NO773308L - Betjeningsmekanisme for hoeyspenningsbryter - Google Patents

Description

Betjeningsmekanisme for høyspenningsbryter.

Oppfinnelsen angår en betjeningsmekanisme for høy-spenningsbryter, omfattende en bæredel som bærer: en kontaktsluttekam i mekanisk forbindelse med bryterkontaktene for å slutte disse, utløsbare bryteorganer anordnet i bæredelen i mekanisk forbindelse med bryterkontaktene for å bryte disse, og en slutteskruefjær med en første diameter anordnet i bæredelen, hvor den ene ende av sluttefjæren er fast lagret i forhold til bæredelen og hvis andre ende er bevegelig i bæredelen mellom en første fast posisjon når fjæren er spent og en andre fast posi-'sjon_når fjærender avspent, og den ahdré ende er anordnet i mekanisk forbindelse med kontaktsluttekammen ved utløsning av sluttefjæren, og hvor en brytefjær med en første ende er festet til bæredelen og den- andre ende er mekanisk forbundet med kontaktbryteorganene og holdes i en fast stilling av disse før utløsning av kontaktbryteorganene, idet kontaktbryteorganene utløser brytefjæren uavhengig av sluttefjæren og bevirker en bryteoperasjon, og en motor er anordnet på. bæredelen for å spenne sluttefjæren, hvilken bæredel videre er utstyrt med ut-løsningsorganer for å' utløse kontaktbryteorganene.

Slike konstruksjoner er kjent fra U.S.-patentskrifter nr. 3. 183.332, 3,585.330, 3.590.192, 3 . 600.540 og 3.549.843.

Fra tysk patentskrift nr. 1.415.646 er det videre

kjent å anordne den ene fjær inne i den andre, men her forut-settes det at den ene fjær arbeider under strekk mens den andre arbeider under sammentrykning.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik betjeningsmekanisme hvor to konsentriske skruefjærer spennes ved sammentrykning og frigis for utførelse av sine arbeids-operasjoner .

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at kontaktbryte fjæren er en skruefjær med en andre diameter som er mindre enn den første diameter og anordnet på bæredelen inne i sluttefjæren, og at brytefjærens andre ende er mekanisk forbundet med den andre ende av sluttefjæren for å beveges med denne under ut-løsningen av sluttefjæren, slik at brytefjæren spennes.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et grunnriss delvis i snitt av en betjeningsmekanisme ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et snitt langs linjen II-II på fig. 1. Fig. 3 viser et snitt langs linjen III-III på fig. 1 . Fig. 4 viser et sideriss delvis i snitt av betjeningsmekanismen på fig. 1. Fig. 5 viser det samme som fig. 2, med unntagelse av at mekanismen befinner seg i første trinn av en andre arbeidsposisjon.

Fig. 6 viser det samme som fig. 5 med den unntagelse

at mekanismen befinner seg i sluttrinnet for den andre arbeidsposisjon. Fig. 7 viser det samme som fig. 2, 5 og 6 med den unntagelse at mekanismen befinner seg i en tredje arbeidsposisjon.

Fig. 8 viser det samme som fig. 3 med den unntagelse

at mekanismen befinner seg i en tredje arbeidsposisjon.

Fig. 9 viser det. samme som fig. 2, 5, 6 og 7 med den unntagelse at mekanismen befinner seg i en fjerde arbeidsposi-s jon. Fig. 1, 2 og 4 viser en betjeningsmekanisme 10 for en høyspenningsbryter. Betjeningsmekanismen 10 omfatter en bæredel som har to bæreplater 12 som bærer delene av betjeningsmekanismen 10. Avstandsstykker 13 holder bæreplatene 12 i innbyrdes avstand. En betjeningsaksel 14 er lagret i bæreplatene 12 og strekker seg ut over disse. På akselen 14 er festet en betjeningsarm 16 som står i mekanisk forbindelse med bryterkontaktene CC for brytning og slutning av disse. I bæreplatene er videre lagret en kamaksel 26 som strekker seg ut over disse og i den ene ende bærer en kam 28 og i den andre ende et pal hjul 32. Videre er det i bæreplatene' 12 lagret en drivaksel 42 for en drivmotor 40. Drivaksélen 42 driver en eksentrisk drivpal 50 som er påvirket av en fjær 54 for å dreie palhjulet 32. På tapper 77 på palhjulet 32 og på kammen 28 er lagret den ene ende av parallelle forbindelsesstenger 60 hvis andre ender er forbundet med hverandre ved et bæreåk 62 mot hvilket den ene ende av sluttefjæren 64 ligger, an. Den andre ende av sluttefjæren 64 er festet på deler av bæreplatene 12. Det er også anordnet en brytefjær 66mhvis ene ende ved hjelp

