CS244831B2 - Pressure-gass circuit breaker - Google Patents

Description

Vyiález se týká tlakoplyiného vypínače a kooaciálně uspořádaným pohyblivým kontaktem a pevným kontaktem, které jsou opatřeny . vždy jednta opalovacím kontaktem, s cívkou, která je protékána vypraným proudem a je elektricky vodivě spojena s kroužkem pro rotační pohyb elektrického oblouku a topným prostorem, který obklopuje opalovací kontakty a je určen pro akumilaci ohřátého zháěecího plynu a při vypínání je spojen s prostorem elektrického oblouku Maz i oběma kontakty.

Takovýto vypínač je již známý z evropského patentu č. 075341. Tento znátaý vypínač má dva kouciální, relativně navzájem pohyblivé kontakty se vždy jednom opalovacím kontaktem, jakož i cívku, která je protékaná vypínaným proudem a která je elektricky vodivě spojena s kroužkem pro rotační pohyb elektrického oblouku.

Opleozací kontakty jsou . obklopeny topným prostorem. · Zhášecí plyn, který je v tomto topném prostoru obsažen, se v průběhu vypínání ve vysokoproudé fázi ohřívá vlivem rotujícího elektrického oblouku, což vytváří mcgntické pole, vyvolané vypínaným proudem, protékající cívkou.

TOcto vytvořený tlak v topnéta prostoru akumulovaného zhášecího plynu nemuuí vystačit zejména při vypínání malých elektrcckých proudů k ternu, aby dostatečně ofukoval vypínací elektrický oblouk. .

Vy^niez si klade za úkol jednoduchými prostředky zdokoonllt vypínací výkon vypínače tohoto druhu.

Tento úkol se řeěí vypínačem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi topným prostorem a prostorem elektrického oblouku je upraveno ústrojí pro · vedení plynu s alespoň třemi kanály, které jsou radiálně se vzájemnými úhlovými roztečemi uspořádány kolem Osy a maj první úseky upravené radiálně k ose a·vyústěné db prostorou elektrcekého oblouku.

Hlavní výhody vypínače podle vynálezu spočívaj v tom, že . se vhodnou stabilizací proudění zháěecího plynu, ohřátého při vypínání, využije topný výkon vypínacího elektrického Oblouku velmL účinně pro vytváření zhášecího plynu o vysokém tlaku a že lze prostředky, které jaou upraveny pro stabilizaci proudění ohřátého zháěecího plynu současně vyuHt pro optimíání vedení zhášecího plynu, který proudí do prostoru elektrického oblouku pro ofukování vypínacího elektrického oblouku.

Vynález je v dalším textu blíže vysvětlen na příkladu provedení, znázorněného na připojeném výkresu.

Na obr. 1 je znázorněn podélný řez vypínače podle vynálezu, přičemž v levé polovině obrázku je znázorněn tlkopylirný vypínač v zapnuté poloze a v pravé polovině · obrázku ve ve vypnuté poloze.

Na obr. 2 je znázorněn řez tlkooplyiným vypínačem podle čáry II - II z obr. 1.

Jak je patrno z obr. 1, je těleso £ z izolačního materiálu ve tvaru dutého válce upevněno pomocí přírub plynotěsně mezi dvěma proudovými přípojkami £, £.

Proudová přípojka £ je opatřena pevným kontaktem s prstencoym kontaktem £ jmenovitého proudu a s dutě vytvořeným opalovacfo kontaktem £, v jehož vnitřní části je uspořádaná izolační součást £ ve tvaru tuysky.

Tato sloučást £ ve tvaru trysky z izolačního мltriáll je v sepnuté poloze, tj. levá polovina obrázku, zasunuta pohyblivým, ve tvaru trysky vytvořeným opalovacím kontaktem 2 proti síle neznázoměné pružiny do vnitřku opalovacího kontaktu £ pevného kontaktu.

• 244831

Uvnitř proudové přípojky 2 je upevněno těleso 2 z izolačního mteriálu. TOto těleso 2 z izolačního mteeiálu má izolátor 2 opatřený prstencovým žebry t k němu připojenou trubkovou část 10 z izolačního mteeiálu.

