NO791506L - Hoeyspenningsbryterkonstruksjon. - Google Patents

Description

Høyspenningsbryterkonstruksjon.

Oppfinnelsen angår en høyspenningsbryterkonstruk-sjon omfattende to oppragende søyler som hver inneholder en i serie liggende lysbueslukkeenhet.

Hensikten med oppfinnelsen er i en slik høy-spenningsbryterkonstruksjon å minske virkningen av ubalansert parasittkapasitét.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at søylene er elektrisk serieforbundet ved en innretning som omfatter en skinne som elektrisk forbinder de øvre ender av de to søyler, og et par linjetilslutninger som er tilordnet hver sin søyle og som er elektrisk forbundet med de respektive søyler mellom déres ender og under skinneforbindelsen med de respektive søyler.

Vanligvis anvendes en bærekonstruksjon i form av omvendt U hvor de serieforbundede brytere er anordnet i det horisontale øvre steg av konstruksjonen. Også i dette tilfellet blir virkningen av den ubalanserte parasittkapasitét vesentlig minsket slik at de utenforliggende fordelingskapasi-teter ikke er nødvendig ved anvendelse av foreliggende opp-finnelse slik at kostnadene minskes.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-8.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser i sideriss en enpolet enhet i eh høyspenningsbryterkonstruksjon av kjent art med særskilte spenningsfordelingskondensatorer. Fig. 2 viser ekvivalentdiagram for bryterkonstruksjonen på fig. 1. Fig. 3-5 viser ytterligere ekvivalentdiagrammer som antyder ulik spenningsfordeling på de seriekoplede bryterenheter ved konstruksjonen på fig. 1. Fig. 6 viser i sideriss en høyspenningsbryter-konstruksjon ifølge oppfinnelsen. Fig. 7-9 viser ekvivalentdiagrammer til forklaring av den bedrede spenningsfordelingskarakteristikk ved bryterkonstruksjonen på fig. 6. Fig. 10. viser en alternativ utførelsesform av bryterkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Fig. 11 viser ekvivalentdiagrammet for bryterkonstruksjonen på fig. 10. Fig. 12 viser en andre.alternativ utførelsesform av en høyspenningsbryterkonstruksjon ifølge oppfinnelsen. Fig. 13 viser et aksialt snitt gjennom en bryterenhet ifølge oppfinnelsen i brutt tilstand.

Fig. 14 viser en del av bryterenheten på fig. 13

i sluttet tilstand.

Fig. 15 viser på samme måte som fig. 14 atskilte kontakter under bryteoperasjonen hvor gasstrømmen er antydet med piler. Fig. 1 viser en tidligere kjent høyspenningsbryter-konstruksjon 1 med utvendige spenningsfordelingskondensatorer 3 på hver bryterenhet 536 av den art som er vist på fig. 13. Fig. 14 og 15 viser bryterenheten 5 i sluttet og delvis brutt tilstand. Ved høyspenhingsbryterkonstruksjonen på fig. 1 anvendes to bryterenheter 536 som vist på fig. 13 anordnet i V-form i forbindelse med en forbindelsesskinne 8 i den nedre ende av bryterenhetene. Tilslutninger 11 og 12 er anordnet ved den øvre ende av bryterehhetene 5>6.

Høyspenningsbrytere er etter hvert blitt konstruert for så stor effekt at høyspenningslaboratorier ikke lenger er i stand til å prøve dem fullt ut. For å løse dette problem, er det utviklet brytere med seriekoplede brytesteder. Prøving av en bryterenhet 5 kan bare skje hvis spenningen som opptrer over en slik enhet er godt kjent og enheten som prøves utsettes for den høyeste spenning som den kan påtrykkes.

Spenningen over hver bryterenhet 5 i en høyspennings-bryter med flere brytesteder følger Ohms Lov og er derfor av- hengig av induktivitet, motstand og kapasitet i brytekretsen. Ved vanlige høyspenningsbrytere med flere brytesteder, dvs. uten ytre motstander over de atskillbare kontakter, er hoved-faktoren som bestemmer spenningen som kan påtrykkes over de brutte kontakter parasittkapasitetene over de brutte kontakter og jord.

Følgende eksempler på høyspenningsbryterkonstruksjoner er vist på fig. 2-5 og de tilsvarende ekvivalentkapasitetdia-grammer kan forklare dette.

På fig. 2 er A og C tilslutninger til en bryter. Bryterenheten AB har mellom de atskillbare kontakter 35 og 36 en kapasitet C^g. Bryterenheten BC har mellom de atskillbare kontakter 35,36 en kapasitet CgC. Bæredelen BD har en kapasitet

<C>BD-

Den utvendige kondensator 3 over bryterenheten AB har en kapasitet og den ytre kapasitet 3 over BC har en kapasitet C^. Det skal antas at bryterkonstruksjonen 1 på

fig. 2 ikke har de ytre kapasiteter C-^ og Cp over kontaktene 35 og 36. Videre antas at spenningskilden E er forbundet med den øvre tilslutning A mens tilslutningen C er jordet gjennom en ledning 37 som vist på fig. 3. Ekvivalentdiagrammet er vist på fig. 4.

I dette tilfellet er CAB-":-CBCog CgDer forskjellig fra CABeller CgQ. Ved å anvende Ohms Lov for beregning av spenningen mellom AB og BC, vil innvirkningen av parasittkapasiteten CDnvære betydelig og spenningene som opptrer over bryterenhetene AB og BC er meget forskjellige.

