187905. lajstromszámú szabadalom • Ívoltószerkezet villamos kapcsolókészülékekhez
1 187 905 egyenes kontúrvonal mentén van elrendezve. Ezen az oldalon az 1 és 2 deionlemezeken kivágás is lehet abból a célból, hogy a villamos ívre nagyobb vonzóerőt gyakoroljanak, továbbá, hogy a felforrósodott gáztömeg számára'a kivágások kedvezőbb áramlási viszonyokat teremtsenek. Az 1 és 2 deionlemezeket a szigetelő 3 távtartó rögzíti a megadott helyzetben. Mivel az 1 és 2 deionlemezek hossza különböző, az oltókámra az átellenes oldalon lépcsős kialakítású lesz. A 2. ábra a találmány szerinti ívoltószerkezetet a kapcsoló nyitott helyzetében mutatja. A 4 állóérintkezővel szemben elhelyezkedő 6 mozgóérintkező a fémből készült 7 ívterelő szerelvényen felütközik. A kapcsoló zárt helyzetében a 6 mozgóérintkező és a 7 ívterelő szerelvény fémes kapcsolata megszűnik, és a 6 mozgóérintkező a 4 állóérintkezővel kerül fémes érintkezésbe. A 4 álló és 6 mozgóérintkező síkjára merőleges síkban helyezkedik el az 1. ábra szerinti deioniemezes ívoltókamra oly módon, hogy az egyenes kontúr mentén elhelyezkedő lemezvégek a 4 álló és 6 mozgóérintkező felőli oldalon vannak. A 4 álló és a 6 mozgóérintkező érintkezési síkja merőleges a deioniemezes ívoltókamra lemezeinek síkjára. A deioniemezes ívoltőkamra legszélső rövid 1 deíonlemeze a 7 ívterelő szerelvény mellett van és azzal párhuzamos, a legszélső hosszú 2 deioniemez pedig a fémből készült 4 állóérintkezőtől vezető 5 ívterelő szerelvény mellett, azzal párhuzamosan helyezkedik el. Az 5, 7 ívterelő szerelvények a rövid 1 deionlemezek hosszáig párhuzamosan fogják közre a deioniemezes ívoltókamrát. A találmány szerinti ívoítószcrkezetbcn az 1. ábra szerinti deioniemezes ívoltókamra rövid 1 deionlemezeinek az érintkezőtől távolabbi oldalánál a rövid 1 deionlemezzel szomszédos hosszú 2 dcionlcmczhcz célszerűen illeszkedő szigetelőanyagból készült 8 fojtóelem van kialakítva. A 8 fojtóelem szintén lépcsős kialakítású és térközzel illeszkedik az 1 és 2 deionlemezeknek a pl. 6 mozgóérintkezőtől távolabbi feléhez. A 2. ábrán a villamos ív mozgásának egy-egy pillanatnyi helyzete is látható, az ív kialakulásától számított időrendben I, II, III, IV/1 és IV/2 helyzetben. Az utóbbi két helyzet azonos időpontban fennálló, de különböző helyen lévő ívrészeket jelképez. A hullámos vonalak az ívoszlopot, a nyilak a gázok áramlási irányát mutatják. A kapcsoló kikapcsolásakor a 4 álló és 6 mozgóérintkező szétválásakor keletkező I helyzetű villamos ív a hurokerő hatására a deioniemezes ívoltókamra felé mozog oly módon, hogy az ív egyik talppontja a 4 állóérintkezőn, majd az 5 ívterelő szerelvényen, míg a másik ívtalppont a 6 mozgóérintkezőn liai ad. A II helyzetű villamos ív részeinek mozgási sebessége nem azonos. Az 5 ív terelő szerelvényen haladó ívtalppont gyorsabban, míg a 6 mozgóérintkezőn haladó ívtalppont lassabban mozog, mivel az 5 ívterelő lemezen a taippont folyamatos fémfelüleíen halad, míg a ő mozgóérintkező csúcspontjáról a talppont továbbhaladását a 7 ívterelő szerelvényre a 6 mozgóérintkező és a 7 ívterelő szerelvény közötti légköz nehezíti. A deioniemezes ívoltókamrába jutó, részekre darabolt III helyzetű villamos ív egyes elemeinek mozgási sebessége sem azonos, nevezetesen a hosszú 2 deionlemezek között mozgó ívelemek mozgása gyorsabb, mivel ezek között a villamos ív által felforrósodott gáztömeg szabadon áramolhat, míg a rövid 1 deionlemezek Jcözötti ívrészek mozgását