Izolátor 9 vytváří ve vypnutém stanu izolační vzdálenost proti pltzVvmu proudu mezi prstencovým kontaktem £ jmenovitého proudu pevného kontaktu a m»2i opalovacím kontaktem £ pohyblivého kontaktu.

Trubková část 10 z Izolačního maaeriálu ' je proniknuta opalovacím kontaktem 7. pohyblivého kontaktu a vymezuje na svém konci, přivráceném k pevnému kontaktu, spolu s kroužkem 11 pro rotační pohyb elektrického oblouku, který je prostřednictvím izolace upevněn na proudovou přípojky 2, prstencovou štěrbinu 12.

Prstencová štěrbina 12 spojuje topný prostor 13, který je obepnut proudovou přípojkou 2, tělesem £ z izolačního matriálu a kroužkem 11 pro rptační pohyb elektrického ' oblouku, 8 prostorem elektrického oblouku, který se při spínacm procesu vytváří mezi otevřeném opalovacím kontaktem £ pevného kontaktu a opalovacím .kontaktem 7. pohyblivého kontaktu.

Kroužek 11 pro rotační pohyb elektrického oblouku je vytvořen z matriálu odolného proti působení elektr^kého oblouku a je stejně tak jako opalovací konttaJdt £ pevného kontaktu spojen s jednám přípojem cívky .14, jejíž druhý přípoj je elektricky vodivě spojen s proudovou přípojkou £. Do topného prostoru 13 vylinuje prstencový kanál 15., který je proti topnému prostoru 13 uzavíratelný zpětným ventilem .15.

Vnější část kroužku 11 pro rotační pohyb elektrického oblouku je.překryta kroužkem .17 z izolačního materiálu. Na kroužku 17 z Izolačního maeriálu jsou upravena volicí křídla 18, která jsou uspořádaná v radiální směnru a dosednu jí bezprostředně až k vyletění prstencové štěrbiny 12 do topného prostoru 13 a jsou zhotovena z izolačního materiálu, který při zvýšených teplotách vydává zHášecií plyn, jako například z polytetrtfluvrrtylrnu.

Tato vodicí křídla 18 jsou částí ústrojí pro vedení plynu, které je upraveno mzi topným prostorem a prostorem oblouku.

Jak je patrno z obr. ' 2, jsou vodicí křídla 18 upravena ve vzájemných roztečích, jsou upevněna na kroužku 17 z izolačního mberiálu a vymez jí kanály 19. Kanály 19 jsou uspořádány ve vzájemných odstupech kolem středové osy a vyúsťují radiálně k ose do prstencové štěrbiny 12, vymzené kroužkem 11 pro rotační pohyb elektricckého oblouku a trubkovou částí 10 z izolačního matelálu. Představují tak část spojení mzi topným prostorem 13 a prostorem oblouku.

Proudová přípojka £ nese pohyblivý kont^t, který je upraven souose s pevným kontaktem a je pohyblivý podél středové osy a je opatřen kontaktem 20 jmenovitého proudu a opalovacím kontaktem £.

KKotakt 20 jmenovitého proudu pohyblivého kontaktu má kontaktní palce, které jsou navzájem rovnoběžné a jsou uloženy na vn^ší ploše nosné části 2_1 z elektricky vodivého materiálu, která je pevně spojena s opalovacím kontaktem 7. pohyblivého kontaktu.

palce jsou prostřednictvím lyrovitě ohnutých liSoových pružin 22 pružně opřeny v kleci 23. ve tvaru dutého válce a míjí na každém ze svých obou konců vždy pů jedné kontdctní ploše.

Jedna kont^tní plocha se opírá jak při · zapmiuí, tak 1 při vypnutí o vněěší plochu prstencově vytvořeného výčnělku 24. proudové přípojky £, zatímco druhá kontaktní plocha dosedá toliko při zapnutí na kontakt £ jmenovitého proudu pevného kontaktu.