av stenger 11 og et åk lia er forbundet med bæreplatene 12 og hvis andre ende ligger an mot et åk 91 som ved hjelp av en pinne 95 er svingbart forbundet med en veivarm 93 som er festet på betjeningsakselen 14. Veivarmen 93 er svingbart forbundet med den ene ende av en drivstang 9 7 hvis andre ende er forbundet med en sluttesolenoid 99• Bevegelsen av åket 91 er begrenset av et anslag 92 på en bæreplate 12. En arm 87

er også festet på betjeningsakselen 14. Den frie ende av armen 87 er med en pinne 89 svingbart forbundet med en stang 85 hvis andre ende ved hjelp av en pinne 84 er svingbart forbundet med en arm 86 som er svingbart forbundet med en sektor-plate 88. På pinnen 84 er videre lagret en rulle 82 som ligger an mot omkretsen av kammen 28. I nen bestemt arbeids-tilstand kan rullen 82 beveges bort fra kamflaten mot en rulle-bane 83. Armen 86 er svingbart forbundet med sektorplaten 88 ved hjelp av en pinne 29. Sektorplaten 88 er svingbar om en pinne 88a på en av bæreplatene 12. Som det fremgår av fig. 2 kan sektorplaten 88 rotere med urviseren til et anslag 94. Rotasjon av sektorplaten 88 mot urviseren kan hindres av en utløsningsaksel 96 under bestemte forhold. En del av utløs-ningsakselen 96 er frest bort slik at sektorplaten 88 kan rotere forbi utløsningsakselen 96 når vinkelposisjonen av akselen endres ved ^påvirkning fra en utløsningssolenoid 102. Sektorplaten 88 er fjærbelastet av en fjær 100 for hurtig å vende tilbake til en stilling mot anslaget 94 som vist på fig. 2.

Det er også anordnet en slutteaksel 110 som kan betjenes av sluttesolenoiden 58. En arm 78 som er festet til palhjulet 32 tillates fri passering av profilen av slutteakselen 110 når solenoideri 58 er betjeninfor å rotere slutteakselen 110 med urviseren som vist på fig. 4. En fritt bevegelig arm 75 er forbundet med palhjulet 32 slik at-dette driver armen 75 for bevegelse av forbindelsesstangen 60 for å spenne fjærene 64

og 66 under en fjærspenningsoperasjon. Betjening av sluttesolenoiden 58 muliggjør at armen 75 beveges uten tilsvarende bevegelse av palhjulet 32 slik at fjæren 64 kan avspennes på riktig tidspunkt. Ny låsing av armen 75 til palhjulet 32 finner sted under den etterfølgende spenningsoperasjon.

Som det fremgår av fig. 1-6 skjer det ved betjening

av betjeningsmekanismen 10 en endring fra en første posisjon som vist på fig. 1-4, til en andre posisjon som vist på fig.