For å utligne disse spenninger over bryterenhetene 5,6 er det utvendig anordnet kapasiteter C-^ og 0,^hvis verdier er meget større enn parasittkapasiteten, f,eks. 2000 pF mens kapasitetene C^g = CB(~, = 50 pF og kapasiteten CBD=^75pF. Det tilsvarende ekvivalente kapasitetsdiagram er vist på fig. 5. Ved anvendelse av Ohms Lov har de ytre kapasiteter C-^ og C 2 en overveiende størrelse og den opptredende spenning over bryterenhetene AB og BC er av samme størrelsesorden, nemlig 49% resp. 51$ av den samlede spenning over bryteren 1.

Fig. 6 viser en bryterkonstruksjon ifølge oppfinnelsen og fig. 7 viser det tilsvarende kapasitive ekvivalentdiagram. Hvis det gjøres de samme antagelser som ovenfor, får vi:

CABi<=>50 pF

<CB>2<C><=>50 pF

<C>B1B2D = 5 pF

CADeller CCD= 75 PF

Men som følge av forbindelsene ifølge oppfinnelsen, blir ikke spenningsfordelingen mellom bryterenheten AB og BC påvirket, slik at det kapasitive ekvivalentdiagram er som vist på fig. 9. Ved å anvende Ohms lov igjen, fremgår at kapasitetene ^B B D ^ar me§e^ liten innvirkning på spenningsfordelingen, og det er ikke nødvendig med noen ytre kapasiteter 3 for å kompen-sere for parasittkapasitét til jord.

Fig. 6 viser en' bærekonstruksjon 40 for to seriekoplede bryterenheter 536 av den art som er vist på fig. 13

med forbedret spenningsfordeling slik at det unngås ubalansert parasittkapasitét som er så fremtredende ved den kjente konstruksjon på fig. 1.

Hver av søylene 155l6 på fig. 6 består av en bryterenhet 5 eller 6 av den art som er vist på fig. 133l4 og 15.

Fig. 10 viser en alternativ utførelsesform av en bryterkonstruksjon 50 ifølge oppfinnelsen hvor det i stedet for to søyler 153l6 på fig. 6 er anordnet to søyler 233 24 som er parallelle og har innbyrdes avstand, men hvor det også unngås vesentlig parasittkapasitét ved at forbindelsesskinnen 25 er anordnet ved de øvre ender av søylene 23 og 24 og tilslutningene 28,29 er anordnet i den nedre del'av søylene 23>24.

Det tilhørende kapasitetsdiagram er vist på fig. 11 og det skal bemerkes at den forstyrrende parasittkapasitét CV har liten innvirkning på spenningsfordelingen.

Fig. 12 viser en ytterligere utførelsesform av en bryterkonstruksjon 60 ifølge oppfinnelsen hvor to søyler 31 og 32 er parallelle og har innbyrdes avstand og bryterenhetene 5,6 er anordnet i den horisontale øvre gren X. Også her er virkningen av parasittkapasiteten meget liten som følge av den vesentlig høytliggende bryterenhet 536 i forhold til jordpotensialet.

Av det foregående fremgår at det er oppnådd en vesent lig forbedret høyspenningsbryterkonstruksjon 40,50 og 60 hvor ubalansert spenningsfordeling som følge av parasittkapasiteter er bragt til et minimum ved en særskilt anordning av skinne-konstruksjonen 8a og 25 i en vesentlig høyde over jordpotensialet samtidig som det er innspart ytre kondensatorer.

Claims (8)

1. Høyspenningsbryterkonstruksjon omfattende to oppragende søyler som hver inneholder en i serie liggende lysbue-sfukkeenhet, karakterisert ved at søylene er elektrisk serieforbundet ved en innretning som omfatter en skinne som elektrisk forbinder de øvre ender av de to søyler, og et par linjetilslutninger som er tilordnet hver sin søyle, og som er elektrisk forbundet med de respektive søyler mellom deres ender og under skinneforbindelsen med de respektive søyler.

2. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at lysbueslukkeenhetene omfatter en buffer-bryteenhet.

3. Konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de to søyler er forbundet med hverandre ved deres nedre ende i form av en V.

4. Konstruksjon ifølge krav 3, karakterisert ved at de to søyler har innbyrdes sideveis avstand og er opprettstående.

5. Konstruksjon ifølge et av kravene 1^ 4, karakterisert ved at lysbueslukkeenhetene omfatter en stasjonær kontakt og en stasjonær stempelenhet med samvirkende sylinder som er glidbar over stempelet og som bærer en bevegelig kontakt.

6. Konstruksjon ifølge et av kravene 1^5 5 karakterisert ved at linjetilslutningen på hver av de hule oppragende søyler er forbundet med et punkt tilnærmet halvveis nede på søylen, slik at virkningen av ubalansert parar sittkapasitet ved den innbyrdes elektriske forbindelse minskes vesentlig og gir tilnærmet jevn spenningsfordeling mellom de to søyler.

7. Konstruksjon ifølge krav 6, karakteris sert ved at den nedre ende av hver søyle er forbundet med en felles betjeningsmekanisme.

8. Konstruksjon ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at hver søyle inneholder lysbueslukke-gass under trykk.