NO773174L

NO773174L - Gasskompresjonsbryter.

Info

Publication number: NO773174L
Application number: NO773174A
Authority: NO
Inventors: Charles Felix Cromer; Kue Hong Yoon; Willie Burnice Freeman
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1977-09-15
Publication date: 1978-03-22
Also published as: JPS5346568U; US4139753A; CA1093124A; GB1590181A; NL7709674A

Description

Gasskompresj onsbryter.

Oppfinnelsen angår en gasskompresjonsbryter av den art hvor det anvendes et enkelt trykk og en trykkdifferanse for lysbueslukking oppnås ved virkningen av et stempel, dvs. den relative beVegelse mellom en sylinder og et stempel. Brytere av denne art er kjent fra U.S.-patentskrifter nr. 3.839.613, 3.602.670, 3.849.616, 3.670.124, 3.670.125 og 3.712.969.

Det er kjent at den relative bevegelse mellom en bevegelig betjeningssylinder og et faststående stempel gir en ønsket kompresjon av gass mellom seg i kompresjonskammeret, og denne komprimerte gass anvendes under lysbueslukkingen ved at den presses gjennom et bevegelig munnstykke i form av en rettet høytrykksgasstrøm i intim berøring med den dannede lysbue inne i munnstykket for å slukke lysbuen.

Oppfinnelsen angår også en bryter av den art som er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3-551.623, 2.429-311 og 3.786.215.

Alle de ovenfor nevnte patentskrifter med en stempel-utformning er. av kjent art, men mange av disse lider av ulempen ved at de er kompliserte og arbeider langsomt. I tillegg hertil kan tilbaketrykksforhold for gassen lett oppstå, hvilket i det hele gjør bryteren langsomtarbeidende, idet det vanligvis tar kanskje åtte perioder for effektiv brytning.

Ifølge oppfinnelsen omfatter gasskompi?esjonsbryteren en stasjonær kontaktenhet som består av et rørformet, ventilerende kontaktbæreorgan som er omgitt av en gruppe fjærende kontakt fingre, en bevegelig kontaktenhet som består av en bevegelig, rørformet, ventilerende lysbuekontakt, en bevegelig be tjeningssylinder som bærer den bevegelige lysbuekontakt og som er glidbar over en faststående stempelenhet for å presse sammen gass mellom seg, idet den bevegelige, rørformede ventilerende lysbuekontakt danner kontakt med de stasjonære fjærende kontaktfingre i bryterens sluttede tilstand.

Fortrinnsvis omgir et antall fjærende kontaktfingre

et stasjonært, rørformet, ventilerende kontaktbæreorgan og danner kontakt i bryterens sluttede tilstand med en bevegelig rørformet, ventilerende kontakt. Anordningen er slik at kontakt fingergruppen er relativt stasjonær hvor kontaktfinger-gruppen er bevegelig og grenser til den øvre del av det isolerende, bevegelige munnstykket.

For å øke gasstrømarealet for den bevegelige kontakt, er det nødvendig å øke diameteren av åpningen i det isolerende-munnstykket og det totale strømningsareal øverst i munnstykket. Ved å bevege fingergruppen for lysbuekontakten nedenfor det bevegelige munnstykket, må imidlertid strømningsarealet i den øvre del av det bevegelige munnstykket holdes konsfe.ant, mens det isolerende munnstykket økes noe og arealet av lysbuekontakt-munnstykket økes med 50% eller mer. I tillegg hertil bevirker oppfinnelsen en eliminering av fingergruppehindringene oventil og muliggjør derved en tilsvarende minskning av dimensjonene og massen av den bevegelige sylinder.

En ytterligere fordel ved foreliggende oppfinnelse er det økte gasstrømningsareal i den bevegelige, rørformede, ventilerende kontakt ved minskningen av den bevegelige masse for kontaktene.

En ytterligere fordel ved foreliggende oppfinnelse er et rørformet kontaktavstandsstykke som tjener dobbelt formål ved en forbelastning av den stasjonære fingergruppe og etter kontaktatskillelsen under brytningen, hindring av sammenbrudd og følge-lig ødeleggelse av den stasjonære fingergruppe. Nok et trekk ved oppfinnelsen er den ekstra anvendelse av en isolerende ring rundt det stasjonære, rørformede kontaktbæreorgan som hindrer sveising av den stasjonære fingergruppe til det rørformede av-standsstykke .

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under hen-visning til tegningene.

Fig. 1 viser et aksialt anitt gjennom et utførelses-eksempel av en gasskompresjonsbryter ifølge oppfinnelsen i sluttet tilstand. Fig.IA.viser et snitt langs linjen IA-IA på fig. 1. Fig. 2 viser på samme måte som fig. 1 bryteren i brutt tilstand.

Fig. 3 viser i forstørret målestokk et utsnitt av

den stasjonære fingergruppe i kontakt med den bevegelige, rør-formede, ventilerende lysbuekontakt. Fig. 4 viser på samme måte som fig. 1 en modifikasjon av denne i sluttet tilstand.