5 og 6. I den første posisjon er bryterkontaktene CC sluttet. Brytefjæren 66 er spent og sluttefjæren 64 er også spent. I den andre posisjon er bryterkontaktene CC brutt. Brytefjæren 66 er avspent og sluttefjæren 64 forblir spent. Det er også

en mellomliggende tilstand som best fremgår av fig. 5 hvor bryteren inntar en midlertidig tilstand mellom den første og andre posisjon. Ved betjening av betjeningsmekanismen 10 fra den første posisjon til den andre posisjon tilsvarer kontakt-brytning med muligheten for en umiddelbar ny slutning av kontaktene hvis dette er nødvendig. Por å bryte kontaktene CO, blir utløsningssolenoiden 102 betjent enten magnetisk eller manuelt ved betjening av trykknappen 102a f.eks. på fig. 2

slik at armen 96a svinges som er forbundet med utløsnings-akselen 96 og dreier denne mot urviseren. Dette bevirker at utløsningsakselen 96 roterer som vist på fig. 2 slik at det utfreste.-iparti frigir sektorplaten 88 på sådan måte at denne kan rotere mot urviseren som vist på fig. 2. Når dette skjer, vil pinnen 29 beveges i en bue mot urviseren som vist på fig. 2. Det skal bemerkes at armene 86,85,87, betj'eningsakselen 14 og veivarmen 93 holder åket 91 i den stilling som er vist på fig.

2 når sektorplaten 88 er låst av frigjøringsakselen 96. Dette holder brytefjæren 66 spent mellom åkene 91 og lia. Den ovenfor beskrevne rotasjon mot urviseren hav utløsningsakselen 96 bevirker at armene 86 og 85 beveges oppover i forbindelses-punktet 84 for å endre stillingen av dette fra den som er vist på fig. 2 til den som er vist på fig. 5. Kraften som bevirker denne endring skyldes avspenningen av brytefjæren 66 som bringer åket 91 til å bevege seg så langt til høyre på fig. 2 . og 5 som anslaget 92 tillater. Dermed svinges veivarmen 93 og dermed betjeningsakselen 14 med urviseren som vist på fig.5. Dette bevirker at armen 87 svinger tilsvarende og bevirker at pinnen 89 mellom armene 85 og 87 beveger seg med urviseren i en buet bane slik at pinnen 84 inntar den stilling som er vist på fig. 5- Styrebanen 83 hindrer ytterligere bevegelse av rullen 82 som er lagret på pinnen 84. Da kontaktene CC er mekanisk forbundetramed betjeningsakselen 14, vil rotasjonen av denne med urviseren bryte kontaktene CC. Avspenningen av fjæren 66 som ble startet ved betjening av trykknappen 102a bevirket en bevegelse av betjeningsakselen 14 med urviseren. Den forholdsvis store kraft som avspenningen av brytefjæren 66 overfører via de beskrevne leddforbindelser til sektorplaten 88 overvinner forspenningen av tilbakeførings fjæren 100 for

sektorplaten inntil fjæren 66 er fullstendig avspent. Etterat brytefjæren 66 er avspent, vil kraften av tilbakeføringsfjæren 100 igjen være tilstrekkelig stor i forhold til andre krefter som påvirker sektorplaten 88 til å svinge denne med urviseren forbi utsparingen i utløsningsakselen 96 slik at denne tilbake-stiller seg selv ved rotasjon med urviseren. Det skal bemerkes at hele rotasjonsbevegélsen av sektorplaten 88 under en avspenning av sluttefjæren begrenses av bevegelsene av de for-skjellige armer f.eks. 86 og 85. Tilstedeværelsen av styrebanen 83 hindrer også at bueflaten av sektorplaten 88 går fullstendig klar av den utfreste del av utløsningsakselen 96 og dermed holder denne i fri stilling, dvs. den stilling som bevirkes ved bevegelsen av utløsningstrykknappen 102a. Ut-løsningsakselen 96 vil ikke tilbakestille seg selv til den stilling som er vist på fig. 2 før tilbakeføringsfjæren 100 har rotert sektorplaten 88 langt nok med urviseren'til at den buede flate er kommet klar av den utfreste del av utløsnings-akselen 96. På det tidspunkt vil tilbakeføringsfjæren 96b for frigjøringsakselen rotere denne til den stilling som er vist på fig. 2 og 6. En videre rotasjonsbevegelse av sektorplaten 88 hindres av anslaget 94. På dette tidspunkt vil den innbyrdes stilling mellom svingepunktene 89 og 29 bevirke at armene 85 og 86 inntar den stilling som er vist på fig. 6 hvor rullen 82 ligger an mot kamflaten 28. På dette tidspunkt vil som følge av rotasjon av akselen 26, kamfølgeren 82 tre inn i utsparingen 28a på kammen 28. Som det fremgår av fig. 6 er da

kontaktene CC brutt og brytefjæren-66 er avspent mens sluttefjæren 64 forblir spent.

