SE514653C2 - Skyddsanordning för elektriska fel - Google Patents

Description

25 30 35 514 655 2 utblåsningstyp. Vidare smälts den desintegrerande smältbara länken och de heta joniserade gaser, som utvecklats vid hög- energiavbrott, in i angränsande kondensatorer, vilket medför interna kondensatorblocköverslag och resulterande skada.

Dubbelsidiga säkringar av utblåsningstyp ventilerar säkringen vid båda ändarna. En sådan utformning ger högre nätfrekvensfelskydd och är i stånd att hantera kondensator- blockutsläppsströmmarna utan skada.

I US patent 2 340 055 visas en skyddsanordning för telefonledningar, i vilken en kammare mottar uttömda utblås- ningsgaser från ett horisontellt säkringsblock, som är beläget över kammaren. Utblåsningsgaserna släpps ut från ventilations- hål vid de undre sidorna av säkringarna via slitsar i en säkringarna stödjande panel. Utblåsningsutsläppet förekommer vid mitten av säkringarna istället för vid säkringarnas ändar.

I båda de amerikanska patenten nr. 3 575 683 och 3 868 617 visas utblåsningsstyrmuffelanordningar, som är avsedda att användas tillsammans med en säkring. Dessa anordningar är axiellt belägna från den ena änden av den generellt lång- sträckta säkringen och de är vanligen cylindriska till formen.

De använder inte en gemensam ledningsmuffelkonfiguration, som ger framgångsrik drift för ett flertal säkringar.

KORT SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning innefattar ett ihåligt rör som utblåsningsstyranordning för mottagande av åtminstone vissa av utblåsningsutsläppsprodukterna från en eller flera utblåsnings- säkringar. Den förbättrade utblåsningsstyrningen för säkringar av utblåsningstyp innefattar enligt en utföringsform av uppfin- ningen ett gemensamt samlingsrör för utblåsningssäkringsut- släpp, till vilket ett flertal säkringsutsläppsvägar är kopp- lade. Samlingsröret kan med fördel tjäna som en elektriskt ledande gemensam ledning för ett block av säkringar, som är elektriskt anslutna till ett för effektfaktorkorrektion använt kondensatorblock. Det ihåliga röret eller samlingsröret tillå- ter användning av dubbelsidiga utblåsningssäkringar, varvid tidigare endast enkelsidiga säkringar verksamt kunde användas.

Detta gäller eftersom det ihåliga röret tjänar som ett sam- lingsrör för att motta utblåsningsurladdningsprodukterna och säkert uppta och avleda desamma utan att skada intilliggande 10 15 20 25 30 35 514 655 3 kondensatorer, säkringar eller annan utrustning och säkert leda bort dessa produkter från all personal i den omedelbara när- heten, när säkringen arbetar. Änden av det ihåliga röret hos dessa dubbelsidiga säk- ringar innefattar ett lock, som kan vara ett förbrukbart lock och som lossbart försluter denna ände hos varje säkring. Under vissa felförhållanden kommer säkringen att arbeta och utblås- ningsprodukter kommer att drivas från säkringskroppen. Dessa felförhållanden kommer att variera i stor utsträckning och beror på säkringsutformningen och beräknade säkringsparametrar.

Vid förekomst av ett säkringspåverkande fel utsläpps utblås- ningsprodukterna från säkringens fria ände. De förbrukbara locken förseglar lossbart ändarna av säkringarnas ihåliga rör; förseglingen fungerar effektivt för att sluta det ihåliga rörets utsläppsände hos den dubbelsidiga säkringen för fel vid generellt lägre utsläppsenergivärden. Förslutningarna är emellertid utformade för att släppa fram utblåsningsurladd- ningsprodukterna och för att tillåta dem att utpassera från det ihåliga rörets ände vid förekomst av ett fel med högre energi- nivå. Sålunda bibehåller det förbrukbara locket det ihåliga rörets ände sluten vid fel med lägre energi men det kan frigö- ras vid fel med högre energi. Sålunda tillåts säkringen att utsläppa sina utblåsningsprodukter samt det förbrukbara locket i det ihåliga röret och det senare kan säkert rymma utblås- ningsutsläppsprodukterna vid förekomst av dessa fel vid högre energinigå.

Säkringar av den typ, som har dubbelsidig utblåsning, ventilerar säkringskroppen vid båda ändarna, när felenergin är tillräcklig för att utsläppa det förbrukbara locket. Vid felförhållanden med lägre energi förblir det förbrukbara locket intakt och på plats över säkringens ena ände, så att utblås- ningsljusbågsprodukterna utstöter säkringsledaren från den andra änden för att korrekt klara av den påtryckta spännings- potentialen och säkert bryta felströmmen. En sådan utformning ger normalfelskydd vid högre effekt och är dessutom, när det gäller kondensatorsäkring, i stånd att effektivt hantera kondensatorurladdningsströmmar utan skada.