Fig. 5 viser bryteren på fig. 4 i brutt tilstand.

Fig. 6 viser i forstørret målestokk et utsnitt av

den atskillbare kontaktstruktur på fig. 4 og 5•

Gasskompresjonsbryteren 1 på fig. 1-4 omfatter et isolerende hus 2 som i den øvre ende er forsynt med en metall-kuppel 3 som ved hjelp av en bolt 4 er forbundet med en led-ningsskinne . Fra toppen inne i kuppelen 3 strekker seg den stasjonære kontaktenhet 6 som i sluttet tilstand av bryteren samvirker med en bevegelig kontaktenhet 7- Den bevegelige kontaktenhet 7 er ved hjelp av et antall slepekontaktringer 43 elektrisk forbundet med en horisontal ledende bæreplate 10

som er forbundet med en annen kontaktskinne L^.

En betjeningsmekanisme 12 bevirker rotasjon av en ytre veivarm 13 som sitter på en betjeningsaksel 14. Akselen 14 er på sin side fast forbundet med en indre veivarm 16 som ved 17 er svingbart forbundet med et ledd 18 som igjen er svingbart forbundet ved 19 med den nedre ende av en lineært bevegelig kontaktbetjeningsstang 20.

Det skal bemerkes at den øvre ende av kontaktbe-tjeningsstangen 20 danner selve den bevegelige kontakt 7 som i sluttet tilstand står i berøring med den stasjonære kontaktenhet 6.

En bevegelig betjeningssylinder 22 har stor diameter og en nedoverrettet bevegelig hylsedel 24 som er glidbar over en faststående stempelenhet 26.

Under brytningen av bryteren vil den bevegelige betjeningssylinder 22 beveges nedover over stempelenheten 26 og komprimere gass 28 i området 30 slik at gassen strømmer oppover gjennom åpningene 32 og gjennom det forholdsvis korte munnstykket 33 i hvilket lysbuen 34 dannes.

I munnstykket 33 er det anordnet et antall, f.eks.

fire ventilasjonsåpninger 36 som muliggjør at den varme gass hurtig fjernes fra lysbueområdet 38 og muliggjør kjøling.

Fig. IA viser et snitt gjennom den bevegelige betjenin<g>s sylinder 22 med det vide ventileringsareal 40 i åpningene 32 som gir udempet strømning av trykkgassen 28 fra kompresjonsområdet 30 inne i den bevegelige betjeningssylinder 22 oppover gjennom ventilasjonsåpningene 32 og inn i det bevegelige munnstykket

33 hvor lysbueslukkingen hurtig finner sted.

De stasjonære hovedkontakt fingre 42 danner kontakt

i bryterens sluttede tilstand med en ringformet bevegelige hovedkontaktdel 44. Under brytningevil de stasjonære hovedkontakt fingre 42 skilles fra den ringformede bevegelige hovedkontaktdel 44, slik at kontakt bare opprettholdes mellom de stasjonære lysbuekontaktfingre 46 og den bevegelige lysbuekontakt 54.

Ved fortsatt brytebevegelse nedover av betjeningsstangen 20 ved hjelp av betjeningsmekanismen 12, føres den bevegelige betjeningssylinder 22 nedover over den stasjonære stempelenhet 26 og bevirker en komprimert gasstrøm oppover gjennom det bevegelige munnstykket 33- Den nedover rettede sentrale del 50 av sylinderen trer inn i den stasjonære, sentrale fordypning 52 i stempelenheten 26 og fyller ut dette for å gjøre dødvolumet for gassen i rommet 30 minst mulig. Dette er ønskelig for å oppnå et høyere kompresjonsforhold.

Under slutning av bryteren 1 blir den bevegelige be-tjenings sylinder 22 beveget oppover og bærer med seg den ringformede bevegelige hovedkontakt 44. Først skjer det en berøring mellom de stasjonære lysbuekontaktfingre 46 og den bevegelige rørformede lysbuekontakt 54. Dette hindrer et etterfølgende overslag mellom de stasjonære hovedkontakt fingre 42 og den ringformede hovedkontaktdel 44. Det opptrer således ingen lysbue mellom disse idet lysbue 34 dannes mellom de stasjonære lysbuekontaktfingre 46 og den bevegelige lysbuekontakt 54 og derved hindres lysbuekorrosjon på hovedkontaktene.

Gasstrømmens bane gjennom den bevegelige betjeningssylinder 22 og det bevegelige isolerende munnstykket 33 har en effektivt formet kontur med stadig"avtagende gasstrømnings-areal inntil et minimum eller kritisk areal bare i utløpet av munnstykket 56.

Den bevegelige lysbuekontakt 54 og den i strømnings-retningen etterfølgende fingergruppe 46 er på fig. 3 vist i sluttet tilstand.

I denne sluttede tilstand berører ifingerne 46 lys-buekontaktmunnstykket 54 fullstendig slik at det dannes en elektrisk krets gjennom bryteren. Det rørformede kontaktavstandsstykke 51 tjener dobbelt formål ved forbelastning av fingergruppen 46 og etter kontaktatskillelsen hindrer det overslag og følgelig ødeleggelse av fingergruppen 46.