Under henvisning til fig. 4,5*6,7 og 8 skal til-standsendringen for be£j.eningsmekanismen 10 fra den andre posisjon som er vist på fig. 5 og 6 til en tredje posisjon som er vist på fig. 7 og 8 beskrives. I den tredje posisjon er kontaktene CC sluttet og sluttefjæren 64 er avspent mens brytefjæren 66 er spent. Por å oppnå dette, betjenes sluttesolenoiden 58 enten elektrisk eller manuelt for å bringe trykknappen 58a mot venstre som vist på fig. 7 slik at armen 110a svinges på sådan måte at slutteutløsningsakselen 110 roterer mot urviseren som vist på fig. 8 og med urviseren som vist på fig. 4. Den bortfreste del av akselen 110 roterer forbi kanten av låseorganet 78 og muliggjør at det fjærbe-lastede palhjul 32 roterer med urviseren som vist på fig. 4 eller mot urviseren som vist på fig. 8. Rotasjonsbevegelsen av palhjulet 32 overføres til kamakselen 26 hvor det bevirker en tilsvarende bevegelse av kammen 28 på den andre side av bæreplaten 12 som vist på fig. 556 og 7- Dette muliggjør at pinnen 77 i både palhjulet 32 og i kammen 28 beskriver en bue slik at forbindelsesstengene 60 svinges utover av kraften av sluttefjæren 64 som utvider seg. Når sluttefjæren 64 avspennes mellom åket 62 og anslaget på bæreplatene 12 bevirkes en rotasjon av kamakselen 28 mot urviseren fra den posisjon som er vist på fig. 6 til den posisjon som er vist på fig. 7 og rullen 82 beveges til venstre som vist på fig. 7 på en økende radius på kammen 28. Dette bevirker at armen 85 overfører kraft til armen 87 i forbindelsespunktét- 89. Dette bevirker at armen 87 og dermed betjeningsakselen 14 roterer mot urviseren. Rotasjonen av betjeningsakselen 14 mot urviseren bevirker en rotasjon av veivarmen 9 3 mot urviseren som vist på fig. 6 og 7• Da veivarmen 93 er forbundétmmed åket 91 ved 95 slik det best fremgår av fig. 4, vil rotasjonsbevegelsen mot urviseren av veivarmen 93 fra den stilling som er vist på fig. 6 til den stilling som er vist på fig. 7 bevirke at åket beveges fra høyre til venstre på figurene og spenner brytefjæren 66 mellom åkene 91 og lia. Det skal bemerkes at åket 62 beveges fra høyre til venstre når betjenings mekanismen 10 endrer tilstand fra den som er vist på fig. 6 til den som er vist på fig. 7.

På fig. 7 er sluttefjæren 64 avspent fullt ut mens brytefjæren 66 er fullt sammenpresset for anvendelse ved en etterfølgende kontaktbryteoperasjon. Det skal bemerkes at på fig. 7 er kontaktene CC sluttet på dette tidspunkt. På dette tidspunkt kan en av to ting hend,e i forbindelse med betjeningsmekanismen 10. I det første tilfellet kan den ut-spente sluttefjær 64 bli spent på ny eller den spente bryte- ■ fjær 66 kan avspennes nok en gang. Det første tilfellet kan inntre ved endring av posisjonen fra den som er vist på fig.

