188441. lajstromszámú szabadalom • Vákuumkamrás megszakító
1 188 441 2 A találmány tárgya vákuumkamrás megszakító, amely túlfeszültség levezető nélküli-vákuumkamrás megszakítóként alkalmazható elektromos áramkörök megszakítására, és amelynek alacsony túlfeszültségi jellemzőjü érintkezőkkel ellátott elektródái vannak. Mivel a találmány szerinti vákuumkamrás megszakítóhoz nincs szükség túlfeszültség levezetőre, ezért az alkalmazásával kialakított vákuumkamrás megszakító egységek kis méretűre, és könnyű kivitelben készíthetők. Az olyan anyagok, amelyeket alacsony túlfeszültségű megszakítók elektródáihoz alkalmasnak tartanak, alacsony olvadáspontú rézalapú ötvözeteket, magas páranyomású elemeket, mint például bizmutot, ólmot, tellurt, szelént és hasonlókat tartalmaznak, továbbá ezüst-wolframkarbid csoportba és rézwolfram csoportba tartozó ötvözeteket - mindkettőt porkohászati eljárással gyártva. Az előző réz alapú ötvözetek kitűnő, alacsony túlfeszültségi jellemzőkkel rendelkeznek kezdeti állapotban, ismételt megszakítások előtt. De az esetben, ha a megszakított áram a rövidzárási áram nagyságát is eléri, a bizmut, ólom és hasonlók kiszivárognak a réz beágyazó anyagból, vagy elpárolognak, és ennek következtében az ötvözet elveszíti kedvező alacsony túlfeszültségi tulajdonságait. Az alacsony olvadáspontú, magas páranyomású elemek kiszivárgása következtében nyilvánvaló, hogy a dielektromos szilárdság és az árammegszakítási képesség nagysága jelentős mértékben csökken. így ezen ötvözetek gyakorlati alkalmazása különböző problémákkal jár együtt. Az utóbb említett ötvözetek, mint az ezüst-wolframkarbid csoportba és a rézwolfram csoportba tartozó ötvözetek szintén viszonylag kedvező alacsony túlfeszültségi jellemzőkkel rendelkeznek. Ezek közül az ezüst-wolframkarbid csoportba tartozó ötvözetek még nagy, rövidzárási áramnyi nagyságú áramok megszakítása után is kedvezően alacsony túlfeszültségi jellemzőket mutatnak. Azonban ezen anyagoknak az a hiányossága, hogy viszonylag nagy áramok megszakítására nem alkalmasak, és ezen határ növelése akadályokba ütközik. Az alacsony túlfeszültségi jellemzők az alábbiakban kerülnek részletesebb ismertetésre. A fentiekben említett réz alapú, Ag-WC csoportba és a Cu- WC csoportba tartozó ötvözetek egyike sem elégíti ki teljes mértékben az alacsony túlfeszültségi tulajdonságokkal kapcsolatban elvártakat. Az alacsony túlfeszültségi jellemzőket az határozza meg, hogy az anyag képes-e a megszakítási áram csökkentésére, amikor a vákuumkamrás megszakítón kis áram folyik át. Kívánatos volna, ha az az érték nulla amper lenne. A gyakorlatban azonban a nulla érték nem érhető el. Ennek értelmében szokásosan 1A-3A-ig terjedő értéket tekintenek alacsony túlfeszültségi jellemzőnek, habár ez az érték függhet a vizsgálati körülményektől. Mindamellett, hogy megszakadási áram ezen értéke nagy dielektromos szilárdságú terhelésekre, mint például forgógépekre (motorokra) transzformátorokra még megengedhető mértékű túlfeszültséget eredményez, de ez az érték még túl magas kis dielektromos szilárdságú terhelésekhez, mint például száraz transzformátorokhoz, és valószínűleg villamos átütést okoz. Különböző fogadó és elosztó létesítmények tervezésekor nehéz túlfeszültség levezető nélküli vákuumkamrás megszakítót találni, ha csupán a szokásos alacsony túlfeszültségü vákuumkamrás megszakítókat veszik számba. Más szóval a használatos alacsony túlfeszültségü vákuumkamrás megszakítók többnyire csupán korlátozottan alkalmazhatók, avagy csupán olyan terhelő áramkörökhöz, amelyeknek nagy a dielektromos (átütési) szilárdsága. Azon tényezők között, amelyek meghatározzák az alacsony túlfeszültségi jellemzőket, a legfontosabb a megszakadási áram, amelyet az elektróda anyaga határoz meg. Általában véve a fent említett kapcsolási túlfeszültség, V, a következő kifejezéssel írható le: V = P Is ■ Z ahol Is az elektródaanyagra jellemző megszakadási áram értéke Z a terhelő gép hullámimpedanciája P a terheléstől függő csillapítási tényező. Ezen összefüggés szerint a száraz típusú transzformátorok és hasonlók villamos átütésének megelőzésére beláthatóan a megszakadási áram Is értékét 1 A nagyságrendbe, sőt célszerűen 1 A alá kell csökkenteni. Ennek megfelelően a hagyományos anyagok nem felelnek meg túlfeszültség levezető nélküli vákuumkamrás megszakítókhoz. A találmánnyal célunk olyan vákuumkamrás megszakító létrehozása, amely alacsony túlfeszültségi tulajdonságokkal rendelkező érintkező elektródákkal van ellátva, és amely túlfeszültség levezető nélküli megszakítóként, illetve szakaszolóként alkalmazható. A találmány szerinti vákuumkamrás megszakító - amelyben nincs túlfeszültség levezető - vákuumkamrával és a vákuumkamrában elrendezett két elektródával van ellátva, amely elektródáknak legalább egyike alacsony túlfeszültségi tulajdonságokkal rendelkező ötvözetből készített érintkezővel rendelkezik. Az érintkező ötvözet porózus, hőálló és vezető anyagú hordozóból és szelén vagy tellur ezüsttel alkotott ötvözetéből vagy kizárólag ezüstnek tellurral vagy szelénnel alkotott ötvözetéből készülhet. A találmány szerinti vákuumkamrás megszakító vákuumkamrájában a nyomás kisebb, mint 1,4 ■ 10~3 Pa, és a vákuumkamrában két elektróda van, amelyek közül legalább az egyik elmozdíthatóan van kialakítva a terhelő elektromos hálózat zárásához és megszakításához, ahol a terhelő hálózat vagy 45 kV névleges túlfeszültségállóságú transzformátort, vagy 25 kV névleges túlfeszültségállóságú motort tartalmaz, legalább az egyik elektróda olyan ötvözetből készült érintkezővel van ellátva, amely alacsony túlfeszültségi jellemzőkkel rendelkezik. A megszakító megszakadási árama nem nagyobb 1 A-nél, ívkioltó képessége 6 kV-os áramkörben mérve nem nagyobb 27A/ps-nál. Főleg az esetben, ha a találmány szerint a megszakító névleges feszültsége legalább 3 kV, és átütés nélkül 45 kV impulzusfeszültséget áll ki, akkor a megszakító nehézség nélkül készithető a fentebb említett terhelőáramkört az áramkör megszakításakor fellépő túlfeszültséggel szemben védő túlfeszültség le-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
