FI87614B - Slaeckningsanordning foer ljusbaoge foer en kopplingsapparatur - Google Patents

Description

1 *76U

Valokaaren sammutuslaite kytkinlaitteita varten

Keksinnön kohteena on levykammiorakenteeseen perus-5 tuva valokaaren sammutuslaite kytkinlaitteita varten. Laite käsittää sammutustilan, jossa kullakin vaiheella on kiinteä kosketin ja siihen nähden käännettävissä oleva veitsikosketin, ja jossa on sammutuskammio, jonka eriste-aineesta valmistettuun runko-osaan on sovitettu sammutus-10 levyt välimatkan päähän toisistaan siten, että ne sijaitsevat peräkkäin veitsikoskettimen avautumisliikkeen liikerataan nähden. Keksinnön mukainen valokaaren sammutuslaite soveltuu erityisesti käytettäväksi SFa-eristeisissä keski-jännitekytkinlaitteissa.

15 Edellä kuvatun tapainen peruskonstruktio on tunnettu esim. hakijan aikaisemmasta, tyyppiä OETL 250...3150 (luvut viittaavat ampeerimääriin) olevasta kuormakatkaisijas-ta, jossa sammutuslevyt on sijoitettu ympyrän kaaren muotoon oleellisesti kohtisuoraan veitsikoskettimen liikera-20 dan tangenttiin nähden.

Toinen levykammiorakenteeseen perustuva sammutus-laitteisto tunnetaan EP-patentista 0 157 242. Tässä laitteistossa on kiinteä kosketin ja sammutuskammio sovitettu kokoojakiskolle. Sammutuskammion sammutuslevyt on sovi-25 tettu kammioon yhdensuuntaisesti veitsikoskettimen liike radan alkupisteen tangenttiin nähden ja välimatkan päähän toisistaan sekä lisäksi limittäin päällekkäin siten, että liikkuvan veitsikoskettimen ja sammutuslevyjen välinen etäisyys kasvaa veitsikoskettimen avautumisliikkeen ede-30 tessä.

Edellä kuvatun tyyppisten, levykammiorakenteeseen perustuvien sammutuslaitteistojen etuna on se, että itse katkaisutapahtuma onnistuu pienellä energiamäärällä. Ongelmaksi näissä laitteissa on kuitenkin havaittu se, että 35 valokaari aikaansaa sammutuslevyjen eristeaineesta valmis- 2 ! < 7 Λ · t'1.

tettuun tukirakenteeseen nokikerroksen, joka tekee tukirakenteen johtavaksi sammutuslevyjen välillä. Tämän seurauksena heikkenee kytkinlaitteen katkaisukyky jyrkästi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin poistaa 5 kyseinen ongelma ja saada aikaan sammutuslaite, jonka avulla levykammioperiaatteeseen perustuvan kytkinlaitteen katkaisukyky saadaan entistä huomattavasti paremmaksi. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista se, että sammutuslevyjen veitsikoskettimen 10 puoleisten päiden ja runko-osan väliin on sovitettu es-toelimet, jotka estävät ainakin sammutuslevyjen välisissä tiloissa suoran yhteyden runko-osaan.

Keksinnön perusajatuksena on tuoda sammutuslevyjen veitsikoskettimen puoleisten päiden ja sammutuslevyjen 15 eristeaineesta valmistetun tukirakenteen (sammutuskammion runko-osan) väliin elimet, jotka ainakin sammutuslevyjen välissä estävät suoran yhteyden runko-osaan estäen näin valokaaren kulkeutumisen tukirakenteeseen asti tai sen lähelle. Ko. elimet voivat sijaita myös ylimmän sammutus-20 levyn päällä ja alimman sammutuslevyn alla.

Keksinnön ansiosta saavutettava parantunut katkaisukyky tarkoittaa sitä, että katkaisu onnistuu entistä selvästi suuremmilla virroilla, tai vastaavasti, että samoilla virta-arvoilla saavutetaan entistä huomattavasti 25 suurempi katkaisukertojen määrä.