I drift fungerar föreliggande uppfinning sedan på samma sätt som en vanlig enkelsidig säkring för fel vid lägre energi- 10 15 20 25 30 35 514 653 4 nivå men det ihåliga röret tillåter att utblåsningsprodukterna, som erhålls från ett fel vid hög nivå, smälter ned det förbruk- bara locket och släpper in åtminstone en del av de resulterande heta joniseringsgaserna på säkert sätt i det ihåliga röret.

Det ihåliga samlingsröret kan vara antingen icke-ledande eller också kan det vara elektriskt ledande och även tjäna som ett gemensamhetsrör, som ansluter ett flertal säkringar, varigenom avgaserna och partikelmaterial, som utsläpps från säkringen, av samlingsröret riktas bort från säkringen och separeras från den tillhörande elektriska utrustningen.

Säkringarna kan vara monterade på flänsar, som är anslut- na till säkringslocket, eller genom en motsvarande gängad förbindelse, i vilken lockänden hos säkringen är direkt förenad med samlingsröret. Samlingsröret kan vara cirkulärt, fyrkan- tigt, rektangulärt eller ha någon annan lämplig tvärsektions- form.

Ett av syftena med denna uppfinning är att åstadkomma en förbättrad utblåsningssäkring, som kan användas tillsammans med stora kondensatorblock med felström ända upp till åtminstone 10 ooo ampere.

Ett ytterligare syfte med denna uppfinning är att begrän- sa en utblåsningssäkrings avgaser och utsläppsmaterial, så att det inte kommer i kontakt med intilliggande kondensatorer eller andra komponenter, som kan skadas av utsläppsprodukterna och säkringskrafter och som även kan åstadkomma öppen ljusbågsbild- ning av misstag till intilliggande kondensatorer och ledningar, varvid personal och vilda djur inte skadas.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett gemensamt utsläppssamlingsrör för ett flertal säkringar. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma anslutning av en eller flera säkringar till ett elektriskt ledande samlingsrör, som kan tjäna som ett gemensamt rör, varvid utsläppsgaser, som kommer från utblåsningssäkringen, riktas genom en vägg hos det elektriskt ledande samlingsröret, när säkringen smälter. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en utblåsningssäkring med ett förbrukbart lock, som är beläget vid säkringens ena ände och som sträcker sig in i samlingsröret. 10 15 20 25 30 ¶35 514 655 5 Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en säkring, som är fäst vid ett samlingsrör via en monterings- fläns. " Ett annat syfte med denna uppfinning är att åstadkomma en skärm, som är belägen vid åtminstone en öppen ände hos det icke-ledande samlingsröret.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen är ett ut- släppssamlingsrör för utblåsningssäkring bildat av ett ihåligt, icke-ledande rörformigt element, som har ett vidfäst ledande gemensamhetsrör, vilket ansluter ett flertal säkringsändar.

Enligt denna utföringsform kan dessutom ett elektriskt ledande ihåligt rör användas vid den ena änden av en grupp utblåsnings- säkringar för att hopkoppla desamma och för att motta utblås- ' ningsutsläppsprodukterna och ett annat ihåligt rör kan användas vid rörets andra ände för att motta utblåsningsutsläppsproduk- ter från säkríngarnas andra ände.

Tillämpning av föreliggande uppfinning ger vidgad använd- ning av dubbelventilerade utblåsningssäkringar med säker drift, såsom erfordras vid kondensatorblock med kraftiga högfrekventa urladdningsströmmar och förekommande höga felströmmar från stora matarledningar för starkströmsnät.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA.