část kontaktních palců 25 přesahuje na koncích, přivrácených k pevnému kontaktu, nad .' Я ostatní kontaktní palce 26 a na těchto přesahujících koncích jsou vytvořeny odolné proti pů- Ц sobení elektrického oblouku. *H

V nosné části 21je upraven prstencový komppesní prostor 27, který je'uzavřen prstenco-Ц vým pístem £8, upevněným na proudové přípojce «3. Na vnitřní ploše nosné části 21 jsou upra-Й veny štěrbiny 29, které spojuj koímpesní prostor 27 přes prstencový kanál 15 s topným% prostorem 13.i

Vnitřní prostor skříně, která je vymezena tělesem £ z izolačního mateiálu a proudovými<

přípojkami 2, 3. je naplněn izolačním plynem, jako například hexafluoridem síry o tlaku něko- lika Ma.

V dalším je popsána činnost vysokonapěťového výkonového vypínače podle vynálezu.

V zapnuté poloze /levá polovina obr. 1/ prochází opalovací kontakt £ pohyblivého kon- taktu kroužkem 11 pro rotační pohyb elektrikého oblouku a je zaveden do opalovacího kontaktu £ pevného kontaktu..

Opalovací kontakt £ pohyblivého kontaktu dosedá svou čelní plochou na čelní‘plochu.

souučáti 6. z izolačního maaeeiálu, čímž je vnitřní prostor opalovacích kontaktů £ a £ uzavřen proti prstencové štěrbině 12 a kanálům 19.

Koonaktní plochy všech kontaktních palců 25 a 26 pohyblivého kontaktu 20 jmenovitého.

proudu, které jsou přivráceny k pevnému kontaktu, dosedají na pevný kontakt £ jmenovitého proudu. Převážná část proudu protéká tedy z proudové přípojky 2. přes pevný kontakt 4. jmenovitého proudu, pohyblivý kontakt 20 jmenovitého proudu a výčnělek 24 k proudové přípojce £.

Při vypmiuí se pohybuje neznázomněným pohonem opatřený opalovací kontakt £ pohyblivého kontaktu a tm i s opalovacím kontaktem £ prostřednic tvm nosné části' 21 silově spojený pohyblivý kontakt 20 jmenovitého proudu směrem dolů.

Při tomto pohybu vyjdou nejprve kontOctní palce 26 ze záběru s pevným kontaktem £ jmmovitého proudu. Protože proti působení elektrického oblouku odolné části 4a jsou na pevném kontaktu 4. jmenovitého produ upraveny tede, že při zapnutí spolupracuji · s kontaktními palci 25, protéká nyní proud před proudovou přípojku 2. proti působení elektric- . kého oblouku odolné části .41, kontaktní palce 25 a výčnělek 24 k produové přípojce 3.

Jakmile se kontaktní část 4a a kontaktní palce 25 odddlí, kornuuuje proud do paralelní proudové dráhy a prochází nyní od proudové přípojky 2 přes cívku £4, opalovací kontakt £ pevného kontaktu, opalovací kontakt £ pohyblivého kontaktu, nosnou část 21, kontaktní palce 25 a 26, jakož i výčnělek 24 k proudové přípojce £.

Elektrický oblouk, který případně vznikne při spínání velkých proudů v průběhu procesu komutace, je stahován mezi kontaktní části· 4a a kontaktní palce 25. Vzhledem k tomu, že tyto části jsou vytvořeny odolné proti působení elektr^kého oblouku, zabrání se poěkození pevného kontaktu 4. jmenovitého proudu a pohyblivého'kontaktu 20 jmenovitého proudu.

Po koím^ci proudu se odddlí oba opalovací kontakty a probíhá mzi nimi neznázoměný elektrický oblouk, jehož pata na opalovacím kontaktu 5. pevného kontaktu komutuje v průběhu dalšího vypínání účinkem, dolů siUž^ící součásti 6. z izolačního matriálu na kroužek 11 pro rotační pohyb elektrického oblouku.

