NO801301L - Autopneumatisk trykkgassbryter. - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en autopneumatisk trykkgassbryter med en isolasjonsdyse, en stempel-sylinderenhet som kompresjonsinnretning for slukkegassen, et første kontaktstykke som er fast forbundet med stempel-sylinderenhetens bevegelige del, og et annet kontaktstykke (motkontaktstykke) som under utkoblingen først holdes i inngrep med det første kontaktstykke og følger etter dette og deretter løper tilbake under fjærkraft. Oppfinnelsen erved at det annet kontaktstykke (motkontaktstykket). (8) er direkte og utløsbart forbundet med det første kontaktstykke og at flgebevegelsen er begrenset ved et anslag (12).

Description

Oppfinnelsen angår en autopneumatisk trykkgassbryter i samsvar med hovedkravets innledning.

Autopneumatiske brytere med isolasjonsdyser har forholdsvis lange lysbuetider, for på tidspunktet for kontaktadskillelsen foreligger der til å begynne med et forholdsvis lavt trykk som ennu ikke strekker til for å slukke store strømstyrker. Et tilstrekkelig høyt trykk bygger seg først opp etter at et større slag er tilbakelagt. Ved disse brytere foreligger i det vesentlige de følgende ulemper: Lysbuen blir trukket.til stor lengde og brenner lenge, og der går slukkegass tapt i en tid da der ennu ikke finnes noen sjanse for slukning. Den energi som omsettes i koblingsstrekningen, blir av disse årsaker stor og begrenser bryternes utkoblingsevne resp. krever forholdsvis store slukke-kamre for at en utillatelig stigning av trykket skal unngås.

Der er allerede kjent autopneumatiske brytere hvor både

det kontaktstykke som påvirkes av bryterens drivanordning, og motkontaktstykket er bevegelige. Ved disse brytere styres motkontaktstykket av bevegelsen av et stempel. Disse brytere er imidlertid meget kostbare og kompliserte og egner seg derfor ikke i en atmosfære med SFg-spaltningsprodukter (DE-OS 2100 808) .

Fra DE-OS 2708 546 er der også kjent en autopneumatisk trykkgassbryter hvor et kontaktstykke anordnet i.en isolasjonsdyse er lagret aksialt forskyvbart i en føring manøvrert med en trekkstang. I innkoblet tilstand er det kontaktstykke som sitter i isolasjonsdysen, sammenlåst med et fast motkontaktstykke. For utkobling blir føringen, isolasjonsdysen og en sylinder som er forbundet med disse deler, beveget i retning UT. Som følge av låsningen blir kontaktstykket i isolasjonsdysen trukket ut av føringen, samtidig som en trykkfjær blir spent. Låsningen oppheves ved at en ringformet avsats på kontaktstykket slår mot overkanten av føringen. På dette tidspunkt blir kontaktstykkene trukket fra hverandre, og det kontaktstykke som var trukket ut av føringen, smekker tilbake inn i føringen resp. isolasjonsdysen akselerert av trykkfjæren.

Med denne trykkgassbryter er det riktignok mulig å forkorte lysbuetiden og forhindre en blåsning på lysbuen før slukke-distansen nås. For å oppnå et tilstrekkelig høyt trykk i sylinderen behøves imidlertid et tilsvarende langt slag, så kontaktstykket blir trukket tilsvarende langt ut. Dermed blir det ikke mulig å overholde optimal avstand for slukningen.

Oppfinnelsens oppgave er å avhjelpe de ulemper som opptrer ved kjente autopneumatiske brytere.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved de kjenne-tegnende trekk ifølge hovedkravet.

Ved denne løsning blir der skaffet en autopneumatisk bryter med følgende egenskaper resp. fordeler: 1. Det er mulig å slukke i et område som er optimalt for slukkevirkningen.

2. Kort lysbue og kort lysbuetid.

3. Lite tap av slukkegass så lenge der ikke finnes sjanse for slukning.

4. Særlig enkel oppbygning av bryteren.

Ved de utformninger som erkarakteriserti underkravene, blir bl.a. de følgende ytterligere fordeler oppnådd: 5. Særlig korte minimale lysbuetider, da motkontaktstykket blir beveget tilbake igjen omtrent med samme hastighet som det treffer anslaget med, og derved blir meget høye åpningshastigheter mulige, så der kan anvendes få koblingsstrekninger, f.eks. to koblingsstrekninger for 525 kV selv ved en driftsfrekvens på 60 Hz, uten at sikkerheten mot tilbaketenning i bryteren lider ved det (krav 4). 6. Det er mulig på gunstig måte å koble sterke kortslutnings-strømmer (krav 5). 7. Det kontaktstykke som sitter i isolasjonsdysen, og som er det som blir sterkest påkjent, kan utføres meget stabilt (krav 6). 8. Utnyttelse av fordelene ved trykkgassbryteren ifølge oppfinnelsen i forbindelse med en motstands-koblingsstrekning (krav 7). 9. Minskning av de etterløpende masser hos motkontaktstykket (krav 8) . 10. Liten termisk innvirkning på låsningen, da den koniske underskjæring i kontaktstykket ligger i vindskyggen av plasma-strømmen (krav 10).