De ovannämnda syftena jämte ytterligare syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå för fackmannen inom området vid betraktande av den följande detaljerade beskrivningen avseende den föredragna utförings- formen i samband med de bifogade ritningarna, varvid: Fig. 1 visar en vertikal sidovy, delvis i tvärsektion, av ett utsläppssamlingsrör för utblåsningssäkringar jämte ett flertal utblåsningssäkringar i överensstämmelse med föreliggan- de uppfinning; Fig. 2 visar en tvärsektionsvy, som åskådliggör en variation vid montering av spänntyp för en utblåsningssäkring med avseende på ett cirkelformigt utslâppsrör i enlighet med uppfinningen; Fig. 3 visar i tvärsektion en annan variation vid hante- ringen av en flänsmonterad utblâsningssäkring, som är fäst vid ett utsläppssamlingsrör i enlighet med uppfinningen; Fig. 4 visar en annan variation vid monteringen av en lO 15 A20 25 30 35 514 653 6 utblåsningssäkring med en gängad hylsa, som är monterad på ett utsläppssamlingsrör enligt uppfinningen, varvid samlingsröret hmrdmmgmünâßdfim _ å Fig. 5 visar en tvärsektionsvy av ett utsläppssamlingsrör för utblåsningssäkringar enligt uppfinningen, varvid utsläpps- samlingsröret är icke-ledande och varvid ett separat kondensa- torblockrör används för att ansluta säkringsändarna; Fig. 6 visar en tvärsektionsvy av det i fig. 5 åskådlig- gjorda utsläppssamlingsröret för utblåsningssäkringar; och Fig. 7 visar en vertikalvy, delvis i tvärsektion, av en utblåsningssäkringsskruv, som är monterad på ett kondensatorrör med en separat avjoniseringsgasavledare vid säkringens övre ände. V .

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEE.

Föreliggande uppfinning âskådliggörs i fig. 1-7. Fig. 1 visar en tvärsektion av ett utsläppssamlingsrör 12, som även fungerar som ett hopkopplade elektriskt gemensamt rör i en- lighet med en aspekt av uppfinningen. En isolator 14 uppbär utsläppssamlingsröret/ledningen 12 från en monteringsyta 16.

Ett flertal utblåsningssäkringar 18 (vilka kan vara säkringar med dubbelsidig utblåsning i enlighet med föreliggande uppfin- ning) visas monterade på utsläppssamlingsröret 12 med respek- tive flänsförsedda rörmottagningsdelar 20 för säkringsmontering och elektriskt ansluten till en kondensator för bildande av en elektrisk felskyddsanordning för användning i en krets tillsam- mans med ett kondensatorblock. För att demonstrera driften åskådliggör den högra säkringen 22 ett särdrag hos uppfin- ningen, varvid en säkring 22 med dubbelsidig utblåsning ingår.

Här utsläpps gaserna och säkringsmaterial G' från säkringens 22 ena ände vid vissa felförhållande med lägre energi och gaserna och säkringsmaterial G och G' utsläpps från säkringens 22 båda ändar vid felförhållanden med högre energivärde. De värden, vid vilka säkringen 22 utblåser G' från endast en ände, och de värden, vid vilken säkringen 22 utblåser G, G' från båda ändarna, är primärt beroende på säkringsutformningsparametrarna och driftvärdena.

Ett förbrukbart lock 24, som täcker säkringens 22 fast- sättningsände kan släppas in i utsläppningssamlingsrörets kammare 26 tillsammans med de heta gasprodukterna från den 10 15 20 25 30 35 514 653 7 smälta säkringsdelen eller tråden. En skärmad ventil 28, som kan öppnas eller avlägsnas för underhåll, kan vara anordnad vid båda ändarna av utsläppssamlingsröret för att hindra nedsmuts- ning av kammaren 26 på grund av insekter, små gnagardjur och/eller andra inte önskvärda främmande föremål, som eljest skulle kunna komma in i utsläppssamlingsröret 12. Mottag- ningsdelen för det flänsförsedda säkringsröret kan vara samman- fogad med samlingsröret medelst fästorgan, såsom ett gängat fästorgan eller en nit, som passerar genom en flänsplatta 30 och in i utsläppssamlingsröret 12.

Vid den i fig. 2 åskådliggjorda utföringsformen bildar väggen hos en rörformig kammare 42 ett avgassamlingsrör/ledning 44, som utnyttjar ett fästelement 46 för fastsättning av ett flertal utblåsningssäkringar 48 på detsamma. Fästelementet 46 låter säkringarna 48 hänga ner från samlingsröret 44 och är fastsatt vid det senare genom svetsning vid ett ställe, som är betecknat 50. Utblåsningssäkringen 48 innefattar ett rör 56 med två armar 47, 49 och är fastsatt vid testelementet 46 medelst fästorgan 52, t.ex. muttrar och bultar eller motsvarande. Ett förbrukbart säkringslock 54 är anordnat för den avsedda dubbel- ventilationsdriften. Vid denna utföringsform kan säkringen 48 bytas genom avlägsnande av fästorganen 52 och uttagning av utblåsningssäkringsröret 56 med de därpå fastsatta armarna 47, 49. Detta arrangemang kräver inte att utsläppssamlingsröret 44 måste öppnas i och för säkringsbyte. Åtkomst via utsläppssäk- ringsröret 44 erfordras inte.

