PL234154B1 - Uziemnik superszybki trójfazowy łuku zwarciowego - Google Patents

Abstract

Uziemnik składa się z konstrukcji ramowej (1), do której przytwierdzone są trzy komory próżniowe, z wewnętrznymi stykami stałymi (3), połączonymi z torami prądowymi (5) i stykami ruchomymi (4), połączonymi z szyną zwierającą (6), która połączona jest za pomocą przewodu elastycznego (7) z ciągiem uziemiającym (8). Styki ruchome (4) napędzane są za pomocą wału napędowego (9) poprzez układ dźwigni (10) i sprężynę wspomagającą oraz dźwignię napędową (12) połączoną ze sprężyną (13), która z kolei połączona jest z ramą (1). Dźwignia (12) blokowana jest przez wałek blokujący (14) posiadający dźwignię (14.1) połączoną ze sworzniem wyzwalacza ciśnieniowego, który to wyzwalacz wewnątrz rury, posiada mieszek i sprężynę śrubową.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uziemnik superszybki trójfazowy łuku zwarciowego do ograniczenia negatywnych skutków zwarć łukowych, międzyfazowych, występujących w rozdzielniach energetycznych zamkniętych średniego napięcia, spowodowanych nagłymi i nieprzewidzianymi zakłóceniami pracy systemu energetycznego wywołującego takie zwarcia.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL224958 uziemnik superszybki łuku zwarciowego, składający się z ceramicznego korpusu w kształcie walca z wewnętrzną komorą próżniową w której umieszczone są dwa metalowe styki elektryczne, z których jeden - nieruchomy przytwierdzony jest do sztywnej szyny a drugi ruchomy, którego zewnętrzna część - trzon, wystający na zewnątrz, zaopatrzony jest w sprężynę śrubową opierającą się z jednej strony o zewnętrzną powierzchnię korpusu a z drugiej strony o zderzak przytwierdzony do zewnętrznej końcówki trzonu styku ruchomego, do którego przyłączony jest przewód elastyczny, przy czym zderzak ma postać przypominającą kapelusz grzybka. Zestaw trzech takich uziemników, zamontowanych w celi rozdzielnicy tworzy uziemnik trójfazowy zabezpieczający rozdzielnię przed niekorzystnymi skutkami.

W chwili wystąpienia zwarcia łukowego, międzyfazowego, powstawała fala uderzeniowa przemieszczając się uderza również w zderzaki uziemników, które z łatwością pokonują opór sprężyn i przesuwa styki ruchome w stronę styków nieruchomych, które zwierając się powodują natychmiastowe przerwanie zwarcia łukowego.

Zdarza się jednak, że po zgaszeniu łuku następuje gwałtowny spadek ciśnienia w komorze rozdzielnicy i dochodzi do tego, że sprężyny osadzone na trzonach styków ruchomych uziemników rozprężają się, przez co powodują rozwarcie styków a to z kolei wywołuje iskrzenie między stykami, które niszczy powierzchnię styków, a także może przywrócić zwarcie łukowe. Zjawisko takie ma również niekorzystny wpływ na trwałość uziemnika.

Inny znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P.416471 ultra szybki uziemnik wysokiego napięcia składa się z komory próżniowej zamocowanej w obudowie posiadającej styk nieruchomy oraz ruchomy połączony ze sprężyną stykową. Drugi koniec sprężyny stykowej jest połączony z napędem wiroprądowym uziemnika oraz z pierwszą blokadą do stabilizacji położenia uziemnika w położeniu zamkniętym. W skład napędu wiroprądowego wchodzi ruchomy element przewodzący wiroprądowy oraz cewka włączona w obwód elektryczny do wytwarzania prądu o wysokiej częstotliwości i znacznej amplitudzie.