11. Det forhindres at låsekreftene blir vesentlig endret

ved en delvis avbrann på de koniske kontaktflater (krav 11).

12. Kraftoverførende låseflater beliggende på skrå under

en bestemt vinkel blir unngått resp. erstattet med sammenpassende låseflater som ligger loddrett på bevegelsesretningen. Ut-løsningen av låsningen blir dermed ikke lenger tilveiebragt i avhengighet av krefter som innvirker på sammenlåsningen, men

stillingsavhengig ved hjelp av en separat sprikeinnretning som under utkoblingsbevegelsen kort innen motkontaktstykket nås, treffer et eget anslag og via en inntil da ubelastet skråflate bringer motkontaktstykket til å sprike og dermed utløser det. Stilling og bredde av denne skråflate må være tilmålt slik

at sprikningen av motkontaktstykket allerede er inntruffet innen dette avbremses på anslaget. Takket være dels den sammenpassende forbindelse og dels den stillingsavhengige utløsning oppnås på fordelaktig måte et bevegelsesforløp som langt på vei er uavhengig av slitasje på komponentene.

Endringer i forholdene med hensyn til kontaktdannelse forårsaket ved slitasje på låsesystemets kontaktflater blir ute-lukket (kantene av låseorganet blir under utløsningsprosessen utsatt for et høyt spesifikt flatetrykk; dessuten overfører disse steder samtidig for kort tid koblingsstrekningens fallestrøm

(krav 12-17 og 20-23) . 13. Forhindring av avbrann på de for låsningen nødvendige berøringsflate-områder (krav 18). 14. Det sikres at lysbuen ikke angriper på den koniske flate, så denne forblir bedre egnet for låsefunksjonen til tross for at kontakten fører en plasmastrøm (krav 19).

Utførelseseksempler på oppfinnelsen såvel som mer detaljerte utformninger er anskueliggjort på tegningen og vil bli belyst i det følgende. Fig. 1 viser den autopneumatiske trykkgassbryter i utkoblet stilling.

Fig. 2 viser sammenlåsningen av kontaktstykkene.

Fig. 3 anskueliggjør skjematisk en inn- og utkoblingsprosess hos den autopneumatiske trykkgassbryter i forbindelse med en parallell koblingskontakt til innkobling av en innkoblingsmotstand. Fig. 4 viser en videre utformning av oppfinnelsesgjénstanden hvor isolasjonsdysen er omgitt av en metallisk avskjermning. Fig. 5 er et detalj snitt av kontaktsystemet hos en autopneumatisk trykkgassbryter med en sprikeinnretning, og

fig. 6 viser snitt etter linjen A-B på fig. 5.

Den autopneumatiske trykkgassbryter som er vist på fig. 1, omfatter når det gjelder kontaktsystemet, i det vesentlige de følgende deler: En kompresjonsinnretning 2 bestående av et stasjonært stempel 2a og en bevegelig sylinder 2b, en isolasjonsdyse 4 anbragt på sylinderen 2b, et kontaktstykke 6

som er anbragt i isolasjonsdysen og bevegelig sammen med den,

et motkontaktstykke 8 som er anordnet aksialt forskyvbart i bryterens øvre del 10, et anslag 12 og en trykkfjær 14.

Kontaktstykket 6 i isolasjonsdysen 4 har ved forenden en konisk underskjæring 7 som ses tydelig på fig. 2. På tilsvarende måte har motkontaktstykket 8 ved sin forende en konisk ansats 9 som sammen med underskjæringen 7 danner låseanordningen.

Motkontaktstykket 8 er anordnet aksialt forskyvbart i en sylindrisk uttagning 16 i overdelen 10. Det har oventil en flens 18 som trykkfjæren 14 ligger an imot.

Anslaget 12 er anordnet i det sylindriske hulrom 16 innen-for fatningen 20. Det kan være utført fjærende så motkontaktstykket 8 blir skjøvet tilbake igjen omtrent med samme hastighet som

det treffer anslaget 12 med. Derved blir meget korte minimale lysbuetider mulige.

Anslaget 12 kan imidlertid også være utført dempende, noe

som er særlig gunstig hvis der skal kobles store strømstyrker.

