och ett frånläge, samt minst två i anslutning till kontaktanord- ningen anordnade löpskenor (6, 7, 12, 13), vilka är så anordnade, att den ljusbåge (11) som bildas vid kontaktöppning när kortslutningsström flyter i kretsen, under påverkan av det av strömmen alstrade magnetfältet, föres bort från kontaktanordningen med ljusbågens fotpunkter löpande utefter skenorna (6, 7, 12, 13), varvid i anslutning till de längst från kontakt- anordningen (1, 2) belägna ändarna av skenorna anordnats en kommmuterings- enhet (8) för kommutering av ljusbågsströmmen till ett parallellmotstånd (9), k ä n n e t e c k n a d därav, att skenornas (6, 7, 12, 13) nämnda ändar omslutes av kommuteringsenheten (8), i vilken mellan de båda ske- norna anordnats en medelst väggar (14, 15) av gasalstrande isolermaterial avgränsad spalt (16) för inneslutning av ljusbågen, och att spalten (16) 461 884 är utformad som en dysa, varvid den ena löpskenan (13) sträcker sig längs dysinloppet och den andra (12) längs dysutloppet, varvid i anslutning till dysinloppet anordnats en tryckalstringskammare (17).

2. Strömbegränsare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att tryckalstringskammaren (17) uppdelats i ett antal delvolymer (18) avgränsade av plåtlameller (19).

3. Strömbegränsare enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att plåtlamellerna (19) är inbördes parallella och anordnade i huvudsak vinkelrätt mot löpskenornas (12, 13) längsriktning. Ä.

4. Strömbegränsare enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone ett antal av de plåtlameller (19) som är belägna närmast löpskenornas (12, 13) ändar uppvisar hål (26) för gaskommunikation mellan intill varandra liggande delvolymer (18).

5. Strömbegränsare enligt patentkrav 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k - n a d därav, att plåtlamellerna (19) är elektriskt förbundna med varandra och med den vid dysinloppet liggande skenan (13).

6. Strömbegränsare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att en tryckgasförbindelse anordnats från tryck- alstrinsgskammaren (17) till spalten mellan löpskenorna (12, 13) vid ingången till kommuteringsenheten (18) på sådant sätt, att återströmning av varma gaser från ljusbågen till denna spalt motverkas.

7. Strömbegränsare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kommuteringsenheten (8) innehåller ett utanför dysutloppet anordnat kylgaller (30) med kanaler för kylning av de ut- strömmande gaserna.

8. Strömbegränsare enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att kylgallret är förbundet med den längs dysutloppet liggande skenan (12) via ett motstånd.