Po stwierdzeniu wystąpienia zwarcia w rozdzielnicy następuje włączenie cewki napędu do obwodu wysokiej częstotliwości co powoduje powstanie prądów wirowych w elemencie przewodzącym wiroprądowym napędu, wskutek czego pojawia się znaczna siła napędowa powodująca zamknięcie styków komory próżniowej uziemnika i zbocznikowanie prądu łuku zwarciowego. Łuk zwarciowy gaśnie a rozwijający się nadal prąd zwarciowy jest wyłączany przez wyłącznik. Uziemnik ten zabezpiecza urządzenia rozdzielnicy przed skutkami prądu zwarciowego, który może prowadzić do zapalenia się łuku wewnątrz rozdzielnicy. Uziemnik może bez wymiany pracować wielokrotnie.

Celem wynalazku jest wykorzystanie wysokiego ciśnienia wytwarzanego we wnętrzu rozdzielnic energetycznych podczas zwarć łukowych do natychmiastowego połączenia styków znajdujących się wewnątrz komór uziemników z jednoczesnym podtrzymaniem tego połączenia na czas niezbędny do wygaszenia łuku zwarciowego i zamknięcia zwory zwarcia metalicznego.

Uziemnik według wynalazku składa się z konstrukcji ramowej do której przytwierdzone są sztywno trzy komory próżniowe, każda posiadająca wewnątrz parę styków zwarciowych, z których jeden - stały, połączony jest z jednym z trzech sztywnych przewodów elektrycznych stanowiących trójfazowy tor zespołu prądowego urządzenia, a drugi - ruchomy, z każdej komory, połączony jest z szyną zwierającą wszystkie trzy styki ruchome a szyna zwierająca połączona jest, za pomocą elastycznego złącza przewodzącego, z ciągiem uziemiającym urządzenia elektryczne.

Styki ruchome komór próżniowych napędzane są za pomocą wału napędowego, poprzez układ dźwigni połączonych ze sobą przegubowo. Wał napędzany jest za pomocą sprężyny głównej uziemnika, połączonej z jednej strony do ramy a z drugiej do dźwigni napędzającej wał napędowy, która jest blokowana poprzez wałek blokujący posiadający dźwignię połączoną ze sworzniem umieszczonym wewnątrz ciśnieniowego wyzwalacza.

Ciśnieniowy wyzwalacz uziemnika składa się z pojemnika w kształcie, korzystnie walca, z jednej strony zamkniętego dnem z otworem w środkowej powierzchni, a z drugiej strony zamkniętego pełnym krążkiem, wewnątrz którego umieszczony jest sworzeń, którego jeden koniec wychodzi na zewnątrz przez otwór w dnie i łączy się końcówką dźwigni wałka blokującego a na pozostałą wewnętrzną część sworznia

PL 234 154 B1 nasunięty jest mieszek metalowy, którego dolna krawędź zespolona jest z wewnętrzną powierzchnią dna a górna z kołnierzem przytwierdzonym do drugiego końca sworznia, przy czym do kołnierza sworznia przytwierdzona jest jednym końcem sprężyna śrubowa a z drugiego do wewnętrznej powierzchni pełnego krążka walca, przy czym wewnątrz mieszka istnieje podciśnienie zbliżone do próżni.

Uziemnik w stanie gotowości ochronnej posiada rozwarte styki wewnętrzne, podtrzymywane w tym stanie przez sprężynę napędową napiętą między zaczepem konstrukcji ramy i zaczepem umieszczonym na jednym końcu, dźwigni napędowej, która to dźwigania osadzona jest na wałku napędowym wyposażonym w zespół dwóch małych dźwigni połączonych z trzonem uziemnika a drugi koniec dźwigni wyposażony jest w zaczep blokujący nacią sprężyny napędowe. W przypadku wystąpienia w rozdzielnicy zwarcia łukowego, następuje w jej wnętrzu, między innymi, gwałtowny wzrost ciśnienia gazów, wywołanego łukiem zwarciowym, którego fala uderzeniowa trafia również w powierzchnię ciśnieniowego wyzwalacza uziemnika, powodując przemieszczenie się sworznia w stronę przegubu łączącego sworzeń z końcówką dźwigni wałka blokującego, co powoduje obrót, o niewielki kąt, wałka blokującego i rozłączenie dźwigni napędu wału z wałkiem blokującym. Powoduje to, że sprężyna, poprzez dźwignię napędową obróci wał, który poprzez zespół dźwigni łącznika; styki ruchome - wał, nastąpi zwarcie wewnętrznych styków uziemnika we wszystkich komorach. W momencie zwarcia się styków w komorach, układ dźwigniowy ustawia się w jednej linii, dzięki czemu zablokowanie styków w komorach w pozycji zamkniętej wyklucza możliwość samoczynnego rozwarcia się tych styków, ponieważ docisk wspomagany jest przez sprężyny umieszczone między trzonami uziemników i zespołem dźwigni.