På fig. 2 er kontaktstykkene 6 og 8 vist i låst tilstand. Fordelaktig er der i motkontaktstykket 8 for å lette utløsning av kontaktstykkene anordnet langsgående slisser (ikke vist) som tillater kontaktstykket å sprike. Men det er også mulig som anskueliggjort på fig. 2 å forsyne kontaktstykket i isolasjonsdysen med langsgående slisser.

Ut fra den låste tilstand i innkoblingsstillingen som vist

på fig. 2 forløper en utkoblingsprosess som følger:

En koblingsstang 30 beveger under virkningen av et (ikke vist) drivorgan kontaktstykket 6 såvel som den dermed forbundne sylinder 2b tillike med isolasjonshylsen nedover, hvorved slukkegassen i rommet 3 blir komprimert. Dyseåpningen blir i begynnelsesfasen lukket av kontaktstykket. Kontaktstykkene 6 og 8 forblir under den nedadgående bevegelse til å begynne med sammenlåst, dvs. at motkontaktstykket 8 følger det bevegelige kontaktstykke 6 og spenner trykkfjæren 14.

Låsningen oppheves når motkontaktstykket 8 støter mot anslaget 12. På dette tidspunkt blir kontaktstykkene 6 og 8 trukket fra hverandre, og motkontaktstykket 8 smekker så tilbake til endéstillingen på fig. 1. Derved blir dyseåpningen 5 fri-gitt, og blåsningen på lysbuen setter inn.

Fig. 3 viser skjematisk oppbygningen av en bryter med en innkoblingsmotstand 28. Ved innkoblingen danner motstandskoblings strekningen 26 til å begynne med, omtrent 8-10 ms før hoved-koblingsstrekningen 30, kontakt (stilling B) og forblir etter fullført innkobling sluttet (stilling C). Ved utkoblingen beveger begge kontaktstykkene seg i retning UT. Siden hoved-kontakten tar den bevegelige motkontakt med, hindrer den imidlertid først en kontaktåpning i motstandskoblingsstrekningen (stilling D). Derfor behøver man med denne anordning ingen kostbar låsning med kulisse eller fjær.

I utførelsen på fig. 4 er isolasjonsdysen 4 omgitt av en metallisk skjerm 34 som tjener til avskjermning av kontaktstykket i isolasjonsdysen.

Det kontaktsystem som er vist på fig. 5 og 6, består likedan som det på fig. 1-4 av et første kontaktstykke 6 som er fast forbundet med den bevegelige del av en (her ikke vist) stempel-sylinderenhet hos en kompresjonsinnretning for slukkegassen, og et motkontaktstykke 7 som ved utkoblingen til å begynne med holdes i inngrep med det første kontaktstykke 6 og følger etter dette og deretter springer tilbake under fjærkraft. Motkontaktstykket 8 er direkte og løsbart forbundet med det første kontaktstykke 6. Til begrensning av følgebevegelsen tjener et anslag 12.

For forbindelsen mellom de to kontaktstykker 6 og 8 er

disse positivt sammenlåst ved berøringsflater 35 som ligger i rett vinkel til bevegelsesretningen og benyttes til kraft-overføringen.

For utløsning av kontaktstykkene 6, 8 tjener en sprikeinnretning 36 som er forbundet med motkontaktstykket 8, og som kort før anslagsstillingen av motkontaktstykket 8 nås, i sin tur går mot et anslag 37 og dermed utløser sammenlåsningen av de to kontaktstykker 6 og 8.

Sprikeinnretningen 36 oppviser en konus 36' som ved avbremsningen av sprikeinnretningen idet den treffer dens anslag 37, passeres av kontaktstykket 6, hvorved dettes kpntaktfingre 6' bringes til å sprike i radial retning. Høyde og stilling av konusen 36' er i den forbindelse valgt svarende til utløsnings-innretningens utløsningsslag slik at dette under en utkoblingsbevegelse blir tilbakelagt innen motkontaktstykket 8 treffer sitt anslag 12.

Fordelaktig består sprikeanordningen 36 av to eller flere fingre 36a, b, c, som passer inn i motsvarende utsparinger 8a, b, c i det hovedsakelig rørformede motkontaktstykke 8,

og som er forbundet med en ring 40 - eller med ringsegmenter

- som under en utkoblingsbevegelse går mot anslaget 37 som begrenser sprikeinnretningens slaglengde.

Til å beskytte spalten mellom sprikeinnretningen 36 og motkontaktstykket 8 mot forurensning med avbrannpartikler, resp. til å beskytte selve delene mot tæring som kan påregnes pga. lysbuens innvirkning ved utkoblingen, er der i anordningens indre anbragt et beskyttelsesrør 38 av avbrannsfast materiale som er forbundet med motkontaktstykket 8.

