194438. lajstromszámú szabadalom • Villamos megszakító, különösen középfeszültségű kapcsolószerkezetekhez
1 194.438 2 A találmány tárgya villamos megszakító, különösen középfeszültségű kapcsolószerkezetekhez, amelynek érintkezést biztosító részei hossztengelye irányában mozgatható csapja, valamint a csappal egytengelyűén elrendezett érintkező hüvelye van. Az érintkező hüvelynek a csappal érintkezést létrehozó elülső szakasza rések által tengellyel párhuzamos szegmensekre van felosztva. A szegmensek sugárirányba befelé nyúló süveggel vannak ellátva, amely zárt megszakító esetén a csaphoz rugósán illeszkedik. Amennyiben az érintkezést biztosító részeket, azaz a csapot és az érintkező hüvelyt terhelés alatt egymástól eltávolítjuk, akkor általában villamos ív keletkezik, amelyet el kell oltani. Az ív oltására olyan megoldás ismert, amelynél az érintkező hüvely és a csap közvetlen közelében keménygázból álló részek vannak elrendezve, amelyek villamos ív hatására elsősorban hidrogént és adott esetben C02 -t és elektronegatív gázokat bocsátanak ki, amelyek az ívet eloltják. Ilyen jellegű kapcsolók az ún. „keménygázkapcsolók”. ívoltó képességük bizonyos terheléstartományokban viszont nem megfelelő, így például kis áramok megszakítása esetén - terheletlen transzformátorok kikapcsolásakor — vagy 1 kA nagyságrendű áramok megszakítása esetén. A 17.90.337. sz. DE közrebocsátási iratból ismert olyan villamos megszakító, amelynek érintkező hossztengelye irányába mozgatható csap, valamint a csappal egytengelyűén elrendezett érintkezőhüvely, amely érintkezőhüvely sugárirányba befelé nyúló, zárt megszakító esetén a csapra támaszkodó süvegekkel van ellátva. A csap mellső része, valamint az érintkezőhüvely is jó villamos vezetőképességű anyagot, valamint villamos ív hatására az ívet hűtő oltógázokat kibocsátó anyagot tartalmazó kompoundanyagból áll. Az érintkezők szétválásakor keletkező villamos ív hatására mind a csapból, mind a hüvelyből egymással szembe irányuló oltógázok lépnek ki. Az érintkezők közötti távolság növekedésével a villamos ív hozzávetőlegesen tengelyirányúvá válik, míg az érintkezőrészekből merőlegesen kilépő oltógázáramok a villamos ívre merőleges irányba áramlanak, ami az oltóhatást rontja. Ezen ismert megoldás további hátránya, hogy az egymással szembe áramló oltógázok örvénykeltő hatást fejtenek ki, aminek következtében a kompundanyagból szabaddá tett anyagok a megszakító teljes kapcsolóházán szétszóródnak. Ennek következménye a teljes kapcsolóház nemkívánt elkormosodása és villamos szilárdságának csökkenése. Mivel mind a csap, mind az álló érintkező bocsát ki oltógázokat, az aránylag nagy mennyiségű oltógáz a kapcsolókaron belül nyomásnövelést okoz. A túlnyomás csökkentése céljából a kapcsolóházat szellőztetni kell. A találmány feladata különösen középfeszültségű kapcsolószerkezetekhez alkalmazható villamos megszakító létrehozása, amely az elkormolódást lényegesen csökkenti, az ismert megoldáshoz képest kisebb mennyiségű kompoundanyagot igényel és emellett megfelelő ívoltó tulajdonsággal jellemezhető. A csap bedugási mélysége a csapnak azon hossza, amely zárt megszakító esetén — amikor a csap előretolt véghelyzetében van - az érintkező hüvely szegmenseinek a csaphoz illeszkedő süvegein túl az érintkező hüvely belsejében helyezkedik el. A kompoundanyagnak oltógázokat kibocsátó alkotórészeként elsősorban műanyagok szerepelnek, mint például keményíthető