Proud nyní protéká přes proudovou přípojku’ 2, cívku 14, kroužek 11 pro rotační pohyb elektrického oblouku, neznázoměný elektrický oblouk, opalovací kemtakt £ pohyblivého kontak5 tu, nosnou část 21, kontaktní palce 25 a 26, jakož i výčnělek 24 k proudové přípojce £. Účinkem manntického pole nyní proudem protékané cívky 14 začíná elektrický oblouk rotovat kolem středové osy a začíná ohřívat izolační plyn, který je v prostoru oblouku.

Ve fázi vysokého proudu rotuje elektrický oblouk vysokou rychlostí kolem středové osy a silně ohřívá zhášecí plyn, který je v prostoru oblouku. Účinkem odstředivých sil se vyhání zahřátý vzduch směrem ven, čímž se vyvolá v otvoru trysky opalovacího kontaktu £ pohyblivého kontaktu a souččsti £ z izolačního materiálu pokles tlaku, zatímco u hmoty plynu, rotující na obvodu v prostoru zhášecího plynu dochází ke zvýšení tlaku.

Zaiřátý zháSeccí plyn o vysokém tlaku proudí prstencovou štěrbinou 12 a kanály £9 do topného prostoru 13, kde se smměuje s tam akumulovaným studeným zhášecím plynem.

Vooicí křídla · 18 zde mimo jiné působí tak, že oimzují rotaci elektrccýým obloukem zahřívaného zhášecího plynu v prostoru oblouku. Rotační impuls zhášecího plynu, který proudí Z obvodu prostoru rotujícího elektrického oblouku je podchycován ve vyletění prstencové Štěrbiny- 12 do kanálů 19 vodicím! křídly 18.

Tím se zabraňuje, aby se také studený zhášecí plyn, který je v topném prostoru 13, nedostával působením přitékajícího ohřátého zhášecího plynu do rotačního pohybu. Mimoto se tak také zaorání, aby se v opačném smyslu proudící zhášecí plyn z topného prostoru 13 nedostával do prostoru elektrcekého oblouku. Tím se může podstatně zvýšit rychlost rotace a tm i tlak na obvodu zhášecího pásma elektrcekého oblouku.

V · souladu s tm se také z^šuje topný výkon v topném prostoru 13 a snižuje se únik íQ výfuku. V souladu s tm se ve srovnání se známými vypínači bez vodících křídel·podstatně zlepší vypínací výkon zejména u mlých · proudů. Zmmnšením topného výkonu ve výfuku může být také udržován mmší výfukový prostor.

Zahřátý zhášecí plyn proudí v podjaté v radiálnm směru kanály 19 do topného prostoru 13, kde se smmšuje - se studeným zhášecm plynem, který zde již je a kde se akunmuuue. Směs zahřátého zháSecího plynu s chladným zhášecím plynem lze dále dopravovat tím, že kanály £9 mj úseky, které vyss^í v tečném směru do topného prostoru 13.

Toho lze dosáhnout například tak, že vodicí křídla 18 maí, jak je to znázorněno čárkovaně v levé polovině obr. 2, tečně zakřivené výstupní částí -30.

Krátce před průchodem proudu nulou, když se topný účinek spínacího elektrcekého oblouku podstatně zmmenil a tlak zhášecího plynu, akumulovaného v topném prostoru 13, podstatně přesahuje tlak zhášecího plynu v prostoru elektrického oblouku, vystupuje stlačený zhášecí plyn kanály -19 a prstencovou štěrbinou · 12 z topného prostoru 13 a ofukuje zeslab^ící se elektrický oblouk ve · většm měřítku.

Dllžité přioim je, že úseky kanálů Г9, yyíssuuící do prstencové štěrbiny 12 jsou upraveny radiálně, protože se tm dosahuje zvláště účinného radiálního ofukování elektrického oblouku.

Kanály · 19 mohou být tvořeny rovněž otvory·ve stěně dutého válce z izolačního matelálu. Výhoda tohoto uspořádání spočívá vtom, že tento dutý válec současně nahradí vnitřní stěnu topného prostoru' 13 a trubkovou část 10 z izolačního matriálu.

Pokusy prokázaly, Še již při azimitálně rovnoměrně rozdělené kanály zaústí podstatné zlepšení ofukování spínacího elektrického oblouku ve srovnání se známými spínači bez takových kanálů a že se dosahuje zvláště účinného ofukování spínacího elektrického oblouku, pokud je k· dispozici více než šest kanálů.

Při spínání extrémně milých proudů nemůže výkon elektrického oblouku případně stačit k tornu, aby yftvooil v topném prostoru 13 dostatečný tlak zhášecího plynu pro zhášení spínacího elektrického oblouku.

Dotatečné ofukování elektrického oblouku -vznikajícího při malých proudech se však umeŽní zhášecí plynem, který se stlačuje v kompresní prostoru 27 při spínání a který se do zhášecí oblasti fouká prostřednictví štěrbiny 29, prstencového kanálu 15, zpětného ventilu 16, topného prostoru <13, kanálu 19 a prstencovou Štěrbinu 12.

Výhodný účinek takového přídavného ofukování je pak k disposici v souladu s uspořádáním topného prostoru 13, aniž by vznikaly nevýhody spojené s přídavnými nároky na prostor. Stejně jako pro topný prostor 13, uspořádaný v proudové přípojce 2» nei^í také nutný přídavný prostor pro konfesní prostor 27 přídavného ofukování, protože tento kornpprsní prostor 27 se může pohodlně upravit v nosné části, která již je stejně k dispoici.

Claims (7)

1. Tlakoplynný vypínač - s taouciálně uspořádaným. pohyblivým kontaktem a pevným kontaktem, které jsou opa třeny vždy jednm opalovací kontaktem, s cívkou, která je protékána vypínaným proudem a je elektricky vodivě spojena s kroužkem pro rotační pohyb elektrického oblouku' a topným prostorem, který obklopuje opalovací kontakty a je určen pro akumulaci ohřátého zhášecího plynu a při vypínání je - spojen s prostorem elektrického oblouku mzi oběma kontakty, vyznačený tí, že imei topným prostorem /13/ . a prostorem elektríkého oblouku je upravena ústrooí pro vedení plynu s alespoň třemi kanály /19/, které jsou radiálně uspořádány se vzájemnými úhlovými roztečemi kolem - osy a maj první úseky upravené radiálně k ose a vyústěné do prostoru elektrického oblouku.

2. Tlakoplynný vypínač podle bodu 1, vyznačený tím, že kanály /19/ jsou vymezeny vodicí! křídly /18/, .které jsou uspořádány ve vzájemných úhlových roztečích radiálně k ose.

3. Tlakoplynný v^ínač podle bodu 2, vyznačený tm, že vodicí křídla /18/ obsahuj izolační mtteiál dcol dávící zhášecí plyn.

4. Tlakoplynný vypínač podle některého z bodů 2 až 3, vyznačený tí, že vodicí křídla /18/ -jsou uspořádána bezprostředně u vyletění prstencové štěrbiny /12/ do topného prostoru /13/. .

.

5. Tlakoplynný vypínač podle bodu 1, vyznačený tm, že kanály /19/ jsou tvořeny otvory

Ve - stěně dutého válce z izolačního Hmate^á^, ve kterém je veden opalovací koonaat--/7/ pohyblivého kontaktu.

6. Tlakoplynný vypínač podle některého z bodů 1 až S, vyznačený tm, že vodicí křídla /18/ jsou opatřena tečně zakřivenou ' výstupní částí /30//, zasahující! do ohřívacího prostoru /13/. ř

7. Tlakoplynný vypínač - podle bodu 1, vyznačený tm, že ohřívací prostor /13/ je spojite^ý s kompesní prostorem /27/, který je upraven v elektricky - 'vodivé nosné - části /21/, která je uspořádaná mezi kontaktem /20/ jmenovitého proudu a pohyblivým opalovacm _t kontaktem /7/ pohyblivého kontaktu.