Den isolerende ring 55 hindrer sveising av fingergruppen 46 til avstandsstykket 51. Den sylindriske fingergruppe 46 er festet til avstandsstykket 51 ved hjelp av gjenger 53. Denne stasjonære enhet ligger parallelt med og er elektrisk og mekanisk forbundet med hjelpefingerkontaktenheten 42. På

fig. 1 består den sluttede hovedkrets av fingergruppen 42, sylinderveggen 24 og fingergruppen 49.

På fig. 4 dannes den sluttede krets av fingergruppen 42, sylinderen 50, betjeningsstangen 20, den foldede bånd-fingererihet 9 til platen 10.

Når kontaktene brytes, vil hjelpefingerkontaktene 42 bryte først og deretter tennes lysbuen 34 mellom kontaktene 46 og 54. Gassen i hulrommet 30 presses sammen av den bevegelige sylinder 22 og presser gassen gjennom åpningene 32, den isolerende åpning 33 og det utvidede metallmunnstykket 54. Lysbuen dannes og varm gass som strømmer gjennom de bevegelige åpningene 54 og gjennom betjeningsstangen 20 trer ut gjennom åpninger 60 i området 61 i stempelbæredelens slisser 62. Fig. 3 viser to måter å forbinde lysbuekontakten 54 og utstrøm-ningsarealet 70 med betjeningsstangen 20. Hvis fingergruppen 49 anvendes, kan anordningen på fig. 3 anvendes som en klemanordning og stangen 20 kan bestå av stål eller en av et forholdsvis bedre ledende materiale slik det er nødvendig for betjeningsstangen 20A. En vilkårlig klemanordning kan anvendes med strømavtagningskontakter 9>43 så lenge betjeningsstangen 20 eller 20A er godt ledende.

Claims

1. Gasskompresjonsbryter omfattende en stasjonær kontaktenhet som består av et rørformet, ventilerende kontaktbæreorgan som er omgitt av en gruppe fjærende kontaktfingre, en bevegelig kontaktenhet som består av en bevegelig, rørfor-met, ventilerende lysbuekontakt, en bevegelig betjeningssylinder som bærer den bevegelige lysbuekontakt og som er glidbar over en faststående stempelenhet for å presse sammen gass mellom seg, idet den bevegelige, rørformede ventilerende lysbuekontakt danner kontakt med de stasjonære fjærende kontaktfingre i bryterens sluttede tilstand.

2. Bryter ifølge krav 1, karakterisert ved at en isolerende ring er anordnet rundt omkretsen av det stasjonære, rørformede, ventilerende bæreorgan for å hindre sveising mellom de stasjonære, fjærende kontaktfingre og det rørformede, stasjonære, ventilerende kontaktbæreorgan.

3- Bryter ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det er anordnet en bevegelig betjenings-stang for brytebevegelsen av den bevegelige kontakt, hvilken stang er gjengeforbundet med den bevegelige, rørformede lysbuekontakt, og at den bevegelige betjeningssylinder er gjengeforbundet med den ytre overflate av den bevegelige, rørformede, ventilerende kontaktbetjeningsstang.

4. Bryter ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den stasjonære kontaktenhet omfatter en gruppe stasjonære hovedkontakt fingre som er anordnet sylindrisk og et sentralt anordnet stasjonært, rørformet kontaktbæreorgan som er omgitt av de stasjonære kontaktfingre, et isolerende munnstykke som bæres av betjeningssylinderen som i sin forreste ende er forsynt med en ringformet, forholdsvis kraftig bevegelig hovedkontakt som samvirker med gruppen av stasjonære hovedkontakt f ingre i bryterens sluttede tilstand, hvilken bevegelig kontaktenhet bærer en sentral bevegelig lysbuekontakt i sin forreste ende for samvirke med de stasjonære lysbuekontaktfingre i bryterens sluttede tilstand, idet gass komprimeres mellom den bevegelige betjeningssylinder og stempelet og tvinges ut av sylinderen, gjennom det hule isolerende munnstykket og til berøring med den dannede lysbue under bryterens brytning.

5- Bryter ifølge krav 4, karakterisert ved at den isolerende ring er-anordnet rundt den forreste ende av det stasjonære, 'rørformede, ventilerende kontaktbæreorgan for å hindre sveising mellom de stasjonære lysbuekontaktfingre og det stasjonære, rørformede, ventilerende kontaktbæreorgan .

6. Bryter ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at stempelenheten omfatter en ringformet fordypning i hvilken en bevegelig navdel av den bevegelige betjeningssylinder befinner seg i bryterens brutte tilstand.

7. Bryter ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det stasjonære kontaktbæreorgan er rør-formet og danner en ventilerende kontakt.

8. Bryter ifølge krav 3, karakterisert ved at den bevegelige rørformede kontakt er gjengeforbundet med betjeningsstangen, og at et antall omgivende stasjonære hovedkontaktfingre danner kontakt med yttersiden av den bevegelige betjeningssylinder for å overføre strøm fra denne.