Po zlikwidowaniu zwarcia łukowego w rozdzielnicy i stwierdzeniu zdolności użytkowej rozd zielnicy, uziemnik można przywrócić do pełnienia swojej funkcji.

Uziemnik według wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia widok uziemnika; od strony torów prądowych, Fig. 2 - po obrocie uziemnika o kąt prosty, Fig. 3 - w przekroju A-A w stanie otwartych styków, Fig. 4 - w przekroju B-B układ dźwigni w konstrukcji ramy, Fig. 5 - przekrój A-A w stanie zwartych styków, Fig. 6 - przekrój B-B - układ dźwigni w konstrukcji ramy, Fig. 7 - przekrój podłużny ciśnieniowego wyzwalacza uziemnika.

Uziemnik według wynalazku składa się z konstrukcji ramowej (1) do której przytwierdzone są trzy komory próżniowe (2), z wewnętrznymi stykami stałymi (3), połączonymi z torami prądowymi (5) i stykami ruchomymi (4), połączonymi z szyną zwierającą (6), która połączona jest za pomocą przewodu elastycznego (7) z ciągiem uziemiającym (8). Styki ruchome napędzane są za pomocą wału napędowego (9) poprzez układ dźwigni (10), i sprężyn (11) wspomagającą docisk oraz dźwignię napędową (12), połączoną ze sprężyną (13), która z kolei połączona jest z ramą (1). Dźwignia napędowa (12) blokowana jest przez wałek blokujący (14) posiadający dźwignię (14.1) połączoną ze sworzniem wewnętrznym (15.1) posiadającym kołnierz (15.5), wyzwalacza ciśnieniowego (15), który to wyzwalacz składa się z rury (15.2) zamkniętej z obu końców, wewnątrz której umieszczony jest mieszek (15.3) i sprężyna śrubowa (15.4).

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Uziemnik superszybki trójfazowy łuku zwarciowego składający się z konstrukcji ramowej, do której przytwierdzone są trzy komory próżniowe, każda posiadająca wewnątrz parę styków zwarciowych, z których jeden jest stykiem stałym a drugi stykiem ruchomym, które przyłączone są do zespołu torów prądowych urządzenia, znamienny tym, że styki ruchome (4) podczas zwarcia napędzane są za pomocą wału napędowego (11) poprzez układ dźwigni (12) oraz sprężynę główną (13) uziemnika (2), połączoną z jednym końcem do ramy (1) a drugim do jednego końca dźwigni (12) połączonej z wałem napędowym (9), która to dźwignia (12) z drugiego końca jest blokowana przez wałek blokujący (14), który to wałek posiada dźwignię (14.1) połączoną z króćcem sworznia (15.1) umieszczonego we wnętrzu ciśnieniowego wyzwalacza (15) uziemnika.

2. Uziemnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnieniowy wyzwalacz (15) uziemnika (2) ma postać rury (15.2) zamkniętej z jednej strony dnem z otworem w środku, wewnątrz której umieszczony jest sworzeń (15.1) z górnym kołnierzem (15.5), którego jeden koniec wychodzi na zewnątrz przez otwór w dnie a na pozostałą, wewnętrzną część sworznia nasunięty jest mieszek (15.3), którego jedna krawędź opiera się o dno z otworem a druga połączona jest z górnym kołnierzem (15.5), do którego przytwierdzona jest sprężyna śrubowa (15.4), której drugi koniec połączony jest z drugim dnem bez otworu.

PL234 154B1

Rysunki

PL234 154B1

Fig. 4

PL234 154B1

A-A

Przekrój

Fig. 5

Przekrój

Fig. 6

PL234 154B1

Fig. 7