egy- és kétkomponensű gyanták, valamint epoxigyanta, fenolgyanta, karbamidgyanta, melamingyanta és szilikongyanta, továbbá hőre lágyuló műanyagok, amennyiben tötlőanyagot befogadnak, példaképpen említhetők a poliamidok, a polipropilén, polietiléntereftalát, polibutiléntereftalát és poliacetál. A kompoundanyag azáltal vezetőképes, hogy különösen ezüstöt vagy rezet vagy nikkelt vagy vasat, vagy ezen fémek ötvözetét tartalmazza. A kompoundanyagokat úgy állítják elő, hogy a villamos vezetőképességet biztosító fémet poralakban az oltógázokat kibocsátó anyagba vezetik és ezzel együtt szilárd testté egyesítik, ahol az oltógázokat kibocsátó anyag kötőanyagként hat. Az által, hogy az érintkező csap csúcsán ívhatásra oltóanyagot kibocsátó kompoundanyagot alkalmazunk, elérhető, hogy a megszakító nyitása során — amikor a csapot az érintkező hüvelyből kihúzzuk — a csap és az érintkező hüvely között keletkező ív kezdettől fogva ezen kompoundanyagra essék. Ennek következtében az oltógázok közvetlenül ott állíthatók elő, ahol azok szükségesek és így az ív gyors oltásához vezethetnek. Az oltógázok az ív oltására lényeges alkotórészként hidrogént tartalmaznak, amely nagy hővezetőképességének és nagy diffúziós sebességének folytán az ívet annak égési időtartama során hatékonyan hűti, valamint az áram nulla-átmenetekor (váltakozó áram) a villamos ív által előállított plazmát tovább hűti és az ív újragyulladását megakadályozza. Az ív hűtését a hidrogén mellett széndioxid és oxigén is elősegíthetik. További előny, hogy az oltógázok elsősorban a csapnak az érintkező hüvely felőli felületéből kilépnek és az ív közelében az érintkező hüvellyel szembe irányított gázáramot keltenek, amelynek sebessége nagyobb, mint az ismert keménygázkapcsolók esetén előállított oltógázok sebessége. Az oltógázok növelt áramlási sebessége az ív erősebb hűtéséhez vezet és gyors oltását segíti elő. Az oltógázok részben az érintkező hüvely elülső részében tengellyel párhuzamos szegmensekre felosztó réseken távozhatnak. Az oltógázokat kibocsátó kompoundanyagnak a csap csúcsán való elhelyezése az oltógázok irányított áramlását biztosítja, aminek következtében a gázárammal sodort koromrészecskék a kapcsolószerkezet területén nem oszlódnak szét, hanem az irányított áramlás következtőben szűk, behatárolt területen rakódnak le, azaz az elkormosodás lokálisan behatárolhatóvá és az elkormosodás következményei különösen a feszültségszilárdság csökkenése kézbentarthatóvá válik, és ezáltal kevésbé gravírozó, mint a technika állásához tartozó megoldások esetén. Az irányított áramlással az érintkező hüvelybe behatoló oltógázok onnan a tengellyel párhuzamosan kiképzett réseken keresztül távozhatnak, így az érintkező hüvely hátsó végén alapvetően zártnak lehet kialakítva. Az irányított, különösen az érintkező hüvellyel párhuzamosan áramló oltógázok áramlásának kialakítására előnyös, ha az érintkező hüvelyt átmenő sugárirányú furattal látjuk el, hogy az oltógázok átáramolhassák. Ezáltal, továbbá az oltógázoknak a kapcsolószerkezetből való gyors elvezetését is elősegíthetjük. Egy további előnyös lehetőség a szűkén behatárolt, irányított oltógáz áramlás biztosítására abban áll, hogy az érintkező hüvely hosszának legalább részben körülvevő perselyt alkalmazzunk, amely az érintkező hüvelyhez képest elmozdíthatatlanul van elrendezve és az érintkező hüvely elülső végén annyira 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
