144809. lajstromszámú szabadalom • Nagyfeszültségű fázisjavító kondenzátor

2 144.809 a kondenzátor üzemi árama, sem a kondenzátor bekapcsolása, vágy rövidzárlatkor fellépő áram nem olvaszt ki. A biztosítót a kondenzátor üzemi árama melegíti. A biztosító annyira melegszik fel, hogy a keletkezett meleg (I2

/) egyenlő legyen a környezet által elvezetett meleggel (a A AT). Fenti formulákban Rf a biztosító ellenállása, AT a biztosítóhuzal és a környező közeg közötti hőfokkülönbség, A a huzal felülete és a a hőátadási tényező. Ha egy csoportban elegendő (pl. 10 darab) tekercs van párhuzamosan kapcsolva, akkor — a tapasztalat szerint — könnyen elérhető, hogy a W% energiára kiolvadó biztosító az üzemi áram melegítő hatására kellő biztonsággal ne olvadjon ki. A biztonság azonban nagymértékben javítható, ha a biztosító szálat olajba helyezzük, amikor a hőátadási tényező kb. egy nagyságrenddel nagyobb lesz, tehát az üzemi áram háromszorosára ad kb. ugyanolyan biztonságot, mint léghűtésnél az üzemi áramra. Bár az olaj hőelvezetése sokkal hatásosabb a levegőénél, mégis tekercszárlat esetén az igen rövid ideig tartó áramlökésnél kelétkezett meleget még az olaj sem képes a kiolvadás idejéig elvezetni, vagyis az energia kiolvasztás hatását gyakorlatilag nem érinti. A kondenzátor bekapcsolásakor, vagy külső rövidzárlatkor csillapodó kirezgés lép fel. A csúcsáram U 2L I max. Prf -~^=r-. és az időállandó T = — , ]/h/C R ahol U a bekapcsolás pillanatában a hálózati feszültség értéke, L az áramkör önindukciója és C a kondenzátor eredő kapacitása, R az ellenállása. Bekapcsoláskor a kondenzátor belső önindukciójához, az ennek sokszorosát kitevő hálózati önindukciót hozzá kell adni. Ilyenkor az időállandó néhány század mp, amely alatt már a környezet hűtőhatása is érvényesül. Veszélyesebb a kondenzátor rövidzárlata, viszonylag rövid vezetékdarabot feltételezve, amikor esetleg csak néhány mikrohenry lesz az önindukció, az időállandó 10 /x sec. rendű lehet és a hűtés már nem érvényesül. Ilyenkor a kondenzátor teljes W energiája rendelkezésre állhat, mely megoszlik az nk belső biztosítóra. Tekintettel még arra, hogy minden biztosítóval sorba van kapcsolva egy tekercs, melynek fólia ellenállása hagyobb, mint a biztosítóé, ezért egy biztosítóra a csúcsfeszültségre feltöltött teljes kondenzátor rövidzárásakor W legfeljebb W, = energia juthat. /v) 2 nk w Egy tekercs átütésekor a biztosíték kiolvasztásához az előzőkben ismertetettek szerint rendelkezésre áll az (1) képlet szerinti Wi energia. Ha a biztosítékot úgy méretezzük, hogy pl. Wi/3 energiánál kiolvadjon, akkor, ha Wi/3 energiát a (2) képlet szerinti energiával elosztjuk, a energiaviszonyt kapjuk. A (3) kifejezés azt adja meg, hogy hányszor annyi energia szükséges egy biztosíték kiolvasztásához, • mint amennyi a teljes kondenzátor rövidzárásakor egy biztosítékra jut. Ha pl. k = 12, akkor - (k—1) =7,4 3 tehát ilyenkor 7,4-szeres biztonságunk van. A biztonság annál nagyobb, minél nagyobb k, az egy csoporton belül párhuzamosan kapcsolt tekercsek száma. Ez a számítás bizonyítja, hogy a találmány szerinti megoldás gyakorlatilag kellő biztonsággal megvalósítható, ami egyébként a találmány kidolgozása során kísérletileg is bizonyítást nyert. A kondenzátornál k növelésével a biztonság még tovább is fokozható. k értékét, vagyis az egy csoportban párhuzamosan kapcsolt tekercsek számát azért is indokolt növelni, mert egy tekercs kiesése eggyel csökkenti a csoportban megmaradó működő tekercsek szák—l , , mat, tehát a csoport kapacitását aranyban k nk csökkenti. Ezáltal arányban nő a cson (k—1) + 1 port megmaradó tagjain á feszültség. Pl. ha n = 3 és k = 12, akkor kb. 6%-kal. Ezért is indokolt minél több tekercset párhuzamosan kapcsolni egy csoportban. A párhuzamosan kapcsolt tekercsek száma megnövelhető úgy is, hogy a tekercs egyik fóliáját a fél fóliahossz feltekercselése után megszakítjuk és néhány menet papírréteg feltekercselése után újból tekercseljük. A két fólia-felet külön biztosítékkal csatlakoztatjuk. A tekercs természetesen több részre is osztható. A kondenzátortekercset kifejtett állapotban vázlatosan mutatja a 2. ábra. Az ábrán 1 a többrétegű papírdielektrikum, 2 a közös alumíniumfólia fegyverzet, 3 a több részre osztott másik alumíniumfólia fegyverzet, mely részek külön kivezetőkkel vannak ellátva és ezek csatlakoznak a biztosítékhoz. A találmány szerinti módszer, azon felül, hogy a kondenzátor biztonsagát egyszerű eszközökkel megnöveli, a kondenzátor élettartamát is jelentősen meghosszabbítja. Belső biztosítók nélkül a kondenzátor élettartama az első tekercs átütéséig tart. A találmány szerinti belső biztosítók esetén viszont még akkor is, ha minden csoportban kiesik néhány tekercs, a kondenzátor használható marad. A kondenzátor csak akkor fog teljesen kiesni, ha egy csoportban valamennyi tekercs átütött. Gyakorlatilag az élettartamnak az az idő vehető, amíg egy csoporton belül a feszültség 20—25%kal felemelkedik. Pl. n = 3 és k = 12 esetén egy csoporton a feszültség 20%-kal akkor fog emelkedni, ha ezen csoportban 3 tekercs átütött, feltéve, hogy a többi csoportban egyetlen tekercs sem ütött át. Ennek a valószínűsége azonban igen kicsiny. Szabadalmi igénypontok: 1. Nagyfeszültségű fázisjavító kondenzátor, mely sorbakapcsolt tekercs-csoportokból, a csoportok pedig párhuzamosan kapcsolt tekercsekből állnak,