Keksinnön kahden edullisen suoritusmuodon mukaisesti estoelimet muodostuvat sammutuslevyihin muodostetuista harjanteista tai portaista. Näin vältytään käyttämästä erillisiä sulkukappaleita ja estoelimet on helppo valmis-30 taa esim. sammutuslevyjen stanssauksen yhteydessä.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio la esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaista laitteistoa sivulta päin nähtynä, 35 kuvio Ib esittää kuvion la mukaista laitteistoa 3 87614 kuvion la viivan I-*I suunnasta nähtynä ja ilman päällimmäisiä sammutuslevyjä, kuvio 2a esittää keksinnön toisen suoritusmuodon mukaista laitteistoa sivulta päin nähtynä, 5 kuvio 2b esittää kuvion 2a mukaista laitteistoa kuvion 2a viivan II-II suunnasta nähtynä ja ilman päällimmäisiä sammutuslevyjä, kuvio 3a esittää keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaista laitteistoa sivulta päin nähtynä, 10 kuvio 3b esittää kuvion 3a mukaista laitteistoa kuvion 3a viivan III-III suunnasta nähtynä ja ilman päällimmäisiä sammutuslevyjä, ja kuvio 4 esittää vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaista sammutuslevyä ylhäältä päin nähtynä.

15 Kuvioissa la ja Ib on esitetty keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukainen sammutuslaitteisto, jossa kaasu-tiiviin kotelon (ei esitetty) sisällä olevaan sammutusti-laan 10 on sijoitettu kytkinlaite, joka käsittää kiinteän koskettimen 11, joka on yhdistetty virtatien ensimmäiseen 20 osaan 1 ja liikkuvan veitsikoskettimen 12, joka on yhdistetty virtatien toiseen osaan 2 saranoimalla se tähän niveltapin 3 avulla. Veitsikosketinta ohjataan sinänsä tunnetuilla ohjauselimillä (ei esitetty) kiinniasennon ja aukiasennon välillä. Kuviossa la on veitsikosketin esitet-.-25 ty kiinniasennossa, jossa sen kärkiosa 12c koskettaa kiinteään koskettimeen 11. Veitsikosketin koostuu kahdesta rinnakkaisesta veitsestä 12a ja 12b (kuvio Ib), joita puristetaan toisiaan vasten jousien 17 avulla sopivan kosketinvoiman saamiseksi kosketinpinnoille. Ratkaisukyvyn 30 parantamiseksi on sammutustila 10 sinänsä tunnettuun tapaan täytetty sammutus- ja eristysväliaineella, joka on edullisesti rikkiheksafluoridi (SF6) tai jokin sen seos.

Kiinteään koskettimeen 11 on kiinnitetty sammutus-kammio 13, joka muodostuu eristeaineesta, esim. muovista 35 valmistetusta runko-osasta 15 ja siihen tuetuista, keske- 4 87614 nään oleellisesti yhdensuuntaisista ja välimatkan päässä toisistaan olevista sammutuslevyistä 14, joita on tässä esimerkkitapauksessa kuusi kappaletta, ja jotka ovat materiaaliltaan tähän tarkoitukseen sopivia, esim. pinnoitet-5 tuja (sinkittyjä) teräslevyjä. Sammutuskammion runko-osa 15 muodostuu keksinnön mukaisesti kiinteään koskettimeen kiinnitetystä ala-osasta 15a ja siitä vinosti ylöspäin ulottuvasta kiinnitystangosta 15b, johon sammutuslevyt 14 on kiinnitetty siten, että kukin sammutuslevy ulottuu 10 runko-osan puoleisesta päästään molemmille puolille kiin-nitystankoa 15b.