a 8 fojtóbetét lassítja. Az eltérő áramlási és ívmozgási viszonyok a III helyzetű viliamos ívet két, egymástól jól elkülöníthető részre osztják, nevezetesen a rövid 1 deionlemezek között futó IV, 1 helyzetű és a hosszú 2 deionlemezek között futó !V/2 helyzetű ívrészekre, A IV/1 helyzetű ívrészek futását a szigetelőanyagból készült 8 fojtóbetét olyan mértékben fékezi, hogy az egyes ívrészek taippont hűtése optimális lesz. Egyidejűleg a IV/2 helyzetű ívrészek gyorsabban futnak a hosszú 2 deionlemezek között és erősen léc .ökkentik az íváram okozta termikus igénybevételt anélkül, hogy az ív újragyulladásának veszélye fennállna. ilyen módon a találmány szerinti deioniemezes ívoltószerkezet segítségével az ívreszek egy csoportjánál — a 2. ábrán látható IV/2 helyzetűeknél - kihasználjuk a gyors ívfutás nyújtotta előnyt, míg az ívrészek másik csoportjánál - a 2. ábrán IV/1 helyzetűeknél — a szigetelőanyagból készült 8 fojtóbetét révén optimális talppont hűtést biztosítunk. Az ilyen szakaszosan eltérő fojtású 1 és 2 deioniemez elrendezés számos előnyt jelent az ismert elrendezésű deior lemezes ívoltószerkezetekhez képest. Egyrészt a rövidebb 1 deionlemezekkel készített lefojtott oltókamra rész kiküszöböli az ismert megoldások fent említett hátrányát, nevezetesen, hogy a túl gyors ívfutás hátráltatja a ccionizációt, vagyis az ív kialvását. Másrészt a lefojtott rö\id és nyitott hosszú 1 és 2 deionlemezeket tartalmazó oltókamra részek együttes alkalmazása csökkenti a kritikus áram kialakulásának veszélyét. Ugyanis a hosszú 2 leionlemezeket tartalmazó nyitott oltókamra részbe már viszonylag kisebb áramok esetén is könnyen behatol az ív. Ha a megszakítandó áram növekszik, az ívet mozgató erő egyre nagyobb lesz és egyre inkább működésbe lép a rövid 1 deionlemezekkel készült lefojtott ívoltókamra rész. A kisebb áramok megszakításához kevesebb deioniemez is elég, míg a nagyobb áramok megszakításához egyre több hatékony hűtésű deioniemez köz lép működésbe, ezáltal az ívoltószerkezet tág áramtartományban egyenletesen rövid ívoltási időt biztosít. A találmány szerinti ívoltószerkezetben alkalmazott 1 és 2 deionlemezek számának, méreteinek és az alkalmazott fojtás célszerű összehangolásával biztosítható, hogy az ívoltószerkezet fajlagos - térfogat, vagy súlyegységre vonatkoztatott — megszakítóképessége jóval nagyobb, mint az ismert megoldású ivoltószerkezeteké, Összehasonlító megszakítóképesség vizsgálatokat végeztünk egyrészt a találmány szerint kialakított ívoltószerkezettel, másrészt azonos térfogatú ismert elrendezésű egyforma hosszúságú deioniemezekből felépített ívcitókamrával ellátott kapcsolókkal, 1-15 kA független áramú zárlati áramkörökben. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy azonos ívoltőkamra térfogat esetén a találmány szerinti ívoltószerkezetben alkalmazott lépcsős, 1. ábra szerinti deionlericzes ívoltókamrával a kapcsoló megszakítóképessége 20-70%-kal megnő, ha a 8 fojtóbetét alkalmazása mellett a hosszú és rövid 2 és 1 deionlemezek közötti hoszszúsági méretarány 1,25...2 között, a hosszú és rövid 2 és 1 deionlemezek számának aránya pedig 0,5 ...2 között van. A vizsgált áramtartományban a találmány szerint kialakított ívoitószerkezeínél kritikus áramot nem tapasztaltunk, míg a párhuzamosan vizsgált ismert felépítésű íve Itószerkezeteknél 1 —3 kA közötti áramtartományban az ívoltási idő 20...40 %-kai megnőtt. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 80 3