7 og 8 til den tilstand som ei"vist på fig. 1,2,3 og 4. Det andre tilfellet er ved endring av tilstanden på fig. 7 og 8 til den tilstand som er vist på fig. 9«

Det første tilfellet skal beskrives under henvisning til fig. 1,2,3,4,7 og 8. Dette tilsvarer en endring av betjeningsmekanismen fra en tilstand hvor bryteren er sluttet og brytefjæren 66 er spent og sluttefjæren 64 er avspent, til en tilstand hvor bryteren er sluttet og sluttefjæren 64 er spent. I dette tilfellet startes motoren 40 e.nten manuelt eller automatisk og roterer akselen 42 mot urviseren som vist på fig. 3 eller med urviseren som vist på fig. 4. Dette bevirker at eksenterpalen 50 virker under kraften av drivakselen 42 og spenner fjæren 54 for rotasjon av palhjulet 32 mot urviseren som vist på fig. 3 eller med urviseren som vist på fig. 4. Denne bevegelse av palhjjåiLétthar den virkning at pinnene 77 på kammen 28 og palhjulet 32 beveges slik at for-bindelses stengene 60 trekker åket 62 mot bæredelen og spenner sluttefjæren 64. Det skal bemerkes særlig under henvisning til fig. 2 og 7 at den innbyrdes stilling av delene 97,86,85, 93,87 og betjeningsakselen 14 forblir uendret fra den stilling som er vist på fig. 7. Dette skyldes at radien av kammen 28 er konstant når kamakselen 26 roterer fra den posisjon som er vist på fig. 7 til den posisjon som er vist på fig. 2. Dette holder åket 92 i den samme stilling i begge tilfeller og holder kontaktene CC sluttet i begge tilfeller. Det skal imidlertid bemerkes at forbindelsesstengene 60 er beveget fra posisjonen som er vist på fig. 7 til den posisjon som er vist på fig. 2 og dermed spenner sluttefjæren 64. På dette tidspunkt befinner betjeningsmekanismen 10 seg i den stilstand som først beskrevet, dvs. at bryterkontaktene CC er sluttet, brytefjæren 64 er spent og sluttefjæren 66 er spent. Bryteren er således klar for en bryteoperasjon og forholdsvis hurtig ny slutning etterfulgt av en andre bryteoperasjon hvis ønskelig.

Det andre tilfellet er vist på fig. 7, 8 og 9. Her

blir den spente brytefjær 66 avspent for å bryte kontaktene CC selv om sluttefjæren 64 ikke er spent på ny slik som i det første tilfellet. Her vil frigjøringen av åket 91 som følge av betjening av utløsningssolenoiden 102 være den samme som tidligere beskrevet under henvisning til fig. 1-5- Her roterer utløsningsakselen 96 mot urviseren slik at sektorplaten 88 frigjøres fra den låste stilling og muliggjør at åket 91 beveges fra venstre til høyre som vist på fig. 7 og 9 slik at brytefjæren 66 avspennes og bevirker rotasjon av betjeningsakselen 14 for brytning av kontaktene CC. Det skal imidlertid bemerkes at selv om den innbyrdes stilling av bestanddelene 97j85s86 og 87 er den samme som i tilfelle på fig. 5,

er stillingen av kammen 28 forskjellig.

Selv om tilbakeføringsfjæren 100 for sektorplaten 88 utøver tilbakestillingskraft mot denne tilstrekkelig til å trekke kamfølgeren 82 nedover, vil den ikke nå lenger enn til kamflaten 28. Por å oppnå en endring fra den tilstand som er vist på fig. 9 hvor brytekontaktene CC er brutt, hvor både sluttefjæren 64 og brytefjæren 66 er avspent, til den stilling som er vist på fig. 1-4 hvor bryterkontaktene CC er sluttet og brytefjæren 64 og sluttefjæren 66 begge er spent, er det nødvendig å starte motoren 40 som vist på fig. 1 for å rotere kammen 28 til en slik stilling at sluttefjæren 66 er spent og sektorplaten 88 er tilbakestillet. Dette er vist på fig. 6.

På dette tidspunkt er bryterkontaktene CC fremdeles brutt og brytefjæren 66 er fremdeles avspent, men sluttefjæren 64 er spent. På dette tidspunkt kan en automatisk eller manuell betjening av utløsningssolenoiden 58 finne sted for slutning av bryterkontaktene CC og spenning av brytefjæren 66. Sluttelig kan det første alternative tilfellet som beskrevet ovenfor finne sted hvor bryteren befinner seg i den tilstand som vist på fig. 2 hvor bryterkontaktene CC er sluttet og hvor bryte-

fjæren 6 4 og sluttefjæren 66 begge er spent.