Fig. 3 åskådliggör en annan utföringsform av föreliggande uppfinning, varvid ett utblåsningssäkringsrör 62 är anslutet till ett utsläppsrör/ledning 64 (varav en del är utelämnad). En monteringsfläns 66 är fastsatt vid utsläppssamlingsröret 64 med fästorgan 68, som kan utgöras av gängade fästorgan, t.ex. bultar. Flänsen 66 kan också vara fastsatt på samlingsröret 64 genom svetsning, stagning, nitning eller liknande. En rörformig säkringsmottagande del 70, som har en inre gängad del 72, passar till en yttre gänga 74 hos änddelen av en säkrings övre hylsa 75, som är fastsatt vid den ena änden av utblåsningssäk- ringsröret 62. Ett förbrukbart lock 76 är anordnat vid sam- lingsröränden av säkringsröret 62 och hålls på plats mot en ringformig klack 78 hos den rörformiga säkringsmottagande delen 10 15 20 25 30 35 514 653 8 70 genom änddelen 74 hos utblåsningssäkringsröret 62, när röret är fastgängat på den rörformiga säkringsmottagande delen 70. En säkringshylsklack 77 kan ingå för att separera komponenterna.

Locket 76 kan utbytas och kan vara tillverkat av en metall eller av något annat lämpligt material, som kommer att ge tillfredsställande utblåsningssäkringsventilering. En smälttråd 80 är placerad inuti säkringssmälttrådsröret 82 hos utblås- ningssäkringsröret 62 och det är denna smälttråd 80, som åstadkommer smältverkan och strömkretsavbrott, när alltför stor ström förs genom anordningen. Smälttråden 80 är ansluten till kondensatorblocket utanför den egentliga säkringen.

Fig. 4 visar ett samlingsrör 92 med rektangulär tvärsek- tion, vilket har en utblåsningskammare 94 och ett utblåsnings- säkringsrör 96. Vid denna utföringsform är säkringsrörets 96 övre ände monterad på den rektangulära samlingsröret/ledningen 92 medelst en gängad anslutning 100 mellan säkringsröret 96 och det rektangulära utsläppssamlingsröret 92. Ett förbrukbart lock 92, som kan utbytas, hålls på plats vid den övre änden av utblåsningssäkringsröret 96 (i kammaren 94) genom gängor.

Smälttråden 104 är ansluten till kondensatorblocket utanför säkringen.

I fig. 5 visas en ytterligare utföringsform av uppfin- ningen, varvid en ledning 112 för ett kondensatorblock är separerad från samlingsröret. Samlingsröret 114 kan i detta fall vara rörformigt eller ha någon annan tvärsektion och det kan vara tillverkat av något lämpligt material, antingen elektriskt ledande eller inte, som innefattar plast- eller aluminiumrör, eftersom samlingsröret primärt fungerar för att styra utblåsningsprodukterna hos säkringen snarare än som en elektrisk ledning. Ledningen 12 bör naturligtvis vara elekt- riskt ledande.

Ett förbrukbart lock 116, som kan vara tillverkat av plastmaterial, visas gängat på säkringsrörenheten och insatt i hålet 117 i utblåsningssamlingsröret 114. Utblåsningssäkrings- röret 118 är fäst vid ledningen 112 vid 120 via en mutter, som med gänga är ansluten till huvuddelen av utblåsningsröret, eller med en fläns, som åstadkommer gängad anslutning mellan ledningen och säkringen. Ett fästorgan 122, t.ex. en bult eller en mutter, ansluter ledningen 112 till samlingsröret 114. För 10 15 20 25 30 35 514 653 9 att ersätta en smälttråd avlägsnas säkringsrörenheten genom frigöring och borttagning av muttern 120.

I fig. 6 visas i tvärsektion ett flertal säkringar, som är monterade på samlingsröret 114 enligt fig. 5. Ett flertal förbrukbara smältlock 116 visas i det inre av samlingsröret 114 och en ventilskärm 124 är fastsatt vid samlingsrörets ena ände.

Ventilskärmen 124 användes för att förhindra förorening genom smuts eller insekter. Ventilskärmen 124 kommer emellertid att tillåta gaser att fritt passera därigenom.

Fig. 7 på ritningen visar ett skyddssäkríngsarrangemang för ett effektfaktorkondensatorblock, varvid utblåsning sker vid säkringens ena ände. Åtgärder är vidtagna för att styra utblåsningsavgaserna, vilket kommer att beskrivas nedan.

Säkringen innefattar en enskild muffel, som åstadkommer avlänk- ning och kylning av de heta utblâsningsavgaserna vid en ut- släppsände hos säkringen samt för kvarhållande av ett förbruk- bart säkringslock. Denna anordning kräver borttagning av gasavledningsmuffeln efter varje säkringsoperation för utbyte av det förbrukbara locket.