Claims (23)

1. Autopneumatisk trykkgassbryter med en isolasjonsdyse, en stempel-syUnderenhet som kompresjonsinnretning for slukkegassen, et første kontaktstykke som er fast forbundet med stempel-sylinderenhetens bevegelige del, og et annet (mot-) kontaktstykke som ved utkoblingen til å begynne med holdes i inngrep med det første kontaktstykke og følger etter dette og deretter løper tilbake under fjærkraft, karakterisert ved at det annet kontaktstykke (motkontaktstykket) (8) er forbundet direkte og utløsbart med det første kontaktstykke, og ved at der til begrensning av følgebevegelsen er anordnet et anslag (12).

2. Trykkgassbryter som angitt i krav 1, karakterisert ved at stempelet (2a) er fast og sylinderen (2) bevegelig, og at isolasjonsdysen (4) er anbragt på sylinderen (2b), som det første kontaktstykke (6) er anbragt i.

3. Trykkgassbryter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der for medbringelsen er anordnet en sammenlåsningsinnretning (7, 9) på kontaktstykkene (6, 8) .

4. Trykkgassbryter som angitt i krav 3, karakterisert ved at anslaget (12) er utført fjærende.

5. Trykkgassbryter som angitt i krav 3, karakterisert ved at anslaget (12) er utført dempende.

6. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at motkontaktstykket (8) er slisset.

7. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved en parallellkontakt (26) . til innkobling av en innkoblingsmotstand (28).

8. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at de ikke strømførende deler av motkontaktstykket (8) består av titan.

9. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at isolasjonsdysen (4) er omgitt av en metallisk skjerm (34).

10. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 3-9, karakterisert ved at der til sammenlåsningen av koblingsstykkene tjener en konisk avsats (9) som er utført på motkontaktstykket (8) og griper inn i en motsvarende konisk underskjæring (7) i det kontaktstykke (6) som er anordnet i isolasjonsdysen.

11. Trykkgassbryter som angitt i krav 10, karakterisert ved innbyrdes forskjellige konusvinkler.

12. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at de to kontaktstykker (6, 8) for sin innbyrdes forbindelse danner en positiv sammenlåsning med berøringsflater (35) som ligger i rett vinkel til bevegelses-aksen, og at motkontaktstykket (8) er forbundet med et sprikeorgan (36) som kort før motkontaktstykket (8) når sitt anslagssted, i sin tur blir avbremset ved et anslag (37) og derved bevirker utløsning av de to kontaktstykker (6, 8).

13. Trykkgassbryter som angitt i krav 12, karakterisert ved at sprikeorganet oppviser en konus (36') . som under avbremsningen av sprikeorganet ved anlegg mot et anslag (37) passeres av kontaktstykket (6), hvorved dettes kontaktfingre (6 <1> ) tvinges til å sprike i radial retning for utløsning.

14. Trykkgassbryter som angitt i krav 12 eller 13, karakterisert ved at konusens (36') høyde minst er lik utløsningsinnretningens utløsningsslag og dens stilling er valgt slik at utløsningsslaget under en utkoblingsbevegelse blir tilbakelagt innen kontaktstykket (8) treffer sitt anslag (12).

15. Trykkgassbryter som angitt i krav 12, 13 eller 14, karakterisert ved at sprikeorganet (36) består av to eller flere fingre (36a, b, c) som passer inn i motsvarende utsparinger (8a, b, c) i det hovedsakelig rørformede motkontaktstykke (8), og som er forbundet med en ring (40) - eller ringsegmenter - som ved en utkoblingsbevegelse løper mot anslaget (37).

16. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-15, karakterisert ved at anslaget (37) er utført elastisk.

17. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-16, karakterisert ved at anslaget (37) er utført dempende.

18. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at kontaktstykkene (6, 8) i området for berøringsflatene (11, 35) består av et avbrannsfast materiale.

19. Trykkgassbryter som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at kontaktstykket (6) i isolasjonsdysen består av kobber eller en kobberlegering i det område som grenser til berøringsflatene (11, 35).

20. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-19, karakterisert ved at sprikeorganets (36) materiale er et elastisk fast metall som f.eks. stål eller titan.

21. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-20, karakterisert ved at de flater på sprikeorganet (36) som berører nabokontaktstykket, har påført eller er belagt med et friksjonsfattig kunststoff, f.eks. teflon.

22. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-21, karakterisert ved at sprikeorganet (36) i sin helhet består av kunststoff.

23. Trykkgassbryter som angitt i et av kravene 12-22, karakterisert ved at der til å beskytte spalten mellom sprikeorgan (36) og motkontaktstykket (8) mot å forurenses med avbrannspartikler, resp. til å beskytte selve delene mot den tæring som kan påregnes som følge av lysbuens innvirkning ved utkoblingen, i det indre av anordningen er anbragt et beskyttelsesrør (38) av avbrannsfast materiale som er forbundet med motkontaktstykket (8).