172349. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kisfeszültségű váltakozóáramú vákuumos kapcsolóknak egyenáramú áramkörökben való alkalmazására
3 172349 4 sével oltják ki. Ezzel a megoldással hasonlóképpen mesterséges villamos nullpont-átmenetet hoztak létre. Ilyen megoldást ismertetnek pl. a DT—PS 902 517, a DT—AS 1 059 074, a DT—AS 1 167 939 és a DT—AS 1 490 434 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírások. A fenti megoldások szerinti, egyenáramú áramkörök kikapcsolására szolgáló közepes és nagyfeszültségű hálózatokban alkalmazott berendezések hátránya az, hogy szerkezetük rendkívül költséges, mert biztosítani kellett, hogy a létrehozott áram nullponti átmenet után igen meredek felfutású feszültség jöjjön létre és meg kell akadályozni, hogy az atmoszférikus környezetben a nagynyomású érintkezőszerkezetek kapcsolása bizonytalanul menjen végbe. Ez az igen nagy költségráfordítás nem teszi gazdaságossá, hogy ezeket a szerkezeteket kisfeszültségű egyenáramú áramkörökben is alkalmazni lehessen. Az ilyen előfeltételek mellett gazdaságosabbnak látszott, hogy egyenáramú áramkörök megszakítására továbbra is csak egyenáramú ívoltásra készített szerkezeteket alkalmaztak, amelyeknél az ívfeszültséget hasznosították a szerkezet működtetésére. Az említett villamos ívfeszültség, amelyet a mágneses kifúvás vagy több kapcsolószakasz soros kapcsolása idéz elő, a hálózati feszültségnél szokásosan nagyobb értékű. Ismeretesek továbbá olyan kapcsolási elrendezések, amelyek egyenáramú áramkörök kikapcsolására vákuumkapcsolókat alkalmaztak. Az egyik ismert megoldásnál alkalmazott vákuumkapcsoló igen jó minőségű (10_(i torr vagy ennél még kisebb értékű) vákuumtérrel rendelkezett (például a DT—PS 941 736. sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalom). Ennél a megoldásnál egy pótlólagos elektróda alkalmazásával a kapcsolási szakasz villamos terét segédelektródákra térítették el a megfelelő ívkioltás érdekében. Ez az említett egyenáramú ívoltó szerkezet azonban kisfeszültségű célra csak igen szűk határok között volt alkalmazható. Egy további ismert megoldás szerint (DT—AS S 194 VIII b/21c német szövetségi köztársaságbeli szabadalom) nagy váltakozóáramú feszültségek megszakítására olyan vákuumkapcsolót alkalmaztak, amely az érintkezők nyitásával szinkronban működő szerkezettel volt ellátva. Ennek az ismert megoldásnak továbbfejlesztése alapján már javasolták, hogy ezt a szerkezetet egyenáramok megszakítására is alkalmazzák. E javaslat szerint az alábbiakban részletesebben ismertetett módon első lépésként áramnullpont-átmenetet hoztak létre, minek következtében a szinkronvezérlés megszólalt és az árammegszakítást a vákuumkapcsolókkal valósították meg. Ez a megoldás hasonlóképpen igen költséges volt, és ezért a kisfeszültségű egyenáramú védőrelék céljára nem vált be. Célunk az, hogy a kisfeszültségű váltakozóáramú védőreléknél alkalmazott vákuumkapcsolókat — egyenáramú áramkörök kikapcsolására gazdaságossági szempontból viszonylag kis költségráfordítással — a kisfeszültségű egyenáramú védőrelékhez tartozó áramtartományokban is hasznosíthassuk, azaz az eddig ismert olyan kapcsolószerkezetek alkalmazását kívánjuk gazdaságosabbá tenni, amelyek az egyenáramú áramkörökben eddig külön váltakozóáramú segédberendezések alkalmazását igényelték. További célunk az, hogy az 1 kV váltakozóáramú feszültséghatárig alkalmazott szokásos vákuumkapcsolókat egyenáramú áramkörök kikapcsolására is alkalmassá tegyük. A találmány szerint a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a terhelőellená.llást tartalmazó egyenáramú áramkörben a vákuumkapcsolóhoz párhuzamosan egy kondenzátor és egy kapcsolóelem soros kapcsolását kötjük, továbbá, hogy a kapcsolóelem vezérlőbemenete a vákuumkapcsoló érintkezőivel van csatolva. A találmány szerinti megoldás újdonsága abban van, hogy a kondenzátorral párhuzamosan egy ellenállás és a terhelőellenállás soros kapcsolása csatlakozik, és hogy a kondenzátor töltőszervét az ellenállásnál kisebb ellenállásértékű terhelőellenállás alkotja. A találmány egy további kiviteli alakja szerint a vezérlőimpulzus előállítására egy, a vákuumkapcsolót működtető segédkapcsolót, vagy az ívfény fényével működtethető optikai-elektronikus átalakítót alkalmazunk. A kapcsolóelemként tirisztor, vagy egy, a kondenzátor kisütőáramára méretezett további vákuumkapcsolót alkalmazunk, amelyet a vezérlőimpulzus rövid időre zár. Ez a kondenzátor kisütését indítja, majd ismét nyit, és így a kisütőáramkör biztonságosan megszakad. Kapcsolóelemként egy másik, önmagában ismert, feszültségimpulzussal indítható mechanikusan nem működtethető vákuumkapcsoló is alkalmazható. A találmány példakénti kiviteli alakját részletesebben rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezést szemlélteti, ahol kapcsolóelemként tirisztort alkalmazunk, a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezést szemlélteti abban az esetben, amikor kapcsolóelemként begyújtható vákuumkapcsolót alkalmazunk. Amint az 1. ábrán látható, a fogyasztó 1 terhelőellenállással sorbakötve egy 2 vákuumkapcsoló van elhelyezve. A 3 kondenzátor egy 4 előtétellenálláson át tölthető fel. A 3 kondenzátorral sorosan kapcsolt kapcsolóelemet egy 5 tirisztor, vagy egy feszültségimpulzussal begyújtható 6 vákuumkapcsoló alkotja. A vezérlőimpulzus létrehozására a 2 vákuumkapcsoló 7 működtető szervéhez csatlakoztatott 8 segédkapcsoló, illetve ezen utóbbi által a villamos ív fényével indítható optikai-elektronikus 9 jelátalakító van elhelyezve. A fogyasztó 1 terhelőellenállásának bekapcsolása után a 2 vákuumkapcsolón át a 3 kondenzátor önmagában ismert módon — a 4 előtétellenálláson át — töltődik. A kikapcsolásnál az 1. ábra szerinti kapcsolás szerint a vákuumkapcsoló nyitódó érintkezőinek 7 működtetőszerve egyben a 8 segédkapcsolót is zárja, miáltal az 5 tirisztor 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