Når det gjelder betjeningsmekanismen 10, som vist på fig. 2, 6, 7 og 9, omgir den relativt store sluttefjær 64 den forholdsvis mindre brytefjær 66. Sluttefjæren 64 ved denne utførelse av oppfinnelsen kan levere tilstrekkelig kraft til å spenne brytefjæren 66 etter avspenning av sluttefjæren 64. Det skal bemerkes særlig i forbindelse med fig. 2 at sluttefjæren 64 er faststående i forhold til bæreplaten 12 ved A,

men er bevegelig i forhold til bæreplaten 12 ved B ved bevegelse av åket 62. På samme måte er brytefjæren 66 faststående i forhold til bæreplaten 12 ved C. Den andre ende av brytefjæren 66 er imidlertid bevegelig ved D i forhold til posisjonen av sluttefjæren 64 ved A.

Når det gjelder utførelseseksempelet arbeider dette ved en frigjøringsoperasjon, dvs. en manuell eller elektrisk betjening av frigjøringssolenoiden 102 for slutning av bryteren ved en feil, kan hindres ved anordningen av de for-skjellige aVbeidsdeler i betjeningsmekanismen 10. Det er videre klart at be-Kjeningsmekanismen kan anvendes på mange typer brytere, slik som gasskompresjonsbrytere, magnetiske brytere, luftbetjente brytere og vakuumbrytere. Det er videre klart at de skjematisk viste kontakter CC bare er skjematisk antydet.

Betjeningsmekanismen ifølge oppfinnelsen har mange fordeler. En av disse består i at den er meget plassbesparende. En annen fordel består i at det oppnås en symmetrisk belast-ning av bestanddelene. Nok en fordel består i at bryte- og sluttefjæren spennes ved sammenpressing eller en kombinasjon av sammenpresning og strekk, slik som ved den nevnte kjente konstruksjon. Da begge fjærene utsettes for sammenpresning og avspenning, unngås sannsynligheten av permanent avbøyning av fjæren ved overskridelse av Hook's lov for elastisitetsmodulen, eller med andre ord. at det er. vanskelig permanent å ødelegge fjærene når de begge anvendes med sammenpressing.

Claims (1)

1. Betjeningsmekanisme for høyspenningsbryter, omfattende en bæredel (12) som bærer en kontaktsluttekam (28) i mekanisk forbindelse med bryterkontaktene (CC) for å. slutte disse, ut-løsbare bryteorganer anordnet i bæredelen i mekanisk forbindelse med bryterkontaktene for å bryte disse, og en slutteskruefjær (6 4) med en første diameter anordnet i bæredelen, hvor den ene ende av sluttefjæren er fast lagret i forhold til bæredelen og hvis andre ende er bevegelig i bæredelen mellom en første fast posisjon når fjæren er spent og en andre fast posisjon når fjæren er avspent, og den andre ende er anordnet i mekanisk forbindelse med kontaktsluttekammen ved utløsning av sluttefjæren, og hvor en brytefjær (66) med en første ende er festet til bæredelen og den andre ende er mekanisk forbundet med kontaktbryteorganene (28,85,86,87,91) og holdes i en fast stilling av disse før utløsning av kontaktbryteorganene, idet kontaktbryteorganene utløser brytefjæren uavhengig av sluttefjæren og bevirker en bryteoperasjon, og en motor (40) er anordnet på bæredelen for å spenne sluttefjæren, hvilken bæredel videre er utstyrt med ut-løsningsorgarier (102,96,88,100) for å utløse kontaktbryteorganene, karakterisert ved at kontaktbrytefjæren (66) er en skruefjær med en andre diameter som er mindre: enn den første diameter og anordnet på bæredelen (12) inne i sluttefjæren (64), og at brytefjærens andre ende er mekanisk forbundet med den andre ende av sluttefjæren for å beveges med denne under utløsningen av sluttefjæren, slik at brytefjæren spennes.