Gasavjoniseraren/avledaren i fig. 7 kan användas tillsam- mans med en säkring av utblåsningstyp i kombination med ett kondensatorblock. Utblåsningssäkringen 130 sträcker sig in i en metallelektrod 132, som med en gängad mutter är fäst vid en kondensatorblockhopkopplingsledning 134. Ett förbrukbart lock 136 hos en utblåsningssäkring 130 förekommer och finns inuti avjoniseringsmuffeln 138. Muffeln är fäst vid ledningen medelst skruvar, vilka inte visas. När det förbrukbara locket 136 smälts bort av kraften hos de utsläppsgaser, som alstras, när säkringen smälter, sker avjonisering av utblåsningsavgaserna i en avjoniseringsmuffel 138. Den individuella avjoniserings- muffeln 138 kvarhåller det förbrukbara locket 136 och avleder och kyler de heta avgaserna. Denna anordning kan kräva borttag- ande av hetgasavjoniseringsmuffeln 138 efter varje säkrings- arbete för ersättning av säkringselementet (inte synligt i denna vy) samt det förbrukbara locket 136. Den skiljer sig från arrangemangen enligt US patent nr. 2 340 055, 3 575 683 och 3 868 617 i att den använda muffeln styr och avjoniserar gaserna vid säkringens ovansida. Den nedre änden av säkringen ventile- ras fortfarande fritt, så att dubbelventilering sker. Säkrings- 514 655 10 operationen är väsentligen identiskt likadan. Även om endast föredragna utföringsformer är speciellt åskådliggjorda och beskrivna här så torde inses, att många modifikationer och variation av föreliggande uppfinning är möjliga i ljuset av vad som ovan visats och inom ramen för de bifogade patentkraven utan att uppfinningsideên och den avsedda omfattningen av uppfinningen vidgas.

Claims (10)

10 15 20 25 30 514 653 ll Patentkrav

1. Skyddsanordning för elektriska fel, vilken anordning är avsedd att användas i en krets med ett kondensatorblock, varvid anordningen innefattar ett flertal utblåsningssäkringar (18, 22, 48, 62), som smälter vid en förutbestämd felnivå och lämnar utblåsningsprodukter (G, G'), k ä n n e t e c k n a d av ett ihåligt ledningsrör (12, 44, 64, 92) som är elektriskt anslutet till kondensatorblocket, varvid röret (12, 44, 64, 92) är försett med ett flertal hål (117), och organ (46) för att mekaniskt och elektriskt fastsätta utblåsningssäkringarna (18, 22, 48, 62) vid respektive hål (117) i det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92), så att åtminstone en del av utblåsningsprodukterna (G, G') riktas in i det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92), när en säkring (18, 22, 48, 62) smälter.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92) är rätlinjigt i tvärsektion. '

3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92) är kroklinjigt i tvärsektion.

4. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att fástorganet (46) vidare innefattar en ringfläns (66), som är mekaniskt och elektriskt förenad med det ihåliga lednings- röret (l2, 44, 64, 92).

5. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92) innefattar organ (124) för utmatning av utblåsningsprodukter från röret (12, 44, 64, 92).

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att utmatningsorganet (124) är en gasperrneabel skärm (124).

7. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av ett flertal förbrukbara lock (24, 76, 102, 116, 136), som kan släppas fria i nämnda ihåliga rör (12, 44, 64, 92), varvid vart och ett av de förbrukbara locken (24, 76, 102, 116, 130) täcker en utblåsningsände (74) hos en respektive utblåsningssälcring (18, 22, 48, 62)

8. Anordning enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d av organ (138), som hör sam- man med varje motsvarande säkring (18, 22, 48, 62) för att frigivban kvarhålla ett respektive lock (24, 76, 102, 116, 136) mellan utblåsningsänden (74) hos demia utblåsníngssäkring (18, 22, 48, 62) och det ihåliga ledningsröret (12, 44, 64, 92).

9. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en av säk- ringarna (18, 22, 48, 62) är en dubbelsidig säkring (22), som kan utblåsa säkringsutblåsnings- produkter (G, G') från säkringens (22) ena ände vid förekomst av en första felnivå och från 0:\YA\DOK\word-dok\up\103162Iüüplcizdoc 514 653 IZ sälaingens (22) båda ändar vid förekomst av en andra felnivå.

10. Anordning enligt kravet 9, k änn e t e c kn a d av att den andra felnivån är högre än den första felnívån. O:\YA\DOK\word-dok\up\1 03 l62l00pkt.doc