Kytkinlaitteen avautuessa kulkee veitsikoskettimen kärkiosa ympyrän kaaren muotoista liikerataa, jota on merkitty katkoviivalla P. Sammutuslevyjen 14 veitsikosket-15 timen puoleisiin päihin on muodostettu syvennykset 16 (kuvio Ib) , jolloin kuhunkin sammutuslevyyn muodostuu reunalaipat 16'. Veitsikoskettimen kärkiosa ulottuu syvennyksen muodostamaan tilaan ja kulkee tässä tilassa liikkeensä aikana. Veitsikoskettimen kärjen etäisyys syvennyk-20 sen etureunasta 16a on likimain yhtäsuuri kuin sen etäisyys syvennyksen sivureunoista 16b, ja peräkkäiset levyt 14 on sovitettu avautumisliikkeen liikerataan nähden siten, että veitsikoskettimen kärjen etäisyys sammutuslevyistä pysyy samana avautumisliikkeen edetessä. Sammutus-25 levyjen etureunoissa olevien syvennysten avulla saadaan valokaari paremmin hallintaan. Niiden käyttö tässä tarkoituksessa on sinänsä tunnettua.

Veitsikoskettimen irrotessa kiinteästä koskettimesta syntyy näiden välille heti valokaari. Avautumisliikkeen 30 edetessä jakautuu valokaari siten, että sille syntyy kan-tapisteet myös sammutuslevyihin. Jotta voitaisiin varmistaa, että valokaari jää palamaan sammutuslevyjen 14 väliin, eikä pääse nokeamaan runko-osaa 15, on sammutusle-vyihin muodostettu poikkisuuntaiset harjanteet 20, jotka 35 estävät sammutuslevyjen välisissä tiloissa 22 suoran yh- 5 -^7014 teyden runko-osaan 15. Jotta suora (optinen) yhteys estyisi, on harjanteet sovitettu ainakin osittain päällekkäin, ja kunkin harjanteen korkeus on vähintään yhtäsuuri kuin levyjen välinen etäisyys. Paitsi että harjanteet estävät 5 valokaaren kulkeutumisen runko-osan 15 lähelle, estävät ne myös lämpösäteilyn etenemisen runko-osaan asti.

Kuvioissa 2a ja 2b esitetty keksinnön toisen suoritusmuodon mukainen laitteisto. Tässä tapauksessa on rakenne muuten sama, mutta sammutuslevyjen harjanteet on kor-10 vattu poikkisuuntaisilla sulkulevyillä 21a ja 21b, jotka on sovitettu vastaavasti kunkin sammutuslevyn ala- ja yläpinnalle. Ylä- ja alapinnoilla olevat sulkulevyt 21a ja 21b on siirretty sammutuslevyn pituussuunnassa eri kohtiin, jolloin siis alemman sammutuslevyn yläpinnalla ja 15 ylemmän sammutuslevyn alapinnalla olevat sulkulevyt yhdessä estävät kussakin välitilassa 22 suoran yhteyden runko-osaan 15. Samassa välitilassa olevien sulkulevyjen korkeus on siis pienempi kuin sammutuslevyjen välinen etäisyys, mutta niiden yhteenlaskettu korkeus on vähintään 20 yhtäsuuri kuin levyjen välinen etäisyys.

Kuvioissa 3a ja 3b on esitetty keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukainen laitteisto. Rakenne on edelleenkin muuten sama, mutta harjanteet tai sulkulevyt on tässä tapauksessa korvattu sammutuslevyihin muodostetuilla por-25 tailla 31, jotka on sammutuslevyjen pituussuunnassa siirretty keskenään limittäisiksi. Jotta suora yhteys runko-osaan 15 estettäisiin välitilassa 22, on kunkin portaan korkeus tässä tapauksessa vähintään yhtäsuuri kuin sammutuslevyjen välinen etäisyys.

30 Edellä esitettyjen harjanteiden, sulkulevyjen, portaiden tms. estoelimien ei välttämättä tarvitse olla edellä esitettyyn tapaan suoraan sammutuslevyjen poik-kisuunnassa ulottuvia, vaan ne voidaan muotoilla esim. kuvion 4 tapaan siten, että ne ulottuvat toisen reunalai-35 pan 16' etureunasta sammutuslevyn syvennyksen 16 ympäri 6 87614 vastakkaisen reunalaipan 16' etureunaan, jolloin ne estävät myös valokaaren puhaltamisen sammutuskammion sivuille, mikä saattaisi aiheuttaa läpilyönnin vaiheiden välillä tai maahan. Koska estoelimet antavat tässä tapauksessa parem-5 man suojan sivusuunnassa, voi myös sammutuskammion runko-osa sijaita sivummalla. Kuvion 4 esimerkissä muodostuukin runko-osa tunnettuun tapaan erillisistä sivuseinistä 41, joiden väliin sammutuslevyt on kiinnitetty. Estoelimiä, jotka on tässä esimerkissä esitetty poikkileikkaukseltaan 10 ympyrän kaaren muotoisena harjanteena, on merkitty viitenumerolla 42. Mikäli lisäsuojaa ei kuitenkaan tarvita sammutuskammion sivuilla, on sammutuslevyjen kiinnitys kuvioiden la-3b esimerkkien mukaisesti vain yhdestä kappaleesta muodostuvaan runko-osaan siinä mielessä edullinen, 15 että se mahdollistaa yksinkertaisemmat (suorat) estoelimet.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan 20 muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Sammutuslevyjen ei esim. tarvitse olla keskenään yhdensuuntaisia, eikä niiden kaikkien tarvitse olla samalla etäisyydellä veitsi-koskettimen kärjestä. Harjanteiden muoto ja lukumäärä voi .25 vaihdella sen mukaan, miten sammutuslevyt on keskenään sijoitettu: harjanteet voivat esim. ympyrän kaaren muotoisia ja pystysuunnassa samassa linjassa. Harjanteet voivat myös korvata sulkulevyt siten, että kunkin levyn ylä- ja alapinnalla on sulkulevyä vastaava harjanne. Sulkulevyt 30 voidaan periaatteessa korvata myöskin sulkuverkolla, mutta tämä ei ole niin varma ratkaisu kuin sulkulevy. Runko-osaan johtavan suoran yhteyden sulkemisen on kuitenkin ymmärrettävä pitävän sisällään myös sulkuverkkoihin perustuvat ratkaisut. Vaikka keksinnön mukainen valokaaren sam-35 mutuslaite soveltuukin käytettäväksi erityisesti keski- 7 87614 jännitekytkinlaitteissa (jännitealueella 1 kV...n. 36 kV), voidaan samaa periaatetta soveltaa myös pien- ja suurjän-nitealueilla.

Claims (7)

1. 8 87614
2. 1. Valokaaren sammutuslaite kytkinlaitteita varten, joka laite käsittää sammutustilan (10), jossa kullakin 5 vaiheella on kiinteä kosketin (11) ja siihen nähden käännettävissä oleva veitsikosketin (12), ja jossa on sammu-tuskammio (13), jonka eristeaineesta valmistettuun runko-osaan (15) on sovitettu sammutuslevyt (14) välimatkan päähän toisistaan siten, että ne sijaitsevat peräkkäin 10 veitsikoskettimen (12) avautumisliikkeen liikerataan (P) nähden, tun nettu siitä, että sammutuslevyjen (14) veitsikoskettimen (12) puoleisten päiden ja runko-osan (15) väliin on sovitettu estoelimet (20, 21a, 21b, 31, 42), jotka estävät ainakin sammutuslevyjen (14) välisissä 15 tiloissa (22) suoran yhteyden runko-osaan (15).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että estoelimet muodostuvat sammutusle-vyihin (14) muodostetuista harjanteista (20).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n -20 nettu siitä, että estoelimet muodostuvat sammutuslevyihin (14) muodostetuista portaista (31).
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että estoelimet muodostuvat sammutusle-vyihin (14) sovitetuista sulkulevyistä (2la, 2lb). .-.-.25 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että sammutuslevyt (14) on kiinnitetty runko-osan kiinnitystankoon (15b) siten, että kukin sammutuslevy ulottuu runko-osan puoleisesta päästään molemmille puolille kiinnitystankoa (15b).
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laite, jossa veitsikoskettimen (12) kärkiosa (12c) kulkee sammu-tuslevyihin (14) muodostetussa syvennyksessä (16), tunnettu siitä, että estoelimet (42) ulottuvat syvennyksen ympäri.
7. 9 H 